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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022141894
(43)【公開日】2022-09-29
(54)【発明の名称】トンネル発破音の低減方法及び低減装置
(51)【国際特許分類】
E21F 17/12 20060101AFI20220921BHJP
E21D 9/14 20060101ALI20220921BHJP
E21D 9/00 20060101ALI20220921BHJP
【ＦＩ】
E21F17/12
E21D9/14
E21D9/00 C
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022117777
(22)【出願日】2022-07-25
(62)【分割の表示】P 2018200908の分割
【原出願日】2018-10-25
(31)【優先権主張番号】P 2017242413
(32)【優先日】2017-12-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り
(71)【出願人】
【識別番号】000172813
【氏名又は名称】佐藤工業株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000125369
【氏名又は名称】学校法人東海大学
(74)【代理人】
【識別番号】100073210
【弁理士】
【氏名又は名称】坂口 信昭
(74)【代理人】
【識別番号】100173668
【弁理士】
【氏名又は名称】坂口 吉之助
(72)【発明者】
【氏名】吉岡 清
(72)【発明者】
【氏名】前田 幸男
(72)【発明者】
【氏名】宮川 ▲祐▼輔
(72)【発明者】
【氏名】森下 達哉
(72)【発明者】
【氏名】高山 峻
(57)【要約】 （修正有）
【課題】トンネル坑内で発生した発破音を低減させる方法であって、発破音の低減効果を広帯域化することができると共に、発破作業中であっても坑内での作業効率を低下させることがなく、かつ、これらの効果をトンネル工事で使用される既存設備を利用して得ることができるトンネル発破音の低減方法を提供する。
【解決手段】トンネルの坑口又は坑内に少なくとも２つの隔壁が対向して設けられることによって拡張室が形成され、前記隔壁に設けられた開口に、管路が設置され、前記管路の幅及び高さが、少なくとも車両が通行可能な寸法に設定されると共に、前記隔壁が、トンネル坑内を移動可能な工作物に設置された構成である。
【選択図】図１
【解決手段】トンネルの坑口又は坑内に少なくとも２つの隔壁が対向して設けられることによって拡張室が形成され、前記隔壁に設けられた開口に、管路が設置され、前記管路の幅及び高さが、少なくとも車両が通行可能な寸法に設定されると共に、前記隔壁が、トンネル坑内を移動可能な工作物に設置された構成である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トンネルの坑口又は坑内に少なくとも２つの隔壁が対向して設けられることによって拡張室が形成され、該隔壁に設けられた開口に管路が設置された構成のトンネル発破音の低減方法であって、
前記管路が、前記拡張室の切羽側の外側に設置される入口管、該拡張室の坑口側の外側に設置される出口管、及び、該拡張室の内側に設置される挿入管を備えており、
前記入口管、前記出口管及び前記挿入管、並びに、これらによって形成された空間のそれぞれが、消音器としての役割を果たす構成であり、
前記それぞれの管路の断面積及び長さを調節することによって、消音効果を及ぼす周波数を広帯域化することを特徴とするトンネル発破音の低減方法。
前記管路が、前記拡張室の切羽側の外側に設置される入口管、該拡張室の坑口側の外側に設置される出口管、及び、該拡張室の内側に設置される挿入管を備えており、
前記入口管、前記出口管及び前記挿入管、並びに、これらによって形成された空間のそれぞれが、消音器としての役割を果たす構成であり、
前記それぞれの管路の断面積及び長さを調節することによって、消音効果を及ぼす周波数を広帯域化することを特徴とするトンネル発破音の低減方法。
【請求項2】
以下に示す数式によって得られる消音器単体の音響的透過損失ＴＬを用いて、入口管、出口管及び挿入管のそれぞれによって消音効果を得ることができる周波数帯域を導出し、
これらの消音効果を有する帯域を組み合わせることによって、消音効果を及ぼす周波数を広帯域化することを特徴とする請求項１に記載のトンネル発破音の低減方法。
ここで、ＳＭは拡張室の断面積、ｌＭは拡張室の長さ、Ｓは管路の断面積、ωは角周波数、ｃは音速をそれぞれ表す。
これらの消音効果を有する帯域を組み合わせることによって、消音効果を及ぼす周波数を広帯域化することを特徴とする請求項１に記載のトンネル発破音の低減方法。
【数1】
【請求項3】
以下に示す数式によって得られる消音器構造の挿入損失ＩＬを用いて、入口管、出口管及び挿入管からなる全体の消音器構造から得られる消音効果を導出し、
消音効果を及ぼす周波数が広帯域化するように、それぞれの管路の断面積及び長さを調節することを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル発破音の低減方法。
ここで、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは入口管、出口管及び挿入管の縦続接続要素（騒音対策後）の四端子定数、Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’は入口管、出口管及び挿入管の騒音対策装置を含まない管路系（騒音対策前）の四端子定数、Ｚｓは音源部のインピーダンス，Ｚｒは管路出口端の放射インピーダンスをそれぞれ表す。
消音効果を及ぼす周波数が広帯域化するように、それぞれの管路の断面積及び長さを調節することを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル発破音の低減方法。
【数2】
ここで、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは入口管、出口管及び挿入管の縦続接続要素（騒音対策後）の四端子定数、Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’は入口管、出口管及び挿入管の騒音対策装置を含まない管路系（騒音対策前）の四端子定数、Ｚｓは音源部のインピーダンス，Ｚｒは管路出口端の放射インピーダンスをそれぞれ表す。
【請求項4】
入口管、出口管又は挿入管のそれぞれの長さが、異なる長さであることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
【請求項5】
管路が、任意の長さに伸縮可能な構成であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
【請求項6】
管路が、複数の短管が摺動することによって伸縮可能な構成であることを特徴とする請求項５に記載のトンネル発破音の低減方法。
【請求項7】
管路が、蛇腹に形成されることによって伸縮可能な構成であることを特徴とする請求項５に記載のトンネル発破音の低減方法。
【請求項8】
管路の幅及び高さが、少なくとも車両が通行可能な寸法に設定されることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
【請求項9】
隔壁が、トンネル坑内を移動可能な工作物に設置された構成であることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
【請求項10】
工作物が、セントルであることを特徴とする請求項９に記載のトンネル発破音の低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トンネル発破音の低減方法に関し、詳しくは、トンネル坑内で発破掘削を行う工事において、この発破音が外部に漏れ出すことを防止ないし抑制するための方法に関する。
【背景技術】
【0002】
トンネルの掘削工事では、硬い岩盤等を破壊するために発破が用いられる。この発破によって大きな発破音が生じるため、この発破音が外部に漏れ出すことを防止ないし軽減するため、種々の措置が採られている。
【0003】
例えば、トンネル坑口付近に防音扉を設置し、発破音が漏れ出すことを防止ないし低減する技術が知られている。
特許文献１（特開平１１－３３６４６７）には、「トンネルの坑口に、トンネル横断面の大部分を占める開閉扉体とこの開閉扉体よりも若干小さい開口を有する門型の反力壁体を設け、前記開閉扉体はトンネル軸方向に起倒可能に下部をトンネル底面に枢着し、起立状態で前記反力壁体に支持させ、転倒状態で地面に敷設してなる簡易式トンネル防音扉」が開示されている。
特許文献１（特開平１１－３３６４６７）には、「トンネルの坑口に、トンネル横断面の大部分を占める開閉扉体とこの開閉扉体よりも若干小さい開口を有する門型の反力壁体を設け、前記開閉扉体はトンネル軸方向に起倒可能に下部をトンネル底面に枢着し、起立状態で前記反力壁体に支持させ、転倒状態で地面に敷設してなる簡易式トンネル防音扉」が開示されている。
【0004】
この技術によれば、比較的簡単で安価な構成により、高い遮音効果が得られると共に、比較的広い開口部が得られて、坑内作業への支障を少なくすることができる。
【0005】
しかし、特許文献１に記載の技術では、防音効果が十分でないばかりか、発破の際に防音扉を閉じなければならず、その間の車両通行や作業員の出入りができないなど、作業効率が低下するという問題があった。
【0006】
一方で、作業効率を低下させずに、発破音を効率よく低減させる技術も提案されている。
特許文献２（特開２０１２－１７７２２１）には、「トンネルの坑口と切羽との間に設置され、前記切羽側で発生する騒音を消音するトンネルサイレンサであって、トンネル坑内にトンネル軸方向と略平行に設置され、トンネル軸方向に向けて通路を画成する周面に多数の貫通孔を有するダクトと、前記ダクトの両端開口の周囲にそれぞれトンネル軸方向と略直角に設置され、前記ダクトの外側のトンネル内空断面を閉鎖する２つの隔壁と、を備え、前記ダクト及び前記各隔壁によるトンネル坑内の断面変化により、前記切羽側で発生する騒音を消音し、前記ダクトにより形成される前記通路の周面の多数の貫通孔と、前記多数の貫通孔の背後に前記ダクト、前記各隔壁、及び前記ダクト周囲のトンネル内壁とにより包囲される閉鎖空洞部との作用により、前記切羽側で発生する騒音を共鳴吸音する」という技術が開示されている。
