JP7403390B2 - 合成構造、及び合成構造の構築方法 - Google Patents

Description

本開示は、コンクリート及び型鋼を含む合成構造、及び合成構造の構築方法に関する。

特許文献１には、コンクリートである充填材と覆工体とを有する地下構造物が記載されている。地下構造物は、道路用の大断面トンネルとして構築されている。地下構造物は、断面が円環状に配置される複数のトンネルを有する。複数のトンネルは、間隔を開けて配置された複数の第一トンネルと、隣り合う第一トンネルの間に配置された複数の第二トンネルとを含む。第一トンネル及び第二トンネルは、交互に数珠状に連結されている。

この大断面トンネルは、複数のトンネルに跨がって延在する大断面覆工体を備える。大断面覆工体は、トンネル内に形成された鉄骨コンクリート造のＳＣ覆工体と、トンネル同士の接合部において一対のＳＣ覆工体を互いに接続するＲＣ覆工体とを備える。ＳＣ覆工体は、形鋼材、鋼板及びせん断補強筋を含む鋼殻と、コンクリートの硬化体とによって形成されている。ＲＣ覆工体は、種々の方向に延びる複数の鉄筋と、鉄筋を巻き込むように打設されたコンクリートとを備える。

特開２０１９－１４３３７６号公報

前述した地下構造物では、複数のトンネルの内部において、一対のＳＣ覆工体の間にＲＣ覆工体が介在しており、ＲＣ覆工体が一対のＳＣ覆工体を互いに接続する。ＲＣ覆工体は鉄筋コンクリートによって構成されている。しかしながら、一対のＳＣ覆工体が鉄筋コンクリートを介して接続される合成構造は、部材の強度の点で改善の余地がある。

本開示は、部材の強度を高めることができる合成構造、及び合成構造の構築方法を提供することを目的とする。

本開示に係る合成構造は、第１方向に延びる第１型鋼と、第１方向に沿って延びると共に、第１方向と交差する第２方向に離間し配置された第２型鋼と、第１型鋼の一部と第２型鋼の一部が、第１方向に沿って重複した重複部分を有し、第１型鋼の重複部分には第１突出部が設けられ、第２型鋼の重複部分には第２突出部が設けられ、第１型鋼と第２型鋼はコンクリートに埋設されている。

この合成構造では、コンクリートの内部に第１方向に延びる第１型鋼及び第２型鋼が埋設されている。第２型鋼は第１型鋼から離間した位置に配置されており、第１型鋼及び第２型鋼は第１方向に交差する第２方向に沿って並ぶように配置されている。また、第１型鋼の一部の第１方向の位置は、第２型鋼の一部の第１方向の位置と重複している。すなわち、第１方向において、第１型鋼の一部が第２型鋼の一部と重複している。従って、第１型鋼の一部は第２型鋼の一部とコンクリートを介して第１方向に交差する第２方向に対向するので、第１型鋼に付与された力をコンクリートを介して第２型鋼に伝達させることができる。また、第１型鋼の第２型鋼との重複部分には第１突出部が設けられており、第２型鋼の第１型鋼との重複部分には第２突出部が設けられている。従って、第１型鋼又は第２型鋼に第１方向への引張力が作用したときに、第１突出部及び第２突出部によって当該引張力に抵抗することができる。従って、第１型鋼及び第２型鋼を含む部材の強度を高めることができる。

前述した合成構造は、第１方向及び第２方向に交差する第３方向に互いに離間した一対の第１型鋼と、第３方向に互いに離間した一対の第２型鋼と、を備えてもよい。この場合、第３方向に並ぶ一対の第１型鋼、及び第３方向に並ぶ一対の第２型鋼を備えることにより、合成構造の強度を高めることができる。

前述した合成構造は、重複部分に配置され、一対の第１型鋼及び一対の第２型鋼を囲む包囲鋼材を備えてもよい。この場合、当該重複部分において、第１型鋼及び第２型鋼が包囲鋼材によって包囲される。従って、第１型鋼及び第２型鋼が互いに重複している当該重複部分の強度を高めることができる。

第１突出部は、第１型鋼の第１方向の端部に取り付けられた第１支圧板を含んでもよく、第２突出部は、第２型鋼の第１方向の端部に取り付けられた第２支圧板を含んでもよい。この場合、第１型鋼の端部に設けられた第１支圧板、又は第２型鋼の端部に設けられた第２支圧板により、第１方向への引張に対する強度をより高めることができる。

本開示の別の側面に係る合成構造は、第１方向に延びる一対の第１型鋼と、第１方向に沿って延びると共に、第１方向と交差する第２方向に各々が離間し配置された一対の第２型鋼と、を備え、一対の第１型鋼及び一対の第２型鋼は、第１方向及び第２方向に交差する第３方向に各々が離間しており、一対の第１型鋼と一対の第２型鋼の各々の一部が、第１方向に沿って重複した重複部分を有し、重複部分に配置され、一対の第１型鋼及び一対の第２型鋼の各々に架け渡されると共に第３方向に延在する一対の第３型鋼を備え、一対の第１型鋼と一対の第２型鋼と一対の第３型鋼はコンクリートに埋設されている。

この合成構造では、第１方向に延びる一対の第１型鋼と、各第１型鋼に対して第２方向に離間すると共に第１方向に延びる一対の第２型鋼と、一対の第１型鋼、及び、一対の第２型鋼のそれぞれを第３方向に架け渡す第３型鋼とを備える。一対の第１型鋼の一部、一対の第２型鋼の一部、及び、一対の第３型鋼は、第１方向に重複する重複部分を有し、当該重複部分はコンクリートに埋設されている。従って、第１方向への引張力が働いたときの抵抗力を高めることができ、部材の強度を高めることができる。

前述した合成構造は、第１型鋼の第１方向の端部に取り付けられた第１支圧板と、第２型鋼の第１方向の端部に取り付けられた第２支圧板と、を備えてもよい。この場合、引張力に対する抵抗力を更に高めることができる。

前述した合成構造は、第１型鋼と第２型鋼に架け渡されると共に、第２方向に延在する第４型鋼を備えてもよい。この場合、重複部分に第４型鋼が更に設けられるので、部材の強度を一層高めることができる。

第１型鋼の重複部分、及び第２型鋼の重複部分を含む重複領域は、現場において打設された場所打ちコンクリート部であり、重複領域以外のコンクリートには、予め工場において製造されたプレキャストコンクリート部が含まれてもよい。この場合、第１型鋼の重複部分、及び第２型鋼の重複部分を含む重複領域を場所打ちしつつ、当該重複領域以外の部分をプレキャストコンクリート部とすることにより、当該重複領域以外の部分を予め工場で製造することができる。従って、場所打ちコンクリート部以外の部分を予め製造されたものとすることができるので、合成構造の構築作業を効率よく行うことができる。

本開示に係る合成構造の構築方法は、第１方向に延びるように第１型鋼を配置する工程と、第１型鋼から離間した位置に、第１方向に延びるように第２型鋼を配置する工程と、第１型鋼及び第２型鋼を囲む包囲鋼材を配置する工程と、を備え、第２型鋼を配置する工程では、第２型鋼の一部の第１方向の位置が、第１型鋼の一部の第１方向の位置と重複するように、第２型鋼を配置し、第１型鋼の一部と第２型鋼の一部とを含む重複領域をコンクリートで埋設する。

この合成構造の構築方法では、第１型鋼から離間した位置に第２型鋼が配置される。第２型鋼は、第２型鋼の一部の第１方向の位置が、第１型鋼の一部の第１方向の位置と重複するように配置される。よって、第１方向において、第１型鋼の一部が第２型鋼の一部に重複するように第２型鋼の配置が行われる。そして、第１型鋼の一部と第２型鋼の一部とを含む重複領域がコンクリートで埋設される。従って、コンクリートの埋設後には、第１型鋼の一部は第２型鋼の一部とコンクリートを介して対向しているので、第１型鋼に付与された力をコンクリートを介して第２型鋼に伝達させることができる。また、第１型鋼及び第２型鋼が互いに重複している重複領域において、第１型鋼及び第２型鋼が包囲部材によって包囲される。従って、第１型鋼及び第２型鋼が互いに重複している重複領域の強度を高めることができる。

本開示に係る別の合成構造の構築方法は、第１方向に延びるように一対の第１型鋼を配置する工程と、第１方向に沿って延びると共に、第１方向と交差する第２方向に各々が離間するように一対の第２型鋼を配置する工程と、を備え、一対の第１型鋼及び一対の第２型鋼は、第１方向及び第２方向に交差する第３方向に各々が離間しており、一対の第１型鋼と一対の第２型鋼の各々の一部が、第１方向に沿って重複した重複部分を有し、重複部分において、一対の第１型鋼及び一対の第２型鋼の各々に架け渡されると共に第３方向に延在する一対の第３型鋼を配置する工程を更に備え、一対の第１型鋼と一対の第２型鋼と一対の第３型鋼をコンクリートで埋設する。

この合成構造の構築方法では、一対の第１型鋼、及び一対の第１型鋼のそれぞれに対して第２方向に離間する第２型鋼に加え、更に、第３方向に延びる一対の第３型鋼が配置される。そして、一対の第１型鋼、一対の第２型鋼、及び一対の第３型鋼が重複する重複部分がコンクリートに埋設される。従って、第１方向への引張力が働いたときの抵抗力を高めることができ、部材の強度を更に高めることができる。

本開示によれば、部材の強度を高めることができる。

実施形態に係る合成構造を備える例示的な地下構造物を概略的に示す斜視図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 例示的なシールドトンネルの外殻の構造を示す図である。 図４のＶ－Ｖ線断面図である。 例示的な先行外殻の後行シールドトンネルと重なる部分の構造を示す図である。 例示的な外郭躯体を示す断面図である。 例示的な鋼材構造体を示す斜視図である。 例示的な発進基地構築工程を模式的に示す図である。 図９のＸ－Ｘ線断面図である。 例示的な先行シールドトンネル延伸工程を模式的に示す図である。 図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図である。 図１１のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線断面図である。 例示的な先行シールドトンネルの内部領域を示す断面図である。 例示的な第一隔壁設置工程を示す断面図である。 例示的な先行シールドトンネルの内部構造を示す断面図である。 例示的な支持ユニットを示す斜視図である。 図１７の支持ユニットの配置を示す断面図である。 例示的な第一隔壁設置工程を示す図である。 例示的な第二外殻躯体構築工程を示す図である。 図２０のＸＸＩ－ＸＸＩ線断面図である。 図２０のＸＸＩＩ－ＸＸＩＩ線断面図である。 例示的な施工領域の一部を示す断面図である。 例示的な施工領域の一部を示す断面図である。 例示的な施工領域の一部を示す断面図である。 例示的な外郭躯体予定領域の周方向における区分を示す断面図である。 例示的な外郭躯体予定領域の軸線方向における区分を示す斜視図である。 例示的な外郭躯体予定領域の周方向及び軸線方向における区分を示す斜視図である。 例示的な施工領域の一部を示す断面図である。 図２９の施工領域の別の部分を示す断面図である。 例示的な施工領域の一部を示す断面図である。 例示的な施工領域の一部を示す断面図である。 例示的な施工領域の一部を示す断面図である。 例示的な褄壁構築工程を模式的に示す図である。 例示的な掘削工程を示す図である。 実施形態に係る外郭躯体を示す断面図である。 図３６の外郭躯体に配置される鋼材構造体を示す平面図である。 図３６の外郭躯体の第１型鋼、第２型鋼及びコンクリートを示す断面図である。 図３８のＡ－Ａ線断面図である。 例示的なプレキャスト部を示す断面図である。 （ａ）は図３８のＢ－Ｂ線断面図である。（ｂ）は（ａ）の変形例を示す断面図である。 図３８の外郭躯体を構築する手順を説明するための断面図である。 図４２の外郭躯体の鋼材構造体を示す平面図である。 変形例に係る外郭躯体の第１型鋼、第２型鋼及びコンクリートを示す断面図である。 図４４のＣ－Ｃ線断面図である。 図４４とは異なる変形例に係る外郭躯体の第１型鋼、第２型鋼及びコンクリートを示す断面図である。 図４６のＤ－Ｄ線断面図である。

以下では、図面を参照しながら本開示に係る合成構造、及び合成構造の構築方法の実施形態について説明する。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解の容易のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率等は図面に記載のものに限定されない。

本実施形態に係る合成構造は、一例として、地下躯体に設けられる。地下躯体は、既設の本線シールドトンネルに新設の支線シールドトンネルを合流させるために、本線シールドトンネルと支線シールドトンネルとの合流領域に本線シールドトンネル及び支線シールドトンネルの双方を囲む大断面トンネルを構成する。本実施形態に係る合成構造の構築方法は、一例として、当該地下躯体の施工に用いられる。しかしながら、本開示に係る合成構造、及び合成構造の構築方法の適用対象は、地下躯体の施工、すなわち大断面トンネルの構築以外にも適用可能である。

図１、図２及び図３は、本実施形態に係る合成構造が例示的に適用される地下構造物１を示している。図１～図３に示されるように、地下構造物１は、本線シールドトンネル２と支線シールドトンネル３との合流領域において本線シールドトンネル２及び支線シールドトンネル３の双方を囲む大断面トンネルである。地下構造物１の内部には、地下構造物１の軸方向に延びる地下空洞４が形成されている。地下構造物１は、複数のシールドトンネル１１が連結されて形成された外郭躯体１２（地下躯体）を備える。

シールドトンネル１１は、シールド掘進工法又はシールド推進工法によって施工された外郭躯体である。例えば、シールドトンネル１１では、シールド掘進機が地中を掘進しながら当該シールド掘進機の後方でトンネルの壁面となるセグメントが組み立てられる。シールド掘進機は推進管から推力を得て推進し、推進管が組み立てられてトンネル覆工体又はトンネル躯体が構築されることによってシールドトンネル１１が延伸する。

シールド掘進機を掘進して組み立てられたセグメント、及び推進に伴って組み立てられた推進管は、シールドトンネル１１の外殻１１Ａとなる。地下構造物１では、地下構造物１の一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間において、軸方向に延びる複数のシールドトンネル１１が、本線シールドトンネル２及び支線シールドトンネル３の双方を囲むように、そして大断面トンネルの周方向に沿って並ぶように配置される。

複数のシールドトンネル１１は、先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４を含む。複数のシールドトンネル１１の一部が先行シールドトンネル１３であり、複数のシールドトンネル１１の残部が後行シールドトンネル１４である。先行シールドトンネル１３は円筒状に延びる第１外殻躯体であり、後行シールドトンネル１４は円筒状に延びる第２外殻躯体である。以下の説明では、先行シールドトンネル１３の外殻１１Ａを先行外殻１３Ａと称し、後行シールドトンネル１４の外殻１１Ａを後行外殻１４Ａと称することがある。先行外殻１３Ａ及び後行外殻１４Ａは、例えば、複数のセグメント３０（図４又は図５参照）によって構築される。

