JP2021075956A - 地下躯体及び地下躯体の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】打継目の少ない地下躯体を構築する。【解決手段】地下構造物１の一部となる外郭躯体１２は、先行外殻１３Ａを有する複数の先行シールドトンネル１３と、複数の先行シールドトンネル１３の間に配置されると共に後行外殻１４Ａを有する後行シールドトンネル１４と、先行外殻１３Ａの内部及び後行外殻１４Ａの内部に打設されて一体化したコンクリート６２と、を備える。先行外殻１３Ａの内部は、後行外殻１４Ａの内部に対して、開口３４を通じて連通する。先行外殻１３Ａの内部及び後行外殻１４Ａの内部には、コンクリート６２に埋設された鋼材構造体７１が配置されている。鋼材構造体７１は、先行外殻１３Ａの内部に配置された先行鋼材部８１と、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を挟んで隣接する他方の先行外殻１３Ａに配置された先行鋼材部８１に連結される連結鋼材９０と、を有する。【選択図】図７

Description

本発明は、地下躯体及び地下躯体の構築方法に関する。

特許文献１及び２には、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等に、大断面トンネルを施工する方法が記載されている。この方法は、まず、先行シールドトンネルを構築した後、先行シールドトンネルの一部を切削しながら後行シールドトンネルを構築する。次に、先行シールドトンネル及び後行シールドトンネルを連結してなる外郭躯体を構築する。外郭躯体の構築では、後行シールドトンネルを構築する前に先行シールドトンネル内にコンクリートを打設しておき、後行シールドトンネルが構築された後に後行シールドトンネル内にコンクリートを打設する。これにより、先行シールドトンネル内に打設したコンクリートと後行シールドトンネル内に打設したコンクリートとを接続して、外郭躯体としている。その後、外郭躯体の内周側領域を掘削して地下空洞を形成する。

特開２０１５−１０５５１３号公報 特開２０１６−１５３６０１号公報

特許文献１及び２に記載された方法では、先行シールドトンネル内に打設するコンクリートと後行シールドトンネル内に打設するコンクリートとが別のタイミングで打設されるため、先行シールドトンネルと後行シールドトンネルとの間に、コンクリートの打継目（界面）が形成される。打継目は、地下水等の通り道となりやすく、耐久性を低下させる要因となることから、打継目には、水密性及び耐久性を向上させる処理を行う必要がある。このため、打継目が多くなるほど、工数及び工費が増大するという問題がある。

そこで、本発明は、打継目の少ない地下躯体及び打継目の少ない地下躯体の構築方法を提供することを目的とする。

本発明の一形態は、地下構造物の一部となる地下躯体であって、先行外殻を有する複数の先行シールドトンネルと、複数の先行シールドトンネルの間に配置されると共にその一部が先行シールドトンネルの一部と重ねた状態で配置され、後行外殻を有する後行シールドトンネルと、先行外殻の内部及び後行外殻の内部に打設されて一体化したコンクリートと、を備え、先行外殻の内部は、後行外殻の内部に対して、先行シールドトンネル及び後行シールドトンネルに設けられた開口を通じて、連通し、先行外殻の内部及び後行外殻の内部には、開口を介して先行外殻の内部から後行外殻の内部に亘って配置されると共に、コンクリートに埋設された鋼材構造体が配置され、鋼材構造体は、先行外殻の内部に配置された先行鋼材部と、一方の先行外殻に配置された先行鋼材部を、後行外殻を挟んで隣接する他方の先行外殻に配置された先行鋼材部に連結される連結鋼材と、を有する。

この地下躯体は、先行外殻の内部に先行鋼材部が配置されている。この先行鋼材部は、隣接する別の先行外殻に配置された別の先行鋼材部に対して、連結鋼材によって連結されている。そして、先行外殻の内部及び後行外殻の内部において、コンクリートが一体的に打設されることにより、先行鋼材部及び連結鋼材により構成される鋼材構造体をコンクリートに埋め込むことが可能である。これにより、シールドトンネル毎にコンクリートを打設して地下躯体を一体化する場合に比べて、地下躯体に形成される打継目を少なくすることができるため、工数及び工費を低減することができる。

連結鋼材は、後行外殻の内部に配置された後行鋼材部と、後行鋼材部の端部を先行鋼材部に連結する一対の連結鋼材部と、を有する。この構成によれば、連結鋼材は、先行鋼材部同士を好適に連結することができる。

先行鋼材部は、先行外殻の径方向に沿って互いに離間して配置された内側先行型鋼及び外側先行型鋼を含み、後行鋼材部は、後行外殻の径方向に沿って互いに離間して配置された内側後行型鋼及び外側後行型鋼を含み、連結鋼材部は、内側後行型鋼の端部を内側先行型鋼の端部に接続する内側連結型鋼と、外側後行型鋼の端部を外側先行型鋼の端部に接続する外側連結型鋼と、を含んでもよい。この構成によれば、鋼材構造体とコンクリートを含んで構成される地下躯体の強度を高めることができる。

本発明の別の形態は、外殻躯体を有し、地下構造物の一部となる地下躯体の構築方法であって、外殻躯体を構成する先行外殻を有する複数の先行シールドトンネルを構築する先行シールドトンネル構築工程と、先行シールドトンネルの間において、先行シールドトンネルの一部を切削、または撤去しながら、外殻躯体を構成する後行外殻を有する後行シールドトンネルを構築する後行シールドトンネル構築工程と、先行外殻の内部及び後行外殻の内部にコンクリートを打設して外殻躯体を構築する外郭躯体構築工程と、を有し、先行シールドトンネル構築工程は、鋼材構造体を構成する先行鋼材部を配置する工程を含み、外郭躯体構築工程は、後行シールドトンネルの一部に開口を設けて、開口を通じて先行外殻の内部と後行外殻の内部を連通する工程と、一方の先行外殻に配置された先行鋼材部を、鋼材構造体を構成する連結鋼材によって、後行外殻を挟んで隣接する他方の先行外殻に配置された先行鋼材部に連結することにより、鋼材構造体を構築する工程と、鋼材構造体をコンクリートによって埋設する工程と、を含んでもよい。

この地下躯体構築方法では、外郭躯体構築工程で、後行シールドトンネルの一部に開口を設ける。その結果、先行外殻の内部と後行外殻の内部は、開口を通じて連通するため、先行シールドトンネルと後行シールドトンネルとにコンクリートを打設して一体化することができる。これにより、シールドトンネル毎にコンクリートを打設して地下躯体を一体化する場合に比べて、地下躯体に形成される打継目を少なくすることができるため、工数及び工費を低減することができる。