特許文献２（特開２０１２－１７７２２１）には、「トンネルの坑口と切羽との間に設置され、前記切羽側で発生する騒音を消音するトンネルサイレンサであって、トンネル坑内にトンネル軸方向と略平行に設置され、トンネル軸方向に向けて通路を画成する周面に多数の貫通孔を有するダクトと、前記ダクトの両端開口の周囲にそれぞれトンネル軸方向と略直角に設置され、前記ダクトの外側のトンネル内空断面を閉鎖する２つの隔壁と、を備え、前記ダクト及び前記各隔壁によるトンネル坑内の断面変化により、前記切羽側で発生する騒音を消音し、前記ダクトにより形成される前記通路の周面の多数の貫通孔と、前記多数の貫通孔の背後に前記ダクト、前記各隔壁、及び前記ダクト周囲のトンネル内壁とにより包囲される閉鎖空洞部との作用により、前記切羽側で発生する騒音を共鳴吸音する」という技術が開示されている。
【0007】
この技術は、いわゆる共鳴器を利用した発破音の低減手段である。
この技術によれば、発破時にも開口を閉じる必要がないので、トンネルの掘削工事の作業効率を低下させることなく、発破音などの騒音を効率よく低減することができる。
この技術によれば、発破時にも開口を閉じる必要がないので、トンネルの掘削工事の作業効率を低下させることなく、発破音などの騒音を効率よく低減することができる。
【0008】
しかし、特許文献２に記載の技術では、共鳴器型の消音原理から、特定の周波数に対する消音効果は高いといえるが、その他の周波数での効果が十分でない、即ち消音効果のある帯域が狭いという問題があった。更に、共鳴器型を採用していることから、管路に貫通孔等を設けて空洞部と接続する、枝管を設けるなどの必要があり、構造が複雑になるという問題があった。
【0009】
また、特許文献１及び２に記載された技術は、発破音を低減させる目的のためだけに防音扉又はトンネルサイレンサを用意し、これを坑口又は坑内に設置する必要があるという問題があった。工事の途中で、これらの防音扉又はトンネルサイレンサを別の場所に移す必要が生じた際には、その移動作業も重労働で長時間を要するという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開平１１－３３６４６７
【特許文献2】特開２０１２－１７７２２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
そこで、本発明の課題は、トンネル坑内で発生した発破音を低減させる方法であって、発破音の低減効果を広帯域化することができると共に、発破作業中であっても坑内での作業効率を低下させることがなく、かつ、これらの効果をトンネル工事で使用される既存設備を利用して得ることができる、というトンネル発破音の低減方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記本発明の課題は、下記の手段により達成される。
１．トンネルの坑口又は坑内に少なくとも２つの隔壁が対向して設けられることによって拡張室が形成され、該隔壁に設けられた開口に管路が設置された構成のトンネル発破音の低減方法であって、
前記管路が、前記拡張室の切羽側の外側に設置される入口管、該拡張室の坑口側の外側に設置される出口管、及び、該拡張室の内側に設置される挿入管を備えており、
前記入口管、前記出口管及び前記挿入管、並びに、これらによって形成された空間のそれぞれが、消音器としての役割を果たす構成であり、
前記それぞれの管路の断面積及び長さを調節することによって、消音効果を及ぼす周波数を広帯域化することを特徴とするトンネル発破音の低減方法。
１．トンネルの坑口又は坑内に少なくとも２つの隔壁が対向して設けられることによって拡張室が形成され、該隔壁に設けられた開口に管路が設置された構成のトンネル発破音の低減方法であって、
前記管路が、前記拡張室の切羽側の外側に設置される入口管、該拡張室の坑口側の外側に設置される出口管、及び、該拡張室の内側に設置される挿入管を備えており、
前記入口管、前記出口管及び前記挿入管、並びに、これらによって形成された空間のそれぞれが、消音器としての役割を果たす構成であり、
前記それぞれの管路の断面積及び長さを調節することによって、消音効果を及ぼす周波数を広帯域化することを特徴とするトンネル発破音の低減方法。
【0013】
２．以下に示す数式によって得られる消音器単体の音響的透過損失ＴＬを用いて、入口管、出口管及び挿入管のそれぞれによって消音効果を得ることができる周波数帯域を導出し、
これらの消音効果を有する帯域を組み合わせることによって、消音効果を及ぼす周波数を広帯域化することを特徴とする請求項１に記載のトンネル発破音の低減方法。
ここで、ＳＭは拡張室の断面積、ｌＭは拡張室の長さ、Ｓは管路の断面積、ωは角周波数、ｃは音速をそれぞれ表す。
これらの消音効果を有する帯域を組み合わせることによって、消音効果を及ぼす周波数を広帯域化することを特徴とする請求項１に記載のトンネル発破音の低減方法。
【数1】
【0014】
３．以下に示す数式によって得られる消音器構造の挿入損失ＩＬを用いて、入口管、出口管及び挿入管からなる全体の消音器構造から得られる消音効果を導出し、
消音効果を及ぼす周波数が広帯域化するように、それぞれの管路の断面積及び長さを調節することを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル発破音の低減方法。
ここで、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは入口管、出口管及び挿入管の縦続接続要素（騒音対策後）の四端子定数、Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’は入口管、出口管及び挿入管の騒音対策装置を含まない管路系（騒音対策前）の四端子定数、Ｚｓは音源部のインピーダンス，Ｚｒは管路出口端の放射インピーダンスをそれぞれ表す。
消音効果を及ぼす周波数が広帯域化するように、それぞれの管路の断面積及び長さを調節することを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル発破音の低減方法。
【数2】
ここで、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは入口管、出口管及び挿入管の縦続接続要素（騒音対策後）の四端子定数、Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’は入口管、出口管及び挿入管の騒音対策装置を含まない管路系（騒音対策前）の四端子定数、Ｚｓは音源部のインピーダンス，Ｚｒは管路出口端の放射インピーダンスをそれぞれ表す。
【0015】
４．入口管、出口管又は挿入管のそれぞれの長さが、異なる長さであることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
【0016】
５．管路が、任意の長さに伸縮可能な構成であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
【0017】
６．管路が、複数の短管が摺動することによって伸縮可能な構成であることを特徴とする請求項５に記載のトンネル発破音の低減方法。
【0018】
７．管路が、蛇腹に形成されることによって伸縮可能な構成であることを特徴とする請求項５に記載のトンネル発破音の低減方法。
【0019】
８．管路の幅及び高さが、少なくとも車両が通行可能な寸法に設定されることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
【0020】
９．隔壁が、トンネル坑内を移動可能な工作物に設置された構成であることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
【0021】
１０．工作物が、セントルであることを特徴とする請求項９に記載のトンネル発破音の低減方法。
【0022】
本発明の参考発明Ｒとして、以下の構成を挙げることができる。
Ｒ１．トンネルの坑口又は坑内に少なくとも２つの隔壁が対向して設けられることによって拡張室が形成され、
前記隔壁に設けられた開口に、管路が設置され、
前記管路の幅及び高さが、少なくとも車両が通行可能な寸法に設定されると共に、
前記隔壁が、トンネル坑内を移動可能な工作物に設置された構成であることを特徴とするトンネル発破音の低減方法。
Ｒ１．トンネルの坑口又は坑内に少なくとも２つの隔壁が対向して設けられることによって拡張室が形成され、
前記隔壁に設けられた開口に、管路が設置され、
前記管路の幅及び高さが、少なくとも車両が通行可能な寸法に設定されると共に、
前記隔壁が、トンネル坑内を移動可能な工作物に設置された構成であることを特徴とするトンネル発破音の低減方法。
【0023】
Ｒ２．隔壁の端部に全周にわたって設けられ、隔壁の面方向に対して垂直の方向に延伸された板体である延伸板が設けられたことを特徴とする前記Ｒ１に記載のトンネル発破音の低減方法。
【0024】
Ｒ３．延伸板が、他の隔壁が設置された方向に延伸するように設けられたことを特徴とする前記２に記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ４．相対向する２つの隔壁の両方に、延伸板が設けられ、
一方の隔壁に設けられた延伸板は、他方の隔壁が設置された方向に延伸するように設けられ、
他方の隔壁に設けられた延伸板は、一方の隔壁が設置された方向に延伸するように設けられた構成であることを特徴とする前記Ｒ２又はＲ３に記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ４．相対向する２つの隔壁の両方に、延伸板が設けられ、
一方の隔壁に設けられた延伸板は、他方の隔壁が設置された方向に延伸するように設けられ、
他方の隔壁に設けられた延伸板は、一方の隔壁が設置された方向に延伸するように設けられた構成であることを特徴とする前記Ｒ２又はＲ３に記載のトンネル発破音の低減方法。
【0025】
Ｒ５．隔壁、管路又は延伸板を形成する板材が、ハニカム構造を有する芯材と、この芯材を挟み込む上板と下板の２枚の薄板から構成されたハニカム・サンドイッチ構造であることを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ４のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ６．芯材のハニカム構造を構成するハニカム壁に壁透孔が設けられ、
前記壁透孔は、隣接するハニカム個室を連通させるように複数設けられ、
前記壁透孔が設けられたハニカム個室の薄板には薄板透孔が設けられ、
これらの壁透孔と薄板透孔によって連通された空間にハニカム管路が形成されたことを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ５のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ６．芯材のハニカム構造を構成するハニカム壁に壁透孔が設けられ、
前記壁透孔は、隣接するハニカム個室を連通させるように複数設けられ、
前記壁透孔が設けられたハニカム個室の薄板には薄板透孔が設けられ、
