(57)【要約】【課題】中空空間周辺の地盤圧力による中空空間の縮径に応じて支持体を縮径させる。【解決手段】この可変径支持体Ｕは中空空間Ｓの内壁に沿って複数の支持部材１１が中空空間Ｓの周方向に一列に軸方向に並列に配設され、全体として略筒状に構成される。この可変径支持体Ｕでは、特に、各支持部材１１の端部間が所定の間隔を介して離隔され、各支持部材１１の端部間に、中空空間Ｓの縮径に応じて、各端部間の間隔を縮小調節可能に各端部を接続する縮径装置１２と、各一方の端部を各他方の端部に向けて移動案内する縮径ガイド１３とを備え、中空空間Ｓの断面の縮小に応じて支持体Ｕ断面が縮小される。【選択図】図４
2017089147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山に形成された中空空間の内壁に沿って複数の支持部材が前記中空空間の周方向に一列にかつ前記中空空間の軸方向に並列に配設され、全体として略筒状に構成されて、前記中空空間を支持する支持体であって、
前記中空空間の周方向で相互に隣接する各一方の支持部材の端部と各他方の支持部材の端部が前記中空空間周辺の地盤圧力による前記中空空間の縮径に対応可能に所定の間隔を介して離隔され、
前記各一方の支持部材の端部と前記各他方の支持部材の端部との間に、前記中空空間周辺の地盤圧力による前記中空空間の縮径に応じて、前記各端部間の間隔を縮小調節可能に前記各端部に接続される縮径装置を備え、
前記中空空間周辺の地盤圧力による前記中空空間の断面の縮小に応じて支持体断面が縮小される、
ことを特徴とする可変径支持体。
【請求項２】
各支持部材の端部は相互に噛合可能に櫛歯状に形成される請求項１に記載の可変径支持体。
【請求項３】
各支持部材の端部間の外周面側に前記各支持部材の端部間を塞ぐための遮蔽部材が装備される請求項１又は２に記載の可変径支持体。
【請求項４】
各縮径装置は、各一方の支持部材の端部と各他方の支持部材の端部との間に伸縮可能に架け渡される油圧ジャッキと、中空空間周辺の地盤圧力が上昇し一定の圧力以上に達したときに、前記油圧ジャッキを収縮作動させる制御機構とにより構成される請求項１乃至３のいずれかに記載の可変径支持体。
【請求項５】
各一方の支持部材の端部を各他方の支持部材の端部に向けて移動案内する縮径ガイドを併せて備える請求項１乃至４のいずれかに記載の可変径支持体。
【請求項６】
各縮径ガイドは、基端が一方の支持部材の端部の内周面に固定されて、他方の支持部材の内周面側に延び、先端に、前記他方の支持部材の内周面に当接して前記他方の支持部材を支持可能な支持部、先端と基端との間に、断面略Ｖ字形に形成され、前記他方の支持部材の内周面との間に所定のクリアランスを介在して、前記他方の支持部材の端部を前記一方の支持部材の端部に向けて係合案内可能な案内部を有する請求項５に記載の可変径支持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばトンネル、横坑、立坑など地中に形成された中空空間の安定に用いる支持体に関し、特に、強度が低く、劣悪な、圧力を有する地盤に形成された中空空間の安定に好適な可変径支持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、坑内掘削では、中空空間（トンネル、横坑、縦坑、洞窟など）をライニングにより、すなわち、スチールアーチ、吹付けコンクリート、アンカー、プレハブのコンクリート部材のような支持手段によって支持し、安全を確保することが行われている。膨張性地盤のような、劣悪で、強度が低く、圧力が掛かりやすい地盤においては、掘削された中空空間の断面は小さくなろうとする傾向を有しており、これによってライニング（支持手段）の内部に圧縮応力をもたらす力が作用する。したがって、既知の支持手段では、中空空間の断面の縮小を許容し、断面の縮小に伴い地盤応力を減少せしめ、この地盤応力に対応する支持体により中空空間を支保する。
この種の支持体（装置）が特許文献１により提案されている。
この文献１の装置は、坑内掘削の際に形成される中空空間を安定化させるもので、中空空間を安全確保するための支持手段と、所定の圧縮負荷を上回った場合に地盤から支持手段へ及ぼされる圧縮負荷によって変形する、少なくとも１つの圧縮部材とを備え、少なくとも１つの圧縮部材が、所定の体積割合の空間を含む材料からなる圧縮体により構成される。