先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４のそれぞれは、一方の端部１ａから他方の端部１ｂまで延在している。後行シールドトンネル１４は、先行シールドトンネル１３が設けられた後に構築されるシールドトンネルである。後行シールドトンネル１４は、一対の先行シールドトンネル１３の間に配置されている。先行シールドトンネル１３の先行外殻１３Ａの一部が切削された状態で当該切削された部分に後行シールドトンネル１４が入り込んでいる。

互いに隣り合う先行シールドトンネル１３の中心軸線と後行シールドトンネル１４の中心軸線との間隔は一方の端部１ａから他方の端部１ｂに向かうに従って狭くなっている。地下空洞４は本線シールドトンネル２及び支線シールドトンネル３の外形に沿って延びており、地下空洞４の断面積は一方の端部１ａから他方の端部１ｂに向かうに従って小さくなっている。地下空洞４の断面積が一方の端部１ａから他方の端部１ｂに向かって小さくなるように、端部１ｂに近づくに従って先行シールドトンネル１３に対する後行シールドトンネル１４の入り込み具合が大きくなっている。

後行シールドトンネル１４は、端部１ａから延びる第１後行シールドトンネル１４１と、第１後行シールドトンネル１４１の先端と端部１ｂとの間に配置された第２後行シールドトンネル１４２とを含む。第１後行シールドトンネル１４１は先行シールドトンネル１３と同径のシールドトンネルであり、第２後行シールドトンネル１４２は第１後行シールドトンネル１４１よりも小径のシールドトンネルである。１本の後行シールドトンネル１４のうち端部１ａ側の部分が大径の第１後行シールドトンネル１４１となり、端部１ｂ側の部分が小径の第２後行シールドトンネル１４２となる。

先行シールドトンネル１３同士の間隔は、一方の端部１ａ側よりも他方の端部１ｂ側の方が狭い。このため、端部１ａから端部１ｂまでの全域において後行シールドトンネル１４が同径である場合、先行シールドトンネル１３に後行シールドトンネル１４が入り込む量が過大となる。しかしながら、本実施形態では、端部１ａ側に大径の第１後行シールドトンネル１４１が配置され、端部１ｂ側に小径の第２後行シールドトンネル１４２が配置されることにより、先行シールドトンネル１３に対する後行シールドトンネル１４の入り込みの量を小さくし、後行シールドトンネル１４の構築のときの先行シールドトンネル１３の切削量を低減可能である。

具体例として、シールドトンネル１１は、１８本の先行シールドトンネル１３と、１８本の後行シールドトンネル１４とを備える。このように、先行シールドトンネル１３の本数と後行シールドトンネル１４の本数とは互いに同一である。地下構造物１は、端部１ａ側の第１領域Ａ１と、端部１ｂ側の第２領域Ａ２とに分けられている。第１領域Ａ１の先行シールドトンネル１３の径は、第２領域Ａ２の先行シールドトンネル１３の径と同一である。

後行シールドトンネル１４は、第１領域Ａ１に配置される大径の第１後行シールドトンネル１４１と、第２領域Ａ２に配置される第２後行シールドトンネル１４２とを含む。先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４は大断面トンネルの周方向に沿って交互に配置されている。すなわち、一対の先行シールドトンネル１３の間に後行シールドトンネル１４が配置されている。

外郭躯体１２は、地下空洞４の外郭を構成する断面円形状の躯体である。外郭躯体１２は、互いに隣り合うシールドトンネル１１を連結している。外郭躯体１２は、先行シールドトンネル１３と、後行シールドトンネル１４と、先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４に配置された鋼板コンクリート構造物７０（図７参照）とを含む。鋼板コンクリート構造物７０を構成するコンクリートであって先行シールドトンネル１３に打設されたコンクリートと後行シールドトンネル１４に打設されたコンクリートとは、後行シールドトンネル１４の後行外殻１４Ａの一部に形成された開口を通じて一体化されている。

図４及び図５に示されるように、外殻１１Ａは、大断面トンネルの周方向に沿って組み立てられた複数のセグメント３０が軸方向に沿って連結されることで構築される。外殻１１Ａを構成するセグメント３０は、主桁３１と、継手板３２と、スキンプレート３３とを備える。主桁３１は、シールドトンネル１１の周方向に延びる部材であり、シールドトンネル１１の軸方向に所定の長さを有する。主桁３１は、例えば、型鋼等の鋼材によって構成されており、外殻１１Ａの構造物として機能する。

継手板３２は、シールドトンネル１１の軸方向に延びる部材であり、シールドトンネル１１の軸方向に所定の長さを有する。互いに隣り合う一対のセグメント３０の各継手板３２は、互いに接続可能とされている。周方向に並ぶように複数のセグメント３０が接続されてセグメントリングとなる。継手板３２は、例えば、板状の鋼材によって構成されている。スキンプレート３３は、シールドトンネル１１の外周面を構成する部材である。スキンプレート３３は、主桁３１の外周側に連結されて、シールドトンネル１１と地山とを区分している。

セグメントリングの主桁３１と当該セグメントリングに隣接するセグメントリングの主桁３１とは互いに接続されている。軸方向に沿うように複数のセグメントが互いに接続されてシールドトンネル１１が構成される。主桁３１と隣り合う主桁３１との接続、及び継手板３２と隣り合う継手板３２との接続は、例えば、ボルト締めにより行われる。スキンプレート３３は、例えば、円弧状断面を有する曲板状の鋼材によって構成されており、外殻１１Ａと地山とを区分する隔壁として機能する。

図６に示されるように、先行シールドトンネル１３の先行外殻１３Ａでは、主桁３１から継手板３２及びスキンプレート３３が取り外されて開口３４が形成されている。

＜鋼板コンクリート構造物＞
次に、参考形態に係る鋼板コンクリート構造物７０について図７を参照しながら説明する。鋼板コンクリート構造物７０は、本開示に係る合成構造の一例である。本開示において、参考形態は、あくまで参考とされる形態であって、発明の範囲等を限定するものではない。鋼板コンクリート構造物７０は、鋼材構造体７１とコンクリート６２とを含む。参考形態に係る鋼板コンクリート構造物７０は、例えば、ＳＣ構造である。本開示において、ＳＣ構造には、ＳＲＣ構造（鉄骨鉄筋コンクリート構造）が含まれてもよい。鋼材構造体７１は、外郭躯体１２を構成する円弧状の構造体である。鋼材構造体７１は、先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４の内部に配置されており、且つコンクリート６２に埋設されている。鋼板コンクリート構造物７０は地中の土圧を受けて円弧の内方に外力が作用する。

鋼板コンクリート構造物７０は、外郭躯体１２の内部に配置された支持ユニット４０に力学的に固定されていてもよいし、固定されていなくてもよい。鋼板コンクリート構造物７０では、例えば、外郭主桁、配力鋼材、及びせん断補強鋼材を含む鋼材構造体７１が配置され、発生断面力に抵抗を生じさせる。鋼板コンクリート構造物７０が鉄筋構造ではない鋼材構造体７１を備える場合、コンクリート６２の充填可能な空間が増加してコンクリート６２の充填性が増加するので、密実なコンクリート６２の打設が可能となる。

図８に示されるように、鋼材構造体７１は、先行鋼材部８１と連結鋼材９０とを含む。先行鋼材部８１は、先行シールドトンネル１３に配置されている。先行鋼材部８１は外側先行型鋼８２Ｂ及び内側先行型鋼８２Ａを第１型鋼として含む。外側先行型鋼８２Ｂ及び内側先行型鋼８２Ａは、先行外殻１３Ａの径方向ＬＲに沿って互いに離間するように配置されている。一対の外側先行型鋼８２Ｂは、先行外殻１３Ａの延在方向ＬＡ（軸方向）に沿って互いに離間して配置されている。延在方向ＬＡに沿って互いに隣接する一対の外側先行型鋼８２Ｂは、外側先行配力鋼材８３Ｂによって互いに連結されている。内側先行型鋼８２Ａの構成も同様である。延在方向ＬＡに沿って並ぶ一対の内側先行型鋼８２Ａは、内側先行配力鋼材８３Ａを介して互いに連結されている。更に、先行鋼材部８１は、外側先行型鋼８２Ｂと内側先行型鋼８２Ａとに連結された先行せん断補強鋼材８４を含む。

連結鋼材９０の一部は後行シールドトンネル１４に配置されており、連結鋼材９０の残部は後行シールドトンネル１４と先行シールドトンネル１３との境界部分に配置されている。連結鋼材９０は、一方の先行外殻１３Ａに配置された先行鋼材部８１を、後行外殻１４Ａを挟んで、他方の先行外殻１３Ａに配置された先行鋼材部８１に連結する。

連結鋼材９０は、後行シールドトンネル１４に配置された後行鋼材部９１と連結鋼材部９５とを含む。後行鋼材部９１は外側後行型鋼９２Ｂ及び内側後行型鋼９２Ａを第１型鋼として含む。外側後行型鋼９２Ｂ及び内側後行型鋼９２Ａは、径方向ＬＲに沿って互いに離間するように配置されている。一対の外側後行型鋼９２Ｂが延在方向ＬＡに沿って互いに離間するように配置されている。

延在方向ＬＡに沿って並ぶ一対の外側後行型鋼９２Ｂは、外側後行配力鋼材９３Ｂを介して互いに連結されている。延在方向ＬＡに沿って並ぶ一対の内側後行型鋼９２Ａは内側後行配力鋼材９３Ａを介して互いに連結されている。更に、後行鋼材部９１は、外側後行型鋼９２Ｂ及び内側後行型鋼９２Ａを互いに連結する後行せん断補強鋼材９４を含む。

一対の連結鋼材部９５のそれぞれは外側連結型鋼９６Ｂと内側連結型鋼９６Ａを第２型鋼として含む。外側連結型鋼９６Ｂは外側後行型鋼９２Ｂの端部を外側先行型鋼８２Ｂの端部に接続する。外側連結型鋼９６Ｂ（第２型鋼）、外側後行型鋼９２Ｂ及び外側先行型鋼８２Ｂ（第１型鋼）が互いに連結された構造物が外側外郭主桁７３Ｂを構成する。

外側外郭主桁７３Ｂは型鋼によって構成されている。外側外郭主桁７３Ｂの型鋼としては、例えば、Ｈ型鋼、Ｉ型鋼、Ｔ型鋼、山型鋼、平鋼、溝型鋼、又はＺ型鋼が用いられる。外側外郭主桁７３Ｂは、平板部分を有する鋼材によって構成されている。外側外郭主桁７３Ｂは、付加的な要素として、鉄筋を含んでもよい。先行鋼材部８１、後行鋼材部９１及び連結鋼材部９５が型鋼である場合、強度を高めつつ接続及び接合を容易に行うことができる。一例として、先行鋼材部８１、後行鋼材部９１及び連結鋼材部９５がＨ型鋼で構成される場合、鉄筋の場合と比較して、接続及び接合の作業を更に容易に行うことができる。

一般的に、外側連結型鋼９６Ｂ（第２型鋼）と外側後行型鋼９２Ｂ（第１型鋼）との接続部位は、例えば、機械的接合により接続及び接合され、機械的接合としては、一部にボルト接合又はねじ接合がなされることがある。ボルト接合又はねじ接合に加えて添接板によって接続されることもある。一般的な手法として、一部が溶接（冶金的接合）により接合及び接続されることもある。これらのいずれか一つ又は複数の手法が選択されることにより鋼材同士の接続が行われることもある。

しかしながら、後述する実施形態に係る鋼板コンクリート構造物１００（合成構造）のように、外側連結型鋼９６Ｂ（第２型鋼）と外側後行型鋼９２Ｂ及び外側先行型鋼８２Ｂ（第１型鋼）との接続は、コンクリートを介して実現されてもよく、この場合、先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４の間の力の伝達を効率よく行うことができる。

内側連結型鋼９６Ａは、内側後行型鋼９２Ａの端部を内側先行型鋼８２Ａの端部に接続する。内側連結型鋼９６Ａ（第２型鋼）、内側後行型鋼９２Ａ及び内側先行型鋼８２Ａ（第１型鋼）が互いに連結された構造物が内側外郭主桁７３Ａを構成する。内側連結型鋼９６Ａと内側後行型鋼９２Ａとの接続部位、及び、内側連結型鋼９６Ａと内側先行型鋼８２Ａとの接続部位は、機械的に互いに接続されることがある。

これらの接続部位も、外側連結型鋼９６Ｂと外側後行型鋼９２Ｂとの接続部位、及び、外側連結型鋼９６Ｂと外側先行型鋼８２Ｂとの接続部位と同様、ボルト接合、ねじ接合、ボルト及び／又はねじと添接板との併用、等の形態により、接続及び接合が実現されうる。しかしながら、後述する鋼板コンクリート構造物１００のように、内側連結型鋼９６Ａ（第２型鋼）と、内側後行型鋼９２Ａ及び内側先行型鋼８２Ａ（第１型鋼）との接続はコンクリートを介してなされてもよい。

連結鋼材部９５は、外側連結配力鋼材９７Ｂと、内側連結配力鋼材９７Ａと、連結せん断補強鋼材９８とを含む。外側連結配力鋼材９７Ｂは、延在方向ＬＡに延びると共に一対の外側連結型鋼９６Ｂのそれぞれに連結されている。内側連結配力鋼材９７Ａも同様に延在方向ＬＡに延びると共に一対の内側連結型鋼９６Ａのそれぞれに連結されている。連結せん断補強鋼材９８は、内側連結型鋼９６Ａと外側連結型鋼９６Ｂとを互いに連結している。

なお、先行せん断補強鋼材８４、後行せん断補強鋼材９４及び連結せん断補強鋼材９８のそれぞれは、不要な場合には省略することも可能である。先行せん断補強鋼材８４、後行せん断補強鋼材９４及び連結せん断補強鋼材９８の数、配置場所及び配置態様は、図８の例に限られず適宜変更可能である。

図２、図３及び後に詳述する図３５に示されるように、地下構造物１の端部１ａには、外郭躯体１２の一側面を封止（止水）する一方側褄壁１５が構築されており、地下構造物１の端部１ｂには、外郭躯体１２の他側面を封止（止水）する他方側褄壁１６が構築されている。一方側褄壁１５及び他方側褄壁１６に挟まれた外郭躯体１２の内周側領域の一部又は全部の土砂が掘削撤去されることで地下構造物１の内部に地下空洞４が形成されている。