これらの壁透孔と薄板透孔によって連通された空間にハニカム管路が形成されたことを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ５のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
【0026】
Ｒ７．壁透孔が、ハニカム壁の上部と下部の交互に配設されたことを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ６のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ８．薄板透孔が、薄板の上板と下板の各１箇所に配設され、拡張室型のハニカム管路が形成されたことを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ７のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ８．薄板透孔が、薄板の上板と下板の各１箇所に配設され、拡張室型のハニカム管路が形成されたことを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ７のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
【0027】
Ｒ９．薄板透孔が、薄板の上板又は下板のいずれか一方に１箇所のみ配設され、共鳴管・閉管型のハニカム管路が形成されたことを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ７のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ１０．薄板透孔が、薄板の上板又は下板のいずれか一方に２箇所配設され、共鳴管・開管型のハニカム管路が形成されたことを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ７のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ１０．薄板透孔が、薄板の上板又は下板のいずれか一方に２箇所配設され、共鳴管・開管型のハニカム管路が形成されたことを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ７のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
【0028】
Ｒ１１．前記Ｒ９又はＲ１０に記載の板材が積層され、２層構造を有する１枚の板材が形成された構成であって、薄板透孔が配設されていない面同士が固着されることによって積層された構成であることを特徴とするトンネル発破音の低減方法。
Ｒ１２．管路が、拡張室の切羽側の外側に設置される入口管又は拡張室の坑口側の外側に設置される出口管であることを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ１１のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ１２．管路が、拡張室の切羽側の外側に設置される入口管又は拡張室の坑口側の外側に設置される出口管であることを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ１１のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
【0029】
Ｒ１３．管路が、拡張室の内側に設置される挿入管であることを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ１１のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ１４．入口管、出口管及び挿入管の全てを備えた構成であることを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ１３のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ１４．入口管、出口管及び挿入管の全てを備えた構成であることを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ１３のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
【0030】
Ｒ１５．入口管、出口管又は挿入管のそれぞれの長さが、異なる長さであることを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ１４のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ１６．管路が、任意の長さに伸縮可能な構成であることを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ１５のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ１６．管路が、任意の長さに伸縮可能な構成であることを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ１５のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
【0031】
Ｒ１７．管路が、複数の短管が摺動することによって伸縮可能な構成であることを特徴とする前記Ｒ１６に記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ１８．管路が、蛇腹に形成されることによって伸縮可能な構成であることを特徴とする請求項Ｒ１６に記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ１８．管路が、蛇腹に形成されることによって伸縮可能な構成であることを特徴とする請求項Ｒ１６に記載のトンネル発破音の低減方法。
【0032】
Ｒ１９．管路が、隔壁の開口に対して脱着可能な構成であることを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ１８のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ２０．対向して設けられた隔壁の間隔が、変更可能な構成であることを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ１９のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ２０．対向して設けられた隔壁の間隔が、変更可能な構成であることを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ１９のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
【0033】
Ｒ２１．工作物が、セントルであることを特徴とする前記Ｒ１～Ｒ２０のいずれかに記載のトンネル発破音の低減方法。
Ｒ２２．少なくとも２つの隔壁が対向して設けられることによって拡張室が形成され、
前記隔壁に設けられた開口に、管路が設置され、
前記管路の幅及び高さが、少なくとも車両が通行可能な寸法に設定されると共に、
前記隔壁が、トンネル坑内を移動可能な工作物に設置された構成であることを特徴とするトンネル発破音の低減装置。
Ｒ２２．少なくとも２つの隔壁が対向して設けられることによって拡張室が形成され、
前記隔壁に設けられた開口に、管路が設置され、
前記管路の幅及び高さが、少なくとも車両が通行可能な寸法に設定されると共に、
前記隔壁が、トンネル坑内を移動可能な工作物に設置された構成であることを特徴とするトンネル発破音の低減装置。
【発明の効果】
【0034】
上記１に示す発明によれば、管路が、拡張室の外側に設置される構成、即ち、拡張室の切羽側の外側に設置される入口管又は拡張室の坑口側の外側に設置される出口管が接続される構成に加えて、管路が、拡張室の内側に設置される構成、即ち、拡張室に挿入管が接続される構成を備えることによって、消音器構造の挿入損失（IL：Insertion Loss[dB]）が幅広い周波数帯において大きくなり、発破音の低減効果をより広帯域にまで及ぼすことができる。詳しくは後述する。
本発明は、入口管、前記出口管及び前記挿入管、並びに、これらによって形成された空間のそれぞれが、消音器としての役割を果たす構成であるが、この「これらによって形成された空間」とは、図６において、Ｚｂ１、Ｚｂ２、Ｚｂ３及びＺｂ４として表された空間である。
本発明は、入口管、前記出口管及び前記挿入管、並びに、これらによって形成された空間のそれぞれが、消音器としての役割を果たす構成であるが、この「これらによって形成された空間」とは、図６において、Ｚｂ１、Ｚｂ２、Ｚｂ３及びＺｂ４として表された空間である。
【0035】
上記２に示す発明によれば、消音器単体（入口管、出口管又は挿入管）の音響的透過損失ＴＬ（Transmission Loss[dB]）をそれぞれ計算し、消音効果のあるＴＬ周波数特性を組み合わせることによって、あらゆる周波数帯に対して消音効果をもたらすことができる。詳しくは後述する。
【0036】
上記３に示す発明によれば、入口管、出口管及び挿入管からなる全体の消音器構造の挿入損失ＩＬ（Insertion Loss[dB]）を用いることで、各管路の断面積及び長さを最適な条件に調整することができ、消音効果を広帯域に及ぼすことができる。詳しくは後述する。
【0037】
上記４に示す発明によれば、入口管、出口管又は挿入管のそれぞれの長さを異なる長さにすることで、各管路が有する消音特性により、消音効果が生じない周波数を減少させることができる。即ち、発破音の低減効果を更に広帯域にまで及ぼすことができる。詳しくは後述する。
【0038】
上記５に示す発明によれば、管路を任意の長さに伸縮することで、発破音の低減効果が及ぶ周波数帯を変化させることができ、発破音の周波数特性に応じて、又は消音効果が生じない周波数を把握した上で、その周波数に消音効果が及ぶように管路の長さを調整すれば、発破音の低減効果を向上させることができる。
【0039】
上記６に示す発明によれば、管路を複数の短管を長手方向に接続し、これらを摺動することによって管路の長さを伸縮することができる。この方法によれば、管路を簡単な操作で伸縮することができ、発破音の周波数特性に応じた変更が容易である。
上記７に示す発明によれば、管路を蛇腹の形態とすることで、管路の長さを伸縮することができる。この方法によれば、管路を簡単な操作で伸縮することができ、発破音の周波数特性に応じた変更が容易である。
上記７に示す発明によれば、管路を蛇腹の形態とすることで、管路の長さを伸縮することができる。この方法によれば、管路を簡単な操作で伸縮することができ、発破音の周波数特性に応じた変更が容易である。
【0040】
