JP2014025194A

JP2014025194A - シールド機

Info

Publication number: JP2014025194A
Application number: JP2012152535A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Matoba; 一彦的場; Keijiro Nonaka; 圭二郎野中; Masahiko Sugiyama; 雅彦杉山
Original assignee: Obayashi Corp; Mitsubishi Heavy Industries Mechatronics Systems Ltd
Current assignee: Obayashi Corp; Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems Co Ltd
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2032-07-06
Also published as: JP6153297B2

Abstract

【課題】
地中に埋設されたドレーンを切断する切断機構を備えたシールド機を提供することを目的とする。
【解決手段】
シールド機本体と，シールド機本体の先端側に回転自在に支持され，回転駆動するカッターヘッドと，を備えるシールド機であって，カッターヘッド内にドレーン切断装置が設けられ，ドレーン切断装置は，カッターヘッドから前方に突出させて，地中に埋設されたドレーンを切断する切断刃を有する，シールド機である。
【選択図】図１

Description

本発明は，シールド機に関する。より詳細には，地中に埋設されたドレーンを切断する切断機構を備えたシールド機に関する。

ドレーンを地中に埋設して軟弱な地盤の改良を行うドレーン工法が存在する。図１４に示すように，この工法を用いて地盤改良した地層をシールド機で掘削する場合，地中に埋設したドレーンが残されていることから，そのままシールド機で掘削をしてしまうと，長いままのドレーンをチャンバー内に引き込んでしまうことがあるので，引き抜かれたドレーンの部分が地盤沈下してしまうおそれがある。また，ドレーンがシールド機のチャンバー内に堆積したり，掘削ビットやスクリューコンベアに絡まるなど，掘削の支障となりかねない。

しかしドレーンを一つずつ取り除いた上で掘削作業を行うことは現実的ではない。またドレーンの埋設箇所にシールド機が到達するたびにシールド機を停止させて，作業員がドレーンを撤去するといった方法もあるが，作業効率が極めて悪い。また，切羽とシールド機の間に作業員が出入りすることから危険を伴い，事故にも繋がりかねない。

そこで地中に埋設されているドレーンをそのまま除去しながらシールド機で掘削する方法があり，その例として，下記特許文献１および特許文献２がある。

特開平３−５５３９６号公報特開平７−４１８１号公報

特許文献１は，ウォータージェットによりドレーンなどの地中に埋まっている障害物を切断するシールド機である。しかし，ドレーンを使用して軟弱地盤の改良を行ったにもかかわらず，ウォータージェットを用いることで，シールド機で掘削するトンネル周辺の地盤にも水が浸透してしまう可能性があり，トンネル周辺の地盤を乱してしまうことによる将来的な地盤沈下が懸念される。

また，特許文献２は，シールド機の前方のカッターヘッドに，カッティングブレードを配設してドレーンを切断するシールド機である。この場合，カッターヘッドの回転によってカッティングブレードでドレーンを切断することから切断効率が悪く，切断の際に，カッティングブレードがドレーンを引き込み，カッティングブレードに絡みついたり，シールド機に巻き込む可能性がある。その結果，シールド機の掘削断面内にないドレーンをも巻き込むことで，地中に空隙を作り出し，地盤が緩む危険を伴う。また，シールド機の停止等のトラブルの発生が懸念される。

そこで本発明者は，上述の課題に鑑み，本発明の切断機構を備えたシールド機を発明した。

第１の発明は，シールド機本体と，前記シールド機本体の先端側に回転自在に支持され，回転駆動するカッターヘッドと，を備えるシールド機であって，前記カッターヘッド内にドレーン切断装置が設けられ，前記ドレーン切断装置は，前記カッターヘッドから前方に突出させて，地中に埋設されたドレーンを切断する切断刃を有する，シールド機である。

本発明のようにシールド機を構成することで，前方に突出させる切断刃で，いわば刺すようにドレーンを切断することが可能となる。これにより，ドレーンを巻き込むことなく掘削ができ，シールド機にも故障が発生しにくくなる。