本発明によれば、打継目の少ない地下躯体を構築することができる。

実施形態に係る地下構造物の概略構成を示す斜視図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線における断面図である。 図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。 シールドトンネルの外殻の構造を示す図である。 図４に示すＶ−Ｖ線における断面図である。 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断面図である。 外郭躯体の一部を示す断面図である。 鋼材構造体を示す斜視図である。 発進基地構築工程を説明するための模式図である。 図９に示すＸ−Ｘ線における断面図である。 先行シールドトンネル延伸工程を説明するための模式図である。 図１１に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線における断面図である。 図１１に示すＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における断面図である。 先行シールドトンネル内の領域を説明するための断面図である。 第一隔壁設置工程を説明するための断面図である。 先行シールドトンネルの内部構造を示す断面図である。 支持ユニットを示す斜視図である。 支持ユニットの配置を説明するための断面図である。 第一隔壁設置工程を説明するための模式図である。 第二外殻躯体構築工程を説明するための模式図である。 図２０に示すＸＸＩ−ＸＸＩ線における断面図である。 図２０に示すＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線における断面図である。 施工領域の主要部を示す断面図である。 施工領域の主要部を示す断面図である。 施工領域の主要部を示す断面図である。 外郭躯体予定領域の周方向における区分を説明するための断面図である。 外郭躯体予定領域の軸方向における区分を説明するための斜視図である。 外郭躯体予定領域の周方向及び軸方向における区分を説明するための斜視図である。 施工領域の主要部を示す断面図である。 施工領域の別の部分を示す断面図である。 施工領域の主要部を示す断面図である。 施工領域の主要部を示す断面図である。 施工領域の主要部を示す断面図である。 施工領域の別部分を示す断面図である。 褄壁構築工程を説明するための模式図である。 掘削工程を説明するための模式図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態の地下躯体は、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の一部となる。また、地下躯体の構築方法は、当該地下躯体を施工するものである。但し、本発明の地下躯体及び地下躯体の構築方法は、このような大断面トンネルの構築方法に適用されるものに限定されない。

まず、地下構造物について説明する。図１〜図３に示すように、本実施形態に係る地下構造物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との合流領域に施工された、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が形成されており、地下構造物１は、複数のシールドトンネル１１を連結してなる地下空洞４の外郭躯体１２（地下躯体）を備えている。

シールドトンネル１１は、公知のシールド掘進工法又はシールド推進工法により施工された外殻躯体である。すなわち、シールドトンネル１１は、シールド掘進機で地中を掘進しながら、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を組み立てていくことや、シールド掘進機を推進管により推力を得て掘進して、推進管を組み立てていくことにより構築されるトンネルである。つまり、シールドトンネル１１は、シールド掘進機を掘進して組み立てられたセグメントや掘進に伴い組み立てられた推進管によりトンネル覆工体またはトンネル躯体を構築することで延伸される。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掘進に伴い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の一方端部１ａ（図１における右上側の端部）と他方端部１ｂ（図１における左下側の端部）との間において、軸方向に延伸され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、周方向に配置されている。

図４及び図５に示すように、外殻１１Ａは、複数のセグメント３０を周方向にリング状に組立てたセグメントリングがトンネル軸方向に複数連結されたものにより構築される。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り構成されており、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。隣り合うセグメント３０の継手板３２は互いに接続可能で、周方向に複数のセグメント３０が接続されて周方向に閉じたリング状の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り構成されている。継手板３２の間には、継手板と平行に延びる１又は複数のリブが設けられている。スキンプレート３３は、シールドトンネル１１の外周面をなす部材である。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の内空側と地山とを区分している。セグメントリングの主桁３１と隣り合うセグメントリングの主桁３１とは互いに接続可能で、トンネル軸方向に複数のセグメントリングが接続されてシールドトンネル１１を構成する。主桁３１と隣り合う主桁３１、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うことができる。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り構成されており、外殻１１Ａと地山を区分する隔壁として機能する。

図１〜図３に示すように、複数のシールドトンネル１１は、複数のシールドトンネル１１のうちの一部のシールドトンネル１１である先行シールドトンネル１３と、複数のシールドトンネル１１のうちの残りのシールドトンネル１１である後行シールドトンネル１４と、により構成される。先行シールドトンネル１３は、トンネル状に延びる第一外殻躯体であり、後行シールドトンネル１４は、トンネル状に延びる第二外殻躯体である。そして、先行シールドトンネル１３の外殻１１Ａを、先行外殻１３Ａといい、後行シールドトンネル１４の外殻１１Ａを、後行外殻１４Ａという。なお、先行外殻１３Ａ及び後行外殻１４Ａは、図４及び図５に示すように、複数のセグメント３０により構築される。

先行シールドトンネル１３は、一方端部１ａから他方端部１ｂまで延伸されている。後行シールドトンネル１４は、一方端部１ａから他方端部１ｂまで延伸されている。つまり、先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４の両端は、一方端部１ａ及び他方端部１ｂに至っている。後行シールドトンネル１４は、先行シールドトンネル１３を延伸した後に延伸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、隣り合う先行シールドトンネル１３の間に配置されており、先行シールドトンネル１３の先行外殻１３Ａが切削された状態で、先行シールドトンネル１３に後行シールドトンネル１４が重ねられている。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とは、一方端部１ａから他方端部１ｂの全域において重なっている。先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４とが重なる部分では、先行シールドトンネル１３の先行外殻１３Ａは削り取られており、後行シールドトンネル１４の後行外殻１４Ａは、図６に示すように、主桁３１から継手板３２、リブ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。

そして、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が一方端部１ａから他方端部１ｂに向けて狭くなることで、地下空洞４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の外形に沿うように、地下空洞４の断面積が一方端部１ａから他方端部１ｂに向けて小さくなっている。また、地下空洞４の断面積が一方端部１ａから他方端部１ｂに向けて小さくなるように、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との重なり度合いが大きくなっている。

後行シールドトンネル１４は、他方端部１ｂに向けて延伸された第一後行シールドトンネル１４１と、第一後行シールドトンネル１４１の先端と他方端部１ｂとの間に延伸された第二後行シールドトンネル１４２と、により構成されている。第一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、第二後行シールドトンネル１４２は、第一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。第一後行シールドトンネル１４１は、一方端部１ａから他方端部１ｂに向けて延伸されており、第二後行シールドトンネル１４２は、第一後行シールドトンネル１４１の先端から他方端部１ｂまで延伸されている。このため、一本の後行シールドトンネル１４のうち、一方端部１ａ側の部分が大径の第一後行シールドトンネル１４１となり、他方端部１ｂ側の部分が小径の第二後行シールドトンネル１４２となる。

上述したように、隣り合う先行シールドトンネル１３の間隔は、一方端部１ａ側よりも他方端部１ｂ側の方が狭くなるため、一方端部１ａから他方端部１ｂまでの全域において後行シールドトンネル１４が同径であると、先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４との重なる量が過大となる。そこで、一方端部１ａ側では後行シールドトンネル１４を大径の第一後行シールドトンネル１４１とし、他方端部１ｂ側では後行シールドトンネル１４を小径の第二後行シールドトンネル１４２とすることで、先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４との重なる量を小さくして、後行シールドトンネル１４を構築する時の、先行シールドトンネル１３の切削量を低減している。

具体的に説明すると、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、の合計３６本により構成される。つまり、先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４とは、同数である。地下構造物１は、地下構造物１の一方端部１ａから他方端部１ｂに向けて第一領域Ａ１及び第二領域Ａ２の２領域に分けられている。先行シールドトンネル１３は、第一領域Ａ１と第二領域Ａ２とで、同じ径となっている。後行シールドトンネル１４は、第一領域Ａ１では大径の第一後行シールドトンネル１４１となっており、第二領域Ａ２では小径の第二後行シールドトンネル１４２となっている。そして、先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４とが交互に配置されており、後行シールドトンネル１４が、隣り合う先行シールドトンネル１３の間に配置されている。

図１〜図３に示すように、外郭躯体１２は、地下空洞４の外郭を構成する略円弧状の躯体となる。外郭躯体１２は、隣り合うシールドトンネル１１を連結してなる。具体的には、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、によりなる。そして、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３４を通じて一体化されている。