上記８に示す発明によれば、管路の幅及び高さは車両が通行可能な寸法に設定されていることから、発破時においても管路を閉鎖する必要が無いため、車両の往来や坑内の作業に影響を及ぼさず、作業効率を低下させることがない。
【0041】
上記９に示す発明によれば、隔壁がトンネル坑内を移動可能な工作物に設置された構成であるため、トンネル工事で使用される既存設備を利用することで新たな工作物を建造する必要がなく、コスト低減に貢献すると共に、設置や移動が容易であるという効果がある。
上記１０に示す発明によれば、山岳トンネル等の掘削後に用いられ、覆工コンクリート打ち込み作業のためにトンネル坑内を移動する型枠であるセントルに隔壁を設置すれば、既存設備を利用して発破音を低減させることができる。
上記１０に示す発明によれば、山岳トンネル等の掘削後に用いられ、覆工コンクリート打ち込み作業のためにトンネル坑内を移動する型枠であるセントルに隔壁を設置すれば、既存設備を利用して発破音を低減させることができる。
【0042】
以下、参考発明として列挙した前記Ｒ１～Ｒ２２に記載の発明の効果について述べる。
上記Ｒ１に示す発明によれば、発破音の低減手段として拡張室型消音器の原理を採用することによって、広帯域の周波数に及んで発破音の低減効果（「消音効果」ということもある。）を得ることができる。
また、拡張室型消音器の原理を採用することによって、発破作業中であっても隔壁の開口を閉じる必要がなく、更に、この開口と管路の幅及び高さは車両が通行可能な寸法に設定されていることから、車両の往来や坑内の作業に影響を及ぼさず、作業効率を低下させることがない。
更にまた、隔壁がトンネル坑内を移動可能な工作物に設置された構成であるため、トンネル工事で使用される既存設備を利用することで新たな工作物を建造する必要がなく、コスト低減に貢献すると共に、設置や移動が容易であるという効果がある。
上記Ｒ１に示す発明によれば、発破音の低減手段として拡張室型消音器の原理を採用することによって、広帯域の周波数に及んで発破音の低減効果（「消音効果」ということもある。）を得ることができる。
また、拡張室型消音器の原理を採用することによって、発破作業中であっても隔壁の開口を閉じる必要がなく、更に、この開口と管路の幅及び高さは車両が通行可能な寸法に設定されていることから、車両の往来や坑内の作業に影響を及ぼさず、作業効率を低下させることがない。
更にまた、隔壁がトンネル坑内を移動可能な工作物に設置された構成であるため、トンネル工事で使用される既存設備を利用することで新たな工作物を建造する必要がなく、コスト低減に貢献すると共に、設置や移動が容易であるという効果がある。
【0043】
上記Ｒ２に示す発明によれば、隔壁に延伸板が設けられることによって、隔壁、延伸板及び地面に囲われた空間が拡張室の役割を果たし、発破音の低減効果を向上させることができる。
トンネル内に隔壁を設けた場合に、トンネルの掘削面と隔壁との間に隙間が生ずることを避けられず、この隙間の存在によって消音効果が減少するおそれがある。これに対して、上記延伸板を設けて、隔壁、延伸板及び地面に囲われた空間を拡張室とすることができれば、消音効果の減少分を補うことができるし、さらなる消音効果を得ることもできる。
トンネル内に隔壁を設けた場合に、トンネルの掘削面と隔壁との間に隙間が生ずることを避けられず、この隙間の存在によって消音効果が減少するおそれがある。これに対して、上記延伸板を設けて、隔壁、延伸板及び地面に囲われた空間を拡張室とすることができれば、消音効果の減少分を補うことができるし、さらなる消音効果を得ることもできる。
【0044】
上記Ｒ３に示す発明によれば、延伸板の設置方向を、他の隔壁が設置された方向にすることで、延伸板等によって得られる空間が拡張室として作用する確度を高めることができる。
上記Ｒ４に示す発明によれば、２つの隔壁に設けられる延伸板が、相互に向かい合う格好となり、それぞれが拡張室の役割を果たすので、消音効果の向上、特に、消音効果が得られる周波数帯域を広げることができる。
上記Ｒ４に示す発明によれば、２つの隔壁に設けられる延伸板が、相互に向かい合う格好となり、それぞれが拡張室の役割を果たすので、消音効果の向上、特に、消音効果が得られる周波数帯域を広げることができる。
【0045】
上記Ｒ５に示す発明によれば、隔壁、管路又は延伸板を形成する板材をハニカム・サンドイッチ構造とすることで、軽量でありながら高い剛性を有する板材を得ることができる。
上記Ｒ６に示す発明によれば、板材の内部にハニカム管路を形成することによって、この部分が消音器として働き、更なる消音効果を得ることができる。
上記Ｒ６に示す発明によれば、板材の内部にハニカム管路を形成することによって、この部分が消音器として働き、更なる消音効果を得ることができる。
【0046】
上記Ｒ７に示す発明によれば、壁透孔を、ハニカム壁の上部と下部の交互に配設することによって、消音器としての効果を高めることができる。
上記Ｒ８に示す発明によれば、透孔を薄板の上板と下板の各１箇所に配設することによって、拡張室型のハニカム管路を形成することができる。
上記Ｒ８に示す発明によれば、透孔を薄板の上板と下板の各１箇所に配設することによって、拡張室型のハニカム管路を形成することができる。
【0047】
上記Ｒ９に示す発明によれば、透孔を薄板の上板又は下板のいずれか一方に１箇所のみ配設することによって、共鳴管・閉管型のハニカム管路を形成することができる。
上記Ｒ１０に示す発明によれば、透孔を薄板の上板又は下板のいずれか一方に２箇所配設することによって、共鳴管・開管型のハニカム管路を形成することができる。
上記Ｒ１０に示す発明によれば、透孔を薄板の上板又は下板のいずれか一方に２箇所配設することによって、共鳴管・開管型のハニカム管路を形成することができる。
【0048】
上記Ｒ１１に示す発明によれば、共鳴管型の消音器の作用効果を有する板材を積層し、２槽構造としたことにより、これを隔壁、管路又は延伸板の板材として使用すれば、幅広い帯域に対する消音特性を調整することができるので、広い周波数範囲にわたって減音効果の拡大化かつ平坦化を図ることができる。即ち、管路長等が異なる複数の共鳴管を設置したことと同様の効果を得ることができ、広い周波数範囲にわたって減音効果の拡大化かつ平坦化を図ることができる。
【0049】
上記Ｒ１２に示す発明によれば、管路が、拡張室の外側に設置される構成、即ち、拡張室の切羽側の外側に設置される入口管又は拡張室の坑口側の外側に設置される出口管が接続される構成であり、
上記Ｒ１３に示す発明によれば、管路が、拡張室の内側に設置される構成、即ち、拡張室に挿入管が接続される構成であり、
上記Ｒ１４に示す発明によれば、拡張室に入口管、出口管及び挿入管が接続される構成であり、
それぞれの構成によって、消音器構造の挿入損失（IL：Insertion Loss[dB]）が幅広い周波数帯において大きくなり、発破音の低減効果をより広帯域にまで及ぼすことができる。詳しくは後述する。
上記Ｒ１３に示す発明によれば、管路が、拡張室の内側に設置される構成、即ち、拡張室に挿入管が接続される構成であり、
上記Ｒ１４に示す発明によれば、拡張室に入口管、出口管及び挿入管が接続される構成であり、
それぞれの構成によって、消音器構造の挿入損失（IL：Insertion Loss[dB]）が幅広い周波数帯において大きくなり、発破音の低減効果をより広帯域にまで及ぼすことができる。詳しくは後述する。
【0050】
上記Ｒ１５に示す発明によれば、入口管、出口管又は挿入管のそれぞれの長さを異なる長さにすることで、各管路が有する消音特性により、消音効果が生じない周波数を減少させることができる。即ち、発破音の低減効果を更に広帯域にまで及ぼすことができる。詳しくは後述する。
上記Ｒ１６に示す発明によれば、管路を任意の長さに伸縮することで、発破音の低減効果が及ぶ周波数帯を変化させることができ、発破音の周波数特性に応じて、又は消音効果が生じない周波数を把握した上で、その周波数に消音効果が及ぶように管路の長さを調整すれば、発破音の低減効果を向上させることができる。
上記Ｒ１６に示す発明によれば、管路を任意の長さに伸縮することで、発破音の低減効果が及ぶ周波数帯を変化させることができ、発破音の周波数特性に応じて、又は消音効果が生じない周波数を把握した上で、その周波数に消音効果が及ぶように管路の長さを調整すれば、発破音の低減効果を向上させることができる。
【0051】
上記Ｒ１７に示す発明によれば、管路を複数の短管を長手方向に接続し、これらを摺動することによって管路の長さを伸縮することができる。この方法によれば、管路を簡単な操作で伸縮することができ、発破音の周波数特性に応じた変更が容易である。
上記Ｒ１８に示す発明によれば、管路を蛇腹の形態とすることで、管路の長さを伸縮することができる。この方法によれば、管路を簡単な操作で伸縮することができ、発破音の周波数特性に応じた変更が容易である。
上記Ｒ１８に示す発明によれば、管路を蛇腹の形態とすることで、管路の長さを伸縮することができる。この方法によれば、管路を簡単な操作で伸縮することができ、発破音の周波数特性に応じた変更が容易である。
【0052】
上記Ｒ１９に示す発明によれば、トンネル坑内を移動可能な工作物に隔壁を設置する際や、隔壁が設置された工作物を移動させる場合などに、管路を取り外すことで移動の妨げになることを防止することができる。
上記Ｒ２０に示す発明によれば、隔壁の間隔を任意の長さに変更することで、発破音の低減効果が及ぶ周波数帯を変化させることができ、発破音の周波数特性に応じて隔壁の間隔の距離を調整すれば、発破音の低減効果を向上させることができる。また、トンネルの内径に応じて、隔壁の間隔を変更することもできる。
上記Ｒ２０に示す発明によれば、隔壁の間隔を任意の長さに変更することで、発破音の低減効果が及ぶ周波数帯を変化させることができ、発破音の周波数特性に応じて隔壁の間隔の距離を調整すれば、発破音の低減効果を向上させることができる。また、トンネルの内径に応じて、隔壁の間隔を変更することもできる。
【0053】
上記Ｒ２１に示す発明によれば、山岳トンネル等の掘削後に用いられ、覆工コンクリート打ち込み作業のためにトンネル坑内を移動する型枠であるセントルに隔壁を設置すれば、既存設備を利用して発破音を低減させることができる。
上記Ｒ２２に示す発明によれば、上記Ｒ１に示す発明と同様に、広帯域の周波数に及んで発破音の低減効果を得ることができ、発破作業中であっても隔壁の開口を閉じる必要がないため作業効率を低下させることがなく、トンネル工事で使用される既存設備を利用できると共に、設置や移動が容易という利点を有するトンネル発破音の低減装置を提供することができる。
上記Ｒ２２に示す発明によれば、上記Ｒ１に示す発明と同様に、広帯域の周波数に及んで発破音の低減効果を得ることができ、発破作業中であっても隔壁の開口を閉じる必要がないため作業効率を低下させることがなく、トンネル工事で使用される既存設備を利用できると共に、設置や移動が容易という利点を有するトンネル発破音の低減装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】本発明に係るトンネル発破音の減音装置の一実施例を表す概略斜視図
