(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設構造物の荷重を受け替えるために該既設構造物に設けられた複数の支持点において推定開始時刻から所定時間経過後の推定終了時刻までの時刻歴鉛直変位を推定鉛直変位としてそれぞれ算出し、
前記各推定鉛直変位における前記推定開始時刻からの最大値と最小値との差が最初に許容幅を超える時刻を限界時刻として算出し、
前記各支持点のうち、前記限界時刻が最も早く到来する支持点をクリティカル支持点として特定し、
前記クリティカル支持点における前記限界時刻までの前記推定鉛直変位の最大値が管理幅の上限以下となり最小値が管理幅の下限以上となるように、前記推定開始時刻で調整されるべき調整変位を第１の調整変位として求め、
前記第１の調整変位の算出ステップと同時に又は相前後して、前記クリティカル支持点以外の支持点を非クリティカル支持点として該各非クリティカル支持点における前記限界時刻までの前記推定鉛直変位の最大値が管理幅の上限以下となり最小値が管理幅の下限以上となるように、前記推定開始時刻で調整されるべき調整変位を第２の調整変位としてそれぞれ求めることを特徴とするアンダーピニングにおける変位調整方法。
【請求項２】
前記第２の調整変位を、前記各非クリティカル支持点における前記限界時刻までの前記推定鉛直変位の最大値と最小値との中央値が前記管理幅の中央値となるようにそれぞれ求める請求項１記載のアンダーピニングにおける変位調整方法。
【請求項３】
既設構造物の荷重を受け替えるために該既設構造物に設けられた複数の支持点にそれぞれ設置されたジャッキと、該各ジャッキを操作する演算制御手段とを備えたアンダーピニングにおけるジャッキ制御システムにおいて、
前記演算制御手段を、前記複数の支持点において推定開始時刻から所定時間経過後の推定終了時刻までの時刻歴鉛直変位を推定鉛直変位としてそれぞれ算出し、前記各推定鉛直変位における前記推定開始時刻からの最大値と最小値との差が最初に許容幅を超える時刻を限界時刻として算出し、前記各支持点のうち、前記限界時刻が最も早く到来する支持点をクリティカル支持点として特定し、前記クリティカル支持点における前記限界時刻までの前記推定鉛直変位の最大値が管理幅の上限以下となり最小値が管理幅の下限以上となるように、前記推定開始時刻で調整されるべき調整変位を第１の調整変位として求める一方、前記クリティカル支持点以外の支持点を非クリティカル支持点として該各非クリティカル支持点における前記限界時刻までの前記推定鉛直変位の最大値が管理幅の上限以下となり最小値が管理幅の下限以上となるように、前記推定開始時刻で調整されるべき調整変位を第２の調整変位としてそれぞれ求めることができるように構成するとともに、前記クリティカル支持点で前記第１の調整変位が前記推定開始時刻で発生するようにかつ前記各非クリティカル支持点で前記第２の調整変位が前記推定開始時刻でそれぞれ発生するように前記各ジャッキのうち、少なくとも一つを操作可能に構成したことを特徴とするアンダーピニングにおけるジャッキ制御システム。
【請求項４】
前記演算制御手段は、前記第２の調整変位を、前記各非クリティカル支持点における前記限界時刻までの前記推定鉛直変位の最大値と最小値との中央値が前記管理幅の中央値となるようにそれぞれ求めるようになっている請求項３記載のアンダーピニングにおけるジャッキ制御システム。
【請求項５】
前記演算制御手段は、前記各支持点のうち、ある支持点Ｒi(i=1,2,・・・N)に単位量のジャッキストロークが与えられたときの前記各支持点Ｒj(j=1,2,・・・N)に生じる鉛直変位を前記各支持点ごとに算出して影響係数ｆij(i=1,2,・・・N, j=1,2,・・・N)とするとともに、該影響係数を要素としたマトリックス［Ｆ］の逆マトリックスを［Ｆ］-1として算出し、前記第１の調整変位及び前記第２の調整変位からなる全体調整変位を｛δ｝として、次式、
｛ｓ｝＝［Ｆ］-1｛δ｝
を演算することにより、前記各ジャッキの操作量を、必要ストローク量｛ｓ｝(ｓi(i=1,2,・・・N))として算出するようになっている請求項３又は請求項４記載のアンダーピニングにおけるジャッキ制御システム。
【請求項６】