この場合、圧縮体は、少なくとも１ＭＰａの耐圧強度と、その全体積の１０から９０％の空間割合を有し、たとえばスチール製発泡材料から、あるいは、セメントと発泡ガラス粒子またはプラスチック粒子とを含む混合物からなる。この圧縮体は、２つのトンネルライニング部材の間の収縮継目内に挿入され、圧縮体が互いに対して移動するトンネルライニング部材によって圧縮負荷がもたらされた場合に変形し、所定の圧縮負荷を上回った場合に、圧縮体内の空間が漸進的に崩壊し、あるいは漸進的に圧縮される。このようにして坑内掘削で形成された中空空間の支持手段に作用する圧力に対して変形を許容しながら所定の抵抗を作用させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３２９５８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の支持体では、次のような問題がある。
（１）圧縮体が縮減するとその内部構成が破壊されてしまうため、これをそのまま構造体として使用することができない。このため、この部分は地盤周辺にセメントミルクを注入固化し、強度の保証や地下水の浸入を防止する必要がある。そして内部に仕上げコンクリートを巻き立てる必要がある。
（２）圧縮体は内部に空気などの圧縮空間が多く内在しているため、地盤圧力が作用するときにその圧力の大きさは中空空間の全周に亘り一定でない場合には圧縮変位が圧縮体の位置により異なり、その圧縮速度の制御は不可能で、中空空間の出来形も一定性に欠ける（同一品質のものは製作可能であるが、作用する地盤圧力が一定であるとは限らない。一端圧縮を始めると徐々にであってもその速度も当然変わることになる。）。
（３）圧縮体は空気や発泡材などであることから、あらかじめ、圧縮率や圧縮強度などを想定して、充填する必要があり、地山の膨張率、膨張圧が想定したものと異なる場合に、対応することが困難である。すなわち、過剰な膨張圧が働いた場合に、充填材が破壊してしまい、支保工としての必要な強度が得られない。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題を解決するとともに、この種の支持体において、中空空間周辺の地盤の圧力による中空空間の縮径に応じて支持体を縮径すること、この場合に、中空空間を毀損することなく、実際の地盤の膨張圧、膨張量に合せて対応できること、併せて、経済的で工期の短縮を図ることなど、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、
地山に形成された中空空間の内壁に沿って複数の支持部材が前記中空空間の周方向に一列にかつ前記中空空間の軸方向に並列に配設され、全体として略筒状に構成されて、前記中空空間を支持する支持体であって、
前記中空空間の周方向で相互に隣接する各一方の支持部材の端部と各他方の支持部材の端部が前記中空空間周辺の地盤圧力による前記中空空間の縮径に対応可能に所定の間隔を介して離隔され、
前記各一方の支持部材の端部と前記各他方の支持部材の端部との間に、前記中空空間周辺の地盤圧力による前記中空空間の縮径に応じて、前記各端部間の間隔を縮小調節可能に前記各端部が接続される縮径装置を備え、
前記中空空間周辺の地盤圧力による前記中空空間の断面の縮小に応じて支持体断面が縮小される、
ことを要旨とする。
【０００７】
この場合、この支持体の各部は次のように構成されることが好ましい。
（１）各支持部材の端部は相互に噛合可能に櫛歯状に形成される。
（２）各支持部材の端部間の外周面側に前記各支持部材の端部間を塞ぐための遮蔽部材が装備される。
（３）各縮径装置は、各一方の支持部材の端部と各他方の支持部材の端部との間に伸縮可能に架け渡される油圧ジャッキと、中空空間周辺の地盤圧力が上昇し一定の圧力以上に達したときに、前記油圧ジャッキを収縮作動させる制御機構とにより構成される。
（４）各一方の支持部材の端部を各他方の支持部材の端部に向けて移動案内する縮径ガイドを併せて備える。
この場合、各縮径ガイドは、基端が一方の支持部材の端部の内周面に固定されて、他方の支持部材の内周面側に延び、先端に、前記他方の支持部材の内周面に当接して前記他方の支持部材を支持可能な支持部、先端と基端との間に、断面略Ｖ字形に形成され、前記他方の支持部材の内周面との間に所定のクリアランスを介在して、前記他方の支持部材の端部を前記一方の支持部材の端部に向けて係合案内可能な案内部を有することが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の支持体では、上記の構成により、中空空間周辺の地盤圧力による中空空間の縮径に応じて支持体を縮径することができ、この場合に、中空空間を毀損することなく、実際の地盤の膨張圧、膨張量に合せて対応できることができ、併せて、経済的で工期の短縮を図ることができる、という本発明独自の格別な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態による可変径支持体の全体構成を示す図
