特許 6663722 トンネル工事に伴う騒音の低減装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6663722

(24)【登録日】2020年2月19日

(45)【発行日】2020年3月13日

(54)【発明の名称】トンネル工事に伴う騒音の低減装置

(51)【国際特許分類】

   E21F 17/12 20060101AFI20200302BHJP

【ＦＩ】

   E21F17/12

【請求項の数】12

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-3188(P2016-3188)

(22)【出願日】2016年1月12日

(65)【公開番号】特開2017-125300(P2017-125300A)

(43)【公開日】2017年7月20日

【審査請求日】2018年12月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000150110

【氏名又は名称】株式会社竹中土木

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100090114

【弁理士】

【氏名又は名称】山名 正彦

(74)【代理人】

【識別番号】100174207

【弁理士】

【氏名又は名称】筬島 孝夫

(72)【発明者】

【氏名】田邉 康太

(72)【発明者】

【氏名】大村 啓介

(72)【発明者】

【氏名】市川 晃央

(72)【発明者】

【氏名】西尾 泰三

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 和憲

(72)【発明者】

【氏名】小柳 慎一郎

【審査官】 荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３１６９９４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１２−１２２２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２３５３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０５２２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０１９６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００３４２５４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｆ １／００−１７／１８

Ｅ２１Ｄ １／００−１９／０６

Ｅ２１Ｄ ２３／００−２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

縦材と横材とを骨組みしてなるアーチフレームの外周部に膜振動型吸音バルーンを設け、前記膜振動型吸音バルーンを空気によりアーチ状に膨張させてなるトンネル工事に伴う騒音の低減装置であって、
前記膜振動型吸音バルーンが、アーチ状に膨張させてトンネル表面に密着させた状態で前記トンネル工事に伴う騒音を低減させる共振周波数を備えるように、膜厚さが、０．３５〜１．００ｍｍ程度、面密度が、０．４３〜２．１７ｋｇ／ｍ^２、膨張状態での空気層厚さが、２０〜２００ｃｍ程度で構成されていること、
前記アーチフレームは、トンネル表面に対して前記空気層の厚さに相当する間隔をあけて設けられていることを特徴とする、トンネル工事に伴う騒音の低減装置。

【請求項2】

前記アーチフレームは、トンネル表面に対して、２０〜２００ｃｍ程度の間隔をあけて設けられていることを特徴とする、請求項１に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。

【請求項3】

前記膜振動型吸音バルーンは、複数の膜振動型吸音バルーンを並設させた集合体からなることを特徴とする、請求項１又は２に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。

【請求項4】

前記膜振動型吸音バルーンは、通気性がなく、可撓性に優れた素材で構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。

【請求項5】

前記膜振動型吸音バルーンは、その面密度を増大させるために、前記アーチフレーム側の表面に防音シートを１枚又は複数枚、積層する構成で貼着されてなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。

【請求項6】

前記膜振動型吸音バルーンは、その面密度を増大させるために、前記アーチフレーム側の表面に鉛シートが貼着されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。

【請求項7】

前記アーチフレームは、トンネル延長方向の長さが１０ｍ程度のアーチフレームを１ユニットとして、トンネル延長方向に２ユニット又は３ユニットを連結してなる構成であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。

【請求項8】

前記アーチフレームは、前記ユニット毎に、トンネル表面に対して異なる間隔で構成されていることを特徴とする、請求項７に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。

【請求項9】

前記膜振動型吸音バルーンは、前記ユニット毎に、膜厚さ、面密度、および膨張状態での空気層厚さが可変され、相互に異なる共振周波数を有する構成とされていることを特徴とする、請求項７又は８に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。

【請求項10】

前記低減装置の前方に、発破音の成分を拡散させるためのシート等の膜材が、トンネル中空断面を覆うように設けられていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。

【請求項11】

前記膜振動型吸音バルーンは、吸音率を増大させるためのグラスウールシートが内蔵されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。

【請求項12】

前記低減装置は、養生装置と兼用されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、トンネル坑内に設け、トンネル工事に伴うトンネル発破音（発破騒音）、トンネル工事に伴う掘削騒音、又はずり運搬時に生じる騒音（以下適宜、「トンネル工事に伴う騒音」と総称する。）を吸音することにより低減する低減装置の技術分野に属し、更に言えば、トンネル（一次覆工、二次覆工コンクリート）を有効利用して低減効果を図る技術に関する。

【背景技術】

【0002】

前記トンネル工事に伴う騒音のうち、トンネル発破音は、発破による爆破エネルギーが大きな音圧となり、トンネル内の空気を伝播し、トンネル坑口周辺地域に騒音となって伝達される。
従来、トンネル工事における発破音を低減する技術は種々開示されており、その中でも、防音壁（防音扉）を設置する対策が一般的に行われている（例えば、特許文献１、２参照）。
しかし、トンネル発破音は、低周波帯域から高周波帯域まで幅広い音域を有する。特に、トンネル発破音は、非常に低い周波数成分を多く含んでおり、前記した防音壁を設置する対策では、高周波帯域の音（高周波騒音）については効果があるものの、１００Ｈｚ以下の低周波帯域の音（低周波騒音）については成分が透過しやすく、大きな低減効果を期待できない課題があった。

【0003】

そこで近年では、発破音による騒音、特には発破音による低周波騒音を低減する技術が開示されている。
例えば、特許文献３には、トンネルの坑口ないし坑内を所定隔壁で閉塞し、一端をトンネル坑内に開口し他端を閉塞しそれぞれ経路長が異なる複数の管体を、前記所定隔壁よりも切羽側に設置することを特徴とするトンネル発破音消音器（消音方法）が開示されている（請求項１の記載参照）。
また、特許文献４には、箱と、箱に配設された貫通管と、からなり、貫通管が箱を構成する一つの側面に設けられた孔と連通するようにして該側面に固定されて箱状ヘルムホルツ共鳴器が構成され、複数の該箱状ヘルムホルツ共鳴器の全てがそれぞれの前記一つの側面を同じ方向でかつ貫通管の端部開口が外部に臨むようにして積層および／または併設されており、前記貫通管が、箱状ヘルムホルツ共鳴器ごとに異なる断面積および／または管長を有している箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体が開示されている（請求項１の記載参照）。