次に、前述した地下構造物１の一部となる外郭躯体１２の構築方法について説明する。外郭躯体１２の構築方法は、発信基地構築工程（Ｓ１）と、先行シールドトンネル１３を構築する第１外殻躯体構築工程（Ｓ２）と、先行シールドトンネル１３の一部を切削しながら後行シールドトンネル１４を構築する第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）と、先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４の内部空間にコンクリートを打設して外郭躯体１２を構築する外郭躯体構築工程（Ｓ４）と、褄壁構築工程（Ｓ５）と、掘削工程（Ｓ６）とを備える。

＜発進基地構築工程（Ｓ１）＞
発進基地構築工程（Ｓ１）では、図９及び図１０に示されるように、シールドトンネル１１を延伸させるための発進基地２１を構築する。発進基地２１は、支線シールドトンネル３から支線シールドトンネル３の径方向外側に延びる発進坑口２２と、本線シールドトンネル２及び支線シールドトンネル３の双方を囲むように発進坑口２２から延びる円周シールドトンネル２３とを備える。発進坑口２２はシールド掘進機によって施工することが可能であり、円周シールドトンネル２３は円周シールド掘進機によって施工することが可能である。

＜第１外殻躯体構築工程（Ｓ２）＞
先行シールドトンネル構築工程である第１外殻躯体構築工程（Ｓ２）では、図１１に示されるように、地下構造物１の施工予定領域である一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間において軸方向に延伸する複数の先行シールドトンネル１３を周方向に所定間隔で並ぶように構築する。なお、互いに隣り合う先行シールドトンネル１３が構築されていれば、全ての先行シールドトンネル１３の延伸が終了する前に後述する第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）を開始し、一対の先行シールドトンネル１３の間に後行シールドトンネル１４を延伸してもよい。

例えば、第１外殻躯体構築工程（Ｓ２）は、先行シールドトンネル延伸工程（Ｓ２１）と第１隔壁設置工程（Ｓ２２）とを含む。

先行シールドトンネル延伸工程（Ｓ２１）では、図１１、図１２及び図１３に示されるように、端部１ａに施工された発進基地２１から端部１ｂまで先行シールドトンネル１３を延伸する。具体的には、１８本の先行シールドトンネル１３を発進基地２１から端部１ｂまで延伸する。このとき、互いに隣り合う先行シールドトンネル１３を同時に延伸せずに、一方の先行シールドトンネル１３を延伸した後に他方の先行シールドトンネル１３を延伸してもよい。先行シールドトンネル１３の掘進には、２機以上のシールド掘進機が用いられてもよい。２機以上のシールド掘進機が用いられる場合、複数の先行シールドトンネル１３を同時並行で延伸することが可能となる。

先行シールドトンネル延伸工程（Ｓ２１）では、一方の端部１ａから他方の端部１ｂに向かうに従い、互いに隣り合う先行シールドトンネル１３の中心軸線が近接していくように先行シールドトンネル１３を延伸する。先行シールドトンネル１３は、後行シールドトンネル１４を延伸するシールド掘進機等により切削可能な部分を含む必要がある。このため、先行シールドトンネル１３の先行外殻１３Ａのうち少なくとも後行シールドトンネル１４の延伸により切削される部分のセグメント又は推進管は、切削可能なものとする。切削可能なセグメント又は推進管としては、例えば、繊維強化樹脂製の切削可能セグメント又は切削可能推進管が用いられる。

図１４に示されるように、先行シールドトンネル１３のうち第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）で切削する領域を切削予定領域１３Ｅ及び切削予定領域１３Ｆとする。切削予定領域１３Ｅ及び切削予定領域１３Ｆは、先行シールドトンネル１３の両側のそれぞれに形成される。先行外殻１３Ａの内部領域のうち、外郭躯体構築工程（Ｓ４）でコンクリートを打設する領域を外郭躯体予定領域１３Ｂとする。外郭躯体予定領域１３Ｂの一端は切削予定領域１３Ｅと重なり、外郭躯体予定領域１３Ｂの他端は切削予定領域１３Ｆと重なる。

先行外殻１３Ａの内部領域のうち、切削予定領域１３Ｅ、切削予定領域１３Ｆ又は外郭躯体予定領域１３Ｂ以外の領域であって、外郭躯体予定領域１３Ｂに対して外郭躯体１２の内周側に位置する領域を内周側領域１３Ｃとする。また、先行外殻１３Ａの内部領域のうち、切削予定領域１３Ｅ、切削予定領域１３Ｆ又は外郭躯体予定領域１３Ｂ以外の領域であって、外郭躯体予定領域１３Ｂに対して外郭躯体１２の外周側に位置する領域を外周側領域１３Ｄとする。

第１隔壁設置工程（Ｓ２２）では、図１５及び図１６に示されるように、後行シールドトンネル１４を延伸するシールド掘進機が掘進できるように、先行シールドトンネル１３の内部の充填を行う。先行シールドトンネル１３の内部の充填としては、支持ユニット４０を配置すると共に、コンクリート及び切削可能充填材を打設（充填）することで外郭躯体予定領域１３Ｂに、外郭躯体予定領域１３Ｂを複数に区分する隔壁を設置する。支持ユニット４０は、外郭躯体予定領域１３Ｂに配置される。なお、支持ユニット４０の構成については後に詳述する。

先行シールドトンネル１３の内部に位置するコンクリート打設領域５０Ａとコンクリート打設領域５０Ｂにコンクリートが打設される。コンクリート打設領域５０Ａは、例えば、前述した内周側領域１３Ｃである。コンクリート打設領域５０Ｂは、例えば、前述した外周側領域１３Ｄである。コンクリート打設領域５０Ａ，５０Ｂは、後行シールドトンネル１４（後行外殻１４Ａ）の掘削時にコンクリートが切削されないように切削予定領域１３Ｅ，１３Ｆの周辺を除外して設定される。すなわち、切削予定領域１３Ｅ，１３Ｆの周辺にはコンクリートが打設されない。

切削可能充填材は、切削可能充填材領域５１Ａと切削可能充填材領域５１Ｂとに打設される。切削可能充填材領域５１Ａは、例えば切削予定領域１３Ｅであって、先行外殻１３Ａ、支持ユニット４０及びコンクリート打設領域５０Ａ，５０Ｂに囲まれた領域である。切削可能充填材領域５１Ｂは、例えば、切削予定領域１３Ｆであって、先行外殻１３Ａ、支持ユニット４０及びコンクリート打設領域５０Ａ，５０Ｂに囲まれた領域である。切削可能充填材領域５１Ａ，５１Ｂは、後行シールドトンネル１４（後行外殻１４Ａ）の掘削時の掘削誤差を許容するために、切削予定領域１３Ｅ，１３Ｆより大きく設定されてもよい。

図２３に示されるように、第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）で先行シールドトンネル１３が切削されると、先行外殻１３Ａを支持する主桁３１（図４又は図５参照）も切削され、先行外殻１３Ａが第１先行外殻部１３ＡＡと第２先行外殻部１３ＡＢとに分離される。外郭躯体予定領域１３Ｂにはコンクリートは打設されていない。このため、主桁３１は、第１先行外殻部１３ＡＡと第２先行外殻部１３ＡＢとが互いに対向する方向に作用する土圧を支持することができない。そこで、支持ユニット４０が外郭躯体予定領域１３Ｂに配置されることにより、第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）で先行シールドトンネル１３が切削されたときに、土圧、又は切削時の衝撃による荷重に起因する先行シールドトンネル１３の変形を抑制することが可能となる。

図１７及び図１８に示されるように、支持ユニット４０は、第１隔壁４１Ａ及び第２隔壁４１Ｂと、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂと、内周側支持桁４３Ａ及び外周側支持桁４３Ｂと、内周側遮蔽板４４Ａ及び外周側遮蔽板４４Ｂとを備える。第１隔壁４１Ａは、外郭躯体予定領域１３Ｂを、切削予定領域１３Ｅを含む側部１３Ｇと切削予定領域１３Ｅを含まない中央部１３Ｊとに区分する。このため、第１隔壁４１Ａは、外郭躯体予定領域１３Ｂを外郭躯体予定領域１３Ｂの周方向において複数に区分する隔壁１７となる。

第２隔壁４１Ｂは、外郭躯体予定領域１３Ｂを、切削予定領域１３Ｆを含む側部１３Ｈと切削予定領域１３Ｆを含まない中央部１３Ｊとに区分する。このため、第２隔壁４１Ｂは、外郭躯体予定領域１３Ｂを外郭躯体予定領域１３Ｂの周方向において複数に区分する隔壁１７となる。第１隔壁４１Ａにより区分される側部１３Ｇは、第１隔壁４１Ａの第２隔壁４１Ｂとは反対側の領域である。第２隔壁４１Ｂにより区分される側部１３Ｈは、第２隔壁４１Ｂの第１隔壁４１Ａとは反対側の領域である。第１隔壁４１Ａ及び第２隔壁４１Ｂにより区分される中央部１３Ｊは、先行シールドトンネル１３の径方向中央に位置する領域であって、第１隔壁４１Ａと第２隔壁４１Ｂの間の領域である。

具体的には、第１隔壁４１Ａ及び第２隔壁４１Ｂは、鉄板により構成されており、第１隔壁４１Ａと第２隔壁４１Ｂとは、外郭躯体予定領域１３Ｂの周方向に沿って対向するように配置される。複数枚の第１隔壁４１Ａ及び第２隔壁４１Ｂが先行シールドトンネル１３の軸方向に沿って配置される。

第１支柱４２Ａは、第１隔壁４１Ａを支持すると共に先行外殻１３Ａを径方向に沿って支持する。第２支柱４２Ｂは、第２隔壁４１Ｂを支持すると共に先行外殻１３Ａを径方向に沿って支持する。具体的には、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂのそれぞれは、Ｈ型鋼等の鋼材によって構成されており、第１支柱４２Ａと第２支柱４２Ｂとは外郭躯体予定領域１３Ｂの周方向に沿って並列するように配置される。第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂは、第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）で分離される第１先行外殻部１３ＡＡと第２先行外殻部１３ＡＢとが互いに対向する方向（コンクリート打設領域５０Ａとコンクリート打設領域５０Ｂが互いに対向する方向）に向けられる。

第１支柱４２Ａには第１隔壁４１Ａが着脱可能に接続され、第２支柱４２Ｂには第２隔壁４１Ｂが着脱可能に接続される。第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂのそれぞれに対する第１隔壁４１Ａ及び第２隔壁４１Ｂのそれぞれの接続は、例えば、ボルト締めによって行われる。複数本の第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂは、先行シールドトンネル１３の軸方向に沿って配置される。

内周側支持桁４３Ａは、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ａ側を支える。外周側支持桁４３Ｂは、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ｂ側を支える。具体的には、内周側支持桁４３Ａ及び外周側支持桁４３Ｂのそれぞれは、Ｈ型鋼等の鋼材によって構成されており、内周側支持桁４３Ａ及び外周側支持桁４３Ｂのそれぞれは外郭躯体予定領域１３Ｂの周方向に沿って延びるように配置される。

内周側支持桁４３Ａは、外郭躯体予定領域１３Ｂの周方向に沿って第１支柱４２Ａと第２支柱４２Ｂに架け渡され、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ａ側において結合される。外周側支持桁４３Ｂは、外郭躯体予定領域１３Ｂの周方向に沿って第１支柱４２Ａと第２支柱４２Ｂに架け渡され、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ｂ側において結合される。

内周側遮蔽板４４Ａは、支持ユニット４０のコンクリート打設領域５０Ａ側の遮蔽を行う。外周側遮蔽板４４Ｂは、支持ユニット４０のコンクリート打設領域５０Ｂ側の遮蔽を行う。具体的には、内周側遮蔽板４４Ａ及び外周側遮蔽板４４Ｂは、鉄板によって構成されており、外郭躯体予定領域１３Ｂの径方向に沿って互いに対向するように配置される。内周側遮蔽板４４Ａは、外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向に沿うと共に第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂに架け渡され、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ａ側に結合される。

外周側遮蔽板４４Ｂは、外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向に沿うと共に第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂに架け渡され、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ｂ側に結合される。そして、複数枚の内周側遮蔽板４４Ａ及び外周側遮蔽板４４Ｂが先行シールドトンネル１３の軸方向に沿って配置される。

以上のように構成される支持ユニット４０では、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂと、内周側支持桁４３Ａ及び外周側支持桁４３Ｂとが井桁状の枠体を構成する。支持ユニット４０の内部に、第１隔壁４１Ａ及び第２隔壁４１Ｂと、内周側遮蔽板４４Ａ及び外周側遮蔽板４４Ｂとに囲まれた内部空間４５が形成される。内部空間４５は、第１隔壁４１Ａ及び第２隔壁４１Ｂによって区分される中央部１３Ｊを含む。第１隔壁４１Ａ、第２隔壁４１Ｂ、内周側遮蔽板４４Ａ及び外周側遮蔽板４４Ｂは、内部空間４５の隔壁となっているため、先行シールドトンネル１３の内部に打設されるコンクリート及び切削可能充填材は内部空間４５に入り込まない。このため、内部空間４５は、空洞である状態が維持される。

先行外殻１３Ａの内部において、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂの一端と第１先行外殻部１３ＡＡとの間のコンクリート打設領域５０Ａにコンクリートが打設されると共に、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂの他端と第２先行外殻部１３ＡＢとの間のコンクリート打設領域５０Ｂにコンクリートが打設される。そして、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ａ側が内周側遮蔽板４４Ａを介してコンクリート打設領域５０Ａに打設されたコンクリートに接続され、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ｂ側が外周側遮蔽板４４Ｂを介してコンクリート打設領域５０Ｂに打設されたコンクリートに接続される。これにより、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂは、第１隔壁４１Ａ及び第２隔壁４１Ｂを支持すると共に、先行外殻１３Ａの第１先行外殻部１３ＡＡ及び第２先行外殻部１３ＡＢを先行外殻１３Ａの径方向内側から支持する。

更に、支持ユニット４０は、腹起し鋼材４７Ａ，４７Ｂと横つなぎ鋼材４８Ａ，４８Ｂとを有する。一対の腹起し鋼材４７Ａが、外郭躯体１２の内周側に配置されると共に先行シールドトンネル１３の軸方向に延びている。一対の腹起し鋼材４７Ａは、第１支柱４２Ａの内周側、及び第２支柱４２Ｂの内周側のそれぞれに設けられている。