前記既設構造物の鉛直変位を前記各支持点でそれぞれ計測する鉛直変位計測手段を備えた請求項３乃至請求項５のいずれか一記載のアンダーピニングにおけるジャッキ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンダーピニング工法で地中構造物を構築する際に適用されるアンダーピニングにおける変位調整方法及びそれを用いたジャッキ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地下空間に地中構造物を構築する際には、地上に構築されたビルや高架橋といった既設構造物に影響が及ばないよう、該既設構造物の荷重を受け替えた上で地中構造物を構築するアンダーピニング工法が採用されるが、都市部においては、道路トンネルや鉄道トンネルなどの地中構造物が既に構築されている場合が多く、その場合には、これらの地中構造物も既設構造物として荷重の受替えを行う必要があるため、アンダーピニング工法にはより高い信頼性や安全性が求められる。
【０００３】
アンダーピニング工法を用いて地中構造物を構築するには、既設構造物の荷重を仮受け桁で受け替えつつ、該既設構造物の下方を掘削してその掘削箇所にあらたな地中構造物の構築を行うが、仮受け桁に作用する荷重は、構築工事の進捗に伴い、掘削による反力荷重の減少等によって日々変動する。
【０００４】
そのため、既設構造物と仮受け桁との間にジャッキを配置するとともに、該既設構造物の鉛直変位を計測しつつその計測値が管理幅を逸脱しないかどうかを監視し、該鉛直変位が管理幅を超える懸念がある場合、その鉛直変位が相殺されるようにジャッキを操作して鉛直変位を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2004-150151号公報
【特許文献２】特開2004-107971号公報
【特許文献３】特開2014-92008号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の方法では、ある時刻にジャッキを操作して既設構造物の変位を調整したとしても、その後すぐに再調整が必要になることがあり、工事期間中、既設構造物の鉛直変位を頻繁に調整せねばならないことがあるという問題を生じていた。
【０００７】
また、既設構造物の変位調整は、基本的にはその計測値が管理幅を逸脱したときに行われるため、既設構造物の鉛直変位が管理幅の上限あるいは下限に近い値で長時間推移する場合もあり、品質面ではあまり望ましくない事態を招くという問題も生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、既設構造物に生じる鉛直変位の調整頻度を低減することが可能なアンダーピニングにおける変位調整方法及びそれを用いたジャッキ制御システムを提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、既設構造物の鉛直変位を、管理幅に対し十分余裕をもって調整することが可能なアンダーピニングにおける変位調整方法及びそれを用いたジャッキ制御システムを提供することを目的とする。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係るアンダーピニングにおける変位調整方法は請求項１に記載したように、既設構造物の荷重を受け替えるために該既設構造物に設けられた複数の支持点において推定開始時刻から所定時間経過後の推定終了時刻までの時刻歴鉛直変位を推定鉛直変位としてそれぞれ算出し、
前記各推定鉛直変位における前記推定開始時刻からの最大値と最小値との差が最初に許容幅を超える時刻を限界時刻として算出し、
前記各支持点のうち、前記限界時刻が最も早く到来する支持点をクリティカル支持点として特定し、
前記クリティカル支持点における前記限界時刻までの前記推定鉛直変位の最大値が管理幅の上限以下となり最小値が管理幅の下限以上となるように、前記推定開始時刻で調整されるべき調整変位を第１の調整変位として求め、
前記第１の調整変位の算出ステップと同時に又は相前後して、前記クリティカル支持点以外の支持点を非クリティカル支持点として該各非クリティカル支持点における前記限界時刻までの前記推定鉛直変位の最大値が管理幅の上限以下となり最小値が管理幅の下限以上となるように、前記推定開始時刻で調整されるべき調整変位を第２の調整変位としてそれぞれ求めるものである。