＜鋼板コンクリート構造物＞
図７に示すように、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。鋼板コンクリート構造物７０は、いわゆるＲＣ構造ではなく、ＳＣ構造であると言える。鋼材構造体７１は、外郭躯体１２の主要部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いる。そして、鋼材構造体７１は、コンクリート６２に埋設されている。なお、鋼板コンクリート構造物７０は、後述する支持ユニット４０に対して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は、ＲＣ構造の鉄筋に代えて、外郭主桁、配力鋼材、せん断補強鋼材を含む鋼材構造体７１を配置し、発生断面力に抵抗する。鉄筋構造に代えて、鋼材構造体７１を採用することにより、鉄筋構造に比べて、コンクリート６２を充填可能な空間が増加する。つまり、コンクリート６２の充填性が向上するので、密実なコンクリートの打設が可能になる。

図８に示すように、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して配置されている。外側先行型鋼８２Ｂは、先行外殻１３Ａの延在方向ＬＡに沿って、互いに離間して配置されている。そして、互いに隣接する外側先行型鋼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。また、内側先行型鋼８２Ａの構成も同様である。つまり、互いに隣接する内側先行型鋼８２Ａは、内側先行配力鋼材８３Ａによって互いに連結されている。さらに、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の主要部は、後行シールドトンネル１４に配置されている。さらに、連結鋼材９０の一部は、後行シールドトンネル１４から先行シールドトンネル１３に亘って配置されている。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を挟んで隣接する他方の先行外殻１３Ａに配置された先行鋼材部８１に連結される。

連結鋼材９０は、後行鋼材部９１と、連結鋼材部９５と、を含む。後行鋼材部９１は、後行シールドトンネル１４に配置されている。後行鋼材部９１は、外側後行型鋼９２Ｂ及び内側後行型鋼９２Ａを含む。外側後行型鋼９２Ｂ及び内側後行型鋼９２Ａは、後行外殻１４Ａの径方向ＬＲに沿って互いに離間して配置されている。外側後行型鋼９２Ｂは、後行シールドトンネル１４の延在方向ＬＡに沿って、互いに離間して配置されている。そして、互いに隣接する外側後行型鋼９２Ｂは、外側後行配力鋼材９３Ｂによって互いに連結されている。また、内側後行型鋼９２Ａの構成も同様である。つまり、互いに隣接する内側後行型鋼９２Ａは、内側後行配力鋼材９３Ａによって互いに連結されている。さらに、後行鋼材部９１は、外側後行型鋼９２Ｂ及び内側後行型鋼９２Ａに連結された後行せん断補強鋼材９４を含む。

一対の連結鋼材部９５は、外側連結型鋼９６Ｂと内側連結型鋼９６Ａとをそれぞれ含む。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、外側後行型鋼９２Ｂ及び外側先行型鋼８２Ｂが連結された構造物は、外側外郭主桁７３Ｂを構成する。

つまり、外側外郭主桁７３Ｂは、型鋼によって構成されている。この型鋼として、Ｈ型鋼、Ｉ型鋼、Ｔ型鋼、山形鋼、平鋼、溝型鋼、Ｚ型鋼などを用いてよい。換言すると、外側外郭主桁７３Ｂは、平板部分を含む鋼材によって構成されている。なお、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。鉄筋は、上述の型鋼とは異なる棒状の鋼材である。先行鋼材部８１及び後行鋼材部９１が型鋼であり、これらを連結する連結鋼材部９５も型鋼であると、接続・接合を容易に行うことができる。例えば、先行鋼材部８１及び後行鋼材部９１がＨ型鋼であり、連結鋼材部９５もＨ型鋼である構成は、先行鋼材部８１及び後行鋼材部９１がＨ型鋼であり、連結鋼材として鉄筋を用いる場合よりも、接続・接合が簡易な構成とし、作業を容易に行うことが可能になる。

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との接続部位は、一般的な型鋼の連結方法により接続・接合されていればよい。例えば、機械的接合により接続・接合されていてもよい。機械的接合では、ボルト接合方法によって接合・接続されていてもよし、その他のねじ接合等の機械的接合を用いてもよい。また、ボルト接合やその他のねじ接合に際し添接板などを用いて接続・接合されていてもよい。また、溶接（治金的接合）により接合・接続されていてもよい。このような接続構成によれば、確実に鋼材同士を互いに固定することができる。このような接続構成とすることで、ＳＣ構造（鉄骨コンクリート構造）がより確実なものとなる。

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、内側後行型鋼９２Ａ及び内側先行型鋼８２Ａが連結された構造物は、内側外郭主桁７３Ａを構成する。内側外郭主桁７３Ａも、外側外郭主桁７３Ｂと同様の有利な構成及び効果を奏する。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ていればよい。つまり、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に、ボルト接合、ねじ接合、ボルト及び／またはねじと添接板とを併用する接合形態、溶接などといった機械的接合により簡易且つ強固に接合・接続される。

さらに、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、後行シールドトンネル１４の方向に延び、複数の外側連結型鋼９６Ｂに接続されている。内側連結配力鋼材９７Ａも同様に、後行シールドトンネル１４の方向に延び、複数の内側連結型鋼９６Ａに接続されている。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とに連結されている。

なお、先行せん断補強鋼材８４、後行せん断補強鋼材９４、連結せん断補強鋼材９８は、それぞれ必要に応じて設けることとしてよく、その配置される場所、数も適宜設定してよい。

図３６に示すように、地下構造物１の一方端部１ａには、外郭躯体１２の一方側面を封止（止水）する一方側褄壁１５が構築されており、地下構造物１の他方端部１ｂには、外郭躯体１２の他方側面を封止（止水）する他方側褄壁１６が構築されている。

そして、図２、図３及び図３６に示すように、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の土砂が掘削除去されることで、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、上述した地下構造物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。本実施形態に係る外郭躯体１２の構築方法は、発進基地構築工程（Ｓ１）と、先行外殻１３Ａを有する先行シールドトンネル１３を構築する第一外殻躯体構築工程（Ｓ２）（先行シールドトンネル構築工程）と、先行シールドトンネル１３の一部を切削しながら、後行外殻１４Ａを有する後行シールドトンネル１４を構築する第二外殻躯体構築工程（Ｓ３）（後行シールドトンネル構築工程）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に示すように、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の半径方向外周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から円周状に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、周知のシールド掘進機により施工することができ、円周シールドトンネル２３は、周知の円周シールド掘進機により施工することができる。

＜第一外殻躯体構築工程（Ｓ２）＞
先行シールドトンネル構築工程である第一外殻躯体構築工程（Ｓ２）では、図１及び図１１に示すように、地下構造物１の施工予定領域である地下構造物予定領域（不図示）の一方端部１ａと他方端部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構築する。なお、地下構造物予定領域の一方端部１ａ及び他方端部１ｂは、地下構造物１の一方端部１ａ及び他方端部１ｂと同じである。

なお、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第二外殻躯体構築工程（Ｓ３）を開始して、構築されている隣り合う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。