【0004】

上記特許文献３、４によれば、トンネル発破音のうち、低周波帯域の音についても効果的に低減できる旨の記載が認められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−１６３６８１号公報

【特許文献2】特開２００９−５２３１９号公報

【特許文献3】特開２０１１−２５６６０９号公報

【特許文献4】特開２０１４−７４３２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献３、４に開示された発明によれば、トンネル延長方向及びトンネル面内（幅）方向に種々の構成部材を一連に組み合わせた大規模な装置で実施するので、装置の設置が煩雑で時間がかかり工期が長引く上に、車両や作業員の通路（動線）の確保に難渋する問題があり、これに伴う作業効率の低下が懸念されていた。また、前記大規模な装置を実現するにはコストが非常に嵩むという問題もあった。

【0007】

本発明は、上述した背景技術の課題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、トンネル（一次覆工、二次覆工コンクリート）を利用して単一共振系を形成する構造で実施することにより、トンネル発破音を含む前記トンネル工事に伴う騒音に対し、低周波帯域から高周波帯域まで（特には低周波帯域）の低減効果を得られることはもとより、車両や作業員の通路の確保を容易に行え、作業効率化に寄与すると共に、経済的にも優れたトンネル工事に伴う騒音の低減装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係るトンネル工事に伴う騒音の低減装置は、縦材と横材とを骨組みしてなるアーチフレームの外周部に膜振動型吸音バルーンを設け、前記膜振動型吸音バルーンを空気によりアーチ状に膨張させてなるトンネル工事に伴う騒音の低減装置であって、
前記膜振動型吸音バルーンが、アーチ状に膨張させてトンネル表面に密着させた状態で前記トンネル工事に伴う騒音を低減させる共振周波数を備えるように、膜厚さが、０．３５〜１．００ｍｍ程度、面密度が、０．４３〜２．１７ｋｇ／ｍ^２、膨張状態での空気層厚さが、２０〜２００ｃｍ程度で構成されていること、
前記アーチフレームは、トンネル表面に対して前記空気層の厚さに相当する間隔をあけて設けられていることを特徴とする。

【0010】

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置において、前記アーチフレームは、トンネル表面に対して、２０〜２００ｃｍ程度の間隔をあけて設けられていることを特徴とする。

【0011】

請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置において、前記膜振動型吸音バルーンは、複数の膜振動型吸音バルーンを並設させた集合体からなることを特徴とする。

【0012】

請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置において、前記膜振動型吸音バルーンは、通気性がなく、可撓性に優れた素材で構成されていることを特徴とする。

【0013】

請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置において、前記膜振動型吸音バルーンは、その面密度を増大させるために、前記アーチフレーム側の表面に防音シートを１枚又は複数枚、積層する構成で貼着されてなることを特徴とする。

【0014】

請求項６に記載した発明は、請求項１〜５のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置において、前記膜振動型吸音バルーンは、その面密度を増大させるために、前記アーチフレーム側の表面に鉛シートが貼着されていることを特徴とする。

【0015】

請求項７に記載した発明は、請求項１〜６のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置において、前記アーチフレームは、トンネル延長方向の長さが１０ｍ程度のアーチフレームを１ユニットとして、トンネル延長方向に２ユニット又は３ユニットを連結してなる構成であることを特徴とする。

【0016】

請求項８に記載した発明は、請求項７に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置において、前記アーチフレームは、前記ユニット毎に、トンネル表面に対して異なる間隔で構成されていることを特徴とする。

【0017】

請求項９に記載した発明は、請求項７又は８に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置において、前記膜振動型吸音バルーンは、前記ユニット毎に、膜厚さ、面密度、および膨張状態での空気層厚さが可変され、相互に異なる共振周波数を有する構成とされていることを特徴とする。

【0018】

請求項１０に記載した発明は、請求項１〜９のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置において、前記低減装置の前方に、発破音の成分を拡散させるためのシート等の膜材が、トンネル中空断面を覆うように設けられていることを特徴とする。

【0019】

請求項１１に記載した発明は、請求項１〜１０のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置において、前記膜振動型吸音バルーンは、吸音率を増大させるためのグラスウールシートが内蔵されていることを特徴とする。

【0020】

請求項１２に記載した発明は、請求項１〜１１のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置において、前記低減装置は、養生装置と兼用されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0021】

本発明に係る前記トンネル工事に伴う騒音の低減装置によれば、以下の効果を奏する。
（１）従来の防音壁（防音扉）では対策が困難であった低周波騒音に対しても、膜振動型吸音バルーンを適正な面密度及び空気層で実施することにより、膜表面の共振振動エネルギーを利用して低減することができる。
（２）トンネル表面に衝突し反射して拡散する発破音を主として低減させるべく、切羽面に対し、トンネル中空断面を閉塞するような言わば対面方式ではなく、前記吸音バルーンをトンネルの表面に沿った直角方向にのみ張設する言わば直交方式で実施するので、車両や作業員の通路の確保を容易に行える。
（３）膜重量及び空気層厚を変化させることで共振周波数を柔軟にチューニング（調整）できるので、ピークを有するトンネル発破音を含む前記トンネル工事に伴う騒音に対しても効果的に低減できる。前記トンネル工事に伴う騒音を効果的に低減できる周波数は、本出願人らによる実験および解析によると、４０〜３００Ｈｚである。

【0022】

（４）前記吸音バルーンの膜表面に防音シートを積層したり、鉛シートを貼着したりすることにより、吸音バルーンの面密度（膜重量）を合理的に増大させて、共振周波数（ピーク周波数）を効果的に低減させることができるので、低周波騒音に対しても柔軟に対応でき、効果的に低減することができる。
特にトンネル発破音は、岩盤の形状、薬量が増えたときで適宜変化し、ピークが変動したり、又はピークが概ね平坦で特に認められない場合もある等、音圧レベルの挙動の予測は難しいが、共振周波数を簡易に変動できる等、柔軟に対応することができる。また、実施例４によれば、異なる共振周波数を備えたマルチな減音装置を実現できるので、さらに柔軟に対応することができる。
（５）養生装置としての兼用もできるので、至極合理的である。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明に係るトンネル工事に伴う騒音の低減装置を正面方向からみた概略立面図である。