【００１１】
また、本発明に係るアンダーピニングにおける変位調整方法は、前記第２の調整変位を、前記各非クリティカル支持点における前記限界時刻までの前記推定鉛直変位の最大値と最小値との中央値が前記管理幅の中央値となるようにそれぞれ求めるものである。
【００１２】
また、本発明に係るアンダーピニングにおけるジャッキ制御システムは請求項３に記載したように、既設構造物の荷重を受け替えるために該既設構造物に設けられた複数の支持点にそれぞれ設置されたジャッキと、該各ジャッキを操作する演算制御手段とを備えたアンダーピニングにおけるジャッキ制御システムにおいて、
前記演算制御手段を、前記複数の支持点において推定開始時刻から所定時間経過後の推定終了時刻までの時刻歴鉛直変位を推定鉛直変位としてそれぞれ算出し、前記各推定鉛直変位における前記推定開始時刻からの最大値と最小値との差が最初に許容幅を超える時刻を限界時刻として算出し、前記各支持点のうち、前記限界時刻が最も早く到来する支持点をクリティカル支持点として特定し、前記クリティカル支持点における前記限界時刻までの前記推定鉛直変位の最大値が管理幅の上限以下となり最小値が管理幅の下限以上となるように、前記推定開始時刻で調整されるべき調整変位を第１の調整変位として求める一方、前記クリティカル支持点以外の支持点を非クリティカル支持点として該各非クリティカル支持点における前記限界時刻までの前記推定鉛直変位の最大値が管理幅の上限以下となり最小値が管理幅の下限以上となるように、前記推定開始時刻で調整されるべき調整変位を第２の調整変位としてそれぞれ求めることができるように構成するとともに、前記クリティカル支持点で前記第１の調整変位が前記推定開始時刻で発生するようにかつ前記各非クリティカル支持点で前記第２の調整変位が前記推定開始時刻でそれぞれ発生するように前記各ジャッキのうち、少なくとも一つを操作可能に構成したものである。
【００１３】
また、本発明に係るアンダーピニングにおけるジャッキ制御システムは、前記演算制御手段を、前記各非クリティカル支持点における前記限界時刻までの前記推定鉛直変位の最大値と最小値との中央値が前記管理幅の中央値となるように、前記第２の調整変位をそれぞれ求めるように構成したものである。
【００１４】
また、本発明に係るアンダーピニングにおけるジャッキ制御システムは、前記演算制御手段を、前記各支持点のうち、ある支持点Ｒi(i=1,2,・・・N)に単位量のジャッキストロークが与えられたときの前記各支持点Ｒj(j=1,2,・・・N)に生じる鉛直変位を前記各支持点ごとに算出して影響係数ｆij(i=1,2,・・・N, j=1,2,・・・N)とするとともに、該影響係数を要素としたマトリックス［Ｆ］の逆マトリックスを［Ｆ］-1として算出し、前記第１の調整変位及び前記第２の調整変位からなる全体調整変位を｛δ｝として、次式、
｛ｓ｝＝［Ｆ］-1｛δ｝
を演算することにより、前記各ジャッキの操作量を、必要ストローク量｛ｓ｝(ｓi(i=1,2,・・・N))として算出するように構成したものである。
【００１５】
また、本発明に係るアンダーピニングにおけるジャッキ制御システムは、前記既設構造物の鉛直変位を前記各支持点でそれぞれ計測する鉛直変位計測手段を備えたものである。
【００１６】
本発明に係るアンダーピニングにおける変位調整方法及びそれを用いたジャッキ制御システムにおいては、工事の進捗に伴って既設構造物に生じる鉛直変位を以下に列挙した(a)〜(f)の手順で調整する。
【００１７】
(a)  まず、工事期間中における任意の時刻を推定開始時刻とし、該推定開始時刻から所定時間経過後の推定終了時刻までを推定区間として、該推定区間にわたる各支持点の時刻歴鉛直変位を推定鉛直変位としてそれぞれ算出する。
【００１８】
(b)  次に、各推定鉛直変位における推定開始時刻からの最大値と最小値との差が最初に許容幅を超える時刻を限界時刻として算出する。
【００１９】
ここで、各推定鉛直変位における推定開始時刻からの最大値と最小値との差が最初に許容幅を超える時刻とは、遅くともそのタイミングまでには、既設構造物の鉛直変位が最小値として管理幅の下限に達し、あるいは最大値として管理幅の上限に達することを意味するものであって、何らの調整もなされなければ、限界時刻に達するまでに、場合によっては推定開始時刻の直後に既設構造物の鉛直変位が管理幅の下限に達し、あるいは管理幅の上限に達する場合も想定される。
