複雑な波返し工を建設用3DPを活用し、平準作業化。施工日数・人工を約8割削減

長崎県において地域インフラ整備を担う東興産業株式会社様が、従来工法では施工難易度が高い海岸条件の現場において、建設用3Dプリンタ（以下、建設用3DP）を活用して実施した施工事例をご紹介します。  実際に施工管理を担当した同社の土木部長の香川氏と、工事主任の前田氏に、建設用3DP活用の背景や具体的な施工効果などについてお話を伺いました。

建設業界に起きている「人手不足問題」

ーー 貴社が直面している、近年の建設業界における構造変化とその対策についてお聞かせください。

前田氏：業界全体では慢性的な人手不足が深刻化しています。弊社では現在、海外からの技能実習生（以下、外国人材）を積極的に受け入れています。

香川氏：受け入れ体制の構築やマネジメント面で色々なハードルはありますが、現在の労働需給を考慮すると、外国人材の活用は不可欠であると判断し、推進体制を整えました。現在、土木事業部全体で15名中5名が外国人材であり、年齢層は25〜35歳と若手中心です。
一方で、日本人の社員は40代後半〜70代と高齢化が進んでおり、年齢構成の歪みが課題となっています。外国人材は土木技術の習得に対して非常に意欲的であり、今回の建設用3DP施工に対しても「新しい先進技術」として高い関心とモチベーションを持って臨んでくれました。

前田氏：労務面だけでなく、各種資材価格の高騰、およびそれに伴う設計金額の上昇も、近年の顕著な環境変化として捉えています。

施工難易度が高い現場条件において建設用3DP活用が有効であると判断した理由

ーー 建設用3DPを活用しようと考えられたきっかけは何だったのでしょうか。
香川氏：もともと新技術・新工法の情報収集を進めていた中、2023年に実施された建設用3DPによるフーチング（基礎）施工を見学し、その合理性に強いインパクトを受けました。弊社の主要事業領域では天候に左右される現場が多く、工期遅延リスクの抑制が常に入札・施工上の課題でした。建設用3DPがもたらす工期短縮効果は、この課題に対する極めて有効な解決策になるため、活用したいと考えました。

ーー 実際に建設用3DPを活用するにあたって、現場からはどのような反応がありましたか。
前田氏：生産性向上への期待がある反面、当初は現場サイドに戸惑いもありました。「型枠レス」というコンセプトに対して、構造物としての強度、品質管理、施工管理のスキームが確立できるのかという懸念の声が上がりました。職人やオペレーターも建設用3DP構造体を扱うのは初めてだったため、最初は困惑していました。

こうした懸念には、「工場製作されるプレキャストコンクリート（二次製品）と同等の品質管理プロセスである」と紐付けて説明することで、現場の理解と合意形成を進めることができました。

ーー今回の現場は海岸部特有の厳しい環境だったとのことですが、具体的にどのような課題があり、なぜ建設用3DPの活用が決定したのでしょうか。
香川氏：今回の現場は海岸の最前線における「有筋波返し工」^*3の施工であり、非常に施工難易度が高い条件が揃っていました。

一番の懸念は、いつ高波が襲ってくるか分からないという気象・自然リスクです。従来工法（現場打ちコンクリート）を選択した場合、現場で型枠を組み、生コンクリートを打設して、必要な強度が発現するまでにどうしても数日間の養生期間を要します。もし、この期間中にひとたび高波が来れば、苦労して組んだ型枠ごと一瞬で崩壊・流出してしまう恐れがあり、天候リスクへの対応が大きな障壁となっていました。

労務面においても深刻な課題がありました。今回の構造物は波を遮るための特殊な反り返し形状（波返し断面）となっており、従来であれば上部と下部の2回に分けて施工しなければならず、非常に複雑でした。しかも、近隣地域には複雑な型枠を請け負える熟練工がほとんどおらず、遠方や他県から職人を確保しないといけません。当然、労務費や遠征コストが大幅にかさみ、予算管理や職人手配の調整が非常に難しい状況にありました。

施工箇所の海側に据え付けられている既設の大型消波ブロックの存在も問題です。従来工法では型枠作業のスペースを確保するため、これらをすべて一時除去（撤去・復旧）しなければなりません。さらに、大型消波ブロックを移設する重機を搬入するためだけに、重機専用の仮設道路を敷設しないといけず、莫大な費用と工期が発生する見込みでした。

従来工法では「天候・労務・コスト」のすべてにおいて課題が見えていたため、現場での型枠工事そのものをなくし、急速施工が可能な建設用3DPの活用が唯一の解決策になると考えました。