上述のシールド機におけるドレーン切断装置は，前記カッターヘッドのカッタースポークおよび／または面板の前面に形成した開口部から，前記切断刃を出没自在に支持する主ジャッキを備える，シールド機のように構成することもできる。

また，上述のシールド機におけるドレーン切断装置は，さらに，前記主ジャッキを前後に移動させるための補助ジャッキを備え，前記補助ジャッキを縮めることによって，前記主ジャッキを前方に移動させ，前記主ジャッキが前記切断刃を前方に突出させる，ことで地中に埋設されたドレーンを切断する，シールド機のように構成することもできる。

カッタースポークで切羽地山を掘削している間は，ドレーン切断装置の切断刃は不要である。従って，その間はカッタースポーク内に収容しておき，ドレーンを切断する際に，切断刃をカッタースポークから突出させるように構成すると良い。

上述の発明において，前記切羽面付近のカッタースポークおよび／または面板の背面に中空の凸字状に形成した前記ドレーン切断装置の収容スペースを有する，シールド機のように構成することもできる。

本発明のシールド機は，カッタースポークや面板内にドレーン切断装置を備えることで，それらの背面は，ドレーン切断装置を収容するため，凸字状に突出することとなる。このように背面に凸部が設けられることで，カッタースポークが回転した際に，チャンバー内に収容した掘削土を攪拌することができる。

また，シールド機本体の先端側に回転自在に支持し，回転駆動するカッターヘッドと，前記カッターヘッドおよび／または面板内に設けたドレーン切断装置とを備えたシールド機による地中に埋設されたドレーンの切断方法であって，前記シールド機は，前記シールド機の前進の停止後，前記ドレーン切断装置に備えた前記ドレーンを切断するための切断刃の突出の軌跡が，前記シールド機の掘削面の全体にわたって連続するように前記カッターヘッドを回転させて，前記ドレーン切断装置によるドレーンの切断作業を行う。

ドレーンはシールド機の進行方向に埋設されている。そのため，シールド機の掘削面の全体に埋設されているドレーンを切断するためには，ある位置においてドレーン切断装置を稼働してドレーンを切断するだけではなく，その位置からカッターヘッドを回転させ，ドレーン切断装置の切断刃の突出の軌跡が連続するように，複数回，切断作業を行う。

本発明のように，切断刃の突出の軌跡が連続している場合には，ドレーンは少なくとも上下において切断されているので，ドレーンによって，シールド機の掘削の妨げられることがない。

本発明のシールド機によって，ドレーンの埋設されている地盤においても，確実にドレーンを切断しながら掘削を行うことが出来るので，シールド機による掘削作業に与える影響がない。また，掘削範囲外のドレーンを巻き込むこともないので，地盤が緩むこともない。これにより，ドレーンなどの地中障害物を撤去しながら安全に掘削が出来る。

本発明のシールド機の縦断面図である。本発明のシールド機の正面図である。ドレーン切断装置の拡大図である。図３のＢ−Ｂ線の断面図である。ドレーン切断装置が切断刃を突出させた状態を示す図である。図５のＣ−Ｃ線の断面図である。ドレーン切断装置を突出させる距離とセグメントの長さとの関係を示す図である。開口部を設ける位置関係を示す図である。ドレーン切断装置を突出させる状態の状態変化を示す図である。本発明のシールド機によって，地中に埋設されたドレーンを切断する状態を模式的に示す図である。カッターヘッドを所定角度だけ回転させた状態を示す図である。ドレーン切断装置の切断刃が突出した状態を模式的に示す図である。カッターヘッドを回転させる角度について説明する図である。シールド機による掘進を模式的に示す図である。

本発明のシールド機について，添付図面に基づいて説明する。図１および図２は，本発明のシールド機の一実施例を示している。図１はシールド機の縦断面図であり，図２はシールド機の正面図である。