【図2】本発明に係るトンネル工事に伴う騒音の低減装置を側面方向からみた概略立面図である。

【図3】図２の部分拡大図である。

【図4】Ａは、吸音メカニズムのイメージ図であり、Ｂは、単一共振系の共振周波数を求めるための式１を示し、Ｃは、式１に基づく共振周波数の算出例をまとめた表である。

【図5】本発明に係る膜振動型吸音バルーンの効果を確認するために、残響室法吸音率の測定方法に倣って吸音率を測定した試験結果と、前記式１に基づく共振周波数とを合成した表である。

【図6】Ａ〜Ｅはそれぞれ、図５に示した５種の試験結果に基づき、中心周波数に対する残響室法吸音率をプロットしたグラフである。

【図7】図５に示した試験とは異なるパラメータにより残響室法吸音率の測定方法に倣って吸音率を測定した試験結果と、前記式１に基づく共振周波数とを合成した表である。

【図8】Ａ〜Ｃはそれぞれ、図７に示した６種の試験結果のうち、ケースＣ、ケースＤ、ケースＥに係る、中心周波数に対する残響室法吸音率をプロットしたグラフである。

【図9】Ａ〜Ｃはそれぞれ、図７に示した６種の試験結果のうち、残るケースＦ、ケースＧ、ケースＨに係る、中心周波数に対する残響室法吸音率をプロットしたグラフである。

【図10】Ａは、本発明に係る膜振動型吸音バルーンの異なるバリエーションを示した概略図であり、Ｂは、前記吸音バルーンのファスナーを開いて展張した状態を示した概略図である。

【図11】従来の養生バルーンの吸音効果を確認するために実施した試験条件を示す概略図である。

【図12】図１１の試験結果を概略的に示したコンター図である。

【図13】図１１の試験結果をまとめた表である。

【図14】図１１に係る測定点３０の位置でのバルーン減音効果を示したグラフである。

【図15】Ａは、図５に示した試験とは異なるパラメータにより残響室法吸音率の測定方法に倣って吸音率を測定した試験結果と、前記式１に基づく共振周波数とを合成した表であり、Ｂは、前記試験結果に係る中心周波数に対する残響室法吸音率をプロットしたグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明は、本出願人らの発明者が、前記トンネル工事に伴う騒音のうち、トンネル発破音の伝播の性質について鋭意追究し、検討を行った結果、トンネル発破音の周波数成分の多くはトンネル（一次覆工、二次覆工コンクリート）表面に衝突し反射して拡散することに着目し、トンネル（一次覆工、二次覆工コンクリート）を剛壁とみなし、剛壁と発破音と間に、膨張させた通気性のない柔軟な膜材料（バルーン）を介在させると、空気層（背後空気層）がバネとして働く単一共振系を構成すると考え、単一共振系に基づく共振周波数を求める式に着眼したことに端を発する（詳しくは、図４に基づいて後述する。）。
そこで、前記膜材料の吸音効果の程度を確認するため、既に貫通したトンネル坑内に設置されている所謂養生バルーンを利用して実際に試験を行った結果、そのままトンネル発破音の低周波帯域の低減装置（吸音装置）として適用できないながらも、それなりの吸音効果を奏することを確認できた（詳しくは、図１１〜図１４に基づいて後述する。）。
すなわち、本発明は、前記養生バルーンの構成を応用した低減装置により、トンネル表面に衝突し反射して拡散するトンネル発破音の周波数成分（特には低周波成分）、ひいてはトンネル発破音を含む前記トンネル工事に伴う騒音を効果的に低減する技術的思想に立脚している。

【0025】

以下、本発明に係る前記トンネル工事に伴う騒音の低減装置の実施例を図面に基づいて説明する。

【実施例1】

【0026】

本発明に係る前記トンネル工事に伴う騒音の低減装置７は、図１〜図３に示したように、縦材１ａと横材１ｂとを骨組みしてなるアーチフレーム１の外周部に膜振動型吸音バルーン２を設け、前記膜振動型吸音バルーン２を空気によりアーチ状に膨張させてなる。
前記膜振動型吸音バルーン２は、アーチ状に膨張させてトンネル（一次覆工、二次覆工コンクリート）１０の表面に密着させた状態での共振周波数が、前記トンネル工事に伴う騒音を低減させるのに適正な膜の面密度および空気層の厚さを備えている。
また、前記アーチフレーム１は、トンネル１０の表面に対して前記空気層の厚さに相当する間隔をあけて設けられている。
本実施例では、さらに、前記アーチフレーム１の下部に車輪３が設けられ、トンネル延長方向に移動可能な構成で実施されている。

【0027】

ちなみに、図１中の符号４はトンネル坑内の地面９に敷設されたレールを示し、符号５は送風管を示し、符号６は、アーチフレーム１から垂下されたリング状の送風管支持部材を示している。この送風管支持部材６は、トンネル延長方向に所定の間隔をあけて複数設けられている。

【0028】

（アーチフレーム１の構成）
前記アーチフレーム１は、トンネル１０の表面形状（内側面形状）と略相似（類似）する形状で、トンネル延長方向へ所定の間隔をあけて並設された複数の金属製の縦材１ａと、前記複数の縦材１ａを溶接、ボルト等の接合手段で固定する複数の金属製の横材１ｂとを骨組みしてなる。縦材１ａと横材１ｂの材質は金属製に限定されず、ポリ塩化ビニル製やグラスファイバー製で実施することもできる。
ちなみに、本実施例に係る縦材１ａは、トンネル１０の表面との間隔を５０ｃｍ程度確保したアーチ形状で、且つアーチフレーム１の前端部と後端部に相当する部位に計２本、および中間部に２本の計４本をほぼ等間隔に並設している。
なお、前記トンネル１０の表面との間隔は５０ｃｍ程度に限定されず、使用する前記バルーン２を膨張させたときの空気層の厚さに応じて、２０〜２００ｃｍ程度の範囲内に適宜設計変更される。
勿論、縦材１ａ、横材１ｂの使用本数もアーチフレーム１の形態に応じて適宜増減される。