第一外殻躯体構築工程（Ｓ２）では、先行シールドトンネル延伸工程（Ｓ２１）と、第一隔壁設置工程（Ｓ２２）と、を行う。

先行シールドトンネル延伸工程（Ｓ２１）では、図１１〜図１３に示すように、一方端部１ａに施工された発進基地２１から他方端部１ｂまで先行シールドトンネル１３を延伸する。具体的には、先行シールドトンネル延伸工程（Ｓ２１）では、１８本の先行シールドトンネル１３を、一方端部１ａに施工された発進基地２１から他方端部１ｂまで延伸する。このとき、隣り合う先行シールドトンネル１３を同時に延伸せずに、隣り合う先行シールドトンネル１３のうち、一方の先行シールドトンネル１３を先行して延伸した後に、他方の先行シールドトンネル１３を後行して延伸することが好ましい。また、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を使用することが好ましい。２機以上のシールド掘進機を使用することで、複数の先行シールドトンネル１３を並行して延伸できる。

また、先行シールドトンネル延伸工程（Ｓ２１）では、一方端部１ａから他方端部１ｂに向かうに従い、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行くように、複数の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である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、特許文献１、特許文献２、特許第４８５１１３３号、特許第４９３９８０３号等に記載されたような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を用いる。

ここで、図１４に示すように、先行シールドトンネル１３のうち第二外殻躯体構築工程（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の両側に形成される。先行外殻１３Ａ内の領域のうち、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の一端部は、切削予定領域１３Ｅと重なり、外郭躯体予定領域１３Ｂの他端部は、切削予定領域１３Ｆと重なる。先行外殻１３Ａ内の領域のうち、切削予定領域１３Ｅ、切削予定領域１３Ｆ及び外郭躯体予定領域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内の領域のうち、切削予定領域１３Ｅ、切削予定領域１３Ｆ及び外郭躯体予定領域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。

第一隔壁設置工程（Ｓ２２）では、図１５及び図１６に示すように、後行シールドトンネル１４を延伸するシールド掘進機が先行シールドトンネル１３と重なりながら掘進できるように、先行シールドトンネル１３の内部を充填する。そして、先行シールドトンネル１３の内部の充填として、支持ユニット４０を配置するとともに、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、先行シールドトンネル１３の半径方向中央部であって、外郭躯体予定領域１３Ｂに配置する。なお、支持ユニット４０の構成については後述する。

コンクリートは、コンクリート打設領域５０Ａと、コンクリート打設領域５０Ｂと、に打設する。コンクリート打設領域５０Ａは、内周側領域１３Ｃ内の領域であって、切削予定領域１３Ｅ、切削予定領域１３Ｆ及び外郭躯体予定領域１３Ｂを除く領域である。コンクリート打設領域５０Ｂは、外周側領域１３Ｄ内の領域であって、切削予定領域１３Ｅ、切削予定領域１３Ｆ及び外郭躯体予定領域１３Ｂを除く領域である。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の近傍を除外して設定する。つまり、切削予定領域１３Ｅ，１３Ｆの近傍は、コンクリートを打設しない。

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、に打設する。切削可能充填材領域５１Ａは、切削予定領域１３Ｅを含む領域であって、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に囲まれる領域である。切削可能充填材領域５１Ｂは、切削予定領域１３Ｆを含む領域であって、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に囲まれる領域である。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、掘削（切削）が予定されている領域である切削予定領域１３Ｅ，１３Ｆより若干大きく設定する。

ところで、図２３に示すように、後工程の第二外殻躯体構築工程（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及び図５参照）も切削されて、先行外殻１３Ａが第一先行外殻部１３ＡＡと第二先行外殻部１３ＡＢとに分離される。また、外郭躯体予定領域１３Ｂにはコンクリートが打設されていない。このため、主桁３１は、第一先行外殻部１３ＡＡと第二先行外殻部１３ＡＢとの対向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を外郭躯体予定領域１３Ｂに配置することで、後工程の第二外殻躯体構築工程（Ｓ３）で先行シールドトンネル１３が切削された際に、土圧や切削時の衝撃による荷重で先行シールドトンネル１３が変形するのを抑制する。

図１７及び図１８に示すように、支持ユニット４０は、第一隔壁４１Ａ及び第二隔壁４１Ｂと、第一支柱４２Ａ及び第二支柱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。

第一隔壁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、第一隔壁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。第二隔壁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、第二隔壁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。第一隔壁４１Ａにより区分される側部１３Ｇは、第一隔壁４１Ａの第二隔壁４１Ｂとは反対側の領域である。第二隔壁４１Ｂにより区分される側部１３Ｈは、第二隔壁４１Ｂの第一隔壁４１Ａとは反対側の領域である。第一隔壁４１Ａ及び第二隔壁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の半径方向中央部に位置する領域であって、第一隔壁４１Ａと第二隔壁４１Ｂとの間の領域である。

具体的には、第一隔壁４１Ａ及び第二隔壁４１Ｂは、平板状の鉄板により構成されており、第一隔壁４１Ａと第二隔壁４１Ｂとを、外郭躯体予定領域１３Ｂの周方向に対向するように配置する。そして、複数枚の第一隔壁４１Ａ及び第二隔壁４１Ｂを、先行シールドトンネル１３の軸方向に沿って配置する。

第一支柱４２Ａは、第一隔壁４１Ａを支持するとともに先行外殻１３Ａを内周側から支持する。第二支柱４２Ｂは、第二隔壁４１Ｂを支持するとともに先行外殻１３Ａを内周側から支持する。

具体的には、第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂは、それぞれＨ型鋼等の鋼材により構成されており、第一支柱４２Ａと第二支柱４２Ｂとを、外郭躯体予定領域１３Ｂの周方向に並列するように配置する。第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂは、第二外殻躯体構築工程（Ｓ３）で分離される第一先行外殻部１３ＡＡと第二先行外殻部１３ＡＢとの対向方向（コンクリート打設領域５０Ａとコンクリート打設領域５０Ｂとの対向方向）に向ける。

また、第一支柱４２Ａに、第一隔壁４１Ａを着脱可能に接続するとともに、第二支柱４２Ｂに、第二隔壁４１Ｂを着脱可能に接続する。第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂに対する第一隔壁４１Ａ及び第二隔壁４１Ｂの接続は、例えば、ボルト締めにより、または溶接により行うことができる。そして、複数本の第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂを、先行シールドトンネル１３の軸方向に沿って配置する。

内周側支持桁４３Ａは、第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ａ側の先端側を支える、外周側支持桁４３Ｂは、第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ｂ側の先端側を支える。

具体的には、内周側支持桁４３Ａ及び外周側支持桁４３Ｂは、それぞれＨ型鋼等の鋼材により構成されており、内周側支持桁４３Ａと外周側支持桁４３Ｂとを、第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂに対応して外郭躯体予定領域１３Ｂの周方向に並列するように配置する。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一支柱４２Ａと第二支柱４２Ｂとに架け渡して、第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ａ側に結合する。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一支柱４２Ａと第二支柱４２Ｂとに架け渡して、第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ｂ側に結合する。

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、平板状の鉄板により構成されており、内周側遮蔽板４４Ａと外周側遮蔽板４４Ｂとを、外郭躯体予定領域１３Ｂの半径方向に対向するように配置する。内周側遮蔽板４４Ａは、外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向に沿って第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂに架け渡して、第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ａ側の先端に結合する。外周側遮蔽板４４Ｂは、外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向に沿って第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂに架け渡して、第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ｂ側の先端に結合する。そして、複数枚の内周側遮蔽板４４Ａ及び外周側遮蔽板４４Ｂを、先行シールドトンネル１３の軸方向に沿って配置する。