図１のシールド機は，シールド機本体１０とカッターヘッド１１とカッタースポーク１２と隔壁１３と排土装置１４とチャンバー１５とドレーン切断装置２０とを備えている。

シールド機本体１０は，両端が開口した筒形状に形成されており，その後端内壁面には土砂や水がシールド機本体１０の内部に侵入することを防止するテールシール１９が設けられている。

シールド機本体１０の先端には，カッターヘッド１１が回転自在に支持されている。またカッターヘッド１１には，図２に示すように，放射状に形成されたカッタースポーク１２と，面板１２９と，カッタースポーク１２の中心に突設されたセンタービット１２５とが設けられ，カッタースポーク１２の背面側に，カッタースポーク１２を回転自在に支持するための回転軸１２４が設けられている。回転軸１２４は，カッタースポーク１２の背面側に設けられた隔壁１３を挿通しており，これを中心として，隔壁１３の後方に位置する駆動装置１２１でカッターヘッド１１を回転させる。面板１２９は，円盤状に形成され，中心上を回転軸１２４が貫通し，回転軸１２４の外周に固設されている。回転軸１２４の軸心に向けて延設された６本のカッタースポーク１２は，中心側の部分が面板１２９の上面に固設され，回転軸１２４と一体に回転するように支持されている。残りの６本のカッタースポーク１２は，中心側の端部が面板１２９の外周に固設され，回転軸１２４と一体に回転するように支持されている。

隔壁１３によって，掘削した土砂を収容するチャンバー１５が形成される。隔壁１３はシールド機本体１０の前面の切羽から所定間隔だけ後方に後退した位置に形成されており，シールド機本体１０の長手軸と直交するように，シールド機本体１０の内周面に隔壁１３の外周縁が固設されている。

隔壁１３よりも後方のシールド機本体１０の内壁面には，推進用のシールドジャッキ１６が所定の間隔をあけて複数設けられている。シールドジャッキ１６は掘削の進行により，シールド機本体１０の後端側に配設されるセグメント１８に反力をとり，シールド機本体１０を前進させる。またシールド機本体１０の内部の略中央部付近には，セグメント１８を組み立てるためのエレクター１７が備えられている。

カッタースポーク１２の表面には，地盤を掘削するための掘削ビット１２２とコピーカッター１２３とが複数形成されている。

カッタースポーク１２で掘削した掘削土は，カッタースポーク１２と隔壁１３との間の空間であるチャンバー１５に取り込まれ，スクリューコンベアで構成された排土装置１４がチャンバー１５内の掘削土を排出する。

カッタースポーク１２の前面には複数の開口部１２６が設けられている。開口部１２６は，後述するドレーン切断装置２０の切断刃２０１を出没可能にするために，切断刃２０１の断面に対応した長方形状に形成され，配置状態の詳細を後述する図８にも示すように，合計１２個（１２６ａ〜１２６ｌ）設けられている。また，本例では，開口部１２６は，カッタースポーク１２以外の面板１２９にも設けられている。各開口部１２６ａ〜１２６ｌには，ドレーン切断装置２０がそれぞれ配置されている。なお，開口部１２６は，カッタースポーク１２の部分だけに配置することも可能である。

切羽面付近のカッタースポーク１２の背面はドレーン切断装置２０をカッタースポーク１２の内部に収容する収容スペース１２７を形成するため，凸字状に形成されている。凸部は，ドレーン切断装置２０を収容できるように中空に形成されており，その大きさはドレーン切断装置２０よりも概略大きい程度でよい。シールド機の中心付近に設置するドレーン切断装置２０を収容するための収容スペース１２７を形成するための凸部は，シールド機の進行方向に対して水平または略水平に形成される。一方，シールド機の外周付近に設置するドレーン切断装置２０を収容するための収容スペース１２７を形成するための凸部は，シールド機の進行方向に対して水平よりも外周方向に角度をもって形成される。これによって，ドレーン切断装置２０が突出した場合に，シールド機本体１０の外周よりも外側でドレーン３０を切断することができる。

