JP2006283545A - トンネル用防音壁 - Google Patents

Abstract

【課題】施工が簡単でかつ十分な防音効果を奏するトンネル用防音壁を提供する。
【解決手段】堀削中のトンネルｔの坑口ｔ１に密接して当該坑口ｔ１前に設置される低周波音域での遮音効果が高い重量物よりなる坑口壁部２と、この坑口壁部２に対してトンネル延長方向外側に離れて設置される低周波音域での遮音効果が高い重量物よりなる正面壁部３と、坑口壁部２と正面壁部３の周縁同士を互いに連結する連結壁部４，５と、を備えているトンネル用防音壁１である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、トンネル工事における発破音等の騒音を低減するためのトンネル用防音壁に関するものである。

トンネル工事において掘削に発破を使用する場合、近隣集落への振動及び騒音防止対策が大きな課題になっている。かかるトンネル工事での騒音対策としては、通常、坑口から切羽までの間の途中の複数カ所に厚さ数十センチ程度の防音壁を設置するのが一般的である。
しかし、トンネル内部の複数カ所に防音壁を設けるのは、その防音壁の施工自体が非常に不経済であるとともに、トンネル内部に資材や土砂を搬入及び搬出するのが不便になるという欠点がある。
そこで、一つの防音壁だけで十分な防音効果を得る目的で、切羽側に面した壁板と坑口側に面した壁板との間に空隙を設け、この空隙内に砂を充填するようにしたトンネル用防音壁が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
実用新案登録第２５６１５８２号公報

前記従来のトンネル用防音壁では、トンネル延長方向に並ぶ壁板間に砂を充填する作業をトンネル内部で行う必要がある。しかし、かかるトンネル内部での作業では使用可能な建設機械の大きさに制約があり、大型クレーン車などの大きな建設機械を使用することができない。したがって、前記従来のトンネル用防音壁は、当該防音壁を施工するのに非常に時間がかかるという欠点を有している。

また、前後一対の壁板間に砂を充填してなる防音壁の場合、低周波音域が減衰されるのが一回だけであるから、砂層の厚さによっては十分な防音効果が得られない。そこで、低周波音域を十分に減衰させるには、前後一対の壁板間距離を増大して砂層の厚さを大きくする必要があるが、これではトンネル内における砂の充填作業がますます多くなってしまう。このように、前後一対の壁板間に砂を充填してなる防音壁の構造では、トンネル内での施工手間と防音効果との間に二律背反の関係がある。つまり、高い防音効果を得ようとするとトンネル内での施工手間が過大となり、トンネル内での施工手間を減らすと十分な防音効果が得られない。

更に、壁板をトンネル内部に設置する場合、トンネル内周面との接合を密に行うことが難しい。このため、トンネル内周面と壁板の間の隙間から音が漏れることがあり、この点も防音効果を低下させる原因となっている。

以上の事情に鑑み、本発明は、低周波音域での遮音効果が高い重量物よりなる複数の壁部を有する防音壁を坑口前に設置するようにして、施工が簡単でかつ十分な防音効果を奏するトンネル用防音壁を提供することを目的とする。

本発明のトンネル用防音壁は、堀削中のトンネルの坑口に密接して当該坑口前に設置される低周波音域での遮音効果が高い重量物よりなる坑口壁部と、この坑口壁部に対してトンネル延長方向外側に離れて設置される低周波音域での遮音効果が高い重量物よりなる正面壁部と、前記坑口壁部と前記正面壁部の周縁同士を互いに連結する連結壁部と、を備えていることを特徴とする。

前記トンネル用防音壁は、トンネル内ではなく坑口前に設置されるので、トンネル内では使用できなかった大きな建設機械（例えば大型クレーン車等）を使用して施工することができる。また、坑口壁部と正面壁部とは、いずれも低周波音域での遮音効果が高い重量物よりなるとともに、互いに離れて設置されるので、低周波音域の減衰が少なくとも２回行われ、この点で防音効果が向上する。更に、連結壁部を設けているので、防音壁周縁からの音漏れが抑制される。