【図2】本発明に係るトンネル発破音の減音装置の一実施例を表す概略Ａ－Ａ端面図
【図3】管路の設置位置を例示する概略Ａ－Ａ端面図
【図4】それぞれの管路の長さを説明する概略Ａ－Ａ端面図
【図5】管路の長さを変えた消音器構造による消音効果を説明する模式図及び周波数特性グラフ
【図6】消音器構造の挿入損失ＩＬを求める対象である音響管内音場を表す模式図
【図7】消音器構造の挿入損失ＩＬを求めるための等価回路を表す模式図
【図8】シミュレーション及び検証実験に用いた管路要素を説明する概略Ａ－Ａ端面図
【図9】シミュレーション結果を表す周波数特性グラフ
【図10】検証実験結果を表す周波数特性グラフ
【0055】
【図11】隔壁とトンネルの掘削面との間に生じた隙間の存在を表す概略説明図
【図12】隔壁に延伸板が設けられたトンネル発破音の減音装置の一実施例を表す概略斜視図
【図13】隔壁に延伸板が設けられたトンネル発破音の減音装置の一実施例を表す概略説明図（その１）
【図14】隔壁に延伸板が設けられたトンネル発破音の減音装置の一実施例を表す概略説明図（その２）
【図15】ハニカム・サンドイッチ構造を採用した板材の一実施例を表す概略斜視図
【図16】ハニカム・サンドイッチ構造を採用した板材の一実施例を表す平面図及び概略Ｂ－Ｂ断面図（拡張室型）
【図17】ハニカム・サンドイッチ構造を採用した板材の一実施例を表す平面図及び概略Ｃ－Ｃ断面図（共鳴管・開管型）
【図18】ハニカム・サンドイッチ構造を採用した板材の一実施例を表す平面図及び概略Ｄ－Ｄ断面図（共鳴管・閉管型）
【図19】２層構造を採用した板材の一実施例を表す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【0056】
添付の図面に従って、本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明に係るトンネル発破音の低減装置１の一実施例を表す概略斜視図であり、トンネルＴの坑内に２枚の隔壁２が対向して設けられ、これらの隔壁２の開口２１に、管路３が設置された状態を表わしている。２つの隔壁２に挟まれた空間が、拡張室４である。図２は、図１に示されたＡ－Ａ線の概略端面図である。
図１は、本発明に係るトンネル発破音の低減装置１の一実施例を表す概略斜視図であり、トンネルＴの坑内に２枚の隔壁２が対向して設けられ、これらの隔壁２の開口２１に、管路３が設置された状態を表わしている。２つの隔壁２に挟まれた空間が、拡張室４である。図２は、図１に示されたＡ－Ａ線の概略端面図である。
【0057】
本発明は、トンネル発破音の低減装置１を、掘削工事中のトンネルに１台、又は２台以上設置して、トンネルの切羽側で生ずる発破音が、坑口側に漏れ出すことを防止ないし抑制するための方法に関するものである。
【0058】
隔壁２は、図１～２に示されるように、トンネル坑内又は坑口に少なくとも２つの対で設けられる。隔壁２は、トンネルＴの坑道方向に対して略直交する方向に並べられ、対を成す隔壁２は、略平行に対向して設置される。
隔壁２は、トンネルＴの開口（断面）の形状及び大きさと略同一であり、多くの場合、トンネルの開口の形状は馬蹄型、卵型又は円型であるため、隔壁２の形状も馬蹄型、卵型又は円型といったアーチ形状が採用される。
隔壁２は、トンネルＴの開口（断面）の形状及び大きさと略同一であり、多くの場合、トンネルの開口の形状は馬蹄型、卵型又は円型であるため、隔壁２の形状も馬蹄型、卵型又は円型といったアーチ形状が採用される。
【0059】
隔壁２は、トンネルＴの側壁面ないし天井面に対して隙間なく設置されることが好ましい。
隔壁２とトンネルＴの側壁面ないし天井面に隙間が生ずる場合は、その隙間を公知公用の手段を用いて塞ぐことが好ましい。隙間を塞ぐ手段として、取り外しが可能な手段が好ましく、例えば、取り外しが容易に可能なスペーサー部材を用いる他、取り外しによる移動性を考慮した埋め戻し材を用いる手段を挙げることができる。
なお、この隙間が生ずることによって、その隙間の大きさや範囲によって消音効果に影響を及ぼす場合があるものの、本発明の消音効果が直ちになくなるものではない。
隔壁２とトンネルＴの側壁面ないし天井面に隙間が生ずる場合は、その隙間を公知公用の手段を用いて塞ぐことが好ましい。隙間を塞ぐ手段として、取り外しが可能な手段が好ましく、例えば、取り外しが容易に可能なスペーサー部材を用いる他、取り外しによる移動性を考慮した埋め戻し材を用いる手段を挙げることができる。
なお、この隙間が生ずることによって、その隙間の大きさや範囲によって消音効果に影響を及ぼす場合があるものの、本発明の消音効果が直ちになくなるものではない。
【0060】
対を成す隔壁２の間隔は、トンネルの内径よりも長さが大となるよう設置されることが好ましい。これは、本発明が採用する拡張室型消音器（膨張型消音器）の説明において、空洞の内部を音波が平面波として軸方向に進行し、これが端面で反射して進行波との干渉が行われることを前提とした考えがあるためである。ただし、上記条件に該当しなくても、現実的には消音効果がないとは言い切れず、本発明はかかる条件に限定されるものではなく、トンネルの内径と長さが同じ場合でも、トンネルの内径が長さよりも大となる場合も本発明の範囲に含まれる。
【0061】
対を成す隔壁２の間隔は、変更可能な構成であることが好ましい。隔壁２の間隔を任意の長さに変更することで、発破音の低減効果が及ぶ周波数帯を変化させることができ、発破音の周波数特性に応じて隔壁２の間隔の距離を調整すれば、発破音の低減効果を向上させることができる。また、前述の通り、隔壁２の間隔は、トンネルの内径よりも長さが大となるよう設置されることが好ましいので、トンネルの内径に応じて隔壁２の間隔を変更することもできる。
【0062】
隔壁２には、図１～２に示されるように、工事車両の通行が可能な程度の幅及び高さを有する開口２１が設けられる。開口２１の形状に限定はないが、後述する管路３の形状や大きさに対応して設けられる。特に、隔壁２と管路３との間に隙間が生じることは好ましくないため、隔壁２の開口２１は、管路３の開口３１と又は管路３の外周の形状と一致していることが好ましい。ただし、隔壁２の開口２１と管路３の開口３１との大きさや形状が一致していなくても、スペーサー部材やアジャスター部材等を用いて、両者に生じた隙間を埋める手段を採用してもよい。
【0063】
隔壁２は、トンネル坑内を移動可能な工作物（以下、「移動工作物」ともいう。図示しない。）に設置される。トンネル坑内を移動可能な工作物として、例えば、移動セントル、シート台車、養生台車が挙げられる。
隔壁２は、１台の移動工作物の坑口側と切羽側にそれぞれ設置してもよいし、１つの隔壁２を設置した移動工作物を２台用意し、これらで対を成す隔壁２を形成してもよい。
隔壁２は、１台の移動工作物の坑口側と切羽側にそれぞれ設置してもよいし、１つの隔壁２を設置した移動工作物を２台用意し、これらで対を成す隔壁２を形成してもよい。
【0064】
例示した移動セントル、シート台車、養生台車には、トンネル工事期間中の一部の期間において使用され、着工から竣工に至るまで常時使用されるわけではない。よって、これらの移動工作物が使用されない期間に、隔壁２を設置して、トンネル発破音の低減装置１の一部として利用されることが好ましい。
【0065】
隔壁２が移動工作物に設置される構成を採用することによって、トンネル工事で使用される既存設備を利用することで新たな工作物を建造する必要がなく、コスト低減に貢献すると共に、設置や移動が容易であるという効果がある。
【0066】
管路３は、隔壁２の開口２１に設置される。管路３は、図１～２に示されるように、隔壁２の開口２１に挿通される態様で設置することができる。また、図には示されないが、隔壁２の壁面に管路３の端面を接地し、これを公知公用の手段を用いて固定する方法で設置してもよい。
【0067】
管路３には、少なくとも車両Ｃの通行が可能な程度の幅及び高さを有する開口２１が設けられる。即ち、管路３は、車両Ｃや作業員の通路、ベルトコンベヤの敷設路等を兼ねる。
特に、トンネル工事に使用される工事車両が通行可能な幅及び高さを有することが好ましく、幅は５．５ｍ以上、高さは４ｍ以上あることが好ましい。ただし、管路３をベルトコンベヤ、風管、配管用スペースとして利用することも排除せず、例えば幅及びは高さが１ｍ程度の小さな開口２１となることもある。
特に、トンネル工事に使用される工事車両が通行可能な幅及び高さを有することが好ましく、幅は５．５ｍ以上、高さは４ｍ以上あることが好ましい。ただし、管路３をベルトコンベヤ、風管、配管用スペースとして利用することも排除せず、例えば幅及びは高さが１ｍ程度の小さな開口２１となることもある。
【0068】
管路３の形状に限定はないが、隔壁の開口２１の形状や大きさに対応していることが好ましい。特に、隔壁２と管路３との間に隙間が生じることは好ましくないため、管路３の開口３１又は管路３の外周の形状は、隔壁２の開口と一致していることが好ましい。ただし、隔壁２の開口と管路３の開口３１との大きさや形状が一致していなくても、スペーサー部材やアジャスター部材等公知公用の手段を用いて、両者に生じた隙間を生める手段を採用してもよい。
【0069】
続いて、管路３の種別について説明する。
管路３は、２つの隔壁に挟まれた空間である拡張室４の外側に設置することができ、この拡張室４の外側に取り付けられた管路３のうち、拡張室の切羽側の外側に設置されるものを入口管３２、拡張室の坑口側の外側に設置されるものを出口管３３と呼称する（図１～２参照。）。
管路３は、２つの隔壁に挟まれた空間である拡張室４の外側に設置することができ、この拡張室４の外側に取り付けられた管路３のうち、拡張室の切羽側の外側に設置されるものを入口管３２、拡張室の坑口側の外側に設置されるものを出口管３３と呼称する（図１～２参照。）。
【0070】
また、管路３は、拡張室４の内側に設置することができ、この拡張室３の内側に取り付けられた管路３を挿入管３４と呼称する（図１～２参照。）。
図１～２では、１つ部材からなる管路３を、隔壁２を貫通する態様で設置しており、拡張室の外側を出口管３３、内側を挿入管３４としているが、隔壁２の内側と外側にそれぞれ別部材の管路３を設置し、これらが隔壁２の開口２１を介して連通する態様で設置されてもよい。即ち、隔壁２の内側と外側とで、入口管３２と挿入管３４又は出口管３３と挿入管３４が接続された構成とすることができる。
図１～２では、１つ部材からなる管路３を、隔壁２を貫通する態様で設置しており、拡張室の外側を出口管３３、内側を挿入管３４としているが、隔壁２の内側と外側にそれぞれ別部材の管路３を設置し、これらが隔壁２の開口２１を介して連通する態様で設置されてもよい。即ち、隔壁２の内側と外側とで、入口管３２と挿入管３４又は出口管３３と挿入管３４が接続された構成とすることができる。
【0071】
管路３を設置する位置として、図３に示すとおり、８つの組み合わせが考えられる。