【００２０】
そこで、本発明では、引き続きステップ(c)〜ステップ(e)を実施する。
【００２１】
(c)  各支持点のうち、限界時刻が最も早く到来する支持点をクリティカル支持点として特定する。
【００２２】
(d)  次に、クリティカル支持点における限界時刻までの推定鉛直変位の最大値が管理幅の上限以下となり最小値が管理幅の下限以上となるように、推定開始時刻で調整されるべき調整変位を第１の調整変位として求める。
【００２３】
このように第１の調整変位を求めた上、該第１の調整変位が推定開始時刻でクリティカル支持点に発生するようにジャッキを操作すれば、クリティカル支持点では、限界時刻に達するまで、既設構造物の鉛直変位が管理幅の下限を下回り、あるいは上限を上回ることはない。
【００２４】
一方、クリティカル支持点以外の支持点、つまり非クリティカル支持点では、推定鉛直変位の最大値と最小値との差そのものは、限界時刻に達するまでは許容幅に収まるものの、限界時刻が到来する前に最大値が管理幅の上限を上回るか、最小値が管理幅の下限を下回る懸念があり、あるいは管理幅の上限や下限に接近する懸念がある。
【００２５】
そのため、ステップ(e)として、クリティカル支持点以外の支持点を非クリティカル支持点として該各非クリティカル支持点における限界時刻までの推定鉛直変位の最大値が管理幅の上限以下となり最小値が管理幅の下限以上となるように、推定開始時刻で調整されるべき調整変位を第２の調整変位としてそれぞれ求める。
【００２６】
このように第２の調整変位を求めた上、該第２の調整変位が推定開始時刻で非クリティカル支持点に発生するようにジャッキを操作すれば、非クリティカル支持点においては、限界時刻に達するまで、既設構造物の鉛直変位が管理幅の下限を下回り、あるいは上限を上回るおそれがなくなる。
【００２７】
したがって、既設構造物に生じる鉛直変位の次の調整時期を最大限遅らせることが可能となり、かくして工事期間中、既設構造物に生じる鉛直変位の調整頻度を大幅に低減することができる。
【００２８】
許容幅は、管理値の幅と同一としてもよいが、余裕をみて管理幅に低減係数、つまり０．９、０．８・・・といった数値を乗じてもよい。
【００２９】
推定鉛直変位は、工事の進捗に応じた状況変化に基づいて適宜予測解析すればよいし、該予測解析を現地でリアルタイムに行うか、予め予測解析された結果を現地で利用するかも任意である。
【００３０】
第２の調整変位は、各非クリティカル支持点における限界時刻までの推定鉛直変位の最大値が管理幅の上限以下となり最小値が管理幅の下限以上となるように求められる限り、どのように設定するかは任意であるが、上述した推定鉛直変位の最大値と最小値との中央値が管理幅の中央値となるようにそれぞれ求めるようにしたならば、各非クリティカル支持点での既設構造物の鉛直変位を余裕を持って管理幅内に収めることが可能となる。
【００３１】
ジャッキは、クリティカル支持点で第１の調整変位が、非クリティカル支持点で第２の調整変位がそれぞれ推定開始時刻で発生する限り、どのように操作してもかまわないが、例えば上述の演算制御手段を、上記各支持点のうち、ある支持点Ｒi(i=1,2,・・・N)に単位量のジャッキストロークが与えられたときの前記各支持点Ｒj(j=1,2,・・・N)に生じる鉛直変位を前記各支持点ごとに算出して影響係数ｆij(i=1,2,・・・N, j=1,2,・・・N)とするとともに該影響係数を要素としたマトリックス［Ｆ］の逆マトリックスを［Ｆ］-1として算出し、上述の第１の調整変位及び第２の調整変位からなる全体調整変位を｛δ｝として、次式、  
｛ｓ｝＝［Ｆ］-1｛δ｝
を演算することにより、各ジャッキの操作量を、必要ストローク量｛ｓ｝(ｓi(i=1,2,・・・N))として算出するように構成することが可能である。
【００３２】
このようにすれば、クリティカル支持点で第１の調整変位を、非クリティカル支持点で第２の調整変位をそれぞれ確実に発生させることができる。
【００３３】