前記トンネル用防音壁において、前記坑口壁部及び前記正面壁部は、その壁幅方向に所定間隔おきに配設された複数本の支持柱と、低周波音域での遮音効果が高い複数枚の重量パネルとを備えており、この各重量パネルが、その上下縁同士を互いに突き合わせた状態で前記支持柱間に架け渡されている構成とするのが好ましい。この場合、前記重量パネルの荷重を支持するための横梁が不要となるので、坑口壁部及び正面壁部の骨組み構成要素を少なくすることができる。また、重量パネルの上下縁間の隙間が最小限となるので、当該隙間からの音漏れを抑制でき、防音効果が更に高まる。

前記トンネル用防音壁において、前記支持柱は上下方向に沿って延びるスライド溝を壁幅方向両側に有する鋼材よりなり、隣接する前記支持柱の各スライド溝に重量パネルの両縁部をスライド自在に嵌合することによって当該重量パネルがその支持柱間に架け渡されている構成とするのが好ましい。
この場合、クレーン等でつり上げた重量パネルを上から順次支持柱間に差し込んでいくだけで、坑口壁部及び正面壁部を施工することができる。

前記重量パネルは、扁平な直方体状に形成された中空ボックスと、この中空ボックスの内部に充填された土、砂又は液体等の比重の大きい不定形物よりなる請構成としてもよい。この場合、例えばコンクリートブロックで構成された重量パネルと比較して材料コストを低減できる。

前記連結壁部は、貯留タンクに粒状体及び液体の少なくとも一方が充填されてなる充填層と、支持フレームに支持された吸音材からなる吸音材層とを備えた遮音パネルにより構成されるとともに、この遮音パネルは、前記貯留タンクと前記支持フレームとが一体構造である構成としてもよい。この場合、連結壁部に用いられる遮音パネルを、低コストで且つ耐久性に優れたものとすることができる。

低周波音域での遮音効果が高い重量物よりなる複数の壁部を有する防音壁を坑口前に設置するようにしたので、施工が簡単でかつ十分な防音効果を奏するトンネル用防音壁を提供することができる。

以下に、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
なお、以下の各図面において、肉厚の薄い部分の断面については、適宜単純な線で示すこととする。
図１は、本発明の一実施の形態であるトンネル用防音壁１の正面図であり、図２はその側面図である。図２に示すように、トンネル用防音壁１は、トンネルｔ（図２において仮想線で示す）の内部には設置されず、トンネルｔの外部から当該トンネルｔの坑口ｔ１を塞ぐように設置されている。即ちトンネル用防音壁１は、トンネルの坑口ｔ１に密接して当該坑口ｔ１前に設置されている。なお図１は、トンネル用防音壁１をトンネル外部側から見た正面図であり、トンネル用防音壁１の裏側に位置するトンネルの坑口ｔ１を仮想線で示している。

図１に示すように、トンネル用防音壁１は全体として略矩形の形状を有する壁体であり、その壁面積はトンネルの坑口ｔ１の開口面積よりも大きくされている。トンネル用防音壁１はトンネルｔの内部ではなく外部に設置されるので、その壁体形状をトンネル内周面の断面形状と一致させる必要はない。なおトンネル用防音壁１は、トンネルの坑口ｔ１を塞ぐことができればどのような形状でもよく、図１に示すような略矩形に限定されない。

また、トンネル用防音壁１には観音開きタイプの防音扉２０や人道扉２１が設けられており、トンネルｔ内への機材や人員等の出入りが可能とされている。なお、後述する重量パネル７と同様に、防音扉２０や人道扉２１の内部を土、砂又は液体等の比重の大きい不定形物で充填してもよい。また、防音扉２０の上側には、図示しない風管（ダクト）をトンネル用防音壁１に貫通させるためのダクト穴２２が設けられている。