図３に図１のＡの拡大図を示す。図４は図３のＢ−Ｂ線断面図である。また，図５はドレーン切断装置２０をカッタースポーク１２より突出させた状態を示す図であり，図６は図５のＣ−Ｃ線断面図である。これらの図に示したドレーン切断装置２０は，開口部１２６ａから１２６ｄに配置される装置の詳細説明図である。なお，これら以外の他の開口部１２６ｅ〜１２６ｌに配置されるドレーン切断装置２０の構成も実質的に同一なので以下の説明では省略する。

カッタースポーク１２に設ける開口部１２６には，ドレーン切断装置２０を挿通するためのスリーブ１２８が取り付けられる。ドレーン切断装置２０は，切断刃２０１と主ジャッキ２０２と補助ジャッキ２０３とを備える。切断刃２０１は，主ジャッキ２０２の先端に取り付けられ，主ジャッキ２０２の伸縮に伴い，出没をする。また主ジャッキ２０２は，補助ジャッキ２０３と接続しており，補助ジャッキ２０３の伸縮に伴い，主ジャッキ２０２が前後方向に移動する。図３に示した例では，主ジャッキ２０２と補助ジャッキ２０３の伸縮方向は，水平に対して，所定の角度だけ傾斜した状態に設置されている。すなわち，主ジャッキ２０２は，水平方向に対して，先端側が掘進機本体１０の外側方向を指向するように傾斜し，補助ジャッキ２０３は，水平方向に対して，先端側が掘進機本体１０の中心方向を指向するように傾斜しており，これらの傾斜角度自体は同じ角度になっている。

切断刃２０１は平板状であり，その先端付近は鋭利な山形に形成されている。これによって，切断刃２０１が突出すると，地中に埋設されているドレーン３０を切断する。また，切断刃２０１の先端は，鋸歯状に形成されている。

主ジャッキ２０２は，シリンダー２０２ａとプランジャー２０２ｂと支持ブラケット２０２ｃとを有する。主ジャッキ２０２のプランジャー２０２ｂの先端には，切断刃２０１が取り付けられている。またシリンダー２０２ａはその後端付近において支持ブラケット２０２ｃと接合し，主ジャッキ２０２は，支持ブラケット２０２ｃによって補助ジャッキ２０３と接続をしている。

補助ジャッキ２０３は，シリンダー２０３ａとプランジャー２０３ｂと支持ブラケット２０３ｃとを有する。補助ジャッキ２０３のシリンダー２０３ａの後端は支持ブラケット２０３ｃと接合しており，支持ブラケット２０３ｃは，カッタースポーク１２の前面の内壁面とスリープ１２８との間に固定されている。補助ジャッキ２０３のプランジャー２０３ｂの先端は，主ジャッキ２０２の支持ブラケット２０２ｃに接続している。

ドレーン３０の切断作業を行う場合には，補助ジャッキ２０３のプランジャー２０３ｂをシリンダー２０３ａに収納することで主ジャッキ２０２を前方に移動させ，カッタースポーク１２の前面よりも前方に突出させる。そして主ジャッキ２０２のプランジャー２０２ｂを伸長することで，切断刃２０１を突出させ，ドレーン３０を切断する。

またドレーン３０の切断作業が終了した場合には，主ジャッキ２０２のプランジャー２０２ｂをシリンダー２０２ａに収納することで，切断刃２０１を引き戻す。そして，補助ジャッキ２０３のプランジャー２０３ｂを収容スペース１２７いっぱいに後方へ伸長することによって，主ジャッキ２０２を収納スペースに収容し，切断刃２０１をカッタースポーク１２の前面よりも後方に位置させる。