一対の腹起し鋼材４７Ｂは、外郭躯体１２の外周側に配置されると共に、先行シールドトンネル１３の軸方向に延びている。一対の腹起し鋼材４７Ｂは、第１支柱４２Ａの外周側、及び第２支柱４２Ｂの外周側のそれぞれに設けられている。横つなぎ鋼材４８Ａは一対の腹起し鋼材４７Ａの間に架け渡されており、横つなぎ鋼材４８Ｂは一対の腹起し鋼材４７Ｂの間に架け渡されている。

支持ユニット４０には、鋼材構造体７１を構成する先行鋼材部８１が配置されている。先行鋼材部８１は、第１隔壁４１Ａ及び第２隔壁４１Ｂの間、すなわち内部空間４５に配置されている。先行鋼材部８１が支持ユニット４０に配置されるタイミングは特に限定されない。例えば、先行鋼材部８１は、支持ユニット４０の構成部品に対して工場で予め取り付けられていてもよい。この場合、支持ユニット４０及び先行鋼材部８１が一体化された構造物が先行シールドトンネル１３の内部に設けられる。

一方、支持ユニット４０と先行鋼材部８１とは、別部品として先行シールドトンネル１３の内部に搬送されてもよい。この場合、先に支持ユニット４０が構築され、その後、先行鋼材部８１が配置される。以上のように、第１隔壁設置工程（Ｓ２２）では、支持ユニット４０及び先行鋼材部８１が設けられる。よって、先行シールドトンネル構築工程は、鋼材構造体７１を構成する先行鋼材部８１を配置する工程を含む。

先行シールドトンネル１３の延伸が終了すると、シールド掘進機の残置物を先行シールドトンネル１３の先端に残置し、シールド掘削機の回収物を先行シールドトンネル１３から発進基地２１に回収する。シールド掘削機の回収物は、例えば、カッターモータ、シールドジャッキ及び電装品を含む。シールド掘進機のうち、カッター部分及び外周鋼殻部分等、シールド掘進機の外郭をなして土砂の流入を防止する機能を有する部分は、地中に残置物として残置される。

そして、先行シールドトンネル１３の先端から端部１ａに向かって順に先行シールドトンネル１３の内部を充填していく。このとき、図１９に示されるように、先行シールドトンネル１３を先行シールドトンネル１３の軸方向に沿って並ぶ複数の軸領域部Ｃ（Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３・・・）に区切り、充填対象の軸領域部Ｃの端部１ａ側に隔壁１８を設置する。隔壁１８は、先行シールドトンネル１３の内部領域（外郭躯体予定領域１３Ｂ）を複数の軸領域部Ｃに区切る隔壁となる。そして、軸領域部Ｃに支持ユニット４０の配置、並びに、コンクリート及び切削可能充填材の打設を行う。

支持ユニット４０の配置、並びに、コンクリート及び切削可能充填材の打設の順序は、特に限定されず、施工性の観点から適宜選択される。これらの工程の一部が同時並行で行われてもよい。なお、コンクリート打設領域５０Ａ，５０Ｂ及び切削可能充填材領域５１Ａ，５１Ｂにコンクリート及び切削可能充填材を打設するために、支持ユニット４０と先行外殻１３Ａとの間に型枠が配置される。

＜第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）＞
第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）では、図２０、図２１及び図２２に示されるように、先行シールドトンネル１３を切削しながら、端部１ａに施工された発進基地２１から端部１ｂまで後行シールドトンネル１４を延伸する。そして、地下構造物１の施工予定領域の端部１ａと端部１ｂとの間において、軸方向に延伸する複数の後行シールドトンネル１４を大断面トンネルの周方向に沿って並ぶように構築する。

具体的には、第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）では、１８本の後行シールドトンネル１４を、外郭躯体予定領域において、発進基地２１から端部１ｂまで延伸する。シールドトンネル上部の土砂が緩みやすい傾向がある場合には、上部を後からシールドトンネルで延伸するように、下方に配置される後行シールドトンネル１４から順に延伸してもよい。また、先行シールドトンネル１３の延伸と同様に、後行シールドトンネル１４の掘進には、２機以上のシールド掘進機を用いてもよい。２機以上のシールド掘進機を用いることにより、複数の後行シールドトンネル１４を同時並行で延伸できる。

第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）では、一方の端部１ａから他方の端部１ｂに向かうに従って、先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４のそれぞれの中心軸線が近接していくように後行シールドトンネル１４を延伸する。これにより、地下空洞の断面積を端部１ａから端部１ｂに向かうに従って小さくすることができる。第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）では、端部１ａから端部１ｂまでの全域において、先行シールドトンネル１３に後行シールドトンネル１４が入り込むように、先行シールドトンネル１３の一部が切削されて後行シールドトンネル１４を延伸する。

先行シールドトンネル１３の一部を切削すると、先行外殻１３Ａを支持する主桁３１（図４又は図５参照）が切削されて、図２３に示されるように、先行外殻１３Ａが第１先行外殻部１３ＡＡと第２先行外殻部１３ＡＢとに分離される。第１先行外殻部１３ＡＡと第２先行外殻部１３ＡＢとの間に配置された支持ユニット４０は、コンクリート打設領域５０Ａ，５０Ｂに打設されたコンクリートを介して第１先行外殻部１３ＡＡ及び第２先行外殻部１３ＡＢを内側から支持している。このため、第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）において先行シールドトンネル１３の一部を切削しても、先行シールドトンネル１３は崩れない。

第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）は、図２０に示されるように、第１領域Ａ１の後行シールドトンネル１４として、端部１ａから第１後行シールドトンネル１４１を延伸する第１後行シールドトンネル構築工程（Ｓ３１）と、第２領域Ａ２の後行シールドトンネル１４として、第１後行シールドトンネル１４１から端部１ｂに向かって第２後行シールドトンネル１４２を延伸する第２後行シールドトンネル構築工程（Ｓ３２）とを含む。

第１後行シールドトンネル構築工程（Ｓ３１）では端部１ａから第１後行シールドトンネル１４１を延伸し、第２後行シールドトンネル構築工程（Ｓ３２）では第１後行シールドトンネル１４１の先端から端部１ｂまで第２後行シールドトンネル１４２を延伸する。これにより、端部１ａから端部１ｂに至る１本の後行シールドトンネル１４が延伸される。

第１後行シールドトンネル１４１及び第２後行シールドトンネル１４２の延伸では、例えば、親子シールド機（親子シールド掘進機）が用いられる。この場合、第１後行シールドトンネル１４１及び第２後行シールドトンネル１４２の延伸を容易に行うことができる。すなわち、第１後行シールドトンネル構築工程（Ｓ３１）では、親シールド機によって第１後行シールドトンネル１４１を延伸し、その後、子シールド機を発進させ当該子シールド機によって第１後行シールドトンネル１４１の先端から第２後行シールドトンネル１４２を延伸する。

なお、参考形態としては、端部１ｂに発進基地２１に対応する到達基地（内部空洞）が構築されていない。しかしながら、端部１ｂに発進基地２１に対応する到達基地が構築されていてもよい。この場合、端部１ｂに到達したシールド掘進機を端部１ｂから端部１ａに向けて掘進してもよい。すなわち、シールド掘進機を端部１ｂから端部１ａに移動させる必要がなくなる。

端部１ｂに発進基地２１に対応する到達基地が構築されている場合には、第２後行シールドトンネル構築工程（Ｓ３２）において、端部１ｂの到達基地から第１後行シールドトンネル１４１の先端に向けて第２後行シールドトンネル１４２を延伸させてもよい。この場合、第１後行シールドトンネル１４１の延伸が終了する前に第２後行シールドトンネル１４２の延伸を開始することができる。

図２４に示されるように、後行シールドトンネル１４の内部に、止水鉄板９９Ａ，９９Ｂを配置すると共に後行鋼材部９１を配置する（Ｓ３３）。なお、これらの部材の配置のときには、支保工のように一時的に配置される要素が用いられてもよい。そして、図２５に示されるように、充填材領域６０Ａ，６０Ｂに充填材を充填する。この充填材は、切削可能な充填材（例えばエアモルタル）であってもよい。

第１外殻躯体構築工程（Ｓ２）における先行シールドトンネル１３の構築により、先行シールドトンネル１３の内部の外郭躯体予定領域１３Ｂには、支持ユニット４０が配置されていると共に切削可能充填材が打設されている。更に、先行シールドトンネル１３の内部には先行鋼材部８１が配置されている。

第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）における後行シールドトンネル１４の構築により、互いに隣り合う先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４とが重なる部分が形成される。この重なる部分において後行シールドトンネル１４の後行外殻１４Ａが先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４とを隔てている。更に、後行シールドトンネル１４の内部には、後行鋼材部９１及び止水鉄板９９Ａ，９９Ｂが配置されている。

＜外殻躯体構築工程（Ｓ４）＞
外殻躯体構築工程（Ｓ４）では、後行シールドトンネル１４の一部を撤去して先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４の内部空間を連通する連通工程（Ｓ４１）を行う。次に、先行鋼材部８１同士を連結鋼材９０で連結する連結工程（Ｓ４２）を行う。そして、先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４の内部空間にコンクリートを打設して外郭躯体１２を構築する打設工程（Ｓ４３）を行う。

図２６に示されるように、外殻躯体構築工程（Ｓ４）では、外郭躯体予定領域１３Ｂを複数の周領域部Ｂ（Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_３・・・）に区分する。複数の周領域部Ｂにおいて、下方の周領域部Ｂから順に、連通工程（Ｓ４１）、連結工程（Ｓ４２）及び打設工程（Ｓ４３）を行う。すなわち、周領域部Ｂ_１→周領域部Ｂ_２及び周領域部Ｂ_３→周領域部Ｂ_４及び周領域部Ｂ_５→周領域部Ｂ_６の順に、連通工程（Ｓ４１）、連結工程（Ｓ４２）及び打設工程（Ｓ４３）を行う。

図２７に示されるように、外殻躯体構築工程（Ｓ４）では、外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向における端部１ｂの軸領域部Ｃから順に、連通工程（Ｓ４１）、連結工程（Ｓ４２）及び打設工程（Ｓ４３）を行う。すなわち、軸領域部Ｃ_１→軸領域部Ｃ_２→軸領域部Ｃ_３→・・・の順に、連通工程（Ｓ４１）、連結工程（Ｓ４２）及び打設工程（Ｓ４３）を行う。

図２８に示されるように、外郭躯体予定領域１３Ｂを、複数の周領域部Ｂに区分すると共に複数の軸領域部Ｃに区分する。これにより、外郭躯体予定領域１３Ｂは、外郭躯体予定領域１３Ｂの周方向、及び外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向の２軸方向において、複数の施工領域に区分される。そして、複数の周領域部Ｂ、及び複数の軸領域部Ｃに区分された複数の施工領域において、下方の施工領域から順に、かつ外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向における一方の施工領域から順に、連通工程（Ｓ４１）、連結工程（Ｓ４２）及び打設工程（Ｄ４３）を行う。このとき、上下に隣接する一対の施工領域の間では、連通工程（Ｓ４１）と打設工程（Ｓ４３）を行うことが好ましい。更に、外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向に隣接する一対の施工領域の間では、連通工程（Ｓ４１）と打設工程（Ｓ４３）を行うことが好ましい。

連通工程（Ｓ４１）では、図２９に示されるように、後行シールドトンネル１４の後行外殻１４Ａの一部を撤去して、先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４とを連通させる。具体的には、図５及び図６に示されるように、先行外殻１３Ａ及び後行外殻１４Ａが重なり合う部分において、主桁３１は残置しておき、継手板３２及びスキンプレート３３を取り外す。

継手板３２及びスキンプレート３３の取り外しは、後行シールドトンネル１４側から行われる。これにより、先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４を互いに連通する開口３４が形成される。なお、上記の例では、主桁３１を残置し、継手板３２及びスキンプレート３３を撤去したが、主桁３１を取り外して撤去しつつ継手板３２を残置してもよい。先行外殻１３Ａと後行外殻１４Ａとの一体化を図る観点では、スキンプレート３３は取り外して撤去されることが好ましい。

外郭躯体予定領域１３Ｂの周方向における施工領域Ｄの中央部では、図２９に示されるように、先行シールドトンネル１３の内部の切削可能充填材領域５１Ａ，５１Ｂに打設された切削可能充填材を撤去する。切削可能充填材の撤去は、例えば、シールド掘進機のカッターにより開口３４に相当する部分の切削可能充填材を切削することによって行われる。このときの切削屑は、シールド掘進機による掘削残土と共に先行シールドトンネル１３から排出される。

そして、支持ユニット４０の第１隔壁４１Ａ及び第２隔壁４１Ｂを撤去する。支持ユニット４０の内部空間４５は空洞になっているため、第１隔壁４１Ａ及び第２隔壁４１Ｂが撤去されることにより、先行シールドトンネル１３の外郭躯体予定領域１３Ｂが後行シールドトンネル１４の内部空間と連通する。このとき、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂを撤去しない。よって、第１支柱４２Ａ及び第２支柱４２Ｂが第１先行外殻部１３ＡＡ及び第２先行外殻部１３ＡＢを内周側から支持しているので、先行シールドトンネル１３の変形を抑止することができる。

外郭躯体予定領域１３Ｂの周方向における施工領域Ｄの両端部では、図３０に示されるように、切削可能充填材領域５１Ａ及び切削可能充填材領域５１Ｂのいずれか一方に打設された切削可能充填材を撤去する。連結工程（Ｓ４２）では、図３１に示されるように、一方の先行鋼材部８１が他方の先行鋼材部８１に連結される。具体的には、連結鋼材９０の一方の端部が先行鋼材部８１の先行接手部に連結される。そして、連結鋼材９０の他方の端部が後行鋼材部９１の後行接手部に連結される。このとき、必要に応じて連結せん断補強鋼材９８が配置されてもよい。

打設工程（断面Ｓ４３）では、図３２及び図３３に示されるように、先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４とにコンクリート６２を打設して先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４の一体化を行う。具体的には、外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向における施工領域Ｄの端部に隔壁１９を設置する第２隔壁設置工程を行う。第２隔壁設置工程では、外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向における施工領域Ｄの端部に隔壁１９を設置する。このとき、外郭躯体予定領域１３Ｂにおいては、隔壁１９として、第１隔壁設置工程で設置した隔壁１８を用いてもよい。この場合、施工領域Ｄは、外郭躯体予定領域１３Ｂを周方向に区分する隔壁１７（図１８参照）と、外郭躯体予定領域１３Ｂを軸方向に区分する隔壁１９と、によって囲まれた状態となる。