図３（ａ）は、切羽側の隔壁２に入口管３２が、坑口側の隔壁２に出口管３３が取り付けられた態様である。図３（ｂ）は、切羽側の隔壁２に入口管３２が、坑口側の隔壁２に出口管３３と挿入管３４が取り付けられた態様である。図３（ｃ）は、切羽側の隔壁２に入口管３２と挿入管３４が、坑口側の隔壁２に出口管３３が取り付けられた態様である。図３（ｄ）は、切羽側の隔壁２に入口管３２と挿入管３４が、坑口側の隔壁２に出口管３３と挿入管３４が取り付けられた態様である。
図３（ａ）は、切羽側の隔壁２に入口管３２が、坑口側の隔壁２に出口管３３が取り付けられた態様である。図３（ｂ）は、切羽側の隔壁２に入口管３２が、坑口側の隔壁２に出口管３３と挿入管３４が取り付けられた態様である。図３（ｃ）は、切羽側の隔壁２に入口管３２と挿入管３４が、坑口側の隔壁２に出口管３３が取り付けられた態様である。図３（ｄ）は、切羽側の隔壁２に入口管３２と挿入管３４が、坑口側の隔壁２に出口管３３と挿入管３４が取り付けられた態様である。
【0072】
続いて、図３（ｅ）は、切羽側の隔壁２に入口管３２が取り付けられ、坑口側の隔壁２には管路が取り付けられない態様である。図３（ｆ）は、切羽側の隔壁２には管路が取り付けられず、坑口側の隔壁２に出口管３３が取り付けられた態様である。図３（ｇ）は、切羽側の隔壁２に入口管３２が、坑口側の隔壁２に挿入管３４が取り付けられた態様である。図３（ｈ）は、切羽側の隔壁２に挿入管３４が、坑口側の隔壁２に出口管３３が取り付けられた態様である。
【0073】
管路３の長さについて説明する。
管路３の長さについて限定はないが、それぞれの管路３の長さが異なる構成とすることが好ましい。図４を参照しながら詳述すると、入口管３２の長さＸと、出口管３３の長さＹと、挿入管３４の長さＺとが、異なる長さであることが好ましい。異なる長さを有する各管路による異なる消音特性により、消音効果が生じない周波数を減少させることができる。即ち、発破音の低減効果を更に広帯域にまで及ぼすことができる。この点については、後述する検証実験において効果を確認している。
管路３の長さについて限定はないが、それぞれの管路３の長さが異なる構成とすることが好ましい。図４を参照しながら詳述すると、入口管３２の長さＸと、出口管３３の長さＹと、挿入管３４の長さＺとが、異なる長さであることが好ましい。異なる長さを有する各管路による異なる消音特性により、消音効果が生じない周波数を減少させることができる。即ち、発破音の低減効果を更に広帯域にまで及ぼすことができる。この点については、後述する検証実験において効果を確認している。
【0074】
上記効果が生ずる原理について、以下に詳述する。ここでは、消音器単体の音響的透過損失ＴＬ（Transmission Loss[dB]）を用いて、消音効果を説明する。透過損失ＴＬが大きければ消音効果が大きく、ＴＬが小さければ消音効果が小さく、ＴＬが０であれば消音効果がないといえる。
【0075】
音響的透過損失ＴＬは、次式で求めることができる。
ここで、ＳＭは拡張室の断面積、ｌＭは拡張室の長さ、Ｓは管路の断面積、ωは角周波数、ｃは音速をそれぞれ表す。
即ち、ＴＬを大きくするには、拡張比ｍ＝ＳＭ／Ｓを大きくすることが必要となる。
【数3】
即ち、ＴＬを大きくするには、拡張比ｍ＝ＳＭ／Ｓを大きくすることが必要となる。
【0076】
以下、図５に従って説明する。
図５は、左列には、消音器構造の模式図が、右列には、左列に示された模式図に対応した透過損失ＴＬの周波数特性が示されている。
図５(a)の消音器構造は、拡張室４に、入口管３２と出口管３３が取り付けられた構成である。この構成のＴＬ周波数特性をみると、f1、2f1、3f1及び4f1にてＴＬが０であり、この周波数に対しては消音効果がないといえる。
図５は、左列には、消音器構造の模式図が、右列には、左列に示された模式図に対応した透過損失ＴＬの周波数特性が示されている。
図５(a)の消音器構造は、拡張室４に、入口管３２と出口管３３が取り付けられた構成である。この構成のＴＬ周波数特性をみると、f1、2f1、3f1及び4f1にてＴＬが０であり、この周波数に対しては消音効果がないといえる。
【0077】
次に、図５(b)の消音器構造は、拡張室４に、入口管３２と出口管３３が取り付けられ、更に切羽側の隔壁２に挿入管３４が取り付けられた構成である。そして、拡張室４の長さをlMとすると、挿入管３４の長さはlM/4である。
この構成のＴＬ周波数特性をみると、図５(a)の構成に比して、2f1のＴＬが０でなくなっている。即ち、図５(a)の構成において消音効果が生じない周波数2f1を消すことができた。
また同様に、数１によれば、挿入管３４の長さはlM/4の場合には、2f1、6f1、10f1・・・の周波数に対して効果がある。
この構成のＴＬ周波数特性をみると、図５(a)の構成に比して、2f1のＴＬが０でなくなっている。即ち、図５(a)の構成において消音効果が生じない周波数2f1を消すことができた。
また同様に、数１によれば、挿入管３４の長さはlM/4の場合には、2f1、6f1、10f1・・・の周波数に対して効果がある。
【0078】
次に、図５(c)の消音器構造は、図５(b)と同じく、入口管３２と出口管３３が取り付けられ、更に切羽側の隔壁２に挿入管３４が取り付けられた構成である。ただし、拡張室４の長さをlMとすると、挿入管３４の長さはlM/2である点で異なる。
この構成のＴＬ周波数特性をみると、図５(a)の構成に比して、f1及び3f1のＴＬが０でなくなっている。即ち、図５(a)の構成において消音効果が生じない周波数f1及び3f1を消すことができた。
また同様に、数１によれば、挿入管３４の長さはlM/2の場合には、f1、3f1、5f1・・・の周波数に対して効果がある。
この構成のＴＬ周波数特性をみると、図５(a)の構成に比して、f1及び3f1のＴＬが０でなくなっている。即ち、図５(a)の構成において消音効果が生じない周波数f1及び3f1を消すことができた。
また同様に、数１によれば、挿入管３４の長さはlM/2の場合には、f1、3f1、5f1・・・の周波数に対して効果がある。
【0079】
次に、図５(d)の消音器構造は、入口管３２と出口管３３が取り付けられ、更に切羽側と坑口側の隔壁２にそれぞれ挿入管３４が取り付けられた構成である。そして、拡張室４の長さをlMとすると、切羽側の挿入管３４の長さはlM/2であり、坑口側の挿入管３４の長さはlM/4である。
この構成のＴＬ周波数特性をみると、図５(a)の構成に比して、f1、2f1及び3f1のＴＬが０でなくなっている。即ち、図５(a)の構成において消音効果が生じない周波数f1、2f1及び3f1を消すことができた。
この構成のＴＬ周波数特性をみると、図５(a)の構成に比して、f1、2f1及び3f1のＴＬが０でなくなっている。即ち、図５(a)の構成において消音効果が生じない周波数f1、2f1及び3f1を消すことができた。
【0080】
また同様に、数１によれば、lM/4とlM/2の長さの挿入管３４場合には、f1、2f1、3f1、5f1、6f1、7f1・・・の周波数に対して効果があり、残る周波数は4f1、8f1・・・と非常に少なくなる。図５(d)の構成に、入口管３２や出口管３３を加える、又は、これらの順序を組み替えることによって、4f1、8f1・・・に対する効果を得ることもでき、組み合わせ次第で、あらゆる周波数帯に対して消音効果をもたらすことができる。
【0081】
上述の通り、入口管３２、出口管３３又は挿入管３４といった管路３の長さや組み合わせについて、異なる要素を持たせることによって、消音効果が生じない周波数を減少させることができ、発破音の低減効果を広帯域化することができる。
【0082】
管路３は、隔壁の開口２１に対して脱着可能な構成であることが好ましい。かかる構成により、移動工作物に隔壁２を設置する際や、隔壁２が設置された移動工作物を移動させる場合などに、管路３を取り外すことで作業を円滑且つ迅速に行うことができる。
上記脱着する手段について限定はなく、この種の技術分野において公知公用の脱着手段を特別の制限なく採用することができる。
上記脱着する手段について限定はなく、この種の技術分野において公知公用の脱着手段を特別の制限なく採用することができる。
【0083】
管路３は、任意の長さに伸縮可能であることが好ましい。管路３の長さにより、発破音減音の周波数特性は異なるので、発破音が大きい又は減音したい周波数帯域に効果を及ぼすために、管路３の長さを伸縮して調整することが好ましい。
【0084】
管路３の伸縮手段については、例えば、スライド方式や蛇腹方式を挙げることができる。
スライド方式は、例えば、管路３を複数の短管（管路３全体の長さよりも十分に短い長さで形成された管。）を接続することによって形成し、これらを摺動することによって伸縮する構成である。隣に位置する短管は径が異なるように形成し、径が大なる短管と、径が小なる短管とが摺動によって重なり合うことができる構成とすれば、管路３の長さを伸縮することができる。
スライド方式は、例えば、管路３を複数の短管（管路３全体の長さよりも十分に短い長さで形成された管。）を接続することによって形成し、これらを摺動することによって伸縮する構成である。隣に位置する短管は径が異なるように形成し、径が大なる短管と、径が小なる短管とが摺動によって重なり合うことができる構成とすれば、管路３の長さを伸縮することができる。
【0085】
また、スライド方式の他の例として、管路３を複数の側板及び天板を接続することによって形成し、これらを雨戸や障子などの引き戸を戸袋へ引き込む要領で、管路３を伸縮する構成を挙げることができる。この場合の側板及び天板も、管路３全体の長さよりも十分短い長さで形成された板である。また、側板及び天板は、管路３の長手方向に形成されたレール上を摺動する構成としてもよい。トンネル坑内にレールを敷くことが困難な場合は上吊式とし、この上吊りされたレールも伸縮可能とする構成を採用してもよい。
【0086】
蛇腹方式は、山折りと谷折りを繰り返した形状の構成である。一般に知られている蛇腹の仕組みと同様、この構成により、管路３の長さを伸縮することができる。管路３の伸縮手段として、蛇腹方式を採用する場合は、管路３を比較的柔らかい金属や合成樹脂によって形成することが好ましい。
その他、管路３の伸縮手段として、管路３の側板や天板を折れ戸の如き構成としたり、側板や天板を脱着して長さを調整する手段を採用してもよい。
その他、管路３の伸縮手段として、管路３の側板や天板を折れ戸の如き構成としたり、側板や天板を脱着して長さを調整する手段を採用してもよい。
【0087】
拡張室４は、図１等に示されるように、２つの隔壁２に挟まれた空間であり、隔壁２以外の面は、側壁４１と底面４２によって閉じられている。
【0088】
側壁４１は、コンクリート打設等によって人工的に設けられた面であってもよいし、掘削によって表れた土面や岩面であってもよい。また、拡張室４の側壁４１を形成するため、隔壁２と共に減音装置１の一部として新設してもよい。更にまた、移動工作物に形成された人工的な面、特に、移動セントルに設けられた型枠を利用してもよい。