【0029】

本実施例に係る前記アーチフレーム１（低減装置７）のトンネル延長方向の長さ（スパン）は、１０．５ｍの長さのアーチフレーム１を１ユニットとして３ユニットを連結した、全長が３１．５ｍの３連式で実施している。これは、特に設計変更することなく養生装置としても機能させるためである。
なお、アーチフレーム１の全長はこれに限定されず、１ユニット又は２ユニットで実施する場合もあるし、４ユニット以上を連結して実施する場合もある。吸音（低減）効果の観点からは、前記吸音バルーン２の設置面積は広ければ広いほど吸音効果は高まる。

【0030】

（膜振動型吸音バルーン２の構成）
前記膜振動型吸音バルーン２は、斜線で示したように、アーチフレーム１の外周部のトンネル延長方向に連続的に４体配置（並設）され、各吸音バルーン２は、図１に示したように、アーチ状に膨張するように前記アーチフレーム１の外周部のトンネル周方向に沿って設けられている。
本実施例に係る各吸音バルーン２は、幅が１．８ｍ〜３．０ｍ程度（図示例では２．５ｍ程度）で、膨張させると、前記トンネル１０の表面に隙間なく密着するように取り付けられている。
前記吸音バルーン２は、通気性がなく、可撓性に優れた材質が好適に用いられる。ちなみに本実施例では、前記送風管５に用いる材質と同じポリ塩化ビニル等の樹脂製が好適に用いられている。
なお、前記吸音バルーン２は、特に固定手段を講ずることなく脱着可能な構成で実施され、前記アーチフレーム１の外周部のアーチ形状に沿って載置するだけで、良好な膨張状態と膨張形態を保持することができる構成で実施されている。勿論、要所を接着テープにより縦材１ａや横材１ｂとともに貼着して実施することもできる。

【0031】

前記膜振動型吸音バルーン２は、当該吸音バルーン２の共振周波数をｆｒ（Ｈｚ）、空気密度をｐ（ｋｇ／ｍ^３）、音速をｃ（ｍ／ｓ）、前記膜の面密度をｍ（ｋｇ／ｍ^２）、前記空気層の厚さをＬ（ｍ）としたとき、ｆｒ＝（１／２π）√｛（ｐｃ^２）／（ｍＬ）｝の式で求める前記共振周波数が、１００Ｈｚ以下になる膜の面密度（ｍ）および空気層の厚さ（Ｌ）を備えている。
本出願人らの発明者が実験および解析したところによると、面密度が、０．４３〜２．１７ｋｇ／ｍ^２、膨張状態での空気層厚さが、２０〜２００ｃｍ程度、膜厚さが、０．３５〜１．００ｍｍ程度であれば、前記トンネル工事に伴う騒音のうち、低周波帯域（１００Ｈｚ以下）の騒音はもとより、３００Ｈｚ以下の騒音まで、効果的に低減できることが分かっている。

【0032】

ちなみに本実施例１に係る前記吸音バルーン２は、面密度が、１．２２ｋｇ／ｍ^２、膨張状態での空気層厚さが、５０ｃｍ、膜厚さが、１．００ｍ程度の防音シートで実施されている（図５のケースＢ−２参照）。ただし、前記吸音バルーン２は、前記アーチフレーム１上で膨張させたとき、トンネル１０の表面に十分に密着できる構成で実施することを条件とする。

【0033】

（膜振動型吸音バルーン２による低減効果の原理）
次に、本出願人らの発明者が着眼した、単一共振系に基づく共振周波数を求める式について、図４に基づいて説明する。
要するに本発明は、前記トンネル工事に伴う騒音に対し、膜振動型の吸音特性（図４Ｂの式１）を利用した騒音低減技術である。
剛壁（トンネル１０、特には覆工コンクリート）との間に、厚さＬ（ｍ）の空気層にわたって張設した通気性のない柔軟な膜材料（前記膜振動型吸音バルーン２）は、膜の質量に対して背後の空気層がバネとして働き単一共振系を構成する（図４Ａ参照）。
その共振周波数は、単位面積当たりの質量（膜の面密度）をｍ（ｋｇ／ｍ^２）とすると図４Ｂに示す［式１］（前記式（段落［００３１］参照）と同一。）となり、共振周波数（Ｈｚ）は前記膜の面密度ｍ（ｋｇ／ｍ^２）と空気層Ｌ（ｍ）が増大するほど、低い周波数で共振するメカニズムである。
前記［式１］に基づく共振周波数の算出例を図４Ｃに示す。この図４Ｃに示す通り、前記吸音バルーン２の膜の面密度ｍ（ｋｇ／ｍ^２）及び／又は空気層Ｌ（ｍ）を増大させると、共振周波数が低減することが分かる。
発破音の周波数成分のうち、低周波成分を効果的に低減させるためには、前記吸音バルーン２の膜の面密度ｍ（ｋｇ／ｍ^２）、及び／又は空気層Ｌ（ｍ）を適正に設定して低い共振周波数（例えば、１００Ｈｚ以下）でチューニングする原理に本発明は基づいている。
すなわち、本発明に係る前記吸音バルーン２は、理論上、その面密度を増大させればさせるほど、又はトンネル１０の表面に対してアーチフレーム１の間隔を広げれば広げるほど（前記吸音バルーン２がトンネル１０の表面に密着するまで十分に膨張させることを条件とする。）、前記トンネル工事に伴う騒音の低周波成分を効果的に低減させることができる。