*3 有筋波返し工： 海岸などに強い波が陸に打ち上がるのを防ぐためのコンクリートの壁（波返し）をつくる工事

全ての課題をクリアし、施工日数・コスト・近隣住民への負荷を大幅に軽減

ーー今回の海岸工事において、具体的にどのような施工効果が得られましたか。
香川氏：最大の成果は、建設用3DPを活用することで、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点です。これにより、先ほど挙げたすべての課題において効果が得られました。

まず施工スピードがおよそ4〜5倍になったことで、限られた工期であっても非常に余裕を持った計画が立てられました。具体的には、従来の計画であれば「23日」かかる予定だった施工日数をわずか「5日」に短縮（-78%）できました。これにより、現場で高波の脅威に晒される危険な時間を極小化でき、安全性を向上しました。

建設用3DPの設計自由度を活かすことで、従来は2回に分ける必要があった複雑な反り返し形状を一回で一体成形して製造・設置するという効果もありました。現場での型枠工事自体が不要になり、他県からの熟練工に頼る必要がなくなりました。現場作業が大幅に簡素化・平準化されたため、施工人工についても従来の「48人工」から「13人工」（-72%）へと削減でき、当社の若手や経験の浅い外国人材主体のチーム編成であっても、安全かつ均一な高品質施工を達成しました。

そして建設用3DP部材を上空から据え付ける施工に変えたことで、懸念だった海側の消波ブロックを動かさずに済みました。結果としてブロックの一時除去と、そのための仮設道路構築を丸ごとカットすることができました。

地域社会への貢献という意味でも予想以上の効果がありました。当初の計画では、消波ブロックの移動のための仮設道路の設置により「一般車両通行止め」を余儀なくされる予定でした。しかし、建設用3DPを活用したことで消波ブロックの移動が不要になったため、通行規制を行わず完遂できました。近隣住民への交通負荷や騒音を最小限に抑えられたことは、発注者（自治体）視点からも非常に評価の高いポイントになったと確信しています。

複雑な難工事を平準化。案件獲得や採用ブランディングにも確かな波及効果

ーー 建設用3DP施工の社内や対外的な反響、今後のビジネス展開への手応えはいかがでしょうか。
香川氏：今回の実施工を通じて、難易度の高い有筋波返し工のような海岸工事であっても、建設用3DP技術を最適に組み合わせることで、現場作業の難易度を下げ、平準化できると実感しています。これにより、高度な職人技への依存度を下げ、若手や経験の浅い外国人材主体のチーム編成であっても安全かつ高品質に施工を完遂する体制に構築し、労務構造が変わっていくこれからの建設業において、経営上極めて大きな強みになると考えています。

また、発注入札（総合評価落札方式等）の局面においても、従来の積算や常識的な工法スキームを覆す「原価・工期短縮の技術提案」が可能となり、応札時の競争優位性を確保できる確かな手応えを感じています。近年、弊社の近隣エリアに建設用3DP製造拠点が整備されたことも追い風で、自社のユニック車で直接引き取りに行くことで、輸送コスト（運賃）の抑制も実現しています。

さらに副次的効果として、このプロジェクトの成功により他部署も含めた全社的な「チャレンジマインド」が醸成されつつあり、組織の活性化という面でも大きな収穫がありました。

前田氏：別で行った有筋の工事では、建設用3DP部材にはあらかじめ配筋用のスリット（穴）が精密に出力されているため、現場での鉄筋建込み作業が驚くほど容易でした。また、生コンクリートを内部に充填するための開口部も適切に確保されており、打設時の充填目視確認が確実に行えました。工期が詰まった災害復旧現場などにも、即座に応用できると実感しました。

長崎県内、ひいては九州全域で見ても建設工事における建設用3DPの施工事例はまだ希少です。「最先端技術にいち早く挑戦できる施工会社」としての企業イメージが確立されつつあると感じます。これが、建設業を志す若い求職者の入社意欲を刺激し、将来的な人材流入（採用ブランディング）の強力な武器になると期待しています。

実際、この施工実績を見た他社様からすでに複数の技術相談が寄せられており、来年度以降の工事における共同提案や、新たな案件獲得の商機にもなっています。

技術不安を解消するサポート体制

ーー 建設用3DPの開発・提供元であるPolyuseのサポート体制はいかがでしたか。

香川氏：技術協議の段階からフロント対応、現場での迅速なリカバリーを含め、非常に柔軟かつスピーディに対応してもらいました。初めての試みながら技術的な不安を感じることなく進められました。定例の打ち合わせでも、リスクの事前抽出やこまめな条件確認を徹底していただき、施工管理を行う立場として非常に高い安心感がありました。

前田氏：建設用3DPはまだ業界全体に一般化しきっていない黎明期の技術です。だからこそ、Polyuse様には今後も多様な現場条件における施工データなどの実績を積極的に発信し、業界内での認知拡大を牽引していただきたいです。