図３は図１のＺ−Ｚ線における断面図であり、図４は同Ｙ−Ｙ線における断面図である。図３及び図４に示すように、トンネル用防音壁１は、空間ｋを介して互いに対向する略矩形の坑口壁部２と正面壁部３とを有し、且つ、各壁部２，３の周縁部同士が互いに連結されることにより、全体として中空構造の略矩形壁体を構成している。

坑口壁部２と正面壁部３の周縁同士を連結する連結壁部は、天井壁部４と側面壁部５とからなる。天井壁部４は、坑口壁部２と正面壁部３の天井縁同士を互いに連結しており、側面壁部５は、坑口壁部２と正面壁部３の側面縁同士を互いに連結している。

トンネル用防音壁１は、主として鉄骨よりなる骨組みｈに複数の板状部材を取り付けることにより構成されている。図５は、トンネル用防音壁１の骨組みｈを示す正面図であり、図６は同骨組みｈの側面図である。前記各壁部２，３，４，５は、それぞれ骨組みｈに複数の小壁部材（後述する重量パネル７や遮音パネルｐ）を取り付けることにより構成されている。骨組みｈは、鉛直方向に延びる縦梁部材（後述する支持柱６を含む）１０と、水平方向に延び前記縦梁部材１０同士を連結する横梁部材１１と、トンネル用防音壁１を地面上に安定して立設させるための脚部１２と、ターンバックル付きの筋交い１３とを有している。

坑口壁部２及び正面壁部３は、その壁幅方向に所定間隔おきに配設された複数本の支持柱６と、低周波音域での遮音効果が高い複数枚の重量パネル７とを備えている。図４に示すように、支持柱６はＨ鋼（Ｈ型鋼）よりなるとともに当該Ｈ鋼の両溝ｍ１，ｍ２がトンネル用防音壁１の壁幅方向両側に位置するように配向している。よって、支持柱６を構成するＨ鋼の両溝ｍ１，ｍ２は、上下方向に沿って延び重量パネル７をスライド挿入しうるスライド溝６１，６２を構成している。つまり、互いに隣接する２本の支持柱６により、互いに対向するスライド溝の組が形成されている。そして、隣接する支持柱６の各スライド溝６１，６２に重量パネル７の両縁部をスライド自在に嵌合することによって当該重量パネル７がその支持柱６間に架け渡されている。そして、図３に示すように、複数の重量パネル７が上下方向に積み重ねられつつ同一のスライド溝６１，６２内にスライド嵌合されている。その結果、同一のスライド溝６１，６２内に挿入された各重量パネル７は、その上下縁７ｅ同士を互いに突き合わせた状態で支持柱６間に架け渡されている。

重量パネル７は、扁平な直方体状に形成された中空ボックス７１と、この中空ボックス７１の内部に充填された砂７２とを有している。中空ボックス７１の壁厚方向両面は略波形の凹凸を有する金属薄板により構成されている。なお中空ボックス７１内への充填物は砂７２に限られず、土、水などでもよい。この重量パネル７を用いた結果、坑口壁部２及び正面壁部３は、低周波音域での遮音効果が高い重量物より構成されたものとなっている。
なお、「低周波音域での遮音効果が高い重量物」としては、土、砂、砂利、石、コンクリート、ポーラスコンクリート、水等の液体、等を例示することができる。この中でも特に砂や土は、不定形であり重量パネル７の製造コスト低減に寄与し、且つ低周波音域での遮音効果が高いので好ましい。

