建設用3Dプリンタを活用し、工期の全体を1.5ヶ月短縮し、利益改善も実現 ！農作業期への影響を回避した水路拡幅工事

石川県小松市の加越建設株式会社様が、2022年に発生した豪雨被害に伴う排水能力向上のための水路を拡幅する「石橋川排水区導水路等新設工事(5工区)」（発注者：石川県小松市）において、建設用3Dプリンタを活用した水路擁壁施工の事例をご紹介します。4月からの田植え期（用水利用）に遅れを出せないタイトな工期と、斜めから垂直へと断面が変化する複雑形状のため、従来の型枠組みでは施工難易度が高いという課題に直面。建設用3Dプリンタ技術により、作業期間の短縮と大幅な省人化を達成しました。田植え時期に合わせた円滑な施工を実現し、発注者・近隣住民から高い評価を得た本案件について、同社 工事課長の加藤 博幸氏にお話を伺いました。

地域の排水能力拡張工事。4月の田植え期に影響しかねない緊迫した工期

——今回対象となった「石橋川排水区導水路等新設工事(5工区)」の概要と、着工前に抱えていた現場の課題を教えてください。

石川県小松市において2022年に起きた豪雨被害を受け、地域の排水能力を向上させるために導水路を拡幅する重要な整備事業です。

着工にあたって最大の課題となったのが、「厳格な工期」と「近隣農家様への配慮」でした。現場の近くには田んぼがあり、石川県では毎年4月頃から田植えに向けた工作作業が本格化します。工事期間は5月末まででしたが、4月以降に用水が使えなくなったり工事が遅れたりすれば、地元農家の方々の営農に甚大なご迷惑をおかけしてしまいます。当時、社会的に「米不足」が大きな話題となっていたこともあり、「一刻も早く水路を完成させ、安心して春のお米作りを迎えていただきたい」という強い使命感がありました。

さらに施工面においても、今回の水路擁壁は断面が斜めから垂直へと変化する複雑な形状をしていました。冬場の寒冷期に現場打ちコンクリートで施工する場合、足場設営や複雑な型枠組みが必要となり、養生を含めて1ヶ月近くかかる想定でした。工期遅延のリスクやコスト増大が大きな懸念がありました。

——そうした中、建設用3Dプリンタ技術の活用を検討されたきっかけや決め手は何だったのでしょうか？

元々、YouTubeやテレビなどのメディアでPolyuseさんの建設用3Dプリンタ技術を目にしており、「これはおもしろい。将来絶対に必要になる技術だ」と強い興味を持っていました。自分自身も型枠を組んだ経験がありますが、型枠工事は非常に頭を使いますし、職人の高齢化が進む中で若手に技術を継承するのも容易ではありません。今回のような複雑形状・短工期の現場こそ建設用3Dプリンタが最適だと判断しました。

私のモットーは「明るく楽しい現場づくり」です。「新しい技術に自ら挑戦し、自分たちの手で業界を変えていきたい」と常に考えています。現状の建設業界は若手の入職者が少なく、50代以上が中心という年齢構成の偏りがあります。熟練の技術と最新のDXツールとでは世代間で親しみやすさに差があるのも事実です。だからこそ、その中間に位置する『谷間世代』の私たちが橋渡しとなり、新しい技術を積極的に取り入れて現場のイメージを変えていく役割があると感じていました。

——発注者である小松市様や社内、現場職人の方々の反応はいかがでしたか？

発注者の小松市へPolyuseさんの資料やカタログを持参してご提案したところ、最初の打ち合わせで「おもしろいね！やってみよう」と前向きな反応をいただけました。農家さんへの影響を最小限に抑えたいという想いが一致していたため非常に協力的でした。

社内では当初コスト面などから心配する声もありましたが、推進を後押しする社員の強い声にも背中を押され、挑戦が決定しました。現場を担当する若い作業員や職人たちに動画を見せると、「ぜひやりたいです！」と盛り上がっていましたね。

現場を見に来られる地元の農家さんや住民の方々にも動画をお見せしながら「この建設用3Dプリンタ技術を使えば工期が大幅に短縮でき、4月からの田植えに間に合いますよ」と説明したところ、非常に興味を持っていただけました。