【0034】

（従来のバルーン（養生バルーン）の実物大試験による低減効果の確認）
本出願人らの発明者は、前記吸音バルーン２の吸音効果（減音効果）の程度を確認するため、既に貫通したトンネル坑内に設置されている所謂養生バルーンを利用して実際に試験を行った。
＜試験条件＞
・音源：低域特化用スピーカーを用いたピンクノイズ。
・測定条件：養生バルーン内に送気し膨張させたケースと、吸気し縮小させたケースで原音効果を比較
・試験の概要：図１１参照（註記：試験日は貫通したトンネル内の風の影響を考慮した結果、スピーカーを図示例の位置に置いたが、実施工においては当然ながら、セントル養生バルーンは、養生バルーンよりも発破音側に設置されている。測定点２９、３０はトンネル坑外に設置されている。バルーンのトンネル延長方向の長さは３１．５ｍである。）。
・バルーンの膜素材：図５のケースＡ参照（面密度（ｍ）＝０．４３ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）＝２０ｃｍ、膜厚さ（ｔ）＝０．３５ｍｍ）。
・前記各数値を前記［式１］に代入して得られる共振周波数：２０４．６Ｈｚ。

【0035】

＜試験結果＞
・図１２のコンター図で示すとおり、出願図面上はクリアに表れてはいないものの、バルーンを膨張させると、トンネル発破音の低減効果を奏することが分かった。更に言えば、バルーンを通過した地点における音圧レベル（周波数帯：４０〜２５０Ｈｚ）では、平均して４．８ｄＢ低減できることが分かった（図１２の破線Ｘと、図１３の左端列の測定点２０〜２３参照）。
・図１４に示すとおり、測定点３０では、横軸の１／３オクターブバンド中心周波数が２００Ｈｚの箇所で、５ｄＢ程度低減できることが分かった。これは、前記式１で求めた共振周波数２０４．６Ｈｚと略一致する。
なお、図１４によると、前記中心周波数が４０Ｈｚの箇所でも５ｂＢ以上の低減効果が認められる。これは、試験を行ったトンネル構造上の特性により４０Ｈｚ周辺にピークを有しており、養生バルーンの相乗効果と相まって減音していると推測される。
＜考察＞
・式１による計算上の共振周波数（２０４．６Ｈｚ）と、実物大試験による音圧レベル（ｄＢ）を効果的に下げる前記中心周波数（２００Ｈｚ）とは、略一致することが分かった。
・従来のバルーン（養生バルーン）は、養生専用ということもあり、面密度（ｍ）＝０．４３ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）＝０．２ｍで実施されている。そのため、前記式１より共振周波数は２０４．６Ｈｚと、低周波成分を効果的に低減できる構成ではない。
しかし、バルーンの面密度、空気層厚さを増大させることができれば、前記式１による共振周波数が低下するので、前記トンネル工事に伴う騒音の低減効果、特には低周波帯域（１００Ｈｚ以下）の音圧レベルを効果的に低減することは十分に可能と判断した。

【0036】

（膜振動型吸音バルーンの室内試験その１、及び当該試験結果に基づく実施例）
吸音バルーンの効果を確認するために、本出願人らは、残響室法吸音率の測定方法（ＪＩＳ Ａ １４０９：１９９８）に倣って吸音率を測定する試験を行った。
ちなみに前記倣って、としたのは、残響室法は、１００Ｈｚ以上の中心周波数の１／３オクターブバンドで実施すると規定されているため、１００Ｈｚ以下の低周波数帯域を対象とする本試験結果は、厳密にいえば残響室法吸音率では規格外となるからである。
所定の条件を前記式１に代入して得られた共振周波数算出例(以下、試験ケースという。）と、実際に行った試験結果（以下、実試験結果という。）とを図５、図６に対比して示す。
ちなみに、図６の鉛直方向の破線は、式１による計算上の共振周波数の位置を示している。

【0037】

＜試験ケースＡについて＞
この試験は、面密度（ｍ）＝０．４３ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）＝０．２ｍ、前記式１よる共振周波数は２０４．６Ｈｚである。要するに、前記養生バルーンの実物大実験と各数値が一致している。
実試験結果によると、図６Ａより、中心周波数が２００Ｈｚの位置で、残響室法吸音率が０．２４と最も高いことが分かる。
このことから、この実試験は、低減効果が認められる中心周波数が、前記実物大試験による中心周波数と略一致しているので、信頼性が高いことが分かる。
また、低減効果が認められる中心周波数が２００Ｈｚの位置にあるので、低周波帯域（１００Ｈｚ以下）を効果的に減音するのに適していないことが分かる。さらに、残響室法吸音率のピークは０．２４と、さほど高い減音効果を期待できないことも分かる。
以上より、従来の養生バルーンを用いた低減装置では、前記トンネル工事に伴う騒音のうち、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低減装置としては、適していないことが分かった。

【0038】

＜試験ケースＢ−１について＞
この試験は、面密度（ｍ）＝１．２２ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）＝０．２ｍ、前記式１よる共振周波数は、１２１．５Ｈｚである。要するに、試験ケースＡと比し、バルーン（汎用される防音シート）の面密度だけ増大させた。
実試験結果によると、図６Ｂより、中心周波数が１６０Ｈｚの位置で、残響室法吸音率が０．２６と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が１６０Ｈｚの位置にあるので、低周波帯域（１００Ｈｚ以下）を効果的に減音するのに適していないことが分かる。また、残響室法吸音率のピークは０．２６と、さほど高い減音効果を期待できないことも分かる。
以上より、この程度の面密度を増大させたバルーンを用いた低減装置では、前記トンネル工事に伴う騒音のうち、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低減装置として、適していないことが分かった。

【0039】

＜試験ケースＢ−２について＞
この試験は、面密度（ｍ）＝１．２２ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）＝０．５ｍ、前記式１よる共振周波数は、７６．８Ｈｚである。これは、本実施例１に係る低減装置の前記膜振動型吸音バルーン２と各数値が一致している（前記段落［００３２］参照）。
実試験結果によると、図６Ｃより、中心周波数が５０Ｈｚの位置で、残響室法吸音率が０．６１と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が５０Ｈｚの位置にあるので、低周波帯域（１００Ｈｚ以下）を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークは０．６１と、高い減音効果を期待できることも分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低減装置に十分に適していることが分かった。