このように構成される支持ユニット４０では、第一支柱４２Ａ及び第二支柱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。そして、支持ユニット４０の内部に、第一隔壁４１Ａ及び第二隔壁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。なお、内部空間４５は、第一隔壁４１Ａ及び第二隔壁４１Ｂにより区分される中央部１３Ｊと同じである。そして、第一隔壁４１Ａ、第二隔壁４１Ｂ、内周側遮蔽板４４Ａ及び外周側遮蔽板４４Ｂは、内部空間４５の隔壁となって内部空間４５を囲むため、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、空洞となっている。

また、コンクリートが、先行外殻１３Ａ内の、第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂの一端部と第一先行外殻部１３ＡＡとの間のコンクリート打設領域５０Ａに打設されるとともに、第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂの他端部と第二先行外殻部１３ＡＢとの間のコンクリート打設領域５０Ｂに打設される。そして、第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ａ側の先端が、内周側遮蔽板４４Ａを介して、内周側領域１３Ｃのコンクリート打設領域５０Ａに打設されるコンクリートに接続され、第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂのコンクリート打設領域５０Ｂ側の先端が、外周側遮蔽板４４Ｂを介して、外周側領域１３Ｄのコンクリート打設領域５０Ｂに打設されるコンクリートに接続される。これにより、第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂは、第一隔壁４１Ａ及び第二隔壁４１Ｂを支持するともに、先行外殻１３Ａの第一先行外殻部１３ＡＡ及び第二先行外殻部１３ＡＢを内周側から支持する。

さらに、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。

具体的には、一対の腹起し鋼材４７Ａは、外郭躯体１２の内周側に配置され、先行シールドトンネル１３の方向に延びている。一対の腹起し鋼材４７Ａは、第一支柱４２Ａの内周側の端部及び第二支柱４２Ｂの内周側の端部にそれぞれ設けられている。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、先行シールドトンネル１３の方向に延びている。一対の腹起し鋼材４７Ｂは、第一支柱４２Ａの外周側の端部及び第二支柱４２Ｂの外周側の端部にそれぞれ設けられている。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。

この支持ユニット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、第一隔壁４１Ａ及び第二隔壁４１Ｂの間に配置されている。つまり、先行鋼材部８１は、内部空間４５に配置されている。

先行鋼材部８１を支持ユニット４０に配置するタイミングは、特に限定はない。例えば、支持ユニット４０の構成部品に対して、工場などにおいてあらかじめ取り付けられていてもよい。この場合には、支持ユニット４０と先行鋼材部８１とが一体化された構造物が先行シールドトンネル１３の内部に輸送される。

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内に搬送されてもよい。この場合には、先に支持ユニット４０を構築したのちに、先行鋼材部８１を配置する。

従って、第一隔壁設置工程（Ｓ２２）では、第一隔壁４１Ａが設けられると共に、支持ユニット４０及び先行鋼材部８１も設けられる。つまり、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の内部の充填は、例えば、次のように行うことができる。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当該先行シールドトンネル１３から一方端部１ａの発進基地２１に回収する。シールド掘削機の回収物とは、例えば、カッターモータやシールドジャッキや電装品などが該当する。シールド掘進機の内、カッター部分、及び外周鋼殻部分等などのシールド掘進機の外郭をなして地中の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する。その際、先行シールドトンネル１３の先端から一方端部１ａに向かって順に、先行シールドトンネル１３の内部を充填して行く。このとき、図１９に示すように、先行シールドトンネル１３を先行シールドトンネル１３の軸方向において複数の軸領域部Ｃ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・）に区切り、これから充填しようとする軸領域部Ｃの一方端部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）を先行シールドトンネル１３の軸方向（外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向）において複数の軸領域部Ｃに区切る隔壁となる。そして、当該軸領域部Ｃに、支持ユニット４０の配置、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、コンクリート及び切削可能充填材の打設の順序、支持ユニット４０の組み立て順序等は、特に限定されず、施工性等の観点から適宜設定される。また、これらの工程の一部を同時に行ってもよい。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、適宜、支持ユニット４０と先行外殻１３Ａとの間に型枠を配置する。

＜第二外殻躯体構築工程（Ｓ３）＞
第二外殻躯体構築工程（Ｓ３）では、図１及び図２０〜図２３に示すように、先行シールドトンネル１３を切削しながら、一方端部１ａに施工された発進基地２１から他方端部１ｂまで後行シールドトンネル１４を延伸することで、地下構造物１の施工予定領域である地下構造物予定領域（不図示）の一方端部１ａと他方端部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を周方向に構築する。具体的には、第二外殻躯体構築工程（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、一方端部１ａに施工された発進基地２１から他方端部１ｂまで延伸する。このとき、シールドトンネル上部の土砂が緩みやすい傾向にあることから、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から順に延伸することが好ましい。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使用することが好ましい。２機以上のシールド掘進機を使用することで、複数の後行シールドトンネル１４を並行して延伸できる。

また、第二外殻躯体構築工程（Ｓ３）では、一方端部１ａから他方端部１ｂに向かうに従い、隣り合う後行シールドトンネル１４の中心軸線が近接して行くとともに、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の中心軸線とが近接して行くように、複数の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、一方端部１ａから他方端部１ｂに向けて小さくすることができる。また、第二外殻躯体構築工程（Ｓ３）では、一方端部１ａから他方端部１ｂの全域において、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とが重なるように、先行シールドトンネル１３の一部を切削して後行シールドトンネル１４を延伸する。

ここで、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及び図５参照）も切削されて、図２３などに示すように先行外殻１３Ａが第一先行外殻部１３ＡＡと第二先行外殻部１３ＡＢとに分離される。しかしながら、第一先行外殻部１３ＡＡと第二先行外殻部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一先行外殻部１３ＡＡ及び第二先行外殻部１３ＡＢを内周側から支持している。このため、第二外殻躯体構築工程（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。

そして、第二外殻躯体構築工程（Ｓ３）では、第一領域Ａ１の後行シールドトンネル１４として、他方端部１ｂに向けて第一後行シールドトンネル１４１を延伸する第一後行シールドトンネル構築工程（Ｓ３１）と、第二領域Ａ２の後行シールドトンネル１４として、第一後行シールドトンネル１４１の先端と他方端部１ｂとの間に、第一後行シールドトンネル１４１よりも小径の第二後行シールドトンネル１４２を延伸する第二後行シールドトンネル構築工程（Ｓ３２）と、を行う。第一後行シールドトンネル構築工程（Ｓ３１）では、一方端部１ａから第一後行シールドトンネル１４１を延伸し、第二後行シールドトンネル構築工程（Ｓ３２）では、第一後行シールドトンネル１４１の先端から他方端部１ｂまで第二後行シールドトンネル１４２を延伸する。これにより、一方端部１ａから他方端部１ｂに至る一本の後行シールドトンネル１４を延伸する。

第一後行シールドトンネル１４１及び第二後行シールドトンネル１４２の延伸は、例えば、特開２００５−１９４７５２号公報、特開平１０−１５３０８３号公報、特開平１０−０９６３９２号公報に記載された親子シールド機（親子シールド掘進機）を用いることで、容易に行うことができる。つまり、第一後行シールドトンネル構築工程（Ｓ３１）では、親子シールド機の親シールド機により第一後行シールドトンネル１４１を延伸し、その後、親子シールド機から子シールド機を発進させ、この子シールド機により第一後行シールドトンネル１４１の先端から第二後行シールドトンネル１４２を延伸する。