図７に示すように，ドレーン切断装置２０の切断刃２０１は，カッタースポーク１２からセグメント１８の長さの０．５〜１．５倍程度の距離まで突出させることが好ましい。すなわち，ドレーン切断装置２０の切断刃２０１のカッタースポーク１２からの距離ｌ_１は，セグメント１８の長さをｌ_２としたときに，０．５ｌ_２≦ｌ_１≦１．５ｌ_２程度であると良い。シールド機はセグメント単位で推進を行うことから，距離ｌ_１が短すぎるとドレーン３０の切断のために作業時間を費やしてしまい，作業効率が悪化するため，セグメント１８の長さｌ_２の０．５倍程度はあった方が好ましい。一方，距離ｌ_１が長すぎるとドレーン切断装置２０，とくに主ジャッキ２０２の強度が必要となるため，セグメント１８の長さｌ_２の１．５倍程度にとどめることが好ましい。

好ましくは，突出させた状態におけるドレーン切断装置２０の切断刃２０１のカッタースポーク１２からの距離が，セグメント１８の長さと同一またはほぼ同一の距離（ｌ_１≒ｌ_２）であると良い。この場合は，セグメント１８の１リング分の推進するサイクルにあわせてドレーン３０の切断作業を行うことができるからである。

図８は，カッタースポーク１２と，面板１２９と，カッタースポーク１２と面板１２９とに設ける開口部１２６との位置関係を示すシールド機の正面からの図である。図８のカッターヘッド１１は，センタービット１２５を中心として１２本の放射状のカッタースポーク１２ａ乃至１２ｌおよび面板１２９とにより構成されている。カッタースポーク１２によって掘削された土砂は，面板１２９よりも外側のカッタースポーク１２の間からチャンバー１５に取り込まれる。

カッタースポーク１２ａ，１２ｄ，１２ｇ，１２ｊには，掘削断面の外周縁近傍に位置するように開口部１２６ａ〜１２６ｄが配置されている。これらの開口部１２６ａ〜１２６ｄは，センタービット１２の軸心を中心とする仮想円α上に位置し，９０°の等角度間隔に配置されている。カッタースポーク１２ｂ，１２ｅ，１２ｈ，１２ｋには，掘削断面のほぼ中央に位置するように開口部１２６ｅ〜１２６ｈが配置されている。これらの開口部１２６ｅ〜１２６ｈは，センタービット１２の軸心を中心とする仮想円β上に位置し，９０°の等角度間隔に配置されている。カッタースポーク１２ｃ，１２ｉと面板１２９には，センタービット１２５の近傍に位置するように開口部１２６ｉ〜１２６ｌが配置されている。これらの開口部１２６ｉ〜１２６ｌは，センタービット１２の軸心を中心とする仮想円γに位置し，９０°の等角度間隔に配置されている。

図８に示した例では，同心状になっている仮想円α，β，γ上で９０度ごとに開口部１２６ａ〜１２６ｌを形成し，各開口部１２６ａ〜１２６ｌにドレーン切断装置２０を配置している。このため，カッターヘッド１１を一回転させずとも，９０度回転させればシールド機の進行方向の断面のドレーン３０を，ドレーン切断装置２０のジャッキ２０２，２０３の傾斜角度とジャッキストロークに対応した円上で切断することができる。この場合のドレーン切断装置２０による切断軌跡は，センタービット１２５の軸心を中心とする３重の同心状となり，この際の切断軌跡となる円は，仮想円α，β，γよりも径が大きくなる。なお，カッターヘッド１１を一回転させてドレーンを切断する場合には，仮想円α，β，γ上の一箇所に開口部１２６を設けて，この部分にドレーン切断装置２０を配置すればよい。また，開口部１２６は，全ての仮想円α，β，γ上に設ける必要はなく，直径が最も大きい仮想円α上に，少なくとも１箇所配置して，これに対応させてドレーン切断装置２０を配置することもできる。なお，図２，８に示した例では，仮想円γ上に配置した開口部１２６ｉ〜１２６ｌは，他の部分の開口部に比べて，周方向の長さが短くなっている。これは，仮想円γの周長は，他の仮想円α，βに比べて，半径が小さいので，周長も短くなるので，これに合わせて長さを調整している。