本発明において演算の基礎となるのは、既設構造物の支持点における推定鉛直変位であって実測値ではないため、既設構造物の鉛直変位を必ずしも計測する必要はないが、該鉛直変位を上述した支持点でそれぞれ計測する鉛直変位計測手段を備えるようにしたならば、鉛直変位計測手段による計測結果を用いて推定鉛直変位を修正することができるため、第１の調整変位及び第２の調整変位の算出精度、ひいては既設構造物における鉛直変位の調整精度を大幅に高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施形態に係るアンダーピニングにおける変位調整方法の実施手順を示したフローチャート。
【図２】図１の変位調整方法を用いたジャッキ制御システムのブロック図。
【図３】支持点Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4での各推定鉛直変位δ1,δ2,δ3及びδ4を、横軸に時刻Ｔをとって描いたグラフ。
【図４】第１の調整変位及び第２の調整変位を算出する手順を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明に係るアンダーピニングにおける変位調整方法及びそれを用いたジャッキ制御システムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００３６】
図１は、本実施形態に係るアンダーピニングにおける変位調整方法の実施手順を示したフローチャート、図２は、該変位調整方法を用いたアンダーピニングにおけるジャッキ制御システムを示したブロック図である。
【００３７】
図２に示すように、本実施形態に係るジャッキ制御システム１は、鉄道トンネルの函体２を受替え対象の既設構造物とし、該函体の荷重を、地盤３に構築された仮受け杭４，４及び該仮受け杭に架け渡された仮受け桁５からなる受替え構造体で受け替えつつ、仮受け桁５の下方にあらたな地中構造物６を構築するアンダーピニング工法に適用されるものであって、函体２の下面を支持点として該函体を支持できるように仮受け桁５との間に複数台配置された油圧ジャッキ７と、函体２の鉛直変位を計測する鉛直変位計測手段としての変位計８，８と、演算制御手段としての演算処理部１３及び制御部９とを備え、該制御部で油圧ジャッキ７を駆動制御することにより、上述した各支持点における函体２の鉛直変位を調整し、ひいては該函体を所望の位置及び姿勢に保持することができるようになっている。
【００３８】
演算処理部１３は、パソコン１２を構成するＣＰＵ、マザーボード、メモリーといったハードウェアと該ハードウェア上で動作するソフトウェアとで構成することが可能であり、パソコン１２には、各種データを格納する記憶手段としてのハードディスク１０とディスプレイ１１とを備えてある。
【００３９】
変位計８，８は、函体２を構成する底版上であって該底版から立ち上がる各側壁の脚部近傍にそれぞれ据え付けてあり、該２点における鉛直変位の計測値を座標変換することで、函体２の下面に拡がる油圧ジャッキ７の支持点での函体２の鉛直変位を算出できるようになっている。
【００４０】
制御部９は、演算処理部１３で算出された後述の第１の調整変位がクリティカル支持点で、同じく後述の第２の調整変位が非クリティカル支持点でそれぞれ推定開始時刻で発生するように各油圧ジャッキ７を駆動制御することにより、函体２の鉛直変位を調整できるようになっている。
【００４１】
本実施形態に係るアンダーピニングにおけるジャッキ制御システム１においては、まず、油圧ジャッキ７が配置された函体２の各支持点において、推定開始時刻から所定時間経過後の推定終了時刻まで、すなわち推定区間における時刻歴鉛直変位を推定鉛直変位としてそれぞれ算出する（図１，ステップ１０１）。
【００４２】
図３は、説明の便宜上、油圧ジャッキ７による支持点が４つあるものとして該４つの支持点Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4での各推定鉛直変位δ1,δ2,δ3及びδ4を、横軸に時刻Ｔをとって描いたものである。
【００４３】
同図最上段に描いたグラフでわかるように、支持点Ｒ1における推定鉛直変位δ1は時間経過とともに概ね低下しており、推定開始時刻直後に最大値δmaxをとった後、最小値δminが次々に更新される。
【００４４】
Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4での推定鉛直変位δ2,δ3及びδ4も同図に示すように同様な傾向であって、推定開始時刻直後に最大値δmaxをとった後、時間の経過とともに最小値δminが次々に更新される。