【0040】

（実施例１に係るトンネル発破音の低減装置の作用効果）
前記実施例１に係る低減装置は、前記膜振動型吸音バルーン２の膜の面密度（ｍ）が、１．２２ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）が、０．５ｍ、前記式１よる共振周波数が、７６．８Ｈｚで実施しており、各数値が前記試験ケースＢ−２と一致している。
したがって、試験ケースＢ−２の結果より、この条件の吸音バルーン２を用いた本実施例１に係る低減装置７によれば、トンネル発破音に特有の低周波騒音を効果的に低減することができる。
なお、計算上の共振周波数（７６．８Ｈｚ）と実試験結果による吸音率のピーク周波数数（５０Ｈｚと）の間に誤差があるのは、残響室内での拡散条件の違いによるものと、膜材料の端部がしっかり固定されることによる剛性の増大が考えられる。以下の試験ケースについても同様の理由が考えられる。例えば、試験体に対して垂直に音圧エネルギーを与えれば誤差は少なくなると考えられる。さらに、実施工においては、膜材料の端部の固定状態は試験よりも弱くなるので、さらに誤差は少なくなると考えられる。

【0041】

＜試験ケースＢ−３について＞
この試験は、面密度（ｍ）＝１．２２ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）＝１．０ｍ、前記式１よる共振周波数は、５４．３Ｈｚである。これは、本実施例１に係る低減装置の前記膜振動型吸音バルーン２と比し、空気層厚さを２倍に広げたものに相当する。
実試験結果によると、図６Ｄより、中心周波数が４０Ｈｚの位置で、残響室法吸音率が０．４９と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が４０Ｈｚの位置にあるので、低周波帯域（１００Ｈｚ以下）を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークは０．４９と、高い減音効果を期待できることも分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低減装置に十分に適していることが分かった。

【実施例2】

【0042】

実施例２では、前記試験ケースＢ−３のデータに基づき、トンネル１０の表面との間隔を１．０ｍ程度に広げたアーチフレーム１の外周部に、膜の面密度（ｍ）が、１．２２ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）が、１．０ｍを実現する前記吸音バルーン２を用いた低減装置７で実施する（図１〜図３を援用して参照）。
この実施例２に係る低減装置７によれば、試験ケースＢ−３の結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音を効果的に低減することができる。さらに云えば、空気層厚さ（Ｌ）を０．５ｍで実施した上記実施例１と比し、さらに低い低周波帯域を効果的に減音することができる。

【0043】

＜試験ケースＢ−４について＞
この試験は、面密度（ｍ）＝１．２２ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）＝１．４ｍ、前記式１よる共振周波数は、４５．９Ｈｚである。これは、本発明に係る低減装置にかかる前記膜振動型吸音バルーン２と比し、空気層厚さを３倍程度に広げたものに相当する。
実試験結果によると、図６Ｅより、中心周波数が３１．５Ｈｚの位置で、残響室法吸音率が０．７１と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が３１．５Ｈｚの位置にあるので、低周波帯域（１００Ｈｚ以下）を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークは０．７１と、非常に高い減音効果を期待できることも分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、トンネル発破音の低減装置に十分に適していることが分かった。
なお、ケースＡ〜ケースＢ−４から分かるように、吸音率は低周波にピークが移行するほど増大した。これは共振周波数が低いほど膜が振動しやすいことによると考えられる。

【実施例3】

【0044】

実施例３では、前記試験ケースＢ−３のデータに基づき、トンネル１０の表面との間隔を１．４ｍ程度に広げたアーチフレーム１の外周部に、膜の面密度（ｍ）＝１．２２ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）＝１．４ｍを実現する前記吸音バルーン２を用いた低減装置７で実施する（図１〜図３を援用して参照）。
この実施例３に係る低減装置７によれば、試験ケースＢ−４の結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音を効果的に低減することができる。さらに云えば、空気層厚さ（Ｌ）を１．０ｍで実施した上記実施例２と比し、さらに低い低周波帯域で効果的に減音することができる。

【実施例4】

【0045】

上記実施例１〜３のバリエーションとして、３ユニットを連結した３連式（全長３１．５ｍ）のアーチフレーム１を、ユニット毎に前記実施例１〜３に係る各数値を適用し、それぞれ空気層厚さが異なる吸音バルーン２を用いて実施すると、低周波帯域での吸音率のピーク周波数が異なる柔軟性に富む低減装置７を実現できる。

【0046】

（膜振動型吸音バルーンの室内試験。その２）
本出願人らは、前記その１に加え、主に面密度を変えたシートについて、残響室法吸音率の測定方法（ＪＩＳ Ａ １４０９：１９９８）に倣って吸音率を測定する試験を行った。
所定の条件を前記式１に代入して得られた共振周波数算出例(以下、試験ケースという。）と、実際に行った試験結果（以下、実試験結果という。）とを図７、図８に対比して示す。
ちなみに、図８、図９の鉛直方向の破線は、式１による計算上の共振周波数の位置を示している。

【0047】

＜試験ケースＣについて＞
この試験は、面密度（ｍ）＝１．７０ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）＝１．０ｍ、前記式１よる共振周波数は４６．１Ｈｚである。これは、前記その１の試験で用いた前記吸音バルーン（防音シート）２に鉛シート（０．５９ｋｇ×５枚）を貼着して面密度を１．２２ｋｇ／ｍ^２から１．７０ｋｇ／ｍ^２に増大させている。
実試験結果によると、図８Ａより、中心周波数が３１．５Ｈｚの位置で、残響室法吸音率が０．３７と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が３１．５Ｈｚの位置にあるので、低周波帯域（１００Ｈｚ以下）を効果的に減音するのに適していることが分かる。残響室法吸音率のピークは０．３７と、低減効果もある程度は期待できることが分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低減装置に適していることが分かった。

【実施例5】

【0048】

実施例５では、前記試験ケースＡのデータに基づき、トンネル１０の表面との間隔を１．０ｍ程度に広げたアーチフレーム１の外周部に、面密度（ｍ）が１．７０ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）が１．０ｍを実現する前記吸音バルーン２を用いた低減装置７で実施する（図１〜図３を援用して参照）。前記吸音バルーン２のアーチフレーム１側の表面には、鉛シートが横向き（又は縦向き）に貼着されている。
この実施例５に係る低減装置７によれば、試験ケースＣの結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音を効果的に低減することができる。さらに云えば、鉛シートを貼着しない上記実施例２と比し、前記吸音バルーン２の面密度を増大させたので、さらに低い低周波帯域で効果的に減音することができる。