カッタースポーク１２において開口部１２６を形成する位置は，上記に限られず，如何なる位置に設けても良いし，任意の個数を形成しても良いが，カッタースポーク１２の中に人間が入り，ドレーン切断装置２０のメンテナンスの作業を行うことを想定すると，一つのカッタースポーク１２につき一つの開口部１２６と一つのドレーン切断装置２０であることが好ましい。また，すべてのカッタースポーク１２の幅がドレーン切断装置２０を取り付けられる幅の場合には，すべてのカッタースポーク１２に取り付けても良いが，ドレーン切断装置２０に用いる各ジャッキを動作させるための配管（図示せず）の関係から，その数を，適宜減らしても良い。

ドレーン切断装置２０の制御は，図示しない通信線または無線によって電気的信号を外部の操作用コンピュータから受け取り，それに基づき油圧や水圧などで各ジャッキを稼働させることで行う。

つぎに，本発明のシールド機を稼働した場合を説明する。

シールド機は，カッターヘッド１１を駆動装置１２１によって回転させることで切羽を掘削し，その掘削土がチャンバー１５内に取り込まれ，排土装置１４から排出される。この状態では，図９（ａ）に示すように，ドレーン切断装置２０の切断刃２０１は，カッタースポーク１２の前面よりも後方に位置している。すなわち，ドレーン切断装置２０の補助ジャッキ２０３のプランジャー２０３ｂが収容スペース１２７いっぱいに伸長しており，また主ジャッキ２０２のプランジャー２０２ｂは，主ジャッキ２０２のシリンダー２０２ａに収納されている。

そして図１０（ａ）に示すように，ドレーン３０が埋設されている位置に到達すると，シールド機の前進を停止させるとともに，カッターヘッド１１の回転を停止させる。

シールド機の前進とカッターヘッド１１の回転が停止したら，ドレーン切断装置２０によるドレーン３０の切断処理を開始する制御指示を行い，制御指示の電気的信号がシールド機本体１０に送出される。そしてこの制御指示の電気信号をシールド機の図示しない制御コンピュータで受け取ると，ドレーン切断装置２０の補助ジャッキ２０３のプランジャー２０３ｂをシリンダー２０３ａに収納し，その結果，切断刃２０１および主ジャッキ２０２が進行方向に突出し，切断刃２０１がカッタースポーク１２の前面よりも前方に突出する（図９（ｂ））。

そして，主ジャッキ２０２のプランジャー２０２ｂをシリンダー２０２ａから突出させ，これによって，プランジャー２０２ｂの先端に取り付けられている切断刃２０１が突出する（図９（ｃ））。その結果，その移動の過程にドレーン３０が存在している場合には，ドレーン３０を切断刃２０１で切断することができる（図１０（ｂ））。

ドレーン切断装置２０のうち，補助ジャッキ２０３の稼働速度よりも主ジャッキ２０２の稼働速度のほうを速く設定すると，ドレーン３０に当接してから高速に切断刃２０１を突出させてドレーンを切断することができる。

切断刃２０１の突出後，主ジャッキ２０２のプランジャー２０２ｂを主ジャッキ２０２のシリンダー２０２ａに収納し，さらに，補助ジャッキ２０３のプランジャー２０３ｂを伸長することで，切断刃２０１をカッタースポーク１２の前面よりも後方に位置させる。その結果，図９（ａ）の状態に戻る。

なお，ドレーン切断装置２０の稼働の際には，各ドレーン切断装置２０を同時に稼働しても良いし，同時に稼働をさせなくてもよい。

また，上述のドレーン切断装置２０において，さらに，支持ブラケット２０３ｃまたは支持ブラケット２０２ｃを左右に回転可能とすることにより，切断刃２０１の突出方向を左右に変更することも可能である。