【図２】同可変径支持体の要部の構成を示す図（（ａ）は側面断面図、（ｂ）は平面図）
【図３】同可変径支持体のメカニズムを示す図
【図４】同可変径支持体の縮径された後の状態を示す図
【図５】本発明の第２の実施の形態による可変径支持体の初期設置時の要部の構成を示す図（（ａ）は側面断面図、（ｂ）は平面図）
【図６】同可変径支持体の縮小時の要部の構成を示す図（（ａ）は側面断面図、（ｂ）は平面図）
【図７】本発明の第３の実施の形態による可変径支持体の要部の構成を示す図（（ａ）は部分側面断面図、（ｂ）は一部断面平面図、（ｃ）は一方の端面側断面図、（ｄ）は他方の端面側断面図）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、この発明の実施の形態について図を用いて説明する。
図１乃至図４に第１の実施の形態を示している。
図１に示すように、可変径支持体Ｕは、地山に形成された中空空間Ｓの内壁に沿って複数の支持部材１１が中空空間Ｓの周方向に一列にかつ中空空間Ｓの軸方向に連接して並列に配設され、全体として略筒状に構成されて、中空空間Ｓを支持するようになっている。
そして、膨張性地盤のような、劣悪で、強度が低く、圧力が掛かりやすい地盤Ｇにあっては、掘削された中空空間Ｓの断面が地盤Ｇの膨張性圧力などの地盤の圧力によって小さくなろうとする傾向にあることは既述のとおりである。
そこで、この可変径支持体Ｕでは、特に、中空空間Ｓの周方向で相互に隣接する各一方の支持部材１１の端部１１１と各他方の支持部材１１の端部１１２が中空空間Ｓ周辺の地盤の圧力による中空空間Ｓの縮径に対応可能に所定の間隔（離隔長）０を介して離隔され、各一方の支持部材１１の端部１１１と各他方の支持部材１１の端部１１２との間に、中空空間Ｓ周辺の地盤の圧力による中空空間Ｓの縮径に応じて、各端部１１１、１１２間の所定の間隔０を縮小調節可能に各端部１１１、１１２を連結する可縮手段１２Ｊを有する縮径装置１２と、各一方の端部１１１を各他方の端部１１２に向けて移動案内する縮径ガイド１３とを備え、中空空間Ｓ周辺の地盤の圧力による中空空間Ｓの断面の縮小に応じて支持体Ｕ断面が縮小されるように構成される。
なお、ここで中空空間Ｓは、地山に形成されるトンネル、横坑、立坑を含むものである。また、可変径支持体Ｕは切羽の後方で、あるいはＴＢＭ（トンネル掘削機）の後部で組み立てられる。この場合、支持部材１１はエレクター装置により組み立てられることが好ましい。
【００１１】
図２に示すように、各支持部材１１は壁状体からなり、ここでは、コンクリート製セグメント若しくは鋼製セグメントあるいは合成セグメントが用いられる。
各支持部材１１の端部１１１、１１２は相互に噛合可能に櫛歯状に形成される。この場合、各支持部材１１の端部１１１、１１２の相互に対向する端面１１１Ｐ、１１２Ｐには複数の張出梁１０１，１０２が幅方向に並列に相互に互い違いに突設されて、一対のラックギアの歯が噛み合うような形態、あるいは橋梁の伸縮継手の一種である櫛形継手（フィンガージョイント）のような形態になっている。また、この場合、一方の支持部材１１の各張出梁１０１は略矩形の板状に形成されて、外周側、内周側の各縁部が支持部材１１の外周面、内周面の各端縁部の延長上に延び、他方の支持部材１１の各張出梁１０２は略台形の板状に形成されて、外周側の縁部が支持部材１１の外周面の端縁部の延長上に延びる一方、内周側の縁部が支持部材１１の内周面の端縁部の延長上に対して漸次外周方向に向けて斜めに延び、内周側の縁部にテーパーが付けられて少し先細の先端になっている。このような支持部材１１の端部１１１、１１２の形状により、一方の支持部材１１に対して他方の支持部材１１が相対的に移動して各支持部材１１の各端部１１１、１１２が近接しても、各端部１１１、１１２の各張出梁１０１、１０２は相互に噛み合い、衝突することがない。
各支持部材１１の大きさ、使用する数、また、各支持部材１１間の離隔長０などは中空空間Ｓの大きさにより適宜設計される。なお、支持部材１１の幅は、中空空間Ｓの大きさや中空空間Ｓの掘削に使用するＴＢＭの径、その後部の組み立て作業室の大きさにより異なるが、専ら１ｍ〜２ｍ程度のものが多い。もちろんそれ以外の寸法でもかまわない。
【００１２】
図２に示すように、各支持部材１１の端部１１１、１１２間の外周面側には各支持部材１１の端部１１１、１１２間（可縮部分）を塞ぎ、地盤Ｇからの土砂の侵入を防止するための遮蔽部材１４が装備され、さらにこの遮蔽部材１４の上部で中空空間Ｓの軸方向で相互に隣接する遮蔽部材１４間の隙間を塞ぎ、地盤Ｇからの土砂の侵入を防止するための防護部材１５が併せて設けられる。
