A⁴CSELが挑んだ土木施工革命──成瀬ダムから月面まで
日本最大級のダムに自動化建設機械14台を投入 秋田、岩手、宮城の3県にまたがる栗駒山の北側に位置する秋田県雄勝郡東成瀬村。奥羽山脈のふもとに広がる自然豊かな村で、「日本で最も美しい村連合」にも加盟している。村の中央には秋田県を経由して日本海に注ぐ一級河川雄物川水系の成瀬川が流れている。ここは以前から3月から5月の雪解け水で洪水に悩まされ、明治27年（１８９４年）には洪水で未曾有の被害をもたらし、近年でもたびたび浸水被害が発生していた。 さらに雄物川は夏場を中心に上水道や農業用水の取水ができなくなるなどの渇水被害が平成以降、3年に１度の頻度で発生していた。 こうした事態を憂慮した国土交通省は自ら直轄で日本最大の多目的ダム「成瀬ダム」の建設を決断した。 成瀬ダムの着工が始まったのは2018年9月。施工したのは鹿島建設、前田建設、竹中土木のJV（ジョイントベンチャー）。ここに鹿島が2009年から開発を進めてきた自動化施工システム「A4CSEL（クワッドアクセル）」を導入した。これは建設現場を工場のように効率化することを目指した革新的な技術で、中核技術には①汎用建設機械の自動化改造② AIによる施工計画最適化③遠隔管制がある。 これまで振動ローラを皮切りにブルドーザ、ダンプトラックを自動化し、2015年5月には五ケ山ダム堤体建設工事、2017年1月には大分川ダム建設工事、2018年には小石原川ダム本体建設工事で導入し、実証実験を進めてきた。 成瀬ダムは最盛期に自動化振動ローラ4台、自動化ブルドーザ3台、自動化ダンプトラック7台の計３機種14台の自動化建設機械を連携して無人化施工を行うフルスケールでの初の本格導入となる。400㎞離れた鹿島西湘実験フィールドから３人の管制員(ITパイロット)が2交代制で24時間管制を行った。 成瀬ダムは当初、ロックフィルダムを採用する予定だった。ロックフィルダムは、岩石や土砂を積み上げて造るダムの一形式で、地盤が弱い場所でも建設可能な柔軟性と経済性を持つ構造だ。しかし地質特性、環境配慮、コスト削減などの視点から検討が行われ、セメントで固めた砂れき（CSG：Cemented Sand and Gravel）を台形状に積み上げて造る日本で開発された最新のダム形式である台形CSGダムが採用された。CSGは台形型という安定した形状だから必要強度を小さくでき、現地発生材を使用するため、環境負荷低減やコスト縮減が期待できるからだ。 成瀬ダムは高さ114.5ｍ、長さ755ｍ、ダム本体を構成する材料の体積485万㎥。完成すればダムの湖面の面積は2.26㎞、サッカーグラウンド300面以上とれる広さとなる。貯水量は約7850万㎥、25mプールなら31万杯分に相当する。しかし日本屈指の豪雪地帯で冬季は堤体施工を中止せざるを得ない地域であるため、日本最大級のCGSダムを建設するためには、1カ月当たり25万～30万㎥というこれまでの同種の工事の2倍以上の大容量高速施工が要求されている。 鹿島建設技術研究所のプリンシパル・リサーチャー、三浦悟氏は次のように語る。 「A４CSELは管制室の数人ですべての重機を管理することができ、前日に作業計画を提出しておけば、あとは自動的にすべてやってくれますから現場に人が入る必要はありません。自動化では熟練者の操作データなどが組み込まれて最も効率的な作業ができるようになっていますし、人が現場に入りませんから人身事故も起こりません」 打設スピードの向上で生産性を倍増 では、このダムをどのように建設していくのか。 台形CSGダムを建設するには、まず現地で発生する石や砂れきにセメントと水を加えて混合しCSGを製造し、それを自動化ダンプトラックで、あらかじめ指示された位置まで運搬、指定位置でのダンプアップ（荷下ろし作業）を行う。 自動ダンプは熟練者の操作データを活用した制御システムを活用しているが、搬送はいちいち切り返して進行方向を変えなくてもそのままバックで元の位置まで戻れるので、人の運転よりもかなり早く移動することができる。 ダンプトラックから荷下ろしされたCSGを自動化ブルドーザで敷き広げる「まき出し」作業を行う。いわゆる「敷均し（しきならし）」と呼ばれる作業だ。１リフト（層）あたり25㎝程度の厚さに打設する。自動化ブルドーザにも熟練者の操作データや走行経路、ブレードの高さの違いによる材料の広がり形状を測定するシミュレータを活用して制御システムを搭載している。