施工領域Ｄを囲む隔壁１７及び隔壁１９を型枠として先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４の内部空間（外郭躯体予定領域１３Ｂ）にコンクリート６２を打設する。先行シールドトンネル１３に打設されたコンクリート６２と、後行シールドトンネル１４に打設されたコンクリート６２とが一体化されると共に、架け渡された鋼材構造体７１をコンクリート６２が巻き込むことによって鋼材構造体７１も一体化され、強固な外郭躯体１２が構築される。

なお、外殻躯体構築工程（Ｓ４）では、先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４に地下水が入り込まないように、凍結工法によって先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４の周囲を凍結止水してもよい。この場合、外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向における一部又は全部に凍土が造成される。また、施工性の観点から、外郭躯体予定領域１３Ｂを（例えば軸方向に沿って）複数のグループに区分し、この区分したグループごとに凍土を造成してもよい。凍土を造成するグループとしては、１つの軸領域部Ｃに対応するものであってもよいが、施工性の観点から、複数の軸領域部Ｃに対応するものであってもよい。

＜褄壁構築工程（Ｓ５）＞
褄壁構築工程では、図３４に示されるように、地下構造物１の端部１ａに外郭躯体１２の一方側の側面を封止（止水）する一方側褄壁１５を構築し、地下構造物１の端部１ｂに外郭躯体１２の他方側の側面を封止（止水）する他方側褄壁１６を構築する。一方側褄壁１５及び他方側褄壁１６の構築は、例えば、地下構造物１の一方の端部１ａ及び他方の端部１ｂが凍結止水され、一方側褄壁１５及び他方側褄壁１６を構築する領域が掘削されて鉄筋コンクリートが打設されることによって行われる。

＜掘削工程（Ｓ３６）＞
掘削工程（Ｓ６）では、図３５に示されるように、一方側褄壁１５及び他方側褄壁１６に挟まれた外郭躯体１２の内周側領域の一部又は全部を掘削して地下空洞４を形成する。具体的には、一方側褄壁１５及び他方側褄壁１６に挟まれた外郭躯体１２の内周側領域の一部又は全部を掘削し、掘削した土砂を排出することにより、外郭躯体１２の内周側に地下空洞４を形成する。このとき、掘削した土砂は、本線シールドトンネル２又は支線シールドトンネル３から排出される。

以上のように構成された地下構造物１では、図７及び図８に示されるように、先行外殻１３Ａの内部に先行鋼材部８１が配置されている。先行鋼材部８１は、当該先行外殻１３Ａに隣接する先行外殻１３Ａに配置された先行鋼材部８１に連結鋼材９０を介して連結されている。先行外殻１３Ａの内部及び後行外殻１４Ａの内部にコンクリート６２が打設されることにより、先行鋼材部８１及び連結鋼材９０を含む鋼材構造体７１が埋め込まれる。従って、シールドトンネル毎にコンクリートが打設される場合と比較して、外郭躯体１２に形成される打ち継ぎ目を少なくすることができるので工数及び工費を低減することができる。

連結鋼材９０は、後行外殻１４Ａの内部に配置された後行鋼材部９１と、後行鋼材部９１の端部を先行鋼材部８１に連結する一対の連結鋼材部９５とを有する。これにより、連結鋼材９０によって先行鋼材部８１同士を強固に連結することが可能となる。

先行鋼材部８１は、先行外殻１３Ａの径方向に沿って互いに離間して配置された外側先行型鋼８２Ｂ及び内側先行型鋼８２Ａを含む。後行鋼材部９１は、後行外殻１４Ａの径方向に沿って互いに離間して配置された外側後行型鋼９２Ｂ及び内側後行型鋼９２Ａを含む。連結鋼材部９５は、内側後行型鋼９２Ａの端部を内側先行型鋼８２Ａの端部に接続する内側連結型鋼９６Ａと、外側後行型鋼９２Ｂの端部を外側先行型鋼８２Ｂの端部に接続する外側連結型鋼９６Ｂとを含む。これにより、鋼材構造体７１とコンクリート６２とを含んで構成される合成構造の一種である鋼板コンクリート構造物７０の強度を高めることができる。

以上で説明した内容は本開示に係る合成構造、及び合成構造の構築方法の一例であって、本開示に係る合成構造は、前述した構造の一部に対して形状、大きさ、数、材料及び配置態様が変更されたものであってもよい。本開示に係る合成構造の構築方法の工程は、前述した各工程に限られず、工程の内容及び順序は適宜変更可能である。

以下では、本開示の実施形態に係る合成構造、及び合成構造の構築方法について説明する。なお、本実施形態に係る合成構造、及び合成構造の構築方法は、一部の構成、及び一部の工程が前述した参考形態と同一であるため、前述した参考形態と同一の構成については重複を回避するため説明を適宜省略する。

図３６及び図３７に示されるように、本実施形態に係る合成構造である鋼板コンクリート構造物１００は、先行シールドトンネル１３の先行外殻１３Ａの内部に配置された先行鋼材部１１１と、後行シールドトンネル１４の後行外殻１４Ａの内部に配置された後行鋼材部１１２と、先行鋼材部１１１及び後行鋼材部１１２を互いに連結する連結鋼材部１２０と、コンクリート６２とを備える。

先行鋼材部１１１、後行鋼材部１１２及び連結鋼材部１２０によって前述した参考形態に係る鋼材構造体７１に相当する鋼材構造体が構成される。当該鋼材構造体にコンクリート６２が巻き込まれ打設されて硬化することによって鋼板コンクリート構造物１００が構成される。先行鋼材部１１１は、先行シールドトンネル１３の軸方向ＬＡに延びる先行配力鋼材１１１ｂ１（図３８参照）及び径方向ＬＲに延びる先行配力鋼材１１１ｂ２の組み合わせである先行配力鋼材１１１ｂ（包囲鋼材）と、周方向ＬＣに延びる複数の先行型鋼１１１ｃ（第１型鋼）と、複数の支保工１１１ｄと、軸方向ＬＡに延びる補強鋼材１１１ｆ、とを含んでいる。複数の先行配力鋼材１１１ｂは周方向ＬＣに沿って並ぶように配置されている。各先行配力鋼材１１１ｂのうち、径方向ＬＲに延びる先行配力鋼材１１１ｂ２は、先行シールドトンネル１３の軸方向ＬＡに沿って並んでいる。先行型鋼１１１ｃは、先行シールドトンネル１１３の軸方向ＬＡに所定の厚みを有し、軸方向ＬＡの厚みに対して径方向ＬＲの厚みが大きく、径方向ＬＲに幅広な板状とされており、複数の先行型鋼１１１ｃが先行シールドトンネル１３の軸方向ＬＡに沿って並ぶように配置されている。先行配力鋼材１１１ｂ１は径方向ＬＲに所定の厚みを有し、径方向ＬＲの厚みに対して周方向ＬＣの厚みが大きく、周方向ＬＣに幅広な板状である。また、先行配力鋼材１１１ｂ２は軸方向ＬＡに所定の厚みを有し、軸方向ＬＡの厚みに対して周方向ＬＣの厚みが大きく、周方向ＬＣに幅広な板状である。先行配力鋼材１１１ｂは型鋼であり、平鋼又はＬ型鋼であることが好ましい。一例として、先行配力鋼材１１１ｂの数は９本である。

先行型鋼１１１ｃは、複数の先行配力鋼材１１１ｂが並べて配置された区間を通じて周方向ＬＣに延在しており、複数の先行配力鋼材１１１ｂを跨ぐように配置されている。外郭躯体１２の径方向外側及び径方向内側のそれぞれに一対の先行型鋼１１１ｃが設けられており、外郭躯体１２の径方向に沿って並ぶ一対の先行型鋼１１１ｃの間を先行配力鋼材１１１ｂが跨いでいる。先行型鋼１１１ｃは、例えば、先行シールドトンネル１３の軸方向ＬＡに厚みを有する板状とされている。複数の先行型鋼１１１ｃが先行シールドトンネル１３の軸方向ＬＡに沿って並ぶように配置されており、例えば、７枚の先行型鋼１１１ｃが周方向ＬＣに沿って延びている。先行型鋼１１１ｃは、設計上、鋼板コンクリート構造物１００に作用する曲げ応力に対して配置される鋼材である。一方、先行配力鋼材１１１ｂは、設計上、鋼板コンクリート構造物１００に作用するせん断応力に対して配置される鋼材である。

支保工１１１ｄは、例えば、Ｈ型鋼であり、外郭躯体１２の径方向ＬＲに沿って延びている。例えば、先行外殻１３Ａの径方向ＬＲに沿って見たときに複数の支保工１１１ｄは格子状に配列されており、先行シールドトンネル１３の軸方向ＬＡに沿って複数の支保工１１１ｄが並んでいる。また、周方向ＬＣに沿って複数の支保工１１１ｄが並んでいてもよく、支保工１１１ｄの数は一例として８である。

補強鋼材１１１ｆは、例えば、先行シールドトンネル１３の軸方向ＬＡに延在している。補強鋼材１１１ｆは、一例として、Ｈ型鋼である。先行鋼材部１１１は複数の補強鋼材１１１ｆを備え、複数の補強鋼材１１１ｆは周方向ＬＣに沿って並ぶように配置される。

後行鋼材部１１２は、後行シールドトンネル１４の軸方向ＬＡ及び径方向ＬＲに延びる複数の後行配力鋼材１１２ｂ（包囲鋼材）と、周方向ＬＣに延びる複数の後行型鋼１１２ｃ（第１型鋼）と、軸方向ＬＡに延びる補強鋼材１１２ｈとを含んでいる。後行配力鋼材１１２ｂは、先行配力鋼材１１１ｂと同様、軸方向ＬＡに延びる後行配力鋼材１１２ｂ１（図３８参照）、及び径方向ＬＲに延びる後行配力鋼材１１２ｂ２を含む。複数の後行配力鋼材１１２ｂは周方向ＬＣに沿って並ぶように配置されており、各後行配力鋼材１１２ｂは後行シールドトンネル１４の軸方向に沿って直線状に延在している。後行型鋼１１２ｃの数は、例えば９である。

後行型鋼１１２ｃは、複数の後行配力鋼材１１２ｂが並べて配置された区間を通じて周方向ＬＣに延在しており、複数の後行配力鋼材１１２ｂを跨ぐように配置されている。外郭躯体１２の径方向ＬＲに沿って並ぶように一対の後行型鋼１１２ｃが設けられており、一対の後行型鋼１１２ｃの間を後行配力鋼材１１２ｂが延在している。後行型鋼１１２ｃは、後行シールドトンネル１４の軸方向ＬＡに所定の厚みを有し、先行型鋼１１１ｃと同様に軸方向ＬＡに対して径方向ＬＲに幅広な板状とされており、複数の後行型鋼１１２ｃが後行シールドトンネル１４の軸方向に沿って並ぶように配置されている。一例として、後行型鋼１１２ｃの数は７である。後行配力鋼材１１２ｂ１は、先行配力鋼材１１１ｂ１と同様に周方向ＬＣに幅広な板状である。また、後行配力鋼材１１２ｂ２は、先行配力鋼材１１１ｂ２と同様に周方向ＬＣに幅広な板状である。後行型鋼１１２ｃ、及び、後行配力鋼材１１２ｂの設計上の目的は、先行型鋼１１１ｃと先行配力鋼材１１１ｂと同様である。後行配力鋼材１１２ｂは型鋼であり、平鋼又はＬ型鋼であることが好ましい。

連結鋼材部１２０は、先行鋼材部１１１と後行鋼材部１１２とを連結する鋼材である。連結鋼材部１２０は、先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４の間の境界部分に設けられる。連結鋼材部１２０は、先行配力鋼材１１１ｂ及び後行配力鋼材１１２ｂに沿って延びる複数の第１配力鋼材１２１ｂと、周方向ＬＣに延びる複数の連結型鋼１２１ｃ（第２型鋼）と、複数の第１配力鋼材１２１ｂの周方向ＬＣの両端側のそれぞれに位置する複数の第２配力鋼材１２１ｆとを含んでいる。

複数（例えば２本）の第１配力鋼材１２１ｂは、周方向ＬＣに沿って並ぶように配置されており、各第１配力鋼材１２１ｂは直線状に延在している。複数（例えば２本）の第２配力鋼材１２１ｆは周方向ＬＣの両側から第１配力鋼材１２１ｂを挟み込むように配置されており、各第２配力鋼材１２１ｆは、第１配力鋼材１２１ｂに沿って直線状に延びている。

連結型鋼１２１ｃは、複数の第１配力鋼材１２１ｂの間、及び複数の第２配力鋼材１２１ｆが配置された区間を通じて周方向ＬＣに延在しており、第１配力鋼材１２１ｂ及び第２配力鋼材１２１ｆを跨ぐように配置されている。径方向ＬＲに沿って並ぶように一対の連結型鋼１２１ｃが設けられており、一対の連結型鋼１２１ｃの間を第１配力鋼材１２１ｂ及び第２配力鋼材１２１ｆのそれぞれが延在している。連結型鋼１２１ｃは、軸方向ＬＡに所定の厚みを有し、先行型鋼１１１ｃ及び後行型鋼１１２ｃと同様に軸方向ＬＡに対して径方向ＬＲに幅広な板状とされており、周方向ＬＣに延びる複数の連結型鋼１２１ｃが軸方向ＬＡに沿って並ぶように配置されている。例えば、連結型鋼１２１ｃの数は７である。

先行鋼材部１１１と後行鋼材部１１２のそれぞれと、連結鋼材部１２０には、更に補強鋼材１３０が設けられており、各補強鋼材１３０は先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４のそれぞれの軸方向ＬＡに沿って延在している。補強鋼材１３０は、軸方向ＬＡに所定の間隔で配置された先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃ、又は、後行型鋼１１２ｃ及び連結型鋼１２１ｃに跨って、架け渡されて配置されている。径方向ＬＲに沿って一対の補強鋼材１３０が並ぶように設けられており、径方向ＬＲに沿って並ぶ一対の補強鋼材１３０の組が周方向ＬＣに沿って並んでいる。補強鋼材１３０は、径方向ＬＲに沿って並ぶ一対の先行型鋼１１１ｃ（又は後行型鋼１１２ｃ）の内側において先行型鋼１１１ｃ（又は後行型鋼１１２ｃ）に接して設けられており、且つ周方向ＬＣに沿って並ぶ一対の先行配力鋼材１１１ｂ（後行配力鋼材１１２ｂ）の間に設けられている。補強鋼材１３０は、先行型鋼１１１ｃ（又は後行型鋼１１２ｃ）及び連結型鋼１２１ｃに作用する力を分散し補強する目的を有する。