遮蔽部材１４は、各支持部材１１の外周面の端縁部間に架け渡されて各支持部材１１の外周面の端縁部間を被覆可能に各支持部材１１の外周面に沿う断面円弧状でかつ地盤Ｇの圧力を遮断可能な強度を有する板からなり、鋼板などが使用され、ばね鋼が使用されることがなお好ましい。この遮蔽部材１４は一端が一方の支持部材１１の外周面の端縁部付近に固着され、他端が他方の支持部材１１の外周面端縁部付近に当接されて、一方の支持部材１１に対する他方の支持部材１１の相対移動に際して遮蔽部材１４は他方の支持部材１１の外周面上を接しながら移動するようになっている。また、この遮蔽部材１４に関して既述の各支持部材１１の各張出梁１０１、１０２は、遮蔽部材１４の抵抗力を補強する機能を有している。すなわち、各支持部材１１の端面１１１Ｐ、１１２Ｐに固定された各張出梁１０１、１０２は、地盤Ｇの圧力により遮蔽部材１４が押されて変形しようとするときに、各支持部材１１の端部１１１、１１２間の距離に関わらず、遮蔽部材１４に作用する地盤Ｇの圧力を支え、遮蔽部材１４の過剰な変形を防止して常に各支持部材１１の端部１１１、１１２間（張出梁１０１と張出梁１０２との間）からの土砂の侵入を防止する。
防護部材１５は、中空空間Ｓの軸方向で隣接する各支持部材１１上の各遮蔽部材１４間に跨って配置可能に各遮蔽部材１４と略同じ長さで各遮蔽部材１４よりも幅狭の、各遮蔽部材１４の外周面に沿う断面円弧状の板からなる。この防護部材１５は一方の側部側半面が中空空間Ｓの軸方向で相互に隣接する一方の遮蔽部材１４の外周面縁部に沿って配置され、この縁部から他方の側部側半面が他方の遮蔽部材１４に跨るように突出されて遮蔽部材１４に固着される。このようにして遮蔽部材１４間の隙間を塞いで、地盤Ｇからの土砂の侵入を防止し、また、各遮蔽部材１４が接するため、その接触部を防護する。この場合、遮蔽部材１４同士の接触部や遮蔽部材１４と防護部材１５の接触部にパッキンが設置され又はパッキン材が塗布されることが好ましい。
【００１３】
図２に示すように、各縮径装置１２は、中空空間Ｓ周辺の地盤Ｇの圧力による中空空間Ｓの縮径に応じて、各支持部材１１の端部１１１、１１２間の間隔を縮小調節する機能を有するもので、各支持部材１１の内周面側で一方の支持部材１１の端縁部付近と他方の支持部材１１の端縁部付近との間に伸縮可能に架け渡される複数の油圧ジャッキ（可縮手段）１２Ｊと、中空空間Ｓ周辺の地盤Ｇの圧力が上昇し一定の圧力以上に達したときに、各油圧ジャッキ１２Ｊを収縮作動させる制御機構１２Ｃとにより構成される。
ここで、油圧ジャッキ１２Ｊはジャッキ本体１２０とジャッキ本体１２０から伸縮駆動される作動軸１２１とからなる。油圧ジャッキ１２Ｊは、作動軸１２１の先端が一方の連結部位である一方の支持部材１１の内周面の端縁部付近で幅方向中央に連結金具１６を介して回動可能に取り付けられ、ジャッキ本体１２０の基端が他方の連結部位である他方の支持部材１１の内周面の端縁部から内周面の中間部側に所定の距離だけ寄せた所定の位置で幅方向中央に連結金具１６を介して回動可能に取り付けられる。また、油圧ジャッキ１２Ｊは支持部材１１の長さ、幅、荷重条件などにより連結部位に複数配置されることがある。なお、油圧ジャッキ１２Ｊの連結部位は、既述のとおり、遮蔽部材１４及び防護部材１５により覆われて地盤Ｇからの土砂が入り込まないので、油圧ジャッキ１２Ｊが円滑に伸縮（特に、可縮）可能となり、また、中空空間Ｓ内の安全性が確保される。
制御機構１２Ｃは、具体的に図示していないが、油圧ジャッキ１２Ｊに作動油を供給するための作動油供給装置と、作動油供給装置とジャッキ本体との間に連結され、作動油を流通する作動油ラインと、作動油供給装置からジャッキ本体へ供給される作動油の油圧を計測する油圧計と、作動油ラインに流通される作動油を、リリーフ回路を介して作動油供給装置に送り戻すリリーフバルブとを備えて構成される。この制御機構１２Ｃは一つ（の回路）ですべての油圧ジャッキ１２Ｊ共通のものとしてもよく、適宜の数の油圧ジャッキ毎に一つの制御機構が構成されてもよい。
縮径装置１２はこのような構成を有し、既述のとおり、中空空間Ｓの周方向で相互に隣接する各一方の支持部材１１の端部１１１と各他方の支持部材１１の端部１１２は相互の端面１１１Ｐ、１１２Ｐを相対して、中空空間Ｓ周辺の地盤Ｇの圧力による中空空間Ｓの縮径に対応可能に所定の間隔０を介して離隔されており、これが各支持部材１１間に架け渡し連結された油圧ジャッキ１２Ｊにより保持されて各支持部材１１（の端面１１１Ｐ、１１２Ｐ）間に所定の間隔（離隔長）０が伸縮可能に保持され、この離隔長０が制御機構１２Ｃにより伸縮制御される。すなわち、中空空間Ｓ周辺の膨張圧など地盤Ｇの圧力が一定以上に上昇することにより油圧ジャッキ１２Ｊに作用する軸力が上昇し、油圧ジャッキ１２Ｊの油圧が上昇して一定以上に達すると、制御機構１２Ｃの作動により、リリーフ回路のリリーフバルブが開き、ジャッキ本体内部の作動油を逃がすことにより、油圧ジャッキ１２Ｊのストロークが縮小していく。これにより、中空空間Ｓ周辺の地盤Ｇの圧力が低減して、各支持部材１１、各油圧ジャッキ１２Ｊに作用する圧力も減少し、中空空間Ｓの断面が一定の縮小量に達すると、各油圧ジャッキ１２Ｊの油圧が下がり、リリーフバルブが自動的に又は強制的に閉鎖されて、ジャッキ本体内部の作動油の逃げ（作動油供給装置への送り戻し）を停止され、油圧ジャッキ１２Ｊに一定の軸力が維持される。