【0089】
底面４２は、コンクリート打設やアスファルト舗装等がされた面であってもよいし、地面Ｇであってもよい。
なお、前述のとおり、拡張室４は、対を成す隔壁２の間隔が、トンネルの内径（拡張室４の内径）よりも長さが大となるよう形成することが好ましい。
なお、前述のとおり、拡張室４は、対を成す隔壁２の間隔が、トンネルの内径（拡張室４の内径）よりも長さが大となるよう形成することが好ましい。
【0090】
次に、本発明に係るトンネル発破音の低減方法について、低減効果の解析方法を説明する。
本発明に用いられる管路系消音器の音響的特性については、等価回路を用いた解析法が適用可能である。なお、ここでは、トンネル断面寸法より十分に長い波長を有する周波数範囲のみを扱うことにする。
本発明に用いられる管路系消音器の音響的特性については、等価回路を用いた解析法が適用可能である。なお、ここでは、トンネル断面寸法より十分に長い波長を有する周波数範囲のみを扱うことにする。
【0091】
図６に示されるような音響管内音場は、図７に示される等価回路で表すことができる。よって、回路終端のインピーダンスにおける消費電力を求めることによって、消音器の有無による音響特性の変化の評価が可能となる。
【0092】
図７における縦続接続要素（騒音対策後）の四端子定数をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとして、騒音対策装置を含まない管路系（騒音対策前）の四端子定数をＡ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’で表すことにすると、消音器構造の挿入損失ＩＬ（Insertion Loss[dB]）は、音響系の等価回路に基づき次式で求めることができる。
【0093】
【数4】
【0094】
ここで、Ｚｓ，Ｚｒは、音源部のインピーダンス、管路出口端の放射インピーダンスを表す。
【0095】
続いて、上記解析方法を用いた計算（シミュレーション）結果について説明する。
トンネルを想定した主管路内に、図８に示す管路２の各要素を設定する場合において、それぞれの挿入損失ＩＬの計算結果を図９に示す。
トンネルを想定した主管路内に、図８に示す管路２の各要素を設定する場合において、それぞれの挿入損失ＩＬの計算結果を図９に示す。
【0096】
図８（ａ）に示す消音器構造は、開口２１を有する隔壁２のみを設けた例である。この場合における計算結果を、図９に点線で示す。この計算結果によると、検討する周波数において、ＩＬが大幅に変化することはなくほぼ一様な周波数特性となった。
【0097】
図８（ｂ）に示す消音器構造は、対を成す隔壁２にそれぞれ入口管３２と出口管３３を設置した例である。この場合における計算結果を、図９に薄色の実線で示す。この計算結果によれば、周期的にＩＬが大きくなる特性となった。これは、拡張室型消音器の特徴と合致する。また、付加した管路周囲の共鳴効果によって、６４０Ｈｚ付近でＩＬが大きくなった。
【0098】
図８（ｃ）に示す消音器構造は、切羽側の隔壁２に入口管３２を、坑口側の隔壁２に出口管３３と挿入管３４を設置した例である。この場合における計算結果を、図９に濃色の実線で示す。この計算結果によれば、４００Ｈｚ付近に加えて１ｋＨｚ付近でＩＬが増加した。これは、異なる長さの管路要素を設置することによって、共鳴効果のためＩＬが大きくなる周波数（周波数帯域）を増やすこと、即ち広帯域に減音効果が認められたためである。
【0099】
最後に、計算モデルと同様の装置を用いて、計算結果を検証するための実験を行った。
実験には、トンネルを想定した主管路として、直径３００ｍｍの円形ダクトを使用した。円形ダクト内に、隔壁２や管路３を設置して実験を行った。図１０に、実験結果を示す。図１０においても図９と同様に、図８（ａ）に対応した結果は点線で、（ｂ）に対応した結果は薄色の実線で、（ｃ）に対応した結果は濃色の実線で示す。
実験には、トンネルを想定した主管路として、直径３００ｍｍの円形ダクトを使用した。円形ダクト内に、隔壁２や管路３を設置して実験を行った。図１０に、実験結果を示す。図１０においても図９と同様に、図８（ａ）に対応した結果は点線で、（ｂ）に対応した結果は薄色の実線で、（ｃ）に対応した結果は濃色の実線で示す。
【0100】
図１０に示す検証実験結果によれば、隔壁２に入口管３２と出口管３３を加えると（図８（ｂ）の構成）、ＩＬに周期的特性が認められた。更に、坑口側の隔壁２に挿入管３４を設けることによって（図８（ｃ）の構成）、４００Ｈｚ付近に加えて、１ｋＨｚ付近でＩＬが増加した。
以上の検証結果より、実験においても、計算結果と同様に、隔壁２に入口管３２、出口管３３及び／又は挿入管３４を設置した消音器構造によって、減音特性の広帯域化が可能であることが確認できた。
以上の検証結果より、実験においても、計算結果と同様に、隔壁２に入口管３２、出口管３３及び／又は挿入管３４を設置した消音器構造によって、減音特性の広帯域化が可能であることが確認できた。
【0101】
以上の通り、トンネルを想定した管路内に消音器構造を適用し、その等価回路解析及び縮尺ダクト装置を用いた実験を行った。
その結果、解析結果と実験結果とは同様の傾向を示し、トンネルを想定した管路内に消音器構造を適用することによって、減音特性の広帯域化が可能であることが確認できた。
その結果、解析結果と実験結果とは同様の傾向を示し、トンネルを想定した管路内に消音器構造を適用することによって、減音特性の広帯域化が可能であることが確認できた。
【0102】
続いて、本発明に係るトンネル発破音の低減方法及びトンネル発破音の低減装置の他の実施例について説明する。
【0103】
上述した本発明に係るトンネル発破音の低減方法及びトンネル発破音の低減装置の実施例の場合、図１１に示されるように、隔壁２とトンネルＴの掘削面Ｔａとの間には隙間Ｓが生じる場合があり、この隙間Ｓの存在により、トンネル発破音の低減効果が損なわれる場合がある。
【0104】
図２や図４に示される実施例では、隔壁２と拡張室４の側壁４１との間に隙間はなく、拡張室４としては理想的な環境である。しかし、実際の現場では、トンネルＴの掘削面Ｔａが、拡張室４の側壁４１に相当するので、隔壁２と側壁４１（トンネルＴの掘削面）との間に隙間Ｓが生ずることは避けられない。
隔壁２とトンネルＴの掘削面Ｔａの間に生じた隙間Ｓを、モルタルやスペーサー部材等で埋めるということも可能だが、掘削面は平滑ではないため完全に隙間Ｓを塞ぐことが困難であることに加え、この隙間Ｓを埋める作業に工数を費やすことが、工期の遅れやコストの上昇を招く原因になりかねず、現実的ではない。
隔壁２とトンネルＴの掘削面Ｔａの間に生じた隙間Ｓを、モルタルやスペーサー部材等で埋めるということも可能だが、掘削面は平滑ではないため完全に隙間Ｓを塞ぐことが困難であることに加え、この隙間Ｓを埋める作業に工数を費やすことが、工期の遅れやコストの上昇を招く原因になりかねず、現実的ではない。
【0105】
そこで、かかる問題を解決するため、以下の構成を採用することができる。
【0106】
図１２に示されるように、隔壁２に延伸板５を設ける手段を採用することができる。 延伸板５は、隔壁の端部２２に全周にわたって設けられ、隔壁２の面方向に対して垂直の方向に延伸された態様の板体である。延伸板５の延伸方向について換言すれば、トンネルＴの軸方向に延伸された態様ということもできる。
【0107】
延伸板５は、隔壁２の端部２２に沿って設けられるため、この端部２２の形状に対応する形態となる。隔壁２は、トンネルＴの掘削面Ｔａに対応した形状であり、トンネルＴの掘削面Ｔａは一般的には半円の形状やかまぼこ型の形状であることから、延伸板５の形状も、半円状やかまぼこ状となる。
【0108】
図１３に示されるように、隔壁２に延伸板５を設けることにより、隔壁２、トンネルＴの地面Ｇ及び延伸板５によって管路が形成され、この管路が拡張室４となる。この構成により、拡張室４が得られることで、上述した拡張室型消音器の原理により、更なる減音効果を得ることができる。
【0109】
延伸板５の長さ（トンネル軸方向の長さ）に限定はないが、この長さを伸縮することにより、減音の対象となる周波数帯域を変えることができる。即ち、延伸板５の長さにより、発破音減音の周波数特性は異なるので、発破音が大きい又は減音したい周波数帯域に効果を及ぼすために、延伸板５の長さを伸縮して調整することが好ましい。
【0110】
この構成では、隔壁２と延伸板５により拡張室４が得られなければならない。よって、２つの隔壁２が対を成す構成において、一方の隔壁２の延伸板５は、他方の隔壁２が設置された方向に延伸するように設けられる。また、他方の隔壁２の延伸板５もまた、一方の隔壁２が設置された方向に延伸するように設けられる。
図１３では、隔壁２の坑口側及び切羽側の両方に延伸板５が設けられた構成であるが、図１４に示されるように、いずれか一方に延伸板５が設けられればよく、この延伸板５が設けられる方向は、他方の隔壁２が設置された方向である。
図１３では、隔壁２の坑口側及び切羽側の両方に延伸板５が設けられた構成であるが、図１４に示されるように、いずれか一方に延伸板５が設けられればよく、この延伸板５が設けられる方向は、他方の隔壁２が設置された方向である。
【0111】
また、図１３～１４では、２つの隔壁２の両方に延伸板５が設けられた構成であるが、一方の隔壁２のみに延伸板５が設けられた構成であってもよい。
【0112】
続いて、隔壁２、管路３（入口管３２、出口管３３又は挿入管３４）又は延伸板５を形成する板材６について説明する。
【0113】
隔壁２等を形成する板材６には、発破による衝撃に耐え得るため又はトンネルＴの断面積ほどもある大きな面積を板状で形成するために、高い剛性が必要である。剛性を高めるためには、硬く剛性が高い金属を用い、この金属にも十分な厚さが必要となるため、重量が増加することになる。
【0114】
一方で、隔壁２等は、トンネルＴへの設置作業や移動作業を考慮すると、軽量である方が作業効率がよい。
即ち、板材６には、高い剛性が要求されると共に、軽量であることも求められる。
即ち、板材６には、高い剛性が要求されると共に、軽量であることも求められる。
【0115】
かかる条件を満たすため、隔壁２、管路３（入口管３２、出口管３３又は挿入管３４）又は延伸板５を形成する板材６は、ハニカム・サンドイッチ構造を採用することが好ましい。
ハニカム・サンドイッチ構造とは、ハニカム構造とサンドイッチ構造を利用した構造である。ハニカム構造とは、狭義には蜂の巣状の正六角形又は正六角柱を隙間なく並べた構造であるが、本発明においては、正六角柱等に限らず三角柱、四角柱等の立体図形を隙間なく並べた構造をいう。
ハニカム・サンドイッチ構造とは、ハニカム構造とサンドイッチ構造を利用した構造である。ハニカム構造とは、狭義には蜂の巣状の正六角形又は正六角柱を隙間なく並べた構造であるが、本発明においては、正六角柱等に限らず三角柱、四角柱等の立体図形を隙間なく並べた構造をいう。
【0116】
