土壌汚染対策工事の掘削量を「数字で言い切る」3D計測ガイド：コスト超過と残存リスクを同時に防ぐ

要点：土壌汚染対策工事の勝敗は「掘削量と低面形状」のコントロールで決まる

土壌汚染対策工事で最も支配的なコスト要因は、掘削・搬出する汚染土の体積、すなわち土量です。この土量をどこまで正確に見積もり、実績として管理できるかは、単なる積算精度の話ではなく、法令順守と残存リスクのマネジメントそのものと言えます。

なぜ掘削量の誤差がコスト・リスク双方の致命傷になるのか

汚染土壌の掘削は、「指定された範囲・深さを過不足なく除去すること」が前提です。掘削量の誤差は、次のようにプロジェクトに直接跳ね返ってきます。

• 過剰掘削（Over-Excavation）： 本来汚染対象でない土まで搬出・処理することで、処理単価の高い汚染土の数量が膨らみ、想定を超えるコスト増加を招きます。わずかな過掘りでも数百万〜数千万円規模の差分が発生するケースもあります。
• 過少掘削（Under-Excavation）： 設計深度まで掘り切れていない場合、汚染土が残存している可能性が高くなります。これは土壌汚染対策法上の対策完了要件を満たさず、追加工事・行政指導・土地取引の停滞など、大きな事業リスクを生みます。

3次元計測がもたらす「見える化」と意思決定の変化

3次元計測（ドローン写真測量や地上レーザースキャナ）は、数点の測量結果ではなく、数百万〜数億点の点群として掘削低面全体を捉えます。これにより、低面の凹凸や勾配、局所的な掘削不足箇所まで、面的に把握することが可能になります。

計画低面モデルと3D計測結果を重ね合わせて体積差分を算出することで、どこでどれだけ掘り過ぎているか／掘り足りていないかを定量的に把握できます。結果として、「この深さなら汚染土は残っていない」といった感覚的な判断から、「このエリアは設計より◯cm浅いので追加掘削が必要」といったデータに基づく意思決定へと変わります。

土壌汚染対策工事に特有の「土量管理の難しさ」と従来手法の限界

建設DXが進んでいるとはいえ、土壌汚染対策工事の土量管理は、一般の造成工事と比べて前提条件がシビアです。ここでは、その背景と従来手法の限界を整理します。

一般土工とは異なる、土壌汚染対策工事の前提条件

造成工事であれば、多少の土量誤差は場内調整や盛土の厚み調整で吸収できる場合もあります。一方、土壌汚染対策工事では、次のような前提を満たす必要があります。

• 特定有害物質を含む土を、指定された範囲・深度以上確実に除去すること
• 一方で、過剰な掘削による搬出・処理量の増加は抑え、事業採算性を守ること
• 対策完了後に、汚染土が残存していないことを第三者に説明できる資料を整えること

つまり土量管理は、コストと品質（浄化レベル達成）の両方に直結しており、「少し多めに見ておけば安全」という発想がそのままコストインパクトになる領域です。

点計測ベースの測量が抱える誤差・安全・工期の課題

従来のトータルステーションやレベルによる測量は、今でも広く使われていますが、土壌汚染対策工事に適用する際には次のような課題があります。

• 点と点の間が「見えない」： 計測点の設定密度には限界があり、特に掘削低面の凹凸が激しい現場では、点と点の間で大きな誤差が潜みやすくなります。
• 作業員の安全確保： 深い掘削部や法面近傍で測量を行う場合、重機との接触や土砂崩壊のリスクを考慮しなければなりません。安全確保のために作業時間がかさみ、工期を圧迫する要因にもなります。
• 中間検査ごとの負担： 掘削の進捗に応じて何度も測量が必要になると、そのたびに重機を止めて人を入れる必要があり、工程管理が複雑化します。

ドローン・地上レーザーによる掘削低面の3D可視化と体積算出

こうした課題に対して、3次元計測は「非接触」「面的把握」という2つの観点から有効な解決策を提供します。ここでは代表的な手法と、掘削低面をどのように3Dモデル化するかを整理します。

UAV写真測量と地上型レーザースキャナ（TLS）の使い分け

現場条件に応じて、代表的に次の2つの手法を使い分けます。

• UAV写真測量： ある程度開けた敷地で、掘削範囲が広いケースに適しています。ドローンで上空から連続撮影を行い、SfM（Structure from Motion）処理により高密度の点群を作成します。短時間で広範囲を一括計測でき、現況地形の把握や掘削前後の比較に有効です。
• 地上型レーザースキャナ（TLS）： 周辺に建物が近接している、掘削深さが深い、壁面形状も含めて捉えたいという場合に力を発揮します。ミリ〜センチオーダーの精度で点群を取得でき、最終検査や複雑な形状の低面把握に適しています。

点群からDTM/TINを生成し、掘削低面を「面」として定義する

取得した点群をそのままではなく、土量計算に耐えるデータへと整えることが重要です。一般的な流れは次の通りです。

1. ノイズ除去： 重機・車両・仮設材・作業員など、掘削低面以外の点群をフィルタリングし、解析対象を「裸地面」に絞り込みます。
2. DTM/TINの生成： クリーンアップした点群から、不規則三角形網（TIN）や数値地形モデル（DTM）を作成します。点と点の間を補間し、連続した「面」として低面を定義します。
3. 解析範囲のクリッピング： 汚染対策範囲に対応するポリゴンで切り出し、不要なエリアは除外して体積計算の対象を明確にします。