このようにして中空空間Ｓ周辺の地盤Ｇの圧力による中空空間Ｓの断面の縮小に応じて支持体Ｕ断面が縮小され、地盤圧が減少する。この場合、各支持部材１１の間に剛性の高い停止保持具を配設して、これ以上の縮小を停止させるようにしてもよい。
【００１４】
図２に示すように、各縮径ガイド１３は、中空空間Ｓ周辺の地盤Ｇの圧力による中空空間Ｓの縮径に応じて、一方の支持部材１１の端部１１１に向けて他方の支持部材１１の端部１１２を移動案内する機能を有するもので、基端が一方の支持部材１１の端部１１１の内周面に固定されて、他方の支持部材１１の内周面側に延び、先端に、他方の支持部材１１の内周面に当接して他方の支持部材１１を支持可能な支持部１３１、先端と基端との間に、断面略Ｖ字形に形成され、他方の支持部材１１の内周面との間に所定のクリアランスを介在して、他方の支持部材１１の端部１１２を一方の支持部材１１の端部１１１に向けて係合案内可能な案内部１３２を有する。
ここで縮径ガイド１３は全体が既述の遮蔽部材１４よりも長く少し幅狭の一対の板からなり、それぞれ、基端の所定の範囲が平坦状に形成されて取付部１３０となし、先端の所定の範囲が支持部材１１の内周面に当接可能に断面略円弧状に形成されて支持部１３１となし、この先端と基端との間（中間）が断面略Ｖ字形に形成されて、先端側の略半面が先端側から基端方向に向けて支持部材１１の内周面から漸次離れる離隔方向傾斜をなす離隔方向案内部１３２Ｆとなし、基端側の略半面が先端側から基端方向に向けて支持部材１１の内周面に漸次近づく近接方向傾斜をなす近接方向案内部１３２Ｒとなす。これらの縮径ガイド１３はそれぞれ、油圧ジャッキ１２Ｊの両側で、取付部１３０が一方の支持部材１１の端部１１１の各張出梁１０１の内周面にボルトＢを介して固定され、先端の支持部１３１、中間の各案内部１３２Ｆ，１３２Ｒが他方の支持部材１１の内周面に向けて延伸され、先端の支持部１３１は他方の支持部材１１の内周面所定の位置に当接され、中間の離隔方向案内部１３２Ｆは他方の支持部材１１の内周面の中間部から端縁部付近にかけて所定のクリアランスを介して対向され、近接方向案内部１３２Ｒは他方の支持部材１１の内周面の端縁部付近から端面１１２Ｐから突出される各張出梁１０２の内周縁にかけて所定のクリアランスを介して対向される。なお、縮径ガイド１３の形状は取り付け当初時及び中空空間Ｓの縮径時を勘案して適宜変更され、剛性（材質・寸法・厚さ）は中空空間Ｓの寸法、周辺地盤Ｇの地盤工学的パラメータに基づき適宜設計される。また、これらの縮径ガイド１３は一方の支持部材１１に完全に固着されてもよく着脱可能に取り付けられてもよい。ボルト止めする場合は、一方の支持部材１１に山形鋼を介在して取り付けると好適である。
このようにして縮径ガイド１３は、中空空間Ｓ周辺の地盤Ｇの圧力により油圧ジャッキ１２Ｊが収縮されて一方の支持部材１１に対して他方の支持部材１１が移動するときに、他方の支持部材１１の端部１１２の種々の挙動をこの支持部材１１と中間の案内部１３２との間のクリアランスにより吸収しながら、他方の支持部材１１の端部１１２を中間の案内部１３２により一方の支持部材１１の端部１１１に向けて案内し、各支持部材１１を環状に、全体として筒状に組み合わせる。
なお、この縮径ガイド１３は必ずしも必要ではない。地盤の膨張が均一な場合などでは、可変径支持体Ｕは、支持部材１１間に縮径ガイド１３がなくても、支持部材１１間を略均一に縮小して縮径するため、このような場合、縮径ガイド１３は必ずしも必要とならない。
【００１５】
図１に可変径支持体Ｕの組み立て順序を示している。図１中、（  ）内の数字が組み立ての順番を表す。
【００１６】
このようにして可変径支持体Ｕは中空空間Ｓの内壁に沿って複数の支持部材１１が中空空間Ｓの周方向に一列にかつ中空空間の軸方向に並列に連接して配設され、全体として略筒状に構成されて、中空空間Ｓを支持する。そして、中空空間Ｓ周辺の地盤Ｇの圧力により中空空間Ｓの断面が縮小されると、これに応じて可変径支持体Ｕの断面が縮小される。
図３（１）、（２）にその具体的なメカニズムを示している。