隔壁２等の板材６は、図１５に示されるように、このハニカム構造を芯材６１とし、この芯材６１を２枚の薄板６２（上板６２ａ及び下板６２ｂ）で挟んだハニカム・サンドイッチ構造を採用することが好ましい。この構成によれば、軽量でありながら高い剛性を有する板材６を得ることができる。
【0117】
なお、２枚の薄板６２について、上板６２ａと下板６２ｂと記載することもあるが、これは説明の都合上、上板と下板という表現を使用するものであって、使用する方向について上下の限定はないし、薄板６を立てて使用する場合には上下ではなく左右の関係になることもある。
なおまた、図１５は、上板６２ａと下板６２ｂが透明として描かれており、薄板６によって外観からは内部が観察できない芯材６１についても、薄板６の下部に表わされている。
なおまた、図１５は、上板６２ａと下板６２ｂが透明として描かれており、薄板６によって外観からは内部が観察できない芯材６１についても、薄板６の下部に表わされている。
【0118】
板材６を構成する芯材６１と薄板６２の材質に限定はなく、この種の技術分野で用いられる公知公用の材料を特別の制限無く採用することができる。例えば、鉄、ステンレス又はアルミニウム等の金属材料を採用することができる。また、芯材６１と薄板６２を、異なる材料としてもよい。
【0119】
次に、上述したハニカム・サンドイッチ構造を採用した板材６を用いて、更なる減音効果を得ることができる構成について説明する。
【0120】
ここで、芯材６１を構成する各部について説明する。
芯材６１は、上述のとおりハニカム構造を有するが、このハニカム構造を構成する立体図形からなる１つの空間をハニカム個室６１ａと呼称する。そして、このハニカム個室６１ａを隔てる壁をハニカム壁６１ｂと呼称する。
芯材６１は、上述のとおりハニカム構造を有するが、このハニカム構造を構成する立体図形からなる１つの空間をハニカム個室６１ａと呼称する。そして、このハニカム個室６１ａを隔てる壁をハニカム壁６１ｂと呼称する。
【0121】
ハニカム壁６１ｂに、透孔を設けることが好ましい。このハニカム壁６１ｂに設けられた透孔を、壁透孔６１ｃと呼称する。壁透孔６１ｃは、図１６～１８に示されるように、隣接するハニカム個室６１ａを連通させるように複数設けられる。
【0122】
この壁透孔６１ｃが設けられたハニカム壁６１ｂによって隔てられるハニカム個室６１ａの薄板６２部分にも、透孔を設けることが好ましい。この薄板６２に設けられた透孔を、薄板透孔６２ｃと呼称する。薄板透孔６２ｃは、図１６～１８に示されるように、薄板６２の上板６２ａ又は下板６２ｂのいずれか一方に又は両方に配設される。
【0123】
上述した壁透孔６１ｃと薄板透孔６２ｃによって、複数のハニカム個室６１ａが１つに連なった管の如き空間が生ずる。この空間を、ハニカム管路６３と呼称する。 ハニカム管路６３は、薄板透孔６２ｃが配設される位置によって、拡張室型の消音器又は共鳴管型の消音器として作用する。この構成を有する板材６を、隔壁２、管路３（入口管３２、出口管３３又は挿入管３４）又は延伸板５に使用すれば、発破音の更なる減音効果を得ることができる。
【0124】
【0125】
また、図１６の概略Ｂ－Ｂ断面図に示されるように、板材６を側面視した場合に、ハニカム壁６１ｂの上部と、ハニカム壁６１ｂの下部に対して、交互に配設されることが好ましい。なお、ハニカム壁６１ｂの上部と下部とは、芯材６１を挟持する薄板６２の上板６２ａ及び下板６２ｂと同様に、これは説明の都合上、上部と下部という表現を使用するものであって、使用する方向について上下の限定はないし、薄板６を立てて使用する場合には上下ではなく左右の関係になることもある（以下、図１７及び１８に示される構成において同じ。）。
【0126】
薄板透孔６２ｃは、図１６の概略平面図及び概略Ｂ－Ｂ断面図に示されるように、１つが上板６２ａに、もう１つが下板６２ｂに配設される。これにより、板材６の上板６２ａ側と下板６２ｂ側とがハニカム管路６３によって通じる構成、換言すれば、音圧方向に板材を貫通する構成となる。
【0127】
なお、図１６の概略Ｂ－Ｂ断面図に示された矢印（上板６２ａに設けられた薄板透孔６２ｃから、下板６２ｂに設けられた薄板透孔６２ｃまでをつなぐ矢印。）は、発破により生じた音波が通過可能な通路を表わし、この通路がハニカム管路６３である（以下、図１７及び１８に示される構成において同じ。）。
【0128】
【0129】
【0130】
また、図１７の概略Ｃ－Ｃ断面図に示されるように、板材６を側面視した場合に、ハニカム壁６１ｂの上部と、ハニカム壁６１ｂの下部に対して、交互に配設されることが好ましい。
【0131】
図１７における構成と図１６における構成との相違点は、薄板６２に設けられた薄板透孔６２ｃの配設位置である。
薄板透孔６２ｃは、図１７の概略平面図及び概略Ｃ－Ｃ断面図に示されるように、薄板の上板６２ａ又は下板６２ｂのいずれか一方に２箇所配設される。これにより、板材６の上板６２ａ側と下板６２ｂ側とは、ハニカム管路６３によって通じない構成、換言すれば、音圧方向に板材６を貫通しない構成となる。
薄板透孔６２ｃは、図１７の概略平面図及び概略Ｃ－Ｃ断面図に示されるように、薄板の上板６２ａ又は下板６２ｂのいずれか一方に２箇所配設される。これにより、板材６の上板６２ａ側と下板６２ｂ側とは、ハニカム管路６３によって通じない構成、換言すれば、音圧方向に板材６を貫通しない構成となる。
【0132】
図１７に示される構成の板材６におけるハニカム管路６３は、共鳴管・開管型の管路に相当する。即ち、図１７に示される構成の板材６は、共鳴管・開管型消音器として、発破音を低減するように作用する。共鳴管・開管型消音器の原理については、公知のとおりである。
【0133】
【0134】
また、図１８の概略Ｄ－Ｄ断面図に示されるように、板材６を側面視した場合に、ハニカム壁６１ｂの上部と、ハニカム壁６１ｂの下部に対して、交互に配設されることが好ましい。
【0135】
図１８における構成と図１６～１７における構成との相違点は、薄板６２に設けられた薄板透孔６２ｃの配設位置である。
薄板透孔６２ｃは、図１８の概略平面図及び概略Ｄ－Ｄ断面図に示されるように、薄板の上板６２ａ又は下板６２ｂのいずれか一方に１箇所のみ配設される。これにより、板材６の上板６２ａ側と下板６２ｂ側とは、ハニカム管路６３によって通じない構成、換言すれば、音圧方向に板材６を貫通しない構成となる。
薄板透孔６２ｃは、図１８の概略平面図及び概略Ｄ－Ｄ断面図に示されるように、薄板の上板６２ａ又は下板６２ｂのいずれか一方に１箇所のみ配設される。これにより、板材６の上板６２ａ側と下板６２ｂ側とは、ハニカム管路６３によって通じない構成、換言すれば、音圧方向に板材６を貫通しない構成となる。
【0136】
図１８に示される構成の板材６におけるハニカム管路６３は、共鳴管・閉管型の管路に相当する。即ち、図１８に示される構成の板材６は、共鳴管・閉管型消音器として、発破音を低減するように作用する。共鳴管・閉管型消音器の原理については、公知のとおりである。
【0137】
図１６～１８に示される構成により、板材６は、軽量でありながら高い剛性を確保すると共に、ハニカム構造の空洞（ハニカム個室６１ａ）を利用してハニカム管路６３を形成することによって、減音機能をも付加されるものである。
【0138】
また、薄板透孔６２ｃの数や径を調整することによって、ハニカム管路６３の管路長や断面積を調整することができ、所定の管路長や面積を設定することができるので、騒音の原因となっている周波数を狙って、消音効果を及ぼすことも可能である。
【0139】
【0140】
図１９に示される２層構造を有する板材７は、図１７に示される共鳴管・開管型消音器の構造を有する板材６を積層することにより１枚の板材として形成された実施例である。詳しくは、板材６の薄板透孔が配設されていない面（上板又は下板）同士が固着されることによって積層された構成である。
【0141】
この２層構造を有する板材７を、隔壁２、管路３又は延伸板５の板材として使用すれば、幅広い帯域に対する消音特性を調整することができるので、広い周波数範囲にわたって減音効果の拡大化かつ平坦化を図ることができる。即ち、管路長等が異なる複数の共鳴管を設置したことと同様の効果を得ることができ、広い周波数範囲にわたって減音効果の拡大化かつ平坦化を図ることができる。尚、拡大化という用語は、減音量を増加させる意で用いたものであり、周波数帯域を広げる意ではない。尚また、平坦化という用語は、広帯域に及んで減音効果を調整することができ、広い周波数範囲の中でどの周波数をとっても同程度に優れた減音効果を発揮するよう調整することができるという意であり、効果を得ることができる周波数範囲の平滑化と置き換えて解釈してもよい。
【0142】
図１９に示される実施例は、図１７に示される共鳴管・開管型消音器の構造を有する板材６を積層した構成であるが、図１８に示される共鳴管・閉管型消音器の構造を有する板材６を積層した構成でもよいし、図１７に示される共鳴管・開管型消音器の構造を有する板材６と図１８に示される共鳴管・閉管型消音器の構造を有する板材６とを積層した構成であってもよい。
【0143】
図１５～１９に示されるハニカム・サンドイッチ構造を有する板材６又は２層構造を有する板材７について、芯材６１のハニカム個室６１ａに、樹脂を充填した構成を採用してもよい。
ハニカム個室６１ａに樹脂を充填することによって、板材６・７の重量を調整することができ、特に重量を増すことによって遮音効果の向上に寄与することができる。また、板材６・７の剛性を向上させることもできる。
ハニカム個室６１ａに樹脂を充填することによって、板材６・７の重量を調整することができ、特に重量を増すことによって遮音効果の向上に寄与することができる。また、板材６・７の剛性を向上させることもできる。
【符号の説明】
【0144】
１ トンネル発破音の低減装置
２ 隔壁
２１ 隔壁の開口
２２ 隔壁の端部
３ 管路
３１ 管路の開口
３２ 入口管
３３ 出口管
３４ 挿入管
４ 拡張室
４１ 側壁
４２ 底面
５ 延伸板
６ 板材
６１ 芯材
６１ａ ハニカム個室
６１ｂ ハニカム壁
６１ｃ 壁透孔
６２ 薄板
６２ａ 上板
６２ｂ 下板
６２ｃ 薄板透孔
６３ ハニカム管路
７ ２層構造の板材
Ｃ 車両
Ｔ トンネル
Ｔａ 掘削面
Ｓ 隙間
Ｇ 地面
Ｘ 入口管の長さ
Ｙ 出口管の長さ
Ｚ 挿入管の長さ
２ 隔壁
２１ 隔壁の開口
２２ 隔壁の端部
３ 管路
３１ 管路の開口
３２ 入口管
３３ 出口管
３４ 挿入管
４ 拡張室
４１ 側壁
４２ 底面
５ 延伸板
６ 板材
６１ 芯材
６１ａ ハニカム個室
６１ｂ ハニカム壁
６１ｃ 壁透孔
６２ 薄板
６２ａ 上板
６２ｂ 下板
６２ｃ 薄板透孔
６３ ハニカム管路
７ ２層構造の板材
Ｃ 車両
Ｔ トンネル
Ｔａ 掘削面
Ｓ 隙間
Ｇ 地面
Ｘ 入口管の長さ
Ｙ 出口管の長さ
Ｚ 挿入管の長さ
【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】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】