【００４５】
このような推定鉛直変位の変動傾向は例えば、仮受け杭４，４及び仮受け桁５からなる上述の受替え構造体で函体２の荷重を受け替えながら、仮受け桁５の下方を掘削する際、掘削の進行に伴い、掘削地山からの反力が小さくなって仮受け桁５の撓みが大きくなる状況で観測され得る。
【００４６】
推定鉛直変位は例えば、工事の進捗に応じた状況変化に基づいて、上述の例では、掘削の進行に伴う反力低下を考慮して予測解析を行い、その予測結果をハードディスク１０に保存しておくとともに、現在時刻での函体２の鉛直変位を変位計８で計測し、該計測結果を例えば推定開始時刻での初期値としてハードディスク１０から読み出された予測結果と組み合わせることにより、推定開始時刻（Ｔ＝０）を現在時刻とした推定区間における時間変動として算出することができる。
【００４７】
次に、各推定鉛直変位における推定開始時刻からの最大値と最小値との差が最初に許容幅を超える時刻を限界時刻として算出する（図１，ステップ１０２）。
【００４８】
算出手順としては、演算処理部１３において、２つの数値を格納するための変数を２つ定義し、各変数の値と推定鉛直変位とを比較して、２つの変数のうち、一方の変数に格納された数値よりも推定鉛直変位の方が大きければ、その数値を一方の変数にあらたに格納するとともに、他方の変数に格納された数値よりも推定鉛直変位の方が小さければ、その数値を他方の変数にあらたに格納するという演算を一定の時間刻みΔｔで繰り返すことで、推定開始時刻からの最大値を一方の変数に、最小値を他方の変数に保持するとともに、最大値と最小値の差を時間刻みΔｔごとに演算し、その差が許容幅Δを上回ったとき、繰り返し演算を中止するとともに、そのときの時刻を限界時刻としてハードディスク１０に保存すればよい。
【００４９】
図３の例では、支持点Ｒ1での推定鉛直変位δ1は、推定開始時刻直後に最大値δmaxをとった後、最小値δminを更新しながら時間が経過し、その後、最大値δmaxと最小値δminとの差が時刻Ｔ1で最初に許容幅Δを超える。
【００５０】
そのため、支持点Ｒ1での推定鉛直変位δ1については、時刻Ｔ1が限界時刻となる。
【００５１】
許容幅Δは、各支持点における鉛直変位の管理幅と同じに設定することが可能であり、例えば管理幅の上限と下限がそれぞれ±１０ｍｍであれば、管理幅が２０ｍｍとなるので、許容幅Δは２０ｍｍとなる。以下、本実施形態では、許容幅Δを管理幅に一致させるものとする。
【００５２】
支持点Ｒ2での推定鉛直変位δ2では、推定開始時刻直後に最大値δmaxをとった後、最小値δminを更新しながら時間が経過するが、その後、推定区間内では、最大値δmaxと最小値δminとの差が許容幅Δを超えることはない。
【００５３】
そのため、支持点Ｒ2での推定鉛直変位δ2については、限界時刻は存在しない。
【００５４】
支持点Ｒ3での推定鉛直変位δ3は、推定開始時刻直後に最大値δmaxをとった後、最小値δminを更新しながら時間が経過し、その後、最大値δmaxと最小値δminとの差が時刻Ｔ3で最初に許容幅Δを超える。
【００５５】
そのため、支持点Ｒ3での推定鉛直変位δ3については、時刻Ｔ3が限界時刻となる。
【００５６】
支持点Ｒ4での推定鉛直変位δ4では、推定開始時刻直後に最大値δmaxをとった後、最小値δminを更新しながら時間が経過するが、その後、推定区間内では、最大値δmaxと最小値δminとの差が許容幅Δを超えることはないので、支持点Ｒ2での推定鉛直変位δ2と同様、限界時刻は存在しない。
【００５７】
次に、各支持点のうち、限界時刻が最も早く到来する支持点をクリティカル支持点として特定する（図１，ステップ１０３）。
【００５８】
上述の例では、支持点Ｒ1での推定鉛直変位δ1と支持点Ｒ3での推定鉛直変位δ3で限界時刻が存在するが、支持点Ｒ3での推定鉛直変位δ3における限界時刻Ｔ3の方が、支持点Ｒ1での推定鉛直変位δ1における限界時刻Ｔ1よりも早く到来するため、支持点Ｒ3をクリティカル支持点とする。
【００５９】
次に、クリティカル支持点における推定鉛直変位の最大値が管理幅の上限以下となり、最小値が管理幅の下限以上となるように、推定開始時刻で調整されるべき調整変位を第１の調整変位として求める（図１，ステップ１０４）。
