ロボットメンテ前提のシールド工法共同溝

高度成長期に作られたインフラが老朽化し、補修費がかさむ問題について、その本丸は上下水道である。壊れたら修理しないわけには行かない(水浸しになったり汚物が溢れたりする)一方、その費用は膨大だ。その主たる理由は、地下に埋められていることにある。

対症療法たる補修は勿論必要なわけだが、根本的な解決策は別途必要だ。その代表的なものが共同溝だ。完全に埋めてしまうことがメンテナンス性を悪くしているので、後からアクセス可能なようにしておけばその後のコストは大きく減ることになる。

共同溝の欠点もまた分かっていて、初期投資が大きいことである。どうしても単独の溝より大きくなってしまうためだが、上下水管は一定以上細くできないし、何しろ人が通る必要があるから、小さくするのにも限度がある。空気も通さなければならない。そういった機構が費用を上げている。

これを解決する手段として、シールド工法による小型トンネル＋ロボット保守が考えられる。人間は入れない、ロボットによる保守のみ、という前提で、必要な穴径を小さくし、通風も行わない。またシールド工法を用いることで開削が不要なので、費用を抑えられる。

その構造は、下に下水管、その上に上水管、その上に電気・通信・ガスを入れてやるものとする。下水管は底に直置きとし、それ以外の管は、内壁の左右にある支持棒で支えて宙に浮くようにする。途中の要所にメンテナンス用の縦穴を通し、そこから交換用の資材やロボットを出し入れする。要するにマンホールだ。

通す管の中では下水管だけが少し特殊で、径が最大となること、また勾配が法律で決められている。このため、共同溝は下水管を基準に設置することになる。これは、万一上下水管が破損した場合でも、共同溝が排水管を兼用としてくれるメリットがある。

共同部の下水管の最小は150mmないしは200mmであるため、共同溝の大きさは少なくとも300～500mmになると思われる。僻地向けの500mmと、都心向けの1mを標準として作ってみてはどうだろうか。

実は、この程度の大きさの共同溝なら既に実例がある。問題はその先で、大きくは二つだ。①共同溝内の作業を全てロボットが行う、②共同溝自体の修繕や新たな共同溝の作成にもロボットを使う、というところだ。これができなければ低価格化は難しい。

ロボットは、天井付近にレールをつけておき、ここをモノレールのように移動する。これで、水没する危険もゴミでコケる心配もなく移動できる。通信も電力供給もここからできる。カメラとロボットアームを持ち、またロボットアームはある程度の力が出るように作る。これでケーブルの引っ掛かりを解いたり掃除をしたりする。アームの操作は自動でもラジコンでもよい。

もし共同溝そのものが破壊されたら、中の管は諦め、改めて共同溝を掘り直すのが簡単だ。無事なところから再開し、次のマンホールまで自動で掘り進むようなシールドマシンが必要になる。このシールドマシンは、一般の鉄道用などとは違って汎用化が可能である。掘り進む度に外壁を自動ではめ込み、隙間をシールドするところまで自動で行う。これは新たに掘り進む場合も同じである。

まだ問題はある。一般論として、シールド工法で作るということは、各家庭等への分岐も開削せずに行う必要がある。50cm径のマンホールに対して、各戸から20cm径の共同溝を掘るシールドマシンも必要になり、またできた穴を通してどうやって配線配管をするか。

また、特に電力ではトランスや各種制御機器が必要だが、それをどこに設置するか。共同溝内で一番危険なのは電線だろうが、これを狭い穴に押し込んで大丈夫なのかどうか。ネズミやシロアリなどの被害を避けるためにはどうしたらよいか。ロボットが詰まって穴を塞いでしまったらどうするか。...

まあ、「言うは安し」である。問題山積ではあるが、技術的に不可能ということではなく、考えることがいっぱいあって面倒だ、というところだと思う。後はコストだろうか。ロボット技術がもう少し発達してきたら、それらにも解決の糸口が見えるのかもしれない。