この段階まで整備すると、掘削低面を平面図・縦横断図・3Dビューのいずれの形でも扱えるようになり、設計データとの比較もしやすくなります。

計画面との体積差をヒートマップで可視化するメリット

設計側で持っている計画掘削低面（3D面）と、現況低面DTMを重ね合わせることで、各メッシュごとの高低差と体積差分を算出できます。これをヒートマップとして色分け表示すると、次のようなメリットがあります。

• 設計より浅いエリア（過少掘削）が、一目でわかる
• 局所的な過剰掘削箇所を把握し、コストインパクトを評価できる
• 追い掘りすべき箇所をピンポイントで指示できるため、重機稼働時間を最小化できる

結果として、「どこをどれだけ追加で掘るべきか」を、経験則ではなくデータを根拠に判断できるようになります。

【ワークフロー】土壌汚染対策工事に3次元計測を組み込む手順

ここからは、実務で3次元計測を組み込む際の典型的なワークフローを3ステップで整理します。既存の施工フローに無理なく組み込みつつ、最大限の効果を出すことを意識しています。

ステップ1：現況計測と座標系の統一（基準ボリュームの確定）

掘削開始前に、まず敷地全体の現況地形を高精度に把握します。ここで取得した点群は、掘削前後のボリューム差分を求めるための基準データとなります。

• 目的： 掘削前の基準体積と、共通の座標系を確立すること。
• ポイント： GCP（標定点）や既存測量成果と整合を取ることで、後続の中間・完了計測との比較がスムーズになります。

この段階で「計測の前提」を現場関係者で共有しておくことで、後の数値差異を議論する際のベースラインが明確になります。

ステップ2：掘削段階ごとの低面計測と体積差分の算出

掘削が進み、検査や土量確定が必要なタイミングごとに掘削低面を3D計測します。取得した点群をDTM化し、設計掘削面と比較して体積差分を算出します。

• 目的： 過剰掘削・過少掘削のエリアと量を把握し、その場で是正できる状態にすること。
• ポイント： ヒートマップ表示により、設計より浅い箇所を明示し、追加掘削の指示を即座に出せるようにします。多層掘削の場合は、層ごとにDTMを分けて管理します。

このステップでこまめにフィードバックループを回しておくことで、完了時点での大きなズレを防ぎ、「最後にまとめて調整しよう」という危険な先送りを避けられます。

ステップ3：中間・完了検査でのデータ整理と提出資料化

行政・発注者の中間検査・完了検査に向けて、これまでの計測結果を整理し、提出用の資料にまとめます。

• 目的： 汚染土が残存していないこと、および過剰な掘削も行っていないことを、第三者に対して客観的に示すこと。
• ポイント： コンター図・縦横断図・体積計算書に加え、必要に応じて点群データやDTMの説明資料、差分計算のロジックを添付することで、資料全体の説得力が高まります。

「なぜこの掘削量で完了と判断したのか」を、数値と図面で説明できる状態にしておくことが、後々のトラブル防止につながります。

コスト・工期・品質へのインパクト：3次元計測が効くポイント

3次元計測の導入は、単なる“最新機器の導入”ではなく、プロジェクト全体のリスクプロファイルを変える投資です。ここでは特に効きやすい3つの観点を整理します。

搬出・処理コストの予実管理精度をどこまで高められるか

汚染土の搬出・処理費は、対策工事の総コストの中で大きな割合を占めます。3次元計測による体積算出精度が上がることで、契約数量と実績数量の乖離を最小化し、予備費の消化や追加協議の発生を抑えられます。

事前に「この程度の誤差は出るだろう」と曖昧に見込むのではなく、「この工程まで進んだ段階で毎回ボリュームを確定する」というルールを置くことで、プロジェクト全体のキャッシュフローが安定し、発注者とのコミュニケーションもスムーズになります。

汚染土残存リスクを定量評価し、品質を「証明」する

土壌汚染対策で最も避けたいのは、対策完了後に「まだ汚染が残っているのではないか」と指摘されることです。3D計測により掘削低面を面的にチェックすることで、局所的な掘削不足を洗い出し、残存リスクを定量的に評価できます。

「安全側に掘っておいたので大丈夫」という説明から、「設計深度に対してこの範囲は◯cm以上掘り込んでおり、残存の可能性は低い」という、数字に基づいた説明に変わることで、品質を“推定”ではなく“証明”するスタンスを取ることができます。

安全性向上と工期短縮という副次的メリット

非接触で上空・離れた位置から計測できる3D計測は、深い掘削部や重機近傍に人を立ち入らせる必要を大きく減らします。結果として、安全管理上のリスクが低減し、作業手順もシンプルになります。

また、広範囲を短時間で一括計測できるため、中間検査ごとの測量作業がボトルネックとなりにくくなり、全体工期にも余裕が生まれます。安全・品質・工期の3つを同時に底上げできる点は、現場サイドからの支持が得やすいポイントです。

活用事例：3次元計測でリスクを未然に防いだ現場

ここでは、3次元計測を組み込むことで、コスト・品質・工期に関する「揉めどころ」を事前に潰し込んだ事例を3つ紹介します。

事例1：化学プラント跡地でのタイトな工期と土量確定

事例2：都心近郊・複雑地形＋埋設物が絡む遊休地

事例3：汚染深度が異なる多層掘削への対応