なお、本実施形態では、他方端部１ｂに一方端部１ａの発進基地２１に対応する到達基地（内部空洞）が構築されていないが、他方端部１ｂに一方端部１ａの発進基地２１に対応する到達基地が構築されている場合は、他方端部１ｂに到達したシールド掘進機を、他方端部１ｂから一方端部１ａに向けて掘進してもよい。この場合、シールド掘進機を他方端部１ｂから一方端部１ａに移動する必要がなくなる。また、他方端部１ｂに一方端部１ａの発進基地２１に対応する到達基地が構築されている場合は、第二後行シールドトンネル構築工程（Ｓ３２）において、他方端部１ｂの到達基地から第一後行シールドトンネル１４１の先端に向けて第二後行シールドトンネル１４２を延伸させてもよい。この場合、第一後行シールドトンネル１４１の延伸が終了する前に第二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。

そして、図２４に示すように、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）。これらの部材の配置にあっては、支保工（不図示）のように一時的に配置される要素を用いてもよい。次に、図２５に示すように、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）としてもよい。

上述した第一外殻躯体構築工程（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ともに、切削可能充填材が打設されている。さらに、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。

また、第二外殻躯体構築工程（Ｓ３）における後行シールドトンネル１４の構築により、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とが重なり合っているが、この重なり合う部分において、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。さらに、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。

＜外郭躯体構築工程（Ｓ４）＞
外郭躯体構築工程（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によって連結する連結工程（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。

ここで、外郭躯体構築工程（Ｓ４）における施工手順について説明する。

図２６に示すように、外郭躯体構築工程（Ｓ４）では、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の周領域部Ｂ（Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_３，・・・）に区分する。そして、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）を順次行う。つまり、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）を順次行う。また、図２７に示すように、外郭躯体構築工程（Ｓ４）では、外郭躯体予定領域１３Ｂを外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向において複数の軸領域部Ｃ（Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，・・・）に区分する。そして、複数の軸領域部Ｃにおいて、外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向における一方の端部の軸領域部Ｃから順に、連通工程（Ｓ４１）、連結工程（Ｓ４２）及び打設工程（Ｓ４３）を順次行っていく。つまり、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）を順次行う。

具体的には、図２８に示すように、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の周領域部Ｂに区分するとともに、外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向において複数の軸領域部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の軸方向の二軸方向において、複数の施工領域Ｄ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Ｄにおいて、下方の施工領域Ｄ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Ｄから順に、連通工程（Ｓ４１）、連結工程（Ｓ４２）及び打設工程（Ｓ４３）を順次行っていく。このとき、同じ軸領域部Ｃの上下に隣接する施工領域Ｄ間では、連通工程（Ｓ４１）と打設工程（Ｓ４３）を行うことが好ましい。また、同じ周領域部Ｂの外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向に隣接する施工領域Ｄ間では、連通工程（Ｓ４１）と打設工程（Ｓ４３）を行うことが好ましい。

次に、ある施工領域Ｄにおける連通工程（Ｓ４１）、連結工程（Ｓ４２）及び打設工程（Ｓ４３）について説明する。

連通工程（Ｓ４１）では、図２９に示すように、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に示すように、後行シールドトンネル１４の後行外殻１４Ａのうち、先行シールドトンネル１３と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、リブ及びスキンプレート３３を取り外す。継手板３２、リブ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側から行う。これにより、先行シールドトンネル１３と後行シールドトンネル１４とを連通させる開口３４が形成される。なお、本実施形態では、主桁３１は残置しておき、継手板３２及びリブは撤去したが、主桁３１も取り外して撤去してもよく、継手板３２及びリブを残置してもよい。先行外殻１３Ａと後行外殻１４Ａとの一体化を図るために、スキンプレート３３は取り外し撤去することが好ましい。

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に示すように、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り行う。この切削屑は、シールド掘進機による掘削残土ととも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の第一隔壁４１Ａ及び第二隔壁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、第一隔壁４１Ａ及び第二隔壁４１Ｂを撤去することで、先行シールドトンネル１３の外郭躯体予定領域１３Ｂが、隣り合う後行シールドトンネル１４の内部空間と一体的に連通される。なお、このときも、第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂは撤去しない。支持ユニット４０の第一支柱４２Ａ及び第二支柱４２Ｂが第一先行外殻部１３ＡＡ及び第二先行外殻部１３ＡＢを内周側から支持しているため、先行シールドトンネル１３の変形は防止できる。

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に示すように、切削可能充填材領域５１Ａ及び切削可能充填材領域５１Ｂの何れか一方に打設された切削可能充填材を撤去する。撤去した切削可能充填材に隣接した第一隔壁４１Ａ又は第二隔壁４１Ｂを撤去する。撤去せずに残置した第一隔壁４１Ａ又は第二隔壁４１Ｂは、外郭躯体予定領域１３Ｂを外郭躯体予定領域１３Ｂの周方向に区分する隔壁１７となる。

連通工程（Ｓ４１）の後に、連結工程（Ｓ４２）を行う。連結工程（Ｓ４２）では、まず、図３１に示すように、一方の先行鋼材部８１を他方の先行鋼材部８１に連結する。具体的には、連結鋼材９０の一方の端部を先行鋼材部８１の先行接手部に連結する。この連結には、型鋼同士を連結するときに用いられる一般的な型鋼の連結方法を採用してよい。次に、連結鋼材９０の他方の端部を後行鋼材部９１の後行接手部に連結する。そして、必要に応じて、連結せん断補強鋼材９８を配置する。

打設工程（Ｓ４３）では、図３２〜図３４に示すように、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を打設して一体化する。

まず、図３２に示すように、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を設置する第二隔壁設置工程を行う。第二隔壁設置工程では、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、先行シールドトンネル１３の外郭躯体予定領域１３Ｂにおいては、隔壁１９として、第一隔壁設置工程で設置した隔壁１８を利用してもよい。これにより、施工領域Ｄは、外郭躯体予定領域１３Ｂを外郭躯体予定領域１３Ｂの周方向に区分する隔壁１７と、外郭躯体予定領域１３Ｂを外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向に区分する隔壁１９と、により囲まれた状態となる。

次に、図３３及び図３４に示すように、施工領域Ｄを囲む隔壁１７及び隔壁１９を型枠として、連通した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。これにより、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とは、開口３４を介して直接的に一体的化するとともに、開口３４を通って架け渡された鋼材構造体７１を巻き込むことにより一体化され、強固な外郭躯体１２が構築される。

そして、図２８に示した順序で、全ての施工領域Ｄについて連通工程（Ｓ４１）、連結工程（Ｓ４２）及び打設工程（Ｓ４３）を行う。

なお、外郭躯体構築工程（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内に地下水等が入り込まないように、凍結工法等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の周囲に凍土を造成し、先行シールドトンネル１３及び後行シールドトンネル１４の周囲を凍結止水することが好ましい。この場合、外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向における全領域に凍土を造成してもよいが、施工性の観点から、外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向に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することが好ましい。凍土を造成するグループとしては、一つの軸領域部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ることが好ましい。