つぎに，図１１に示すようにカッターヘッド１１を所定の角度だけ回転させる。そして上述と同様に，ドレーン切断装置２０を作動させ，ドレーン３０を切断する。カッターヘッド１１を回転させる角度θとしては，ドレーン切断装置２０の切断刃２０１による突出の軌跡が連続するように設定すればよい。なお，連続とは，実際に切断刃２０１の突出の軌跡が連続している場合のみならず，ドレーン３０の埋設幅よりも狭い程度の間隔が空いている場合も本発明における「連続」に含むものとする。その間隙の程度であれば，ドレーン３０に対して，切断刃２０１で切り込みを入れることができるからである。

切断刃２０１の突出の軌跡が連続するのは，突出の軌跡が接する場合である。この場合を図１２および図１３に示す。図１２は，ドレーン切断装置２０の切断刃２０１が突出した状態を模式的に示す図であり，図１３は，Ｄ−Ｄ線におけるＥ付近の拡大断面図である。図１３における２０１’は，カッタースポーク１２の外周付近に設置されたドレーン切断装置２０の切断刃２０１の突出した位置を示す。また２０１ａは切断刃２０１の突出した軌跡である。

カッターヘッド１１の中心から切断刃２０１の軌跡２０１ａまでの長さをＬ，切断刃２０１の幅をｗとした場合，角度θの最適な最小値としては，数１の角度θ_１で設定できる。また軌跡の連続性として，ドレーンの埋設幅よりも狭い程度の間隔を許容する場合には数２の角度θ_２で設定できる。従って，回転させる角度θは，好ましくは，θ_１≦θ＜θ_２となる。また，軌跡の重なり合いを許容する場合には，０＜θ＜θ_２として設定しても良い。なお，数１および数２において，カッターヘッド１１の半径Ｒが十分に大きく，Ｌ−Ｒの値がＲとの比率において無視できる値の場合には，数１，数２におけるＬの代わりにＲを用いてもよい。

たとえばドレーン切断装置２０が９０度ずつ４箇所に設置されており，カッターヘッド１１を角度θだけ順次回転させる場合には，ドレーン切断装置２０によるドレーン３０の切断作業を（９０／θ）回，カッターヘッド１１を角度θだけ回転させる作業を（９０／θ−１）回だけ行えば，シールド機の掘削面の全体にわたって，連続した，ドレーン切断装置２０の切断刃２０１の突出の軌跡を生成することができる。

カッターヘッド１１は角度θだけ順次回転させて，ドレーン切断装置２０によるドレーン３０の切断作業を行うことが好ましいが，角度θを順次回転させるのではなく，カッターヘッド１１を任意の角度だけ傾け，ドレーン切断装置２０によるドレーン３０の切断作業を複数回行い，結果的に，ドレーン切断装置２０の切断刃２０１の突出の軌跡が連続して一周しているように，カッターヘッド１１の回転を制御しても良い。

なお，シールド機の掘削面の全体にわたって，ドレーン切断装置２０の切断刃２０１の突出の軌跡が連続していなくても良く，所定の角度ずつ，所定回数だけカッターヘッド１１を回転させ，ドレーン切断装置２０によるドレーン３０の切断作業を行うだけであっても良い。

ドレーン切断装置２０による切断操作を終了すると，シールド機を前方に推進させる。そしてカッターヘッド１１で切羽を掘削する作業を再開する。

ドレーン３０が埋設されている箇所をカッターヘッド１１で掘削する場合であっても，シールド機の掘削断面内にあるドレーン３０は，ドレーン切断装置２０によって小片に切断されているので，地盤を構成する土砂と一緒に掘削，排出される。また，たとえ横方向への切断の連続性が途切れている部分があったとしても，ドレーン切断装置２０によって切断または切り込みが入れられていることから，カッタースポーク１２に取り付けられた掘削ビット１２２によって容易に切断でき，ドレーン３０を巻き込むことなく，容易に小さく粉砕することができる。従って，トンネル周辺の地盤に影響を与えることなく，またドレーン３０によってシールド機に故障が発生する可能性も低くなる。