【００６０】
図４(a)は、クリティカル支持点である支持点Ｒ3での第１の調整変位の算出手順を示したものであり、同支持点においては、調整前においては同図破線で示すように、最大値δmaxよりも最小値δminの方が絶対値が大きいため、限界時刻Ｔ3を待たずに、Ｔ3′で管理幅の下限を下回ってしまう。
【００６１】
そのため、支持点Ｒ3における限界時刻Ｔ3までの推定鉛直変位δ3の最大値δmaxが管理幅Δの上限であるΔ／２となり、最小値δminが管理幅Δの下限である(−Δ／２)となるように、推定開始時刻で調整されるべき調整変位を第１の調整変位として求める。同図の例では、第１の調整変位は、(Δ／２−δmax)となる。
【００６２】
一方、第１の調整変位を算出するステップとは別に、クリティカル支持点以外の支持点、上述の例では支持点Ｒ1、支持点Ｒ2及び支持点Ｒ4を非クリティカル支持点とし、該各非クリティカル支持点における限界時刻Ｔ3までの推定鉛直変位の最大値と最小値との中央値が管理幅の中央値となるように、推定開始時刻で調整されるべき調整変位を第２の調整変位としてそれぞれ求める（図１，ステップ１０５）。
【００６３】
図４(b)は、上述した３つの非クリティカル支持点における第２の調整変位の算出手順を示したものであり、例えば支持点Ｒ1では、調整前においては同図破線で示すように、最大値δmaxよりも最小値δminの方が絶対値が大きいため、限界時刻Ｔ3近傍で管理幅の下限に接近する。
【００６４】
そのため、支持点Ｒ1での限界時刻Ｔ3までの推定鉛直変位の最大値δmaxと最小値δminとの中央値が管理幅の中央値となるように、推定開始時刻で調整されるべき調整変位を第２の調整変位として求める。
【００６５】
同図の例では、支持点Ｒ1での第２の調整変位は、その限界時刻Ｔ3までの推定鉛直変位δ1における最大値δmaxと最小値δminとの平均値となる。
【００６６】
なお、上述の平均値が正であれば、推定鉛直変位を負方向に調整し、平均値が負であれば、推定鉛直変位を正方向に調整する必要があるため、第２の調整変位は、符号がマイナスとなる。
【００６７】
支持点Ｒ2及び支持点Ｒ4についても、支持点Ｒ1と同様に第２の調整変位をそれぞれ求めればよい。
【００６８】
第１の調整変位及び第２の調整変位が算出されたならば、次に、第１の調整変位がクリティカル支持点で、第２の調整変位が非クリティカル支持点でそれぞれ推定開始時刻で発生するように、各油圧ジャッキ７を駆動制御することにより、函体２の鉛直変位を調整する。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態に係るアンダーピニングにおける変位調整方法及びそれを用いたジャッキ制御システム１によれば、第１の調整変位が推定開始時刻でクリティカル支持点に発生するように油圧ジャッキ７を操作することにより、クリティカル支持点、上述の例だと支持点Ｒ3では、限界時刻Ｔ3に達するまで、函体２の鉛直変位が管理幅の下限を下回り、あるいは上限を上回ることはないし、第２の調整変位が推定開始時刻で非クリティカル支持点に発生するように油圧ジャッキ７を操作することにより、非クリティカル支持点、上述の例だと支持点Ｒ1、支持点Ｒ2、支持点Ｒ4でも、限界時刻Ｔ3に達するまで、函体２の鉛直変位が管理幅の下限を下回り、あるいは上限を上回るおそれがなくなる。
【００７０】
したがって、函体２に生じる鉛直変位の次の調整時期を最大限遅らせることが可能となり、かくして工事期間中、函体２に生じる鉛直変位の調整頻度を大幅に低減することができる。
【００７１】
また、本実施形態に係るアンダーピニングにおける変位調整方法及びそれを用いたジャッキ制御システム１によれば、各非クリティカル支持点における限界時刻Ｔ3までの推定鉛直変位の最大値と最小値との中央値が管理幅の中央値となるように、推定開始時刻で調整されるべき調整変位を第２の調整変位としてそれぞれ求めるようにしたので、非クリティカル支持点では、限界時刻Ｔ3に達するまで、函体２の鉛直変位を余裕を持って管理幅内に収めることが可能となる。
【００７２】
本実施形態では、許容幅Δを、各支持点における鉛直変位の管理幅と一致させるようにしたが、これに代えて、該管理幅に低減係数、例えば０．９，０．８といった数値を乗じたものとすることができる。
【００７３】