＜褄壁構築工程（Ｓ５）＞
褄壁構築工程（Ｓ５）では、図３５に示すように、地下構造物１の一方端部１ａに、外郭躯体１２の一方側面を封止（止水）する一方側褄壁１５を構築し、地下構造物１の他方端部１ｂに、外郭躯体１２の他方側面を封止（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の一方端部１ａ及び他方端部１ｂを凍結止水し、一方側褄壁１５及び他方側褄壁１６を構築する領域を掘削して鉄筋コンクリートを打設する。これにより、一方側褄壁１５及び他方側褄壁１６を構築することができる。

＜掘削工程（Ｓ６）＞
掘削工程（Ｓ６）では、図３６に示すように、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。つまり、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で、外郭躯体１２の内周側に地下空洞４を形成する。そして、掘削した土砂を、本線シールドトンネル２や支線シールドトンネル３から排出する。

以上説明したように、本実施形態の地下躯体構築方法及び当該方法によって構築される地下構造物１では、先行外殻１３Ａの内部に先行鋼材部８１が配置されている。この先行鋼材部８１は、隣接する別の先行外殻１３Ａに配置された別の先行鋼材部８１に対して、連結鋼材９０によって連結されている。そして、先行外殻１３Ａの内部及び後行外殻１４Ａの内部において、コンクリート６２が一体的に打設されることにより、先行鋼材部８１及び連結鋼材９０により構成される鋼材構造体７１を埋め込むことが可能である。これにより、シールドトンネル毎にコンクリート６２を打設して地下構造物１の一部を構成する外郭躯体１２を一体化する場合に比べて、外郭躯体１２に形成される打継目を少なくすることができるため、工数及び工費を低減することができる。

また、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。この構成によれば、連結鋼材９０は、先行鋼材部８１同士を好適に連結することができる。

また、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。この構成によれば、鋼材構造体７１とコンクリート６２を含んで構成される地下構造物１の強度を高めることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、外郭躯体予定領域１３Ｂを複数に区分する隔壁１７，１９を設置する工程について具体的に説明したが、この隔壁１７，１９は、外郭躯体を構築するために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する前であれば、如何なる工程において設置してもよい。例えば、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の周領域部Ｂに区分する隔壁１７と、外郭躯体予定領域１３Ｂを外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向において複数の軸領域部Ｃに区分する隔壁１７とを、同じ工程で設置してもよく、異なる工程で設置してもよい。

また、上記実施形態では、外郭躯体予定領域１３Ｂを区分する隔壁として、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の周領域部Ｂに区分する隔壁１７と、外郭躯体予定領域１３Ｂを外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向において複数の軸領域部Ｃに区分する隔壁１９と、を設置するものとして説明したが、何れか一方のみを設置するものとしてもよく、隔壁１７，１９を設置しないものとしてもよい。隔壁１７，１９を設置しない場合でも、重力等を利用してコンクリートを打設することは可能である。また、隔壁１７，１９を設置しない場合でも、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の周領域部Ｂに区分し、下方の周領域部Ｂから順にコンクリートを打設することで、外郭躯体予定領域１３Ｂへのコンクリートの打設を効率的に行うことができる。また、外郭躯体予定領域１３Ｂを外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向において複数の軸領域部Ｃに区分し、外郭躯体予定領域１３Ｂの軸方向における一方の端部の軸領域部Ｃから順にコンクリートを打設することで、外郭躯体予定領域１３Ｂへのコンクリートの打設を効率的に行うことができる。

また、上記実施形態では、外郭躯体予定領域１３Ｂを複数に区分する隔壁１７，１９の構成や設置方法等を具体的に説明したが、隔壁１７，１９の構成や設置方法等は、特に限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、隔壁１７は、支持ユニット４０の第一隔壁４１Ａ又は第二隔壁４１Ｂにより構成するものとして説明したが、隔壁１７は、支持ユニット４０とは別の部材として支持ユニット４０の内側又は外側に設置するものとしてもよく、支持ユニット４０を設置せずに隔壁１７を設置するものとしてもよい。

なお、ＳＣ構造（鉄骨コンクリート構造）にはＳＲＣ構造（鉄骨鉄筋コンクリート構造）を含むものである。

１…地下構造物、１ａ…一方端部、１ｂ…他方端部、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（第一外殻躯体）、１３Ａ…先行外殻、１３ＡＡ…第一先行外殻部、１３ＡＢ…第二先行外殻部、１３Ｂ…外郭躯体予定領域、１３Ｃ…内周側領域、１３Ｄ…外周側領域、１３Ｅ…切削予定領域、１３Ｆ…切削予定領域、１３Ｇ…側部、１３Ｈ…側部、１３Ｊ…中央部、１４…後行シールドトンネル（第二外殻躯体）、１４Ａ…後行外殻、１４１…第一後行シールドトンネル、１４２…第二後行シールドトンネル、１５…一方側褄壁、１６…他方側褄壁、１７…隔壁、１８…隔壁、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…第一隔壁、４１Ｂ…第二隔壁、４２Ａ…第一支柱（支柱）、４２Ｂ…第二支柱（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、５０Ａ…コンクリート打設領域、５０Ｂ…コンクリート打設領域、５１Ａ…切削可能充填材領域、５１Ｂ…切削可能充填材領域、６２…コンクリート、Ａ１…第一領域、７０…鋼板コンクリート構造物、７１…鋼材構造体、７３Ａ…内側外郭主桁、７３Ｂ…外側外郭主桁、８１…先行鋼材部、８２Ａ…内側先行型鋼、８２Ｂ…外側先行型鋼、９０…連結鋼材、９１…後行鋼材部、９２Ａ…内側後行型鋼、９２Ｂ…外側後行型鋼、９５…連結鋼材部、９６Ａ…内側連結型鋼、９６Ｂ…外側連結型鋼、Ａ２…第二領域、Ｂ（Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_３，・・・）…周領域部、Ｃ（Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，・・・）…軸領域部、Ｄ…施工領域。

当該技術分野にあっては、地下躯体の強度を高めることが望まれている。

そこで、本発明は、強度を高めた地下躯体及び当該地下躯体の構築方法を提供することを目的とする。

本発明の一形態は、地下構造物の一部となる地下躯体であって、先行外殻を有する複数の先行シールドトンネルと、複数の先行シールドトンネルの間に配置されると共にその一部が先行シールドトンネルの一部と重ねた状態で配置され、後行外殻を有する後行シールドトンネルと、先行外殻の内部及び後行外殻の内部に打設されて一体化したコンクリートと、を備え、先行外殻の内部は、後行外殻の内部に対して、先行シールドトンネル及び後行シールドトンネルに設けられた開口を通じて、連通し、先行外殻の内部及び後行外殻の内部には、開口を介して先行外殻の内部から後行外殻の内部に亘って配置されると共に、コンクリートに埋設された鋼材構造体が配置され、鋼材構造体は、先行外殻の内部に配置された先行鋼材部と、一方の先行外殻に配置された先行鋼材部を、後行外殻を挟んで隣接する他方の先行外殻に配置された先行鋼材部に連結され、後行外殻の内部に配置された後行鋼材部と、後行鋼材部の端部を先行鋼材部に連結する一対の連結鋼材部と、を含む連結鋼材と、を有し、連結鋼材の連結鋼材部は、後行シールドトンネルから先行シールドトンネルに亘って配置され、先行鋼材部、後行鋼材部及び連結鋼材部は、型鋼によって構成されている。