支持柱６と重量パネル７との前記スライド嵌合の状態についてより詳細に説明する。
図７は、図４における（イ）部分の拡大断面図であり、図８は、同（ロ）部分の拡大断面図であり、図９は、同（ハ）部分の拡大断面図である。
図８（図４の（ロ）部分）に示すように、重量パネル７の両縁部（左右方向両縁部）は、支持柱６を構成するＨ鋼の両溝ｍ１，ｍ２（スライド溝６１，６２）にスライド自在に嵌合されている。このスライド自在性を確保すべく、スライド溝６１，６２の幅Ｗ６は、重量パネル７の両縁部における最大厚さＷ７よりも大きくされている。また、このように幅Ｗ６を幅Ｗ７よりも大きくしたことにより、スライド嵌合後の重量パネル７がスライド溝６１，６２内で振動したり、重量パネル７の両端部とスライド溝６１，６２との間から音漏れが生じやすくなったりするので、これらを抑制すべく、支持柱６には、重量パネル７をスライド溝に押しつけて固定するための固定用ねじ６４が設けられている。固定用ねじ６４は、重量パネル７の周縁部を構成するパネル枠部７３を、重量パネル７のパネル厚み方向一方側から同他方側に向かって押しつけている。この固定用ねじ６４により、重量パネル７の振動が抑えられると共に支持柱６と重量パネル７との間の隙間からの音漏れが抑制され、トンネル用防音壁１の防音効果が更に高まる。
なお、重量パネル７の両縁部のうち固定用ねじ６４によってスライド溝６１，６２に押しつけられる部分には、グラスウールやゴム等の柔軟な材料よりなる緩衝材２５を設けており、これによりトンネル用防音壁１内部からの音漏れが更に抑制されている。

また図９（図４の（ハ）部分の拡大図）に示すように、支持柱６として、Ｃ型チャンネル材６５等の溝６３を有する材料が取り付けられた支持柱６を用い、この溝６３に重量パネル７の両端部をスライド自在に嵌合してもよい。

天井壁部４及び側面壁部５は、吸音材層と充填層とを有する遮音パネルｐにより構成されている。図２に示すように、側面壁部５は複数枚の遮音パネルｐを連続的に突き合わせることにより構成されており、この点は天井壁部４（図示省略）も同様である。

次に、天井壁部４及び側面壁部５を構成する遮音パネルｐとトンネル用防音壁１の骨組みｈとの係合構造について説明する。
先ず側面壁部５を構成する遮音パネルｐと骨組みｈとの係合構造は、図７（図４の（イ）部分の拡大図）に示されている。同図に示すように、坑口壁部２及び正面壁部３の壁幅方向両端部に位置する支持柱６にＬ字アングル材２６が取り付けられており、遮音パネルｐの外周縁部から突出する突出部ｐ１とこのＬ字アングル材２６とがボルトｂによりねじ止め固定されている。Ｌ字アングル材２６は、その断面Ｌ字を構成する２辺のうち一辺２６ａが支持柱６の外面と当接して当該支持柱６に取り付けられており、該２辺のうち他辺（突出辺）２６ｂはトンネル用防音壁１の外方に向かって突出するように取り付けられている。また前記突出辺とボルト締めされる突出部ｐ１も、遮音パネルｐが側面壁部５としてトンネル用防音壁１に取り付けられた状態において、トンネル用防音壁１の外方に向かって突出するように取り付けられている。このように、遮音パネルｐ（突出部ｐ１）は、トンネル用防音壁１の外側から取り付けられるようになっており、遮音パネルｐの取り付け作業が容易とされている。

なお、図２に示すように、遮音パネルｐは、複数枚（図２の実施の形態では５枚）の遮音パネルｐを所定のユニット枠２７に組み込まれてなる遮音パネルユニットｐ２を構成しており、この遮音パネルユニットｐ２の状態で現場に持ち込まれる。したがって、現場では遮音パネルｐを１枚ずつ取り付ける手間が省略される。なお、このユニット枠は対角線状に設けられた筋交い２７ａにより補強されており、これによりトンネル用防音壁１の強度が高められている。

続いて、天井壁部４を構成する遮音パネルｐとトンネル用防音壁１の骨組みｈとの係合構造について説明する。
図１０（図３における（ニ）部分の拡大図）に示すように、坑口壁部２や正面壁部３を構成する支持柱６の上端部には、ボルトｂによって、支持柱６を左右に横断するようにＣ型チャンネル材２８が取り付けられている。このＣ型チャンネル材２８は、そのＣ型断面により構成される溝部２８ｍがトンネル用防音壁１の外方に開放するように取り付けられており、その結果突出したＣ型チャンネル材２８の一の壁面２８ａと上述した遮音パネルｐの突出部ｐ１とがボルト止めされている。また、天井壁部４にも、上述した側面壁部５と同様、遮音パネルユニットｐ２が用いられており、遮音パネルｐの取り付け作業が簡略化されている。