【0049】

＜試験ケースＤについて＞
この試験は、面密度（ｍ）＝２．１７ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）＝１．０ｍ、前記式１よる共振周波数は４０．７Ｈｚである。これは、前記その１の試験で用いた防音シートに鉛シート（０．５９ｋｇ×１０枚）を貼着して面密度を１．２２ｋｇ／ｍ^２から２．１７ｋｇ／ｍ^２に増大させている。
実試験結果によると、図８Ｂより、中心周波数が３１．５Ｈｚの位置で、残響室法吸音率が０．３９と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が３１．５Ｈｚの位置にあるので、低周波帯域（１００Ｈｚ以下）を効果的に減音するのに適していることが分かる。残響室法吸音率のピークは０．３９と、低減効果もある程度は期待できることが分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、トンネル発破音の低減装置に適していることが分かった。

【実施例6】

【0050】

実施例６では、前記試験ケースＢのデータに基づき、トンネル１０の表面との間隔を１．０ｍ程度に広げたアーチフレーム１の外周部に、面密度（ｍ）が２．１７ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）が１．０ｍを実現する前記吸音バルーン２を用いた低減装置７で実施する（図１〜図３を援用して参照）。前記吸音バルーン２のアーチフレーム１側の表面には、鉛シートが横向き（又は縦向き）に貼着されている。
この実施例６に係る低減装置７によれば、試験ケースＤの結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音を効果的に低減することができる。さらに云えば、鉛シートを貼着しない上記実施例２と比し、前記吸音バルーン２の面密度を増大させたので、さらに低い低周波帯域で効果的に減音することができる。

【0051】

＜試験ケースＥについて＞
この試験は、面密度（ｍ）＝１．２２ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）＝１．０ｍ、前記式１よる共振周波数は５４．３Ｈｚである。これは、前記その１の試験で用いた前記吸音バルーン（防音シート）２の下方に少し間隔をあけて厚さ（ｔ）が５ｃｍのグラスウールを位置決めしたものである。
実試験結果によると、図８Ｃより、中心周波数が２５Ｈｚの位置で、残響室法吸音率が０．６７と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が２５Ｈｚの位置にあるので、低周波帯域（１００Ｈｚ以下）を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークは０．６７と、低減効果も期待できることが分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、トンネル発破音の低減装置に十分に適していることが分かった。

【実施例7】

【0052】

実施例７では、前記試験ケースＣのデータに基づき、トンネル１０の表面との間隔を１．０ｍ程度に広げたアーチフレーム１の外周部に、面密度（ｍ）が１．２２ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）が１．０ｍを実現する前記吸音バルーン２を用いた低減装置７で実施する（図１〜図３を援用して参照）。前記吸音バルーン２のアーチフレーム１側には、厚さ５ｃｍのグラスウールが内蔵されている。
この実施例７に係る低減装置７によれば、試験ケースＥの結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音を効果的に低減することができる。

【0053】

＜試験ケースＦについて＞
この試験は、面密度（ｍ）＝１．２２ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）＝１．０ｍ、前記式１よる共振周波数は５４．３Ｈｚである。これは、前記その１の試験で用いた前記吸音バルーン（防音シート）２の下方に大きく間隔をあけて（床側に近づけて）厚さ（ｔ）が２５ｃｍのグラスウールを位置決めしたものである。
実試験結果によると、図９Ａより、中心周波数が２５Ｈｚの位置で、残響室法吸音率が０．５１と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が２５Ｈｚの位置にあるので、低周波帯域（１００Ｈｚ以下）を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークは０．５１と、減音効果も期待できることが分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、トンネル発破音の低減装置に十分に適していることが分かる。

【実施例8】

【0054】

実施例８では、前記試験ケースＤのデータに基づき、トンネル１０の表面との間隔を１．０ｍ程度に広げたアーチフレーム１の外周部に、面密度（ｍ）が１．２２ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）が１．０ｍを実現する前記吸音バルーン２を用いた低減装置７で実施する（図１〜図３を援用して参照）。前記吸音バルーン２のトンネル１０の表面側には、厚さ２５ｃｍのグラスウールが内蔵されている。
この実施例８に係る低減装置７によれば、試験ケースＦの結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低周波騒音を効果的に低減することができる。

【0055】

＜試験ケースＧについて＞
この試験は、面密度（ｍ）＝１．７０ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）＝１．０ｍ、前記式１よる共振周波数は４６．１Ｈｚである。これは、前記その１の試験で用いた前記吸音バルーン（防音シート）２の下方に少し間隔をあけて厚さ（ｔ）が５ｃｍのグラスウールを位置決めしたものである。また、前記吸音バルーン２の上面に鉛シート（０．５９ｋｇ×５枚）を貼着して面密度を１．２２ｋｇ／ｍ^２から１．７０ｋｇ／ｍ^２に増大させている。
実試験結果によると、図９Ｂより、中心周波数が３１．５Ｈｚの位置で、残響室法吸音率が０．６５と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が３１．５Ｈｚの位置にあるので、低周波帯域（１００Ｈｚ以下）を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークは０．６５と、低減効果も期待できることが分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、トンネル発破音の低減装置に十分に適していることが分かる。

【実施例9】

【0056】

実施例９では、前記試験ケースＥのデータに基づき、トンネル１０の表面との間隔を１．０ｍ程度に広げたアーチフレーム１の外周部に、面密度（ｍ）が１．７０ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）が１．０ｍを実現する前記吸音バルーン２を用いた低減装置７で実施する（図１〜図３を援用して参照）。前記吸音バルーン２のアーチフレーム１側には、厚さ５ｃｍのグラスウールが内蔵されている。また、前記吸音バルーン２のアーチフレーム１側の表面には、鉛シートが横向き（又は縦向き）に貼着されている。
この実施例９に係る低減装置７によれば、試験ケースＧの結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低周波騒音を効果的に低減することができる。