図３（１）に示すように、中空空間Ｓの周方向で相互に隣接する各一方の支持部材１１の端部１１１と各他方の支持部材１１の端部１１２は相互の端面１１１Ｐ、１１２Ｐを相対して、中空空間Ｓ周辺の地盤Ｇの圧力による中空空間Ｓの縮径に対応可能に所定の間隔０を介して離隔され、これが各支持部材１１間に架け渡し連結された各油圧ジャッキ１２Ｊにより保持されて各支持部材１１（の端面１１１Ｐ、１１２Ｐ）間に所定の間隔（離隔長）０が伸縮可能に保持される。
そして、中空空間Ｓ周辺の膨張圧など地盤Ｇの地盤圧Ｐが一定以上に上昇することにより各油圧ジャッキ１２Ｊに作用する軸力が上昇し、各油圧ジャッキ１２Ｊの油圧が上昇して一定以上に達すると、リリーフ回路のリリーフバルブが開き、ジャッキ本体内部の作動油を逃がす（作動油供給装置に送り戻す）ことにより、油圧ジャッキ１２Ｊのストロークが縮小されていく。この場合、この油圧ジャッキ１２Ｊのストロークの縮小動作は他の油圧ジャッキ１２Ｊのストロークの縮小動作とともに行われることが好ましい。各油圧ジャッキ１２Ｊのストロークが縮小すると、各一方の支持部材１１に対して各他方の支持部材１１が相対的に移動して各支持部材１１の各端部１１１、１１２が近づき、各支持部材１１の端部１１１、１１２の各張出梁１０１、１０２は相互に徐々に近接される。各一方の支持部材１１に対して各他方の支持部材１１が移動するときの、各他方の支持部材１１の端部１１２の種々の挙動はこの支持部材１１と縮径ガイド１３中間の案内部１３２との間のクリアランスにより吸収されながら、各他方の支持部材１１の端部１１２が縮径ガイド１３中間の案内部１３２により一方の支持部材１１の端部１１１に向けて案内される。
そして、図３（２）に示すように、各支持部材１１端部１１１、１１２の各張出梁１０１、１０２は相互に衝突することなく噛み合い、各張出梁１０１、１０２の先端が各支持部材１１の端部１１１、１１２の端面１１１Ｐ、１１２Ｐに近接されていく。その状態は、あたかも一対のラックギアの歯が噛み合うような形態、あるいは橋梁の伸縮継手の一種である櫛形継手（フィンガージョイント）のような形態になる。
このように各支持部材１１間の間隔、すなわち離隔距離が短縮することにより、中空空間Ｓ周辺の地盤Ｇの圧力は低減し、各支持部材１１、各油圧ジャッキ１２Ｊに作用する圧力も減少する。そして、中空空間Ｓ周辺の地盤Ｇの圧力が一定値に収束し、中空空間Ｓの断面が一定の縮小量に達すると、各油圧ジャッキ１２Ｊの油圧が下がり、リリーフバルブが自動的に又は強制的に閉鎖されて、ジャッキ本体内部の作動油の逃げ（作動油供給装置への送り戻し）を停止され、油圧ジャッキ１２Ｊに一定の軸力が維持される。なお、この場合、各支持部材１１の間に剛性の高い停止保持具を配設して、これ以上の縮小を停止させるようにしてもよい。
図４に縮径前後の可変径支持体Ｕの状態を示す。図４中、一点鎖線は当初の可変径支持体Ｕの外径を示し、細い実線は当初の可変径支持体Ｕを示し、太い実線は縮径後の可変径支持体Ｕを示す。
このようにして中空空間Ｓ周辺の地盤Ｇの圧力による中空空間Ｓの断面の縮小に応じて、中空空間Ｓの内壁の各列の支持部材１１が略環状（円形、馬蹄形、門形を含む）に組み合わせられ、これらの略環状の構造体が連接されて可変径支持体Ｕ全体が略筒状に組み立てられ、中空空間Ｓの縮小とともに支持体Ｕ断面が縮小され、中空空間Ｓの縮小により地盤Ｇの圧力が減少される。
そして、各支持部材１１の間（離隔部）にコンクリートが充填され、又は鋼材が溶接されて、支持部材１１間が固定される。その後、油圧ジャッキ１２Ｊは撤去される。これにより、ライナー型の場合、中空空間Ｓの覆工が完成する。また、必要に応じてその内部にコンクリートを巻き立てて中空空間Ｓを完成することができる。支保工型の場合、内部に巻き立てコンクリートが必要で、これにより中空空間Ｓの覆工が完成する。
【００１７】
以上説明したように、この可変径支持体Ｕによれば、上記の構成により、次のような効果を奏する。
（１）地盤Ｇの圧力に応じて可変径支持体Ｕの径が縮小されるので、この縮小に追随させて地盤Ｇの圧力を減少させることができる。
（２）地盤Ｇの変形に応じて油圧ジャッキ１２Ｊの一定の圧力が維持され、可変径支持体Ｕの径が縮小されるので、中空空間Ｓを毀損することがない。
（３）油圧ジャッキ１２Ｊの油圧、油量、作動軸の長さの調整により、実際の地盤の膨張圧、膨張量に合せて対応が可能である。
（４）油圧ジャッキ１２Ｊの収縮後、実際のジャッキ圧を確認することで、油圧ジャッキ１２Ｊを必要な強度を有する充填材と置き換えることができる。
（５）油圧ジャッキ１２Ｊの回路を各別にすることも可能で、上部の油圧ジャッキ１２Ｊと下部の油圧ジャッキ１２Ｊとで圧力を変えたり作動軸の可縮量を変えたりすることが自在にできる。
（６）膨張性地盤などにおいて、従来の多重支保工のように幾度も支保工を変えることがなく、縫い直しをすることもないので、経済的であり、工期も短縮することができる。