そしてシールド機が所定距離，たとえばドレーン切断装置２０が突出した状態における，ドレーン切断装置２０の切断刃２０１の先端からカッタースポーク１２の先端までの距離分だけ前進すると，再度，シールド機およびカッターヘッド１１の駆動を停止し，上記と同様に，ドレーン切断装置２０によるドレーン３０の切断処理を実行する。

以上のように，シールド機およびカッターヘッド１１の駆動停止，ドレーン切断装置２０の前方への突出と引込みによるドレーン３０の切断，シールド機による掘削作業の再開，セグメント１８の距離だけシールド機の前進，を反復することで，ドレーン３０が埋設されている場合であっても，シールド機や地盤に影響を与えることなく，シールド機で掘進作業を行うことが可能となる。

本発明により，軟弱地盤改良のためのドレーン３０が多数残置された地盤をシールド工法で掘削する際に，掘削範囲周辺の地盤沈下を懸念することなく，効率の良い施工を行うことが出来る。

１０：シールド機本体
１１：カッターヘッド
１２：カッタースポーク
１３：隔壁
１４：排土装置
１５：チャンバー
１６：シールドジャッキ
１７：エレクター
１８：セグメント
１９：テールシール
２０：ドレーン切断装置
３０：ドレーン
１２１：駆動装置
１２２：掘削ビット
１２３：コピーカッター
１２４：回転軸
１２５：センタービット
１２６：開口部
１２７：収容スペース
１２８：スリーブ
１２９：面板
２０１：切断刃
２０２：主ジャッキ
２０２ａ：シリンダー
２０２ｂ：プランジャー
２０２ｃ：支持ブラケット
２０３：補助ジャッキ
２０３ａ：シリンダー
２０３ｂ：プランジャー
２０３ｃ：支持ブラケット

Claims

シールド機本体と，
前記シールド機本体の先端側に回転自在に支持され，回転駆動するカッターヘッドと，を備えるシールド機であって，
前記カッターヘッド内にドレーン切断装置が設けられ，
前記ドレーン切断装置は，
前記カッターヘッドから前方に突出させて，地中に埋設されたドレーンを切断する切断刃を有する，
ことを特徴とするシールド機。
前記ドレーン切断装置は，
前記カッターヘッドのカッタースポークおよび／または面板の前面に形成した開口部から，前記切断刃を出没自在に支持する主ジャッキ，を備える，
ことを特徴とする請求項１に記載のシールド機。
前記ドレーン切断装置は，さらに，
前記主ジャッキを前後に移動させるための補助ジャッキを備え，
前記補助ジャッキを縮めることによって，前記主ジャッキを前方に移動させ，
前記主ジャッキが前記切断刃を前方に突出させる，ことで地中に埋設されたドレーンを切断する，
ことを特徴とする請求項２に記載のシールド機。
前記シールド機は，
前記切羽面付近のカッタースポークおよび／または面板の背面に中空の凸字状に形成した前記ドレーン切断装置の収容スペースを有する，
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のシールド機。
シールド機本体の先端側に回転自在に支持し，回転駆動するカッターヘッドと，前記カッターヘッドおよび／または面板内に設けたドレーン切断装置とを備えたシールド機による地中に埋設されたドレーンの切断方法であって，
前記シールド機は，
前記シールド機の前進の停止後，前記ドレーン切断装置に備えた前記ドレーンを切断するための切断刃の突出の軌跡が，前記シールド機の掘削面の全体にわたって連続するように前記カッターヘッドを回転させて，前記ドレーン切断装置によるドレーンの切断作業を行う，
ことを特徴とするシールド機による地中に埋設されたドレーンの切断方法。