【0057】

＜試験ケースＨについて＞
この試験は、面密度（ｍ）＝２．１７ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）＝１．０ｍ、前記式１よる共振周波数は４０．７Ｈｚである。これは、前記その１の試験で用いた防音シートの下方に少し間隔をあけて厚さ（ｔ）が５ｃｍのグラスウールを位置決めしたものである。また、防音シートの上面に鉛シート（０．５９ｋｇ×１０枚）を貼着して面密度を１．２２ｋｇ／ｍ^２から２．１７ｋｇ／ｍ^２に増大させている。
実試験結果によると、図９Ｃより、中心周波数が２５．５Ｈｚの位置で、残響室法吸音率が０．７１と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が２５．５Ｈｚの位置にあるので、低周波帯域（１００Ｈｚ以下）を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークは０．７１と、低減効果も期待できることが分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、トンネル発破音の低減装置に十分に適していることが分かる。

【実施例10】

【0058】

実施例１０では、前記試験ケースＦのデータに基づき、トンネル１０の表面との間隔を１．０ｍ程度に広げたアーチフレーム１の外周部に、面密度（ｍ）が２．１７ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）が１．０ｍを実現する前記吸音バルーン２を用いた低減装置７で実施する（図１〜図３を援用して参照）。前記吸音バルーン２のアーチフレーム１側には、厚さ５ｃｍのグラスウールが内蔵されている。また、前記吸音バルーン２のアーチフレーム１側の表面には、鉛シートが横向き（又は縦向き）に貼着されている。
この実施例１０に係る低減装置７によれば、試験ケースＨの結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低周波騒音を効果的に低減することができる。

【0059】

＜試験ケースＩについて＞
この試験は、図１５Ａに示したように、面密度（ｍ）＝１．６５ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）＝０．３５ｍ、前記式１よる共振周波数は７９．０Ｈｚである。これは、厚さ０．３５ｍｍの防音シート（養生シート）に厚さ１ｍｍの防音シートを１枚（又は複数枚）、積層する構成で貼着してなる。
実試験結果によると、図１５Ｂより、中心周波数が２５Ｈｚと１２５Ｈｚの２つの位置で、残響室法吸音率がともに約０．３と顕著に高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が２５Ｈｚと１２５Ｈｚの２つの位置にあるので、低周波帯域（１００Ｈｚ以下）を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークはともに約０．３と、低減効果も期待できることが分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、トンネル発破音の低減装置に適していることが分かった。

【実施例11】

【0060】

実施例１１では、前記試験ケースＩのデータに基づき、トンネル１０の表面との間隔を０．３５ｍ程度に広げたアーチフレーム１の外周部に、面密度（ｍ）が１．６５ｋｇ／ｍ^２、空気層厚さ（Ｌ）が０．３５ｍを実現する前記吸音バルーン２を用いた低減装置７で実施する（図１〜図３を援用して参照）。前記厚さ０．３５ｍｍの吸音バルーン２のアーチフレーム１側の表面には、さらに、厚さ１ｍｍの防音シートを１枚積層する構成で実施している。
この実施例１１に係る低減装置７によれば、試験ケースＩの結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音を効果的に低減することができる。
また、前記積層状態に形成した防音シートの表面に鉛シートを貼着すると、さらに低周波成分を低減できることが期待できる。前記トンネル１０の表面との間隔を０．５ｍや１．０ｍ程度に広げると、さらに低周波成分を低減できることが期待できる。

【0061】

以上、実施例１〜１１を図面等に基づいて説明したが、本発明は、この限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。

【0062】

例えば、前記実施例１〜１１に係る前記膜振動型吸音バルーン２の面密度等の数値はこれに限定されず、前記段落［００３１］でも言及したように、本出願人らの発明者が実験および解析したところによると、面密度が、０．４３〜２．１７ｋｇ／ｍ^２程度、膨張状態での空気層厚さが、２０〜２００ｃｍ程度、膜厚さが、０．３５〜１．００ｍｍ程度の範囲内であれば、トンネル発破音の発破騒音のうち、低周波帯域（１００Ｈｚ以下）の騒音はもとより、３００Ｈｚ以下の騒音まで、効果的に低減できることが分かっている。
すなわち、前記実施例１〜１１に係る低減装置は、低周波数成分を多く含むトンネル発破音を低減させる効果があるだけでなく、トンネル工事に伴う掘削騒音、又はずり運搬時に生じる騒音に対しても低減効果があることを容易に類推できる。

【0063】

また、前記アーチフレーム１（縦材１ａ）の脚部を二重管構造とし、軸方向の所要の箇所で段階的にボルト止めする伸縮自在な構造で実施することにより、トンネル１０の表面との間隔を可変可能な構造で実施すると、当該アーチフレーム１が、前記吸音バルーン２のサイズに応じて柔軟な対応が可能となる。
図１０に示したように、吸音バルーン２の中央部に更なる吸音バルーン２ａを内蔵し、ファスナーを開くと内蔵した吸音バルーン２ａが飛び出す２段階方式の構造で実施することにより、膨張させた吸音バルーン２の空気層厚さを可変可能な構造で実施することもできる。

【0064】

また、低減装置７の前方にトンネル中空断面を覆う膜等の遮蔽材を垂下して実施すると音が拡散してより減音効果が高まる。音圧と爆風圧の場合、音圧が先に到達するが、切羽面に近い部位での実施は、ほぼ同時に低減装置７に到達するため、爆風圧で吸音バルーン２が揺れる虞があり想定した低減効果を発揮できない場合がある。その対策として、前記したように、低減装置７の前方に膜等の遮蔽材を垂下して実施すると、爆風の到達を防止でき、想定した低減効果を得ることができる。加えて、音を拡散する効果も働くので、さらなる低減効果を期待できる。
その他、実施工においては、抗口に設けた防音扉により、高周波騒音および低周波騒音をともに低減できる。

【符号の説明】

【0065】

１ アーチフレーム
１ａ 縦材
１ｂ 横材
２ 膜振動型吸音バルーン
３ 車輪
４ レール
５ 送風管
６ 送風管支持部材
７ 低減装置
９ 地面
１０ 覆工コンクリート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】