（７）油圧ジャッキ１２Ｊは撤去して再使用することができるので、経済的であり、資源の節約になる。
【００１８】
図５、図６に第２の実施の形態を示している。
図５、図６に示すように、この実施の形態では、各縮径装置２２は、各一方の支持部材１１の端部１１１の端面１１１Ｐと各他方の支持部材１１の端部１１２の端面１１２Ｐとの間に伸縮可能に架け渡される油圧ジャッキ２２Ｊと、中空空間Ｓ周辺の地盤Ｇの圧力が上昇し一定の圧力以上に達したときに、油圧ジャッキ２２Ｊを収縮作動させる制御機構（図示省略、第１の実施の形態参照）とにより構成され、油圧ジャッキ２２Ｊの作動軸１２１の先端と支持部材１１の端部１１２の端面１１２Ｐがピボット継手２７により連結され、縮径ガイドは用いていない点で、第１の実施の形態と異なる。
【００１９】
図５に示すように、この支持体Ｕにおいても、各支持部材１１の端部１１１、１１２は相互に噛合可能に櫛歯状に形成される。この場合、一方の支持部材１１の端部１１１の端面１１１Ｐの幅方向両側に２つの張出梁２０１が並列に各支持部材１１の端部１１１、１１２間の半分程度の長さに突設され、また、他方の支持部材１１の端部１１２の端面１１２Ｐの幅方向中間に３つの張出梁２０２が並列に各支持部材１１の端部１１１、１１２間の半分程度の長さに突設されて、一方の各張出梁２０１の間に他方の各張出梁２０２が挟まれる形態になっている。この一方の支持部材１１の端部１１１の端面１１１Ｐの他方の支持部材１１の端部１１２の端面１１２Ｐの各張出梁２０２間に対応する位置に、油圧ジャッキ２２Ｊを保持するための２つの筒状の保持部材２２Ｈが先端開口を他方の支持部材１１の端部１１２の端面１１２Ｐに向けて突設され、各保持部材２２Ｈに油圧ジャッキ２２Ｊが挿入保持されて、作動軸１２１が他方の支持部材１１の端部１１２の端面１１２Ｐの各張出梁２０２間に向けて進退可能になっている。保持部材２２Ｈは、ボックスの形状であり、内径は油圧ジャッキ２２Ｊよりわずかに大きい形状で構成し、支持体が縮径した場合の、油圧ジャッキの移動を可能にしている。また、その間隙を適切にすることで保持部材２２Ｈは、縮径時のガイドの役割を果たすことができる。これら油圧ジャッキ２２Ｊの各作動軸１２１の先端には球面形状（この場合、球面の一部をなす形状）の凸部からなるピボット部２７１が設けられ、他方の支持部材１１の端部１１２の端面１１２Ｐで各張出梁２０２の間に各油圧ジャッキ２２Ｊの各作動軸１２１に対向して球面形状（この場合、球面の一部をなす形状）の凹部を有するピボット軸受２７０が設けられて、これらピボット部２７１、ピボット軸受２７０によりピボット継手２７が構成される。
このようにして中空空間Ｓの周方向で相互に隣接する各一方の支持部材１１の端部１１１と各他方の支持部材１１の端部１１２は相互の端面１１１Ｐ、１１２Ｐを相対して、中空空間Ｓ周辺の地盤Ｇの圧力による中空空間Ｓの縮径に対応可能に所定の間隔０を介して離隔され、これが各支持部材１１間に架け渡し連結された各油圧ジャッキ２２Ｊにより保持されて各支持部材１１（の端面１１１Ｐ、１１２Ｐ）間に所定の間隔（離隔長）０が伸縮可能に保持される。
そして、図６に示すように、中空空間Ｓ周辺の膨張圧など地盤Ｇの地盤圧Ｐが一定以上に上昇することにより各油圧ジャッキ２２Ｊに作用する軸力が上昇し、各油圧ジャッキ２２Ｊの油圧が上昇して一定以上に達すると、リリーフ回路のリリーフバルブが開き、ジャッキ本体内部の作動油を逃がす（作動油供給装置に送り戻す）ことにより、油圧ジャッキ２２Ｊのストロークが縮小されていく。この場合、この油圧ジャッキ２２Ｊのストロークの縮小動作は他の油圧ジャッキ２２Ｊのストロークの縮小動作とともに行われることが好ましい。各油圧ジャッキ２２Ｊのストロークが縮小すると、各一方の支持部材１１に対して各他方の支持部材１１が相対的に移動して各支持部材１１の各端部１１１、１１２が近づき、各支持部材１１の端部１１１、１１２の各張出梁２０１、２０２は相互に徐々に近接される。各一方の支持部材１１に対して各他方の支持部材１１が移動するときに、各他方の支持部材１１の端部１１２の種々の挙動はこの支持部材１１と油圧ジャッキ２２Ｊとの間のピボット継手２７の動きにより吸収されながら、各他方の支持部材１１の端部１１２が一方の支持部材１１の端部１１１に向けて案内される。
なお、ピボット継手２７はユニバーサルジョイントに代えてもよく、このようにしても同様の動作を取ることができる。
このようにしても第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２０】
図７に第３の実施の形態を示している。