本実施形態に係る合成構造の要部を以下で詳細に説明する。図３８に示されるように、径方向ＬＲから見て、鋼板コンクリート構造物１００は、先行配力鋼材１１１ｂ（１１１ｂ１，１１１ｂ２）、先行型鋼１１１ｃ、後行配力鋼材１１２ｂ（１１２ｂ１，１１２ｂ２）、後行型鋼１１２ｃ、連結型鋼１２１ｃ及びコンクリート６２を備える。図３９は、図３８のＡ－Ａ線断面図である。図３９に示されるように、軸方向ＬＡから見て、径方向ＬＲに所定の間隔を隔てた一対の先行型鋼１１１ｃ及び一対の後行型鋼１１２ｃが周方向ＬＣに延びている。また、径方向ＬＲに所定の間隔を隔てた一対の連結型鋼１２１ｃが周方向ＬＣに沿って延びると共に、軸方向ＬＡに離間した位置に配置されている。一対の先行型鋼１１１ｃ、一対の後行型鋼１１２ｃ、及び一対の連結型鋼１２１ｃの径方向ＬＲの所定の間隔は略同一である。

図３８及び図３９に示されるように、先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃは、軸方向ＬＡに交互に設けられており、互いに離間するように配置される。後行型鋼１１２ｃ及び連結型鋼１２１ｃも上記同様、軸方向ＬＡに交互に設けられており、互いに離間するように配置される。周方向ＬＣに沿って連結型鋼１２１ｃは、先行型鋼１１１ｃ及び後行型鋼１１２ｃを跨ぐように配置される。

鋼板コンクリート構造物１００は、先行型鋼１１１ｃの一部と連結型鋼１２１ｃの一部とが周方向ＬＣに沿って重複した重複部分ＸＡ，ＸＢを有する。すなわち、先行型鋼１１１ｃは、軸方向ＬＡに沿って見たときに、連結型鋼１２１ｃと重複し、周方向ＬＣに沿って延びる重複部分ＸＡを有する。連結型鋼１２１ｃは、軸方向ＬＡに沿って見たときに、先行型鋼１１１ｃと重複し、周方向ＬＣに沿って延びる重複部分ＸＢを有する。連結型鋼１２１ｃは、周方向ＬＣの一方の端部側に先行型鋼１１１ｃとの重複部分ＸＢを有し、周方向ＬＣの他方の端部側に後行型鋼１１２ｃとの重複部分ＸＢを有する。後行型鋼１１２ｃは、先行型鋼１１１ｃと同様、連結型鋼１２１ｃと重複する重複部分ＸＡを有する。

鋼板コンクリート構造物１００は、先行型鋼１１１ｃの重複部分ＸＡに、先行型鋼１１１ｃが延在する方向に交差し、軸方向ＬＡに突出する突出部１１１ｇ（第１突出部）を備える。突出部１１１ｇは、周方向ＬＣに延在し軸方向ＬＡに所定の間隔で離間して並ぶ一対の連結型鋼１２１ｃに対向して連結型鋼１２１ｃの両側に張り出すように設けられる。突出部１１１ｇは、例えば、先行型鋼１１１ｃの端部に固定された支圧板（第１支圧板）であり、周方向ＬＣへの引張力に抵抗する部位に相当する。突出部１１１ｇの形状は、板状以外の形状であってもよく、適宜変更可能である。後行型鋼１１２ｃの重複部分ＸＡにも突出部１１１ｇと同様の突出部１１２ｇが設けられる。

鋼板コンクリート構造物１００は、連結型鋼１２１ｃの重複部分ＸＢに、連結型鋼１２１ｃが延在する方向に交差し軸方向ＬＡに突出する突出部１２１ｇ（第２突出部）を備える。突出部１２１ｇは、前述と同様、例えば支圧板（第２支圧板）であってもよい。突出部１２１ｇは、例えば、連結型鋼１２１ｃの延在する周方向ＬＣの一端側及び他端側のそれぞれに設けられる。連結型鋼１２１ｃの一端側の突出部１２１ｇは、周方向ＬＣに延在し軸方向ＬＡに所定の間隔で離間して並ぶ一対の先行型鋼１１１ｃに対向して設けられる。連結型鋼１２１ｃの他端側の突出部１２１ｇは、周方向ＬＣに延在し軸方向ＬＡに所定の間隔で離間して並ぶ一対の後行型鋼１１２ｃに対向して設けられる。

鋼板コンクリート構造物１００において、コンクリート６２はまだ固まらない状態で、先行配力鋼材１１１ｂ（１１１ｂ１，１１１ｂ２）、先行型鋼１１１ｃ、後行配力鋼材１１２ｂ（１１２ｂ１，１１２ｂ２）、後行型鋼１１２ｃ及び連結型鋼１２１ｃを埋設して打設されその後硬化する。例えば、前述した重複部分ＸＡ，ＸＢを含む重複領域ＺＡは、現場において打設される場所打ちコンクリート部である。また、重複領域ＺＡ以外の領域ＺＢのコンクリート６２は、予め工場で製造されたプレキャスト部材であるプレキャストコンクリート部ＺＢが含まれてもよい。この場合、図４０に示されるように、プレキャストコンクリート部ＺＢのプレキャストコンクリートＰが、例えば、連結鋼材部１２０を構成する連結型鋼１２１ｃを含めて予め工場で製造される。

図３８及び図３９に示される第１の特徴的部分は、先行配力鋼材１１１ｂ（１１１ｂ１，１１１ｂ２）は、例えば、重複部分ＸＡ，ＸＢにおいて少なくとも先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃを囲むように包囲する包囲鋼材であり、後行配力鋼材１１２ｂ（１１２ｂ１，１１２ｂ２）は重複部分ＸＡ，ＸＢにおいて少なくとも後行型鋼１１２ｃ及び連結型鋼１２１ｃを囲む包囲鋼材である。具体的には、径方向ＬＲに離間する一対の先行配力鋼材１１１ｂ１と軸方向ＬＡに離間する一対の先行配力鋼材１１１ｂ２により、先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃを囲う。また、径方向ＬＲに離間する一対の後行配力鋼材１１２ｂ１と軸方向ＬＡに離間する一対の後行配力鋼材１１２ｂ２により、後行型鋼１１２ｃ及び連結型鋼１２１ｃを囲う。

ここで、「囲む」及び「包囲」は、全周を囲んだり覆ったりする場合に限られず、一部を囲ったり覆ったりする場合も含む。すなわち、「囲む」及び「包囲」は、少なくとも一部を囲んだり覆ったりすることを示している。更に、囲んだり覆ったりする方向は、全方向からに限られず、一部の方向からであってもよい。２方向又は３方向から囲まれたり覆われたりする態様であってもよいが、３方向から囲まれる等していることが好ましい。従って、軸方向ＬＡから囲む（挟む）態様、及び径方向ＬＲから囲む（挟む）態様、も含まれる。基本的には、全周において囲われる必要はないが、軸方向ＬＡ及び径方向ＬＲをそれぞれ３方向から囲われている。具体的に３方向とは、径方向ＬＲにおける２方向及び軸方向ＬＡにおける１方向（片方向）、又は、径方向ＬＲにおける１方向（片方向）及び軸方向ＬＡにおける２方向である。

また、３方向で、径方向ＬＲにおける２方向及び軸方向ＬＡにおける１方向である場合は、軸方向ＬＡにおける１方向の配力鋼材（１１１ｂ２，１１２ｂ２）は、径方向ＬＲに離間して配置された一対の先行型鋼１１１ｃ（後行型鋼１１２ｃ）又は連結型鋼１２１ｃに亘って延在していることが好ましく、配力鋼材（１１１ｂ１，１１２ｂ１）は先行型鋼１１１ｃ（後行型鋼１１２ｃ）と連結型鋼１２１ｃに亘って架け渡されている必要がある。
３方向で、径方向ＬＲにおける１方向及び軸方向ＬＡにおける２方向である場合も同様に、径方向ＬＲにおける１方向の配力鋼材（１１１ｂ１，１１２ｂ１）は、先行型鋼１１１ｃ（後行型鋼１１２ｃ）と連結型鋼１２１ｃに亘って架け渡されていることが必要で、配力鋼材（１１１ｂ１，１１２ｂ１）は先行型鋼１１１ｃ（後行型鋼１１２ｃ）と連結型鋼１２１ｃに亘って架け渡されていることが好ましい。

図３８及び図４１（ａ）に示されるように、先行配力鋼材１１１ｂ（１１１ｂ１，１１１ｂ２）は、軸方向ＬＡに延在する一対の先行配力鋼材１１１ｂ１と、径方向ＬＲに延在する一対の先行配力鋼材１１１ｂ２とからなる断面矩形状を呈しており、少なくとも一つの先行型鋼１１１ｃ、及び少なくとも一つの連結型鋼１２１ｃを囲んだ状態でコンクリート６２に埋設されている。なお、図３８及び図４１（ａ）の例では、周方向ＬＣに並行に（軸方向ＬＡに所定の間隔で）複数（３つ）の先行型鋼１１１ｃと複数（２つ）の連結型鋼１２１ｃが交互に配置され、更にそれらが、径方向ＬＲに離間してそれぞれ一対（一組）配置されている。

このように、先行配力鋼材１１１ｂ（１１１ｂ１，１１１ｂ２）で少なくとも一つの先行型鋼１１１ｃと一つの連結型鋼１２１ｃを囲み、更に先行配力鋼材１１１ｂ（１１１ｂ１，１１１ｂ２）の内外のコンクリート６２に埋設されることによって強固な鋼板コンクリート構造物１００が得られる。なお、後行配力鋼材１１２ｂ（１１２ｂ１，１１２ｂ２）、後行型鋼１１２ｃ及び連結型鋼１２１ｃの構成も図４１（ａ）に示される構成と同様である。更に、図４１（ｂ）に示されるように、後行配力鋼材１１２ｂが四方から後行型鋼１１２ｃ及び連結型鋼１２１ｃを囲む構造であってもよい。

図４１（ｂ）に示される形態では、複数の後行型鋼１１２ｃ及び複数の連結型鋼１２１ｃが後行配力鋼材１１２ｂ（１１２ｂ１，１１２ｂ２）により４方向から囲われているが、いずれかの３方向から囲まれる等していてもよい。以上のように、先行配力鋼材１１１ｂ（１１１ｂ１，１１１ｂ２）及び後行配力鋼材１１２ｂ（１１２ｂ１，１１２ｂ２）が、先行型鋼１１１ｃ及び後行型鋼１１２ｃのそれぞれと、連結型鋼１２１ｃとを囲む（挟む）ことによって、より強固な鋼板コンクリート構造物１００が得られる。なお、先行配力鋼材１１１ｂ１と先行配力鋼材１１１ｂ２は溶接等により連結される。また、先行配力鋼材（１１１ｂ１，１１１ｂ２）と型鋼（１１１ｃ，１２１ｃ）は同様に溶接等により連結される。溶接等により剛結されることで、作用するモーメント力を伝達することができる。なお、後行配力鋼材１１２ｂ１、１１２ｂ２についても同様である。その他の剛結の方法として、機械的接合により接続及び接合され、機械的接合としては、一部にボルト接合又はねじ接合がなされることがある。ボルト接合又はねじ接合に加えて添接板によって接続されてもよい。その中で一般的な手法として、一部が溶接（冶金的接合）により接合及び接続される。これらのいずれか一つ又は複数の手法が選択されることにより鋼材同士の接続が行われる。

図３８及び図３９に示される第２の特徴的部分は、先行配力鋼材１１１ｂ（１１１ｂ１，１１１ｂ２）のうち、径方向ＬＲに延在する先行配力鋼材１１１ｂ１は、例えば、重複部分ＸＡ，ＸＢにおいて少なくとも先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃに接していて、例えば溶接により連結されている。具体的には、先行配力鋼材１１１ｂ１は、径方向ＬＲに離間する一対（一組）の先行型鋼１１１ｃ及び径方向ＬＲに離間する一対（一組）の連結型鋼１２１ｃに亘り架け渡され各々に溶接等により連結される。溶接等により剛結されることにより作用するモーメント力を伝達できる点で結束線による連結より好ましい。

また、後行配力鋼材１１２ｂ（１１２ｂ１，１１２ｂ２）のうち、径方向ＬＲに延在する後行配力鋼材１１２ｂ２は、例えば、重複部分ＸＡ，ＸＢにおいて少なくとも後行型鋼１１２ｃ及び連結型鋼１２１ｃに接していて、例えば溶接により連結されている。また、先行配力鋼材１１１ｂ２は、径方向ＬＲに離間する一対(一組)の先行型鋼１１１ｃ及び径方向ＬＲに離間する一対（一組）の連結型鋼１２１ｃに亘り架け渡され各々に溶接等により連結される。

鋼板コンクリート構造物１００が径方向ＬＲから力を受けた場合に、径方向ＬＲに延在する配力鋼材（１１１ｂ２，１１２ｂ２）は、周方向ＬＣに延在する先行型鋼１１１ｃ（後行型鋼１１２ｃ）及び連結型鋼１２１ｃが周方向ＬＣにずれてコンクリート６２と一体性が阻害され破壊されることを抑制する。また、径方向ＬＲに離間する一対(一組)の先行型鋼１１１ｃ（後行型鋼１１２ｃ）、又は一対（一組）の連結型鋼１２１ｃが径方向ＬＲに離れてコンクリート６２と一体性が阻害されて破壊されることを抑制する。周方向のずれを抑制する点においては、径方向ＬＲに延在する配力鋼材（１１１ｂ２，１１２ｂ２）は軸方向ＬＡに幅広な板状であってもよい。

更に、先行配力鋼材１１１ｂ（１１１ｂ１，１１１ｂ２）のうち、軸方向ＬＡに延在する先行配力鋼材１１１ｂ１を備えることが好ましい。先行配力鋼材１１１ｂ１は、先行型鋼１１１ｃ又は先行配力鋼材１１１ｂ２に溶接等により剛結されることにより、先行型鋼１１１ｃに連結される。一方、後行配力鋼材１１２ｂ（１１２ｂ１，１１２ｂ２）のうち、軸方向ＬＡに延在する後行配力鋼材１１２ｂ１を備えることが好ましい。後行配力鋼材１１２ｂ１は、後行型鋼１１２ｃ又は後行配力鋼材１１２ｂ２に溶接等により剛結されることにより、後行型鋼１１２ｃに連結される。その他の剛結の方法として、機械的接合により接続及び接合され、機械的接合としては、一部にボルト接合又はねじ接合がなされることがある。ボルト接合又はねじ接合に加えて添接板によって接続されてもよい。その中で一般的な手法として、一部が溶接（冶金的接合）により接合及び接続される。これらのいずれか一つ又は複数の手法が選択されることにより鋼材同士の接続が行われる。