現場作業削減と作業スペースの確保により多工程の並行施工が可能に。全体工期1.5ヶ月短縮し、利益改善も実現

——実際の施工において、具体的にどのような導入効果が得られましたか？

最大の成果は、現場での型枠組み立て・解体プロセスを丸ごと省略できたことです。当初、型枠の組み立てと養生で約1ヶ月（約30日）を見込んでいた作業が、建設用3Dプリンタ部材とプレキャスト製品^*1の据え付けによりわずか1週間（約7日）で完了し、作業期間を約8割（76.7%）削減することができました。  

また、施工人数（人工）についても大きな省力化が実現しました。従来の型枠工法では型枠大工や資材運搬を含め延べ約50人工を見込んでいましたが、建設用3Dプリンタ施工では2〜3人の少人数でスムーズに進行し、トータル10人工（80.0%削減）に抑えられました。

吊り治具のワイヤー長さを微調整するチェーンを活用することで据付け時の水平出しも容易に行え、現場作業員も「こんなに簡単なのか」と驚いていました。

施工体制の面でも、型枠専門業者の手配・調整する必要がなくなり、土木事業者1社との連携のみで現場施工を完結できたため、施工体制台帳の作成や複数業者間の工程調整といった事務作業の負担軽減にも大きくつながっています。

現場作業が削減され、スペースや工程に余裕が生まれたことで、仮設通路の撤去や隣接するボックスカルバート周辺作業、底版コンクリート打設といった他工程の並行施工が可能となりました。結果として、現場全体の工期を1.5ヶ月短縮することができました。

*1 プレキャスト製品：あらかじめ工場などで製造・成形されたコンクリート製品

——コストや利益面での変化はいかがでしょうか？

全体工期が1.5ヶ月短縮されたことにより、仮設用の敷鉄板500枚等の長期リース費用や重機費、安全施設費、職員の労務費などの経費が大幅に削減されました。局所的な部材費は上がっても工事全体で見れば経費削減効果が上回り、最終的な工事利益は当初予算よりも大幅にプラス改善する結果となりました。

——工事完了後、発注者や地域住民、社内からはどのような反響がありましたか？

近隣住民の方々からは「こんなに早く終わったの!?」と驚きと感謝の声をいただきました。無事に4月からの農作業に間に合わせることができ、地域貢献を果たせたと実感しています。

発注者である小松市からの評価も大変高く、工事評価点で高得点をいただけただけでなく、今回の現場で実施した現場見学会が直接のヒントとなり、小松市の別の工事において建設用3Dプリンタを活用し、発注されました。働き方改革、週休2日制を推進する有効な手段として行政側からも高く評価いただいています。

当初慎重だった社内メンバーも最終的な成果と利益改善を見て「本当にやって良かった！」と言ってくれています。全社的なチャレンジ精神の醸成につながりました。

山間部・河川から曲線デザインの公園まで。建設用3Dプリンタが拡げる新たな可能性

——今後、建設用3Dプリンタを活用して挑戦したい工事や新しいアイデアはありますか？

次は橋脚などの「フーチング（基礎）」施工や、現場打型枠を一切使わない一体型水路構造物に挑戦したいと考えており、すでにPolyuseさんや協力会社さんとも具体的な相談を進めています。

石川は山が多いため山間部の砂防堰堤や、水があって型枠を組むのが大変な河川工事などは、建設用3Dプリンタの強みが非常に活きる領域だと感じます。また、公園の遊具や曲線を取り入れたデザイン構造物など、子供たちが感動するような「夢のある構造物づくり」にも活用したいですね。実際、小学2年生になる自分の子供に建設用3Dプリンタの施工動画を見せたところ、「すごい！おもしろい！」と目を輝かせていました。若い世代や子供たちに建設業の楽しさを伝える技術であると確信しています。

これから若い世代の技術者が建設用3Dプリンタなどの最新技術を使いこなし、50代・60代がそれを支える時代がやってきます。Polyuseさんにはこれからも業界を牽引し、建設現場を明るくワクワクするものに変えていくパートナーとして期待しています。