この地下躯体は、先行外殻の内部に先行鋼材部が配置されている。この先行鋼材部は、隣接する別の先行外殻に配置された別の先行鋼材部に対して、連結鋼材によって連結されている。そして、先行外殻の内部及び後行外殻の内部において、コンクリートが一体的に打設されることにより、先行鋼材部及び連結鋼材により構成される鋼材構造体をコンクリートに埋め込むことが可能である。これにより、鋼材構造体とコンクリートを含んで構成される地下躯体の強度を高めることができる。

先行鋼材部は、先行外殻の径方向に沿って互いに離間して配置された内側先行型鋼及び外側先行型鋼を含み、後行鋼材部は、後行外殻の径方向に沿って互いに離間して配置された内側後行型鋼及び外側後行型鋼を含み、連結鋼材部は、内側後行型鋼の端部を内側先行型鋼の端部に接続する内側連結型鋼と、外側後行型鋼の端部を外側先行型鋼の端部に接続する外側連結型鋼と、を含んでもよい。この構成によれば、鋼材構造体とコンクリートを含んで構成される地下躯体の強度を高めることができる。

先行鋼材部は、内側先行型鋼と外側先行型鋼とを互いに連結する先行補強鋼材をさらに含んでもよい。

本発明の別の形態は、外殻躯体を有し、地下構造物の一部となる地下躯体の構築方法であって、外殻躯体を構成する先行外殻を有する複数の先行シールドトンネルを構築する先行シールドトンネル構築工程と、先行シールドトンネルの間において、先行シールドトンネルの一部を切削、または撤去しながら、外殻躯体を構成する後行外殻を有する後行シールドトンネルを構築する後行シールドトンネル構築工程と、先行外殻の内部及び後行外殻の内部にコンクリートを打設して外殻躯体を構築する外郭躯体構築工程と、を有し、先行シールドトンネル構築工程は、鋼材構造体を構成する先行鋼材部を配置する工程を含み、外郭躯体構築工程は、後行シールドトンネルの一部に開口を設けて、開口を通じて先行外殻の内部と後行外殻の内部を連通する工程と、一方の先行外殻に配置された先行鋼材部を、鋼材構造体を構成する連結鋼材によって、後行外殻を挟んで隣接する他方の先行外殻に配置された先行鋼材部に連結することにより、鋼材構造体を構築する工程と、鋼材構造体をコンクリートによって埋設する工程と、を含み、鋼材構造体を構築する工程は、後行シールドトンネルの内部に、連結鋼材を構成する後行鋼材部を配置する工程を含み、コンクリートによって埋設する工程は、連結鋼材を構成する連結鋼材部の一方の端部を先行鋼材部に連結すると共に、連結鋼材部の他方の端部を後行鋼材部に連結することにより、後行シールドトンネルから先行シールドトンネルに亘って連結鋼材部を配置する工程を含む。この地下躯体構築方法では、外郭躯体構築工程で、後行シールドトンネルの一部に開口を設ける。その結果、先行外殻の内部と後行外殻の内部は、開口を通じて連通するため、先行シールドトンネルと後行シールドトンネルとにコンクリートを打設して一体化することができる。これにより、鋼材構造体とコンクリートを含んで構成される地下躯体の強度を高めることができる。

先行鋼材部を配置する工程は、先行外殻の径方向に沿って互いに離間するように、内側先行型鋼及び外側先行型鋼を配置する工程を含み、後行鋼材部を配置する工程は、後行外殻の径方向に沿って互いに離間するように、内側後行型鋼及び外側後行型鋼を配置する工程を含み、連結鋼材部を配置する工程は、内側後行型鋼の端部を内側先行型鋼の端部に接続するように内側連結型鋼を配置すると共に、外側後行型鋼の端部を外側先行型鋼の端部に接続するように外側連結型鋼を配置する工程を、含んでもよい。さらに、先行鋼材部を配置する工程は、内側先行型鋼と外側先行型鋼とを互いに連結するように先行補強鋼材を配置する工程をさらに含んでもよい。

本発明によれば、強度を高めた地下躯体と、当該地下躯体を構築する方法を提供することができる。

Claims (4)

1. 地下構造物の一部となる地下躯体であって、
   先行外殻を有する複数の先行シールドトンネルと、
   複数の前記先行シールドトンネルの間に配置されると共にその一部が前記先行シールドトンネルの一部と重ねた状態で配置され、後行外殻を有する後行シールドトンネルと、
   前記先行外殻の内部及び前記後行外殻の内部に打設されて一体化したコンクリートと、を備え、
   前記先行外殻の内部は、前記後行外殻の内部に対して、前記先行シールドトンネル及び前記後行シールドトンネルに設けられた開口を通じて、連通し、
   前記先行外殻の内部及び前記後行外殻の内部には、前記開口を介して前記先行外殻の内部から前記後行外殻の内部に亘って配置されると共に、前記コンクリートに埋設された鋼材構造体が配置され、
   前記鋼材構造体は、
   前記先行外殻の内部に配置された先行鋼材部と、
   一方の前記先行外殻に配置された前記先行鋼材部を、前記後行外殻を挟んで隣接する他方の前記先行外殻に配置された前記先行鋼材部に連結される連結鋼材と、を有する地下躯体。
2. 前記連結鋼材は、
   前記後行外殻の内部に配置された後行鋼材部と、
   前記後行鋼材部の端部を前記先行鋼材部に連結する一対の連結鋼材部と、を有する、請求項１に記載の地下躯体。
3. 前記先行鋼材部は、前記先行外殻の径方向に沿って互いに離間して配置された内側先行型鋼及び外側先行型鋼を含み、
   前記後行鋼材部は、前記後行外殻の径方向に沿って互いに離間して配置された内側後行型鋼及び外側後行型鋼を含み、
   前記連結鋼材部は、前記内側後行型鋼の端部を前記内側先行型鋼の端部に接続する内側連結型鋼と、前記外側後行型鋼の端部を前記外側先行型鋼の端部に接続する外側連結型鋼と、を含む、請求項２に記載の地下躯体。
4. 外殻躯体を有し、地下構造物の一部となる地下躯体の構築方法であって、
   前記外殻躯体を構成する先行外殻を有する複数の先行シールドトンネルを構築する先行シールドトンネル構築工程と、
   前記先行シールドトンネルの間において、前記先行シールドトンネルの一部を切削、または撤去しながら、前記外殻躯体を構成する後行外殻を有する後行シールドトンネルを構築する後行シールドトンネル構築工程と、
   前記先行外殻の内部及び前記後行外殻の内部にコンクリートを打設して前記外殻躯体を構築する外郭躯体構築工程と、を有し、
   前記先行シールドトンネル構築工程は、鋼材構造体を構成する先行鋼材部を配置する工程を含み、
   前記外郭躯体構築工程は、
   前記後行シールドトンネルの一部に開口を設けて、前記開口を通じて前記先行外殻の内部と前記後行外殻の内部を連通する工程と、
   一方の前記先行外殻に配置された前記先行鋼材部を、前記鋼材構造体を構成する連結鋼材によって、前記後行外殻を挟んで隣接する他方の前記先行外殻に配置された前記先行鋼材部に連結することにより、前記鋼材構造体を構築する工程と、
   前記鋼材構造体を前記コンクリートによって埋設する工程と、を含む、地下躯体の構築方法。

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