以上のように、径方向ＬＲに延在する先行配力鋼材１１１ｂ２（後行配力鋼材１１２ｂ２）が、周方向ＬＣに延在する先行型鋼１１１ｃ（後行型鋼１１２ｃ）に連結されていること等により、内外のコンクリート６２に埋設された鋼板コンクリート構造物１００はより強固になる。

以上のように構成される鋼板コンクリート構造物１００の構築方法について説明する。なお、鋼板コンクリート構造物１００の構築方法は、前述した発信基地構築工程（Ｓ１）、第１外殻躯体構築工程（Ｓ２）、第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）、外郭躯体構築工程（Ｓ４）、褄壁構築工程（Ｓ５）及び掘削工程（Ｓ６）と重複する内容を含むため、以下では重複しない内容についてのみ説明する。

図４２及び図４３に示されるように、例えば、先行鋼材部１１１及び後行鋼材部１１２を予め工場等において製造し、先行シールドトンネル１３の内部に先行鋼材部１１１を配置し、後行シールドトンネル１４の内部に後行鋼材部１１２を配置する。このとき、先行型鋼１１１ｃ及び後行型鋼１１２ｃがそれぞれの延在方向である周方向ＬＣに沿って一直線上に並ぶように先行鋼材部１１１及び後行鋼材部１１２を配置する（第１型鋼を配置する工程）。

そして、軸方向ＬＡから見て先行鋼材部１１１と後行鋼材部１１２とを架け渡すように連結鋼材部１２０を配置する（第２型鋼を配置する工程）。このとき、図３８に示されるように、連結型鋼１２１ｃが軸方向ＬＡに離間して配置された一対の先行型鋼１１１ｃの間、及び軸方向ＬＡに離間して配置された一対の後行型鋼１１２ｃの間に位置するように連結鋼材部１２０を配置する。すなわち、軸方向ＬＡから見た場合における連結型鋼１２１ｃの一部の周方向ＬＣの位置が、先行型鋼１１１ｃ（後行型鋼１１２ｃ）の一部の周方向ＬＣの位置と重複するように、連結型鋼１２１ｃを配置する。

そして、先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃを囲む先行配力鋼材１１１ｂ（１１１ｂ１，１１１ｂ２）を配置すると共に、後行型鋼１１２ｃ及び連結型鋼１２１ｃを囲む後行配力鋼材１１２ｂ（１１２ｂ１，１１２ｂ２）を配置する（包囲鋼材を配置する工程）。その後、先行型鋼１１１ｃ（後行型鋼１１２ｃ）の一部と連結型鋼１２１ｃの一部とを含む重複領域ＺＡをコンクリート６２で埋設する。具体的には、先行型鋼１１１ｃ、後行型鋼１１２ｃ及び連結型鋼１２１ｃの周囲に型枠を設置して当該型枠の内部にまだ固まらないコンクリート６２を打設し、その後、コンクリート６２が硬化した後に鋼板コンクリート構造物１００が完成する。なお、前述したように、重複領域ＺＡ以外の連結型鋼１２１ｃを有する連結鋼材部１２０の部分については、プレキャストコンクリート部ＺＢ（図４０参照）が含まれていてもよく、この場合、現場におけるコンクリート６２の打設量を低減させることが可能となる。

次に、本実施形態に係る合成構造（例えば鋼板コンクリート構造物１００）、及び合成構造の構築方法の作用効果について説明する。本実施形態に係る合成構造では、コンクリート６２の内部に周方向ＬＣ（第１方向）に延びる先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃが埋設されている。連結型鋼１２１ｃは先行型鋼１１１ｃから離間した位置に配置されており、先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃは周方向ＬＣに交差（例えば、鉛直）する軸方向ＬＡ（第２方向）に離間して並ぶように配置されている。このように、連結型鋼１２１ｃが先行型鋼１１１ｃから離間して配置されることにより、連結型鋼１２１ｃと先行型鋼１１１ｃとの間に所謂遊びとなる空間を形成でき、先行型鋼１１１ｃ又は連結型鋼１２１ｃに設置の誤差や製造の誤差等が生じても当該空間で誤差を吸収することができる。なお、先行型鋼１１１ｃと連結型鋼１２１ｃとの間隔は、板状（ウェブ状）の鋼材からなる先行型鋼１１１ｃ（連結型鋼１２１ｃ）の板厚に対して、上限は、好ましくは１５倍以内、更に好ましくは１０倍以内である。一方、下限は、好ましくは３倍以上、更に好ましくは６倍以上である。

また、先行型鋼１１１ｃの一部の周方向ＬＣの位置は、連結型鋼１２１ｃの一部の周方向ＬＣの位置とは軸方向ＬＡから見て重複している。すなわち、周方向ＬＣにおいて、先行型鋼１１１ｃの一部が連結型鋼１２１ｃの一部と重複している。従って、先行型鋼１１１ｃの一部は連結型鋼１２１ｃの一部とコンクリート６２を介して周方向ＬＣと交差する軸方向ＬＡに対向するので、先行型鋼１１１ｃに付与された力をコンクリート６２を介して連結型鋼１２１ｃに伝達させることができる。

また、先行型鋼１１１ｃの連結型鋼１２１ｃとの重複部分ＸＡには突出部１１１ｇが設けられており、連結型鋼１２１ｃの先行型鋼１１１ｃとの重複部分ＸＢには突出部１２１ｇが設けられている。従って、先行型鋼１１１ｃ又は連結型鋼１２１ｃに周方向ＬＣへの引張力が作用したときに、突出部１１１ｇ及び突出部１２１ｇによって当該引張力に抵抗することができる。よって、先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃを含む部材の強度を高めることができる。なお、突出部１１１ｇ及び突出部１２１ｇの軸方向ＬＡの突出長は、板状（ウェブ状）の鋼材からなる先行型鋼１１１ｃ（連結型鋼１２１ｃ）の板厚に対して、下限は、好ましくは１倍以上、更に好ましくは２倍以上である。一方、上限は、好ましくは５倍以下、更に好ましくは３倍以下である。

本実施形態に係る合成構造は、周方向ＬＣ（第１方向）及び軸方向ＬＡ（第２方向）に交差する径方向ＬＲ（第３方向）に互いに離間した一対（一組）の先行型鋼１１１ｃと、径方向ＬＲに互いに離間した一対(一組)の連結型鋼１２１ｃと、を備えてもよい。この場合、径方向ＬＲに並ぶ一対（一組）の先行型鋼１１１ｃ、及び径方向ＬＲに並ぶ一対（一組）の連結型鋼１２１ｃを備えることにより、合成構造の強度を高めることができる。

更に、本実施形態に係る合成構造では、周方向ＬＣに延びる一対の先行型鋼１１１ｃと、各先行型鋼１１１ｃに対して軸方向ＬＡに離間すると共に周方向ＬＣに延びる一対の連結型鋼１２１ｃと、一対の先行型鋼１１１ｃ、及び、一対の連結型鋼１２１ｃのそれぞれを径方向ＬＲに架け渡す先行配力鋼材１１１ｂ２とを備える。一対の先行型鋼１１１ｃの一部、一対の連結型鋼１２１ｃの一部、及び、一対の先行配力鋼材１１１ｂ２は、周方向ＬＣに重複する重複部分を有し、当該重複部分はコンクリート６２に埋設されている。従って、周方向ＬＣへの引張力が働いたときの抵抗力を高めることができ、部材の強度を高めることができる。

本実施形態に係る合成構造は、先行型鋼１１１ｃと連結型鋼１２１ｃに架け渡され、先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃを連結する先行配力鋼材１１１ｂ１を備えてもよい。この場合、当該重複部分に先行配力鋼材１１１ｂ１が更に設けられるので、部材の強度を一層高めることができる。

本実施形態に係る合成構造は、先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃに隣接して先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃの間で軸方向ＬＡに延びる先行配力鋼材１１１ｂ１（第３型鋼）と、周方向ＬＣ及び軸方向ＬＡに交差する径方向ＬＲに並ぶ一対（一組）の先行型鋼１１１ｃ、又は径方向ＬＲに並ぶ一対（一組）の連結型鋼１２１ｃの間で径方向ＬＲに延びる先行配力鋼材１１１ｂ２（第４型鋼）と、を備え、先行配力鋼材１１１ｂ１と先行配力鋼材１１１ｂ２が互いに、例えば隅肉溶接等により連結してもよい。連結の態様は、例えば、溶接による接合が挙げられる。この場合、先行型鋼１１１ｃと連結型鋼１２１ｃとを接続する先行配力鋼材１１１ｂ１と、一対（一組）の先行型鋼１１１ｃ同士、又は一対（一組）の連結型鋼１２１ｃ同士を接続する先行配力鋼材１１１ｂ２とを備え、先行配力鋼材１１１ｂ１と先行配力鋼材１１１ｂ２とが互いに溶接等により強固に連結するので、先行配力鋼材１１１ｂ１と先行配力鋼材１１１ｂ２は先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃを包囲し合成構造の強度をより高めることが可能となる。

後行配力鋼材１１２ｂ（１１２ｂ１，１１２ｂ２）と後行型鋼１１２ｃと連結型鋼１２１ｃとの配置関係も同様であり、同様の配置関係からも同様の作用効果が得られる。

本実施形態に係る合成構造は、重複部分ＸＡ，ＸＢにおいて先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃを囲む先行配力鋼材１１１ｂ（１１１ｂ１，１１１ｂ２）を備えてもよい。この場合、重複部分ＸＡ，ＸＢにおいて、先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃが先行配力鋼材１１１ｂ（１１１ｂ１，１１１ｂ２）によって包囲される。従って、先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃが互いに重複している重複部分ＸＡ，ＸＢの強度を高めることができる。後行配力鋼材１１２ｂ（１１２ｂ１，１１２ｂ２）からも先行配力鋼材１１１ｂ（１１１ｂ１，１１１ｂ２）と同様の作用効果が得られる。

前述したように、先行型鋼１１１ｃは突出部１１１ｇを備え、連結型鋼１２１ｃは突出部１２１ｇを備え、突出部１１１ｇは先行型鋼１１１ｃの周方向ＬＣの端部に取り付けられた第１支圧板であってもよい。また、突出部１２１ｇは連結型鋼１２１ｃの周方向ＬＣの端部に取り付けられた第２支圧板であってもよい。この場合、先行型鋼１１１ｃの端部に設けられた支圧板である突出部１１１ｇ、又は連結型鋼１２１ｃの端部に設けられた支圧板である突出部１２１ｇにより、周方向ＬＣへの引張に対する強度をより高めることができる。第１支圧板（突出部１１１ｇ）及び第２支圧板（突出部１２１ｇ）の軸方向ＬＡにおける全幅は、先行型鋼１１１ｃ（連結型鋼１２１ｃ）に対し、下限は、好ましくは１倍以上、更に好ましくは２倍以上である。一方、上限は、好ましくは５倍以下、更に好ましくは３倍以下である。

先行型鋼１１１ｃの重複部分ＸＡ、及び連結型鋼１２１ｃの重複部分ＸＢを含む重複領域ＺＡは、現場において打設された場所打ちコンクリート部であってもよく、重複領域ＺＡ以外の部分には、予め工場において製造されたプレキャストコンクリート部ＺＢが含まれてもよい。この場合、先行型鋼１１１ｃの重複部分ＸＡ、及び連結型鋼１２１ｃの重複部分ＸＢを含む重複領域ＺＡを場所打ちしつつ、重複領域ＺＡ以外の部分を予め工場で製造することができる。従って、場所打ちコンクリート部以外の部分を予め製造されたものとすることができるので、合成構造の構築作業を効率よく行うことができる。

本実施形態に係る合成構造の構築方法では、先行型鋼１１１ｃ（後行型鋼１１２ｃ）から離間した位置に連結型鋼１２１ｃが配置される。連結型鋼１２１ｃは、連結型鋼１２１ｃの一部の周方向ＬＣの位置が、先行型鋼１１１ｃ（後行型鋼１１２ｃ）の周方向ＬＣの位置と重複するように配置される。よって、周方向ＬＣにおいて、先行型鋼１１１ｃ（後行型鋼１１２ｃ）の一部が連結型鋼１２１ｃの一部に重複するように連結型鋼１２１ｃの配置が行われる。

そして、先行型鋼１１１ｃの一部と連結型鋼１２１ｃの一部とを含む重複領域ＺＡがコンクリート６２で埋設される。従って、コンクリート６２の埋設後には、先行型鋼１１１ｃの一部は連結型鋼１２１ｃの一部とコンクリート６２を介して対向しているので、先行型鋼１１１ｃに付与された力をコンクリート６２を介して連結型鋼１２１ｃに伝達させることができる。

また、周方向ＬＣにおいて先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃが互いに重複している重複領域ＺＡにおいて、先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃが先行配力鋼材１１１ｂ（１１１ｂ１，１１１ｂ２）によって包囲される。従って、先行型鋼１１１ｃ及び連結型鋼１２１ｃが互いに重複している重複領域ＺＡの強度を高めることができる。後行配力鋼材１１２ｂ（１１２ｂ１，１１２ｂ２）からも同様の効果が得られる。

以上、本実施形態に係る鋼板コンクリート構造物１００を合成構造の一例として説明した。しかしながら、合成構造の各部の形状、大きさ、材料、数及び配置態様は、前述した種々の形態の内容に限られず適宜変更可能である。以下では、変形例に係る鋼板コンクリート構造物１５０について図４４及び図４５を参照しながら説明する。なお、鋼板コンクリート構造物１５０を含む後述する各変形例の構成は、前述した実施形態と重複する部分が多いため、重複する部分の説明を適宜省略する。

図４４及び図４５に示されるように、鋼板コンクリート構造物１５０は、前述した先行型鋼１１１ｃ、後行型鋼１１２ｃ及び連結型鋼１２１ｃに代えて、突起付きの先行型鋼１５１ｃ、後行型鋼１５２ｃ及び連結型鋼１６１ｃを備える。先行型鋼１５１ｃは、連結型鋼１６１ｃとの重複部分ＸＡに第１突起１５１ｇを第１突出部として備える。後行型鋼１５２ｃは、重複部分ＸＡに上記同様の第１突起１５２ｇを備える。また、連結型鋼１６１ｃは、先行型鋼１５１ｃとの重複部分ＸＢに第２突起１６１ｇを第２突出部として備える。

先行型鋼１５１ｃは、例えば、複数の第１突起１５１ｇを備え、複数の第１突起１５１ｇのそれぞれが延在方向ＬＡに突出している。複数の第１突起１５１ｇは、例えば、周方向ＬＣに沿って等間隔に配置されており、第１突起１５１ｇと先行配力鋼材１１１ｂとは周方向ＬＣに沿って交互に配置されている。後行型鋼１５２ｃにおける第１突起１５２ｇの数及び配置態様は、第１突起１５１ｇの数及び配置態様と同様である。