かかる構成により、余裕を持った変位管理が可能となる。
【００７４】
また、本実施形態では、変位計８で計測された計測結果を初期値とすることで、推定鉛直変位を修正するようにしたが、場合によってはこれを省略してもかまわない。
【００７５】
また、本実施形態では、第１の調整変位がクリティカル支持点で、第２の調整変位が非クリティカル支持点でそれぞれ推定開始時刻で発生するように、各油圧ジャッキ７を駆動制御するにあたり、その具体的手順について特に言及しなかったが、演算処理部１３を、各支持点のうち、ある支持点Ｒi(i=1,2,・・・N)に単位量のジャッキストロークが与えられたときの前記各支持点Ｒj(j=1,2,・・・N)に生じる鉛直変位を各支持点ごとに算出して影響係数ｆij(i=1,2,・・・N, j=1,2,・・・N)とするとともに、該影響係数を要素としたマトリックス［Ｆ］の逆マトリックスを［Ｆ］-1として算出した上、上述した第１の調整変位及び第２の調整変位からなる全体調整変位を｛δ｝として、次式、
｛ｓ｝＝［Ｆ］-1｛δ｝
を演算することにより、各油圧ジャッキ７の操作量を、必要ストローク量｛ｓ｝(ｓi(i=1,2,・・・N))として算出するように構成するとともに、該必要ストローク量｛ｓ｝に基づいて各油圧ジャッキ７を制御部９で駆動制御するように構成することができる。
【００７６】
これを、油圧ジャッキ７で支持される支持点が３×３の平面格子状に分布していて、それらを支持点Ｒi(i=1,2,・・・9)と表した場合について具体的に説明すると、まず、函体２が鉄道トンネルとして供用が一時的に中断されている時間帯、例えば深夜帯を利用して、函体２の支持点Ｒj(j=1,2,・・・9)に設置された油圧ジャッキ７のうち、１番目の油圧ジャッキ７のストローク量を変化させる、すなわち該油圧ジャッキにｓ′1のストローク増分を与えるとともに、そのときの各支持点Ｒi(i=1,2,・・・9)に生じる函体２の鉛直変位δ′i1(i=1,2,・・・9)を変位計８，８で計測する。
【００７７】
次に、各支持点Ｒi(i=1,2,・・・9)で計測された函体２の鉛直変位δ′i1(i=1,2,・・・9)を１番目の油圧ジャッキ７のストローク量ｓ′1で除し、これを影響係数ｆi1(i=1,2,・・・9)として演算処理部１３で算出する。
【００７８】
次に、２番目の油圧ジャッキ７のストローク量を変化させることにより、上述と同様の手順で影響係数ｆi2(i=1,2,・・・9)を算出し、以下同様にして、ｆi9(i=1,2,・・・9)になるまで、影響係数をそれぞれ算出する。
【００７９】
次に、上述の手順で得られた影響係数ｆij(i=1,2,・・・9, j=1,2,・・・9)を要素とするマトリックス［Ｆ］を次式に示すように演算処理部１３で作成する。すなわち、
【数１】
0006447953.tif 000002
【００８０】
次に、マトリックス［Ｆ］の逆マトリックス［Ｆ］-1を演算処理部１３で算出する。
【００８１】
次に、算出された逆マトリックス[Ｆ]-1をハードディスク１０に保存する。
【００８２】
次に、上述した第１の調整変位及び第２の調整変位からなる全体調整変位を｛δ｝として、次式、
｛ｓ｝＝［Ｆ］-1｛δ｝
を演算することにより、各油圧ジャッキ７の操作量を、必要ストローク量｛ｓ｝(ｓi(i=1,2,・・・N))として算出するように構成するとともに、該必要ストローク量｛ｓ｝に基づいて各油圧ジャッキ７を制御部９で駆動制御する。
【００８３】
かかる構成によれば、クリティカル支持点で第１の調整変位を、非クリティカル支持点で第２の調整変位をそれぞれ確実に発生させることが可能となり、工事期間中において函体２に生じる鉛直変位の調整頻度を大幅に低減することができるという上述の作用効果を実効ならしめることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１    アンダーピニングにおけるジャッキ制御システム
２    函体（既設構造物）
７    油圧ジャッキ（ジャッキ）
９    制御部（演算制御手段）
１３    演算処理部（演算制御手段）
【図１】
0006447953.tif 000003
【図２】
0006447953.tif 000004
【図３】
0006447953.tif 000005
【図４】
0006447953.tif 000006