図７に示すように、この実施の形態では、複数の支持部材３１が環状に組み合わせられてなる各列の構造体が適宜の間隔を開けて建て込まれ、各列の構造体の間は吹き付けコンクリート、アンカーボルトなど従来の方式で支保され、この点で、第１の実施の形態と異なる。
【００２１】
図７（ａ）に示すように、この支持体Ｕにおいては、各支持部材３１が桁状体からなり、ここでは支保工（例えばＨ形鋼）が用いられる。各支持部材３１の端部３１１、３１２は相互に噛合可能に櫛歯状に形成される。この場合、図７（ｂ）に示すように、一方の支持部材３１の端部３１１の端面３１１Ｐに妻板３１３が接合されてこの妻板３１３の幅方向両側に２つの張出梁３０１が並列に一方の支持部材１１の両側面の延長上を他方の支持部材１１の両側面の端縁部を少し超える位置まで突設され、また、他方の支持部材３１の端部３１２の端面３１２Ｐに妻板３１３が接合されてこの妻板３１３の幅方向中間に２つの張出梁３０２が並列に各支持部材３１の端部３１１、３１２間（距離）の半分に少し足りない長さで突設され、一方の各張出梁３０１の間に他方の各張出梁３０２が挟まれる形態になっている。また、この場合、図７（ｃ）に示すように、一方の支持部材３１の各張出梁３０１は各支持部材３１の側面と略同じ幅の略矩形の板状に形成されて、各張出梁３０１の外周縁、内周縁がそれぞれ各支持部材３１の外周面、内周面に略沿って延び、図７（ｄ）に示すように、他方の支持部材３１の各張出梁３０２は各支持部材３１よりも少し幅狭の略矩形の板状に形成されて、各張出梁３０２の外周縁、内周縁がそれぞれ他方の支持部材３１の外周面、内周面の少し内側でその延長上に延びる。なお、他方の支持部材３１の各張出梁３０２は先端の各角が斜めに切り落とされる。このようにして一方の支持部材３１に対して他方の支持部材３１が相対的に移動して各支持部材３１の各端部３１１、３１２が近接しても、各支持部材３１の端部３１１、３１２の各張出梁３０１、３０２は相互に噛み合い、衝突することがない。
【００２２】
また、この支持体Ｕにおいては、図７（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、各遮蔽部材３４、各縮径ガイド３３は、各支持部材３１が壁状体（第１の実施の形態）から桁状体に変えられたため、それに応じて、大きさや形状が若干変更される。
この場合、各遮蔽部材３４は、各支持部材３１の外周面の端縁部間に架け渡されかつ一方の支持部材３１の各張出梁３０１間に架け渡されて各支持部材３１の外周面の端縁部間を被覆可能な長さ及び幅を有し、各支持部材３１の外周面に沿って断面円弧状の細長の矩形の板からなる。なお、この場合、支持体Ｕの構造から、防護部材は必要とならない。
縮径ガイド３３は全体が既述の遮蔽部材３４よりも少し短く、支持部材３３と略同じ幅の板からなる。なお、この場合も、縮径ガイド３３は必ずしも必要ではない（第１の実施の形態参照）。
【００２３】
このようにして可変径支持体Ｕは中空空間Ｓの内壁に沿って複数の支持部材３１が中空空間Ｓの周方向に一列にかつ中空空間の軸方向に適宜の間隔で並列に配設され、各列の間は吹き付けコンクリート、アンカーボルトなどにより支保されて、全体として略筒状に構成され、中空空間Ｓを支持する。そして、中空空間Ｓ周辺の地盤Ｇの圧力により中空空間Ｓの断面が縮小されると、これに応じて支持体Ｕの断面が縮小される。
このようにしても第１の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【符号の説明】
【００２４】
Ｇ  地盤
Ｓ  中空空間
Ｕ  可変径支持体
Ｐ  地盤圧
０  所定の間隔（離隔長）
１１  支持部材
１１１  端部
１１１Ｐ  端面
１１２  端部
１１２Ｐ  端面
１０１  張出梁
１０２  張出梁
１２  縮径装置
１２Ｊ  油圧ジャッキ（可縮手段）
１２０  ジャッキ本体
１２１  作動軸
１２Ｃ  制御機構
１３  縮径ガイド
１３０  取付部
１３１  支持部
１３２  案内部
１３２Ｆ  離隔方向案内部
１３２Ｒ  近接方向案内部
Ｂ  ボルト
１４  遮蔽部材
１５  防護部材
１６  連結金具
２０１  張出梁
２０２  張出梁
２２  縮径装置
２２Ｊ  油圧ジャッキ
２２Ｈ  保持部材
２７  ピボット継手
２７０  ピボット軸受
２７１  ピボット部
３１  支持部材
３１１  端部
３１１Ｐ  端面
３１２  端部
３１２Ｐ  端面
３０１  張出梁
３０２  張出梁
３１３  妻板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2017089147.tif 000007
【図６】
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【図７】
2017089147.tif 000009