連結型鋼１６１ｃは、例えば、複数の第２突起１６１ｇを備え、複数の第２突起１６１ｇのそれぞれが延在方向ＬＡに突出している。複数の先行型鋼１５１ｃの間に位置する複数の第２突起１６１ｇ、及び複数の後行型鋼１５２ｃの間に位置する複数の第２突起１６１ｇは、例えば、周方向ＬＣに沿って等間隔に設けられている。各第２突起１６１ｇの周方向ＬＣの位置は、例えば、第１突起１５１ｇの周方向ＬＣの位置、又は第１突起１５２ｇの周方向ＬＣの位置と同一である。この場合、第１突起１５１ｇ及び第２突起１６１ｇが延在方向ＬＡに沿って交互に設けられる。また、第１突起１５２ｇ及び第２突起１６１ｇが延在方向ＬＡに沿って交互に設けられる。

以上、変形例に係る鋼板コンクリート構造物１５０では、第１突出部は延在方向ＬＡに突出する第１突起１５１ｇ，１５２ｇを含んでおり、第２突出部は延在方向ＬＡに突出する第２突起１６１ｇを含んでいる。よって、延在方向ＬＡに突出する第１突起１５１ｇ，１５２ｇ、及び延在方向ＬＡに突出する第２突起１６１ｇにより、周方向ＬＣへの引張に対する強度を高めることができる。

続いて、更なる変形例に係る鋼板コンクリート構造物１７０について図４６及び図４７を参照しながら説明する。図４６及び図４７に示されるように、鋼板コンクリート構造物１７０は、前述した突出部１１１ｇ及び第１突起１５１ｇの双方を備える先行型鋼１７１ｃと、突出部１１２ｇ及び第１突起１５２ｇの双方を備える後行型鋼１７２ｃと、突出部１２１ｇ及び第２突起１６１ｇの双方を備える連結型鋼１８１ｃと、を有する。

この鋼板コンクリート構造物１７０では、第１突出部として突出部１１１ｇ（突出部１１２ｇ）及び第１突起１５１ｇ（第１突起１５２ｇ）を含み、第２突出部として突出部１２１ｇ及び第２突起１６１ｇを含む。従って、これらの突出部及び突起によって、周方向ＬＣへの引張に対する強度を更に高めることができる。

以上、本開示に係る合成構造の参考形態、実施形態及び変形例を含む種々の形態について説明した。しかしながら、本開示に係る合成構造、及び合成構造の構築方法は、前述した参考形態、実施形態及び変形例の一部が組み合わされた構造であってもよい。本開示に係る合成構造、及び合成構造の構築方法は、前述した種々の形態から適宜変形可能であり、更に、前述の形態以外の種々の現場に適用させることも可能である。

例えば、前述の種々の形態では、発信基地構築工程（Ｓ１）、第１外殻躯体構築工程（Ｓ２）、第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）、外郭躯体構築工程（Ｓ４）、褄壁構築工程（Ｓ５）及び掘削工程（Ｓ６）を含む構築方法について例示した。しかしながら、発信基地構築工程（Ｓ１）、第１外殻躯体構築工程（Ｓ２）、第２外殻躯体構築工程（Ｓ３）、外郭躯体構築工程（Ｓ４）、褄壁構築工程（Ｓ５）及び掘削工程（Ｓ６）のそれぞれの工程の内容及び順序は、前述した例に限られず適宜変更可能である。

また、前述の形態では、大断面トンネルを構築する現場に本開示に係る合成構造、及び合成構造の構築方法を適用させた例について説明した。しかしながら、本開示に係る合成構造、及び合成構造の構築方法は、大断面トンネルを構築する現場に限られず、種々の現場に適用可能である。例えば、道路橋等の橋梁構造（スラブ構造）、梁同士を連結する連結構造、柱同士を連結する連結構造、又はボックスカルバートにおける連結構造に適用させることも可能である。すなわち、互いに対向する一対（一組）の第１型鋼及び第２型鋼を備え、第１型鋼及び第２型鋼を埋設するコンクリートが設けられる構造であれば、本開示に係る合成構造、及び合成構造の構築方法を適用させることが可能である。

１…地下構造物、１ａ，１ｂ…端部、２…本線シールドトンネル、３…支線シールドトンネル、４…地下空洞、１１…シールドトンネル、１１Ａ…外殻、１２…外郭躯体、１３…先行シールドトンネル、１３Ａ…先行外殻、１３ＡＡ…第１先行外殻部、１３ＡＢ…第２先行外殻部、１３Ｂ…外郭躯体予定領域、１３Ｃ…内周側領域、１３Ｄ…外周側領域、１３Ｅ，１３Ｆ…切削予定領域、１３Ｇ，１３Ｈ…側部、１３Ｊ…中央部、１４…後行シールドトンネル、１４Ａ…後行外殻、１５…一方側褄壁、１６…他方側褄壁、１７，１８，１９…隔壁、２１…発進基地、２２…発進坑口、２３…円周シールドトンネル、３０…セグメント、３１…主桁、３２…継手板、３３…スキンプレート、３４…開口、４０…支持ユニット、４１Ａ…第１隔壁、４１Ｂ…第２隔壁、４２Ａ…第１支柱、４２Ｂ…第２支柱、４３Ａ…内周側支持桁、４３Ｂ…外周側支持桁、４４Ａ…内周側遮蔽板、４４Ｂ…外周側遮蔽板、４５…内部空間、４７Ａ，４７Ｂ…腹起し鋼材、４８Ａ，４８Ｂ…横つなぎ鋼材、５０Ａ，５０Ｂ…コンクリート打設領域、５１Ａ，５１Ｂ…切削可能充填材領域、６０Ａ，６０Ｂ…充填材領域、６２…コンクリート、７０，１００，１５０，１７０…鋼板コンクリート構造物（合成構造）、７１…鋼材構造体、７３Ａ…内側外郭主桁、７３Ｂ…外側外郭主桁、８１，１１１…先行鋼材部、８２Ａ…内側先行型鋼（第１型鋼）、８２Ｂ…外側先行型鋼（第１型鋼）、８３Ａ…内側先行配力鋼材、８３Ｂ…外側先行配力鋼材、８４…先行せん断補強鋼材、９０…連結鋼材、９１，１１２…後行鋼材部、９２Ａ…内側後行型鋼、９２Ｂ…外側後行型鋼（第１型鋼）、９３Ａ…内側後行配力鋼材、９３Ｂ…外側後行配力鋼材、９４…後行せん断補強鋼材、９５…連結鋼材部、９６Ａ…内側連結型鋼（第２型鋼）、９６Ｂ…外側連結型鋼（第２型鋼）、９７Ａ…内側連結配力鋼材、９７Ｂ…外側連結配力鋼材、９８…連結せん断補強鋼材、９９Ａ…止水鉄板、９９Ｂ…止水鉄板、１１１ｂ，１１１ｂ１，１１１ｂ２…先行配力鋼材（包囲鋼材）、１１１ｃ，１５１ｃ，１７１ｃ…先行型鋼（第１型鋼）、１１１ｄ…支保工、１１１ｆ…補強鋼材、１１１ｇ…突出部（第１突出部）、１１２ｂ，１１２ｂ１，１１２ｂ２…後行配力鋼材（包囲鋼材）、１１２ｃ，１５２ｃ，１７２ｃ…後行型鋼（第１型鋼）、１１２ｇ…突出部（第１突出部）、１１２ｈ…補強鋼材、１２０…連結鋼材部、１２１ｂ…第１配力鋼材（包囲鋼材）、１２１ｃ，１６１ｃ，１８１ｃ…連結型鋼（第２型鋼）、１２１ｆ…第２配力鋼材（包囲鋼材）、１２１ｇ…突出部（第２突出部）、１３０…補強鋼材、１４１…第１後行シールドトンネル、１４２…第２後行シールドトンネル、１５１ｇ，１５２ｇ…第１突起、１６１ｇ…第２突起（第２突出部）、Ａ１…第１領域、Ａ２…第２領域、Ｂ，Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_３，Ｂ_４，Ｂ_５，Ｂ_６…周領域部、Ｃ，Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３…軸領域部、Ｄ…施工領域、ＬＡ…延在方向（軸方向、第２方向）、ＬＣ…周方向（第１方向）、ＬＲ…径方向、ＸＡ，ＸＢ…重複部分、ＺＡ…重複領域、ＺＢ…プレキャストコンクリート部。

Claims (15)

1. 第１方向に延びる第１型鋼と、
   前記第１方向に沿って延びると共に、前記第１方向と交差する第２方向に離間し配置された第２型鋼と、
   前記第１型鋼の一部と前記第２型鋼の一部が、前記第１方向に沿って重複した重複部分を有し、
   前記第１型鋼は、前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向に互いに離間した一対の前記第１型鋼であり、
   前記第２型鋼は、前記第３方向に互いに離間した一対の前記第２型鋼であり、
   一対の前記第１型鋼の前記重複部分には第１突出部が設けられ、
   一対の前記第２型鋼の前記重複部分には第２突出部が設けられ、
   一対の前記第１型鋼と一対の前記第２型鋼はコンクリートに埋設されている、
   合成構造。
2. 前記重複部分に配置され、一対の前記第１型鋼及び一対の前記第２型鋼の各々に架け渡されると共に前記第３方向に延在する一対の第３型鋼を備え、
   一対の前記第３型鋼はコンクリートに埋設されている、
   請求項１に記載の合成構造。
3. 第１方向に延びる第１型鋼と、
   前記第１方向に沿って延びると共に、前記第１方向と交差する第２方向に離間し配置された第２型鋼と、
   前記第１型鋼の一部と前記第２型鋼の一部が、前記第１方向に沿って重複した重複部分を有し、
   前記第１型鋼の前記重複部分には第１突出部が設けられ、
   前記第２型鋼の前記重複部分には第２突出部が設けられ、
   前記第１型鋼と前記第２型鋼はコンクリートに埋設されており、
   前記第１突出部は、前記第１型鋼の前記第１方向の端部に取り付けられた第１支圧板を含み、
   前記第２突出部は、前記第２型鋼の前記第１方向の端部に取り付けられた第２支圧板を含む、
   合成構造。
4. 前記重複部分に配置され、一対の前記第１型鋼及び一対の前記第２型鋼を囲む包囲鋼材を備える、
   請求項１又は３に記載の合成構造。
5. 第１方向に延びる一対の第１型鋼と、
   前記第１方向に沿って延びると共に、前記第１方向と交差する第２方向に各々が離間し配置された一対の第２型鋼と、を備え、
   一対の前記第１型鋼及び一対の前記第２型鋼は、前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向に各々が離間しており、
   一対の前記第１型鋼と一対の前記第２型鋼の各々の一部が、前記第１方向に沿って重複した重複部分を有し、
   前記重複部分に配置され、一対の前記第１型鋼及び一対の前記第２型鋼の各々に架け渡されると共に前記第３方向に延在する一対の第３型鋼を備え、
   一対の前記第１型鋼と一対の前記第２型鋼と一対の前記第３型鋼はコンクリートに埋設されている、
   合成構造。
6. 前記第１型鋼の前記第１方向の端部に取り付けられた第１支圧板と、
   前記第２型鋼の前記第１方向の端部に取り付けられた第２支圧板と、を備える、
   請求項５に記載の合成構造。
7. 前記第１型鋼と前記第２型鋼に架け渡されると共に、前記第２方向に延在する第４型鋼を備える、
   請求項５又は６に記載の合成構造。
8. 前記第１型鋼の前記重複部分、及び前記第２型鋼の前記重複部分を含む重複領域は、現場において打設された場所打ちコンクリート部であり、
   前記重複領域以外の前記コンクリートには、予め工場において製造されたプレキャストコンクリート部が含まれる、
   請求項１～７のいずれか一項に記載の合成構造。
9. 前記合成構造は、地中を掘削して構築されるトンネル躯体の内部に設けられる、
   請求項１～８のいずれか一項に記載の合成構造。
10. 前記トンネル躯体は、先行シールドトンネルの先行外殻と、前記先行外殻の一部が切削された状態で当該切削された部分に入り込んでいる後行シールドトンネルの後行外殻とを備える、
    請求項９に記載の合成構造。
11. 第１方向に延びるように第１型鋼を配置する工程と、
    前記第１型鋼から離間した位置に、前記第１方向に延びるように第２型鋼を配置する工程と、
    前記第１型鋼及び前記第２型鋼を囲む包囲鋼材を配置する工程と、
    を備え、
    前記第２型鋼を配置する工程では、前記第２型鋼の一部の前記第１方向の位置が、前記第１型鋼の一部の前記第１方向の位置と重複するように、前記第２型鋼を配置し、
    前記第１型鋼の一部と前記第２型鋼の一部とを含む重複領域をコンクリートで埋設する、
    合成構造の構築方法。
12. 第１方向に延びるように一対の第１型鋼を配置する工程と、
    前記第１方向に沿って延びると共に、前記第１方向と交差する第２方向に各々が離間するように一対の第２型鋼を配置する工程と、
    を備え、
    一対の前記第１型鋼及び一対の第２型鋼は、前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向に各々が離間しており、
    一対の前記第１型鋼と一対の前記第２型鋼の各々の一部が、前記第１方向に沿って重複した重複部分を有し、
    前記重複部分において、一対の前記第１型鋼及び一対の前記第２型鋼の各々に架け渡されると共に前記第３方向に延在する一対の第３型鋼を配置する工程を更に備え、
    一対の前記第１型鋼と一対の前記第２型鋼と一対の前記第３型鋼をコンクリートで埋設する、
    合成構造の構築方法。
13. 前記合成構造は、地中を掘削して構築されるトンネル躯体の内部に設けられる、
    請求項１１又は１２に記載の合成構造の構築方法。
14. 前記トンネル躯体は、先行シールドトンネルの先行外殻と、前記先行外殻の一部が切削された状態で当該切削された部分に入り込んでいる後行シールドトンネルの後行外殻とを備える、
    請求項１３に記載の合成構造の構築方法。
15. 前記第１型鋼を設置する工程では、前記先行外殻の内部に先行型鋼を有する先行鋼材部を配置し、前記後行外殻の内部に後行型鋼を有する後行鋼材部を配置し、
    前記第２型鋼を配置する工程では、前記先行鋼材部と前記後行鋼材部とを架け渡すように連結型鋼を有する連結鋼材部を配置し、
    前記先行型鋼の一部と、前記後行型鋼の一部と、前記連結型鋼の一部とを含む重複領域を前記コンクリートで埋設する、
    請求項１４に記載の合成構造の構築方法。
    

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