上述したように、天井壁部４及び側面壁部５では、トンネル用防音壁１の骨組みｈと遮音パネルｐとの係合部がトンネル用防音壁１の外部に設けられているので、いずれもトンネル用防音壁１の外部側から取り付けることができ、取り付け作業性が良好とされている。また、天井壁部４及び側面壁部５を構成する遮音パネルｐは、スライド積層させていくように取り付ける必要はない。即ち、側面壁部５を構成する遮音パネルｐはトンネル用防音壁１の側面側からトンネル用防音壁１に取り付けることができ、天井壁部４を構成する遮音パネルｐはトンネル用防音壁１の上面側から取り付けることができる。よって、遮音パネルｐの取り付け作業が簡略化されている。

次に、天井壁部４や側面壁部５を構成する遮音パネルｐについて詳細に説明する。
図１１は、遮音パネルｐを前面側から見た斜視図であり、図１２は、同遮音パネルｐを背面側から見た一部断面斜視図である。また、この遮音パネルｐは、第１分割パネルｐＲと第２分割パネルｐＬの２つの分割パネルを接続してなるものであり、図１３は、これら分割パネル同士の接続状態を示す斜視図である。なお図１３では、後述する吸音材ｐ７や充填層ｐ５に充填されている粒状体又は液体は図示していない。

なお、以下の記述において、遮音パネルｐの厚み方向に関し、吸音材ｐ７が設けられる側を前面側Ｆとし、充填層ｐ５が設けられる側を背面側Ｂとする。また、略長方形をなす遮音パネルｐの短辺に平行な方向を短辺方向といい、同長辺に平行な方向を長辺方向という。

遮音パネルｐは、貯留タンクｐ３に粒状体及び液体の少なくとも一方が充填されてなる充填層ｐ５と、支持フレームｐ６に支持された吸音材ｐ７からなる吸音材層ｐ８とを備えている。図１１〜１３に示すように、支持フレームｐ６は、矩形枠状のものであり、貯留タンクｐ３の前面側Ｆに当該貯留タンクｐ３と一体で設けられている。また、支持フレームｐ６は、貯留タンクｐ３に対して短辺方向一方側に若干ずれて配置されている。このずれによって、遮音パネルｐの長辺側両縁部に、凹凸が互い違いの一方側段部ｐＸと他方側段部ｐＹとが形成されている。そして、トンネル用防音壁１の天井壁部４及び側面壁部５では、遮音パネルｐ同士を面一で短辺方向に並設するとともに、一の遮音パネルｐの一方側段部ｐＸと、他の遮音パネルｐの他方側段部ｐＹとを、互いに係合させている。これにより、遮音パネルｐの組み付け状態が安定するとともに、隣接する遮音パネルｐ相互間の隙間が抑えられ、当該隙間からの音漏れが抑制されている。

支持フレームｐ６の枠内には、吸音材ｐ７として、例えばグラスウールが充填されている。このグラスウールは、支持フレームｐ６の前面側Ｆに形成された開口部ｐ３０から露出している。露出したグラスウールは、支持フレームｐ６の周縁部を構成する額縁ｐ３４と、互いに対辺側に位置する額縁ｐ３４同士を繋ぐように設けられた複数の補助フレームｐ３８とにより遮音パネルｐの内部側に押さえ付けられている。本実施の形態では、４本の補助フレームｐ３８が、遮音パネルｐの長手方向に所定の間隔をおいて配置されており、支持フレーム６の強度を確保するとともに、吸音材ｐ７としてのグラスウールが支持フレームｐ６の開口部ｐ３０から前面側Ｆに飛び出すのを防止している。

トンネル用防音壁１の天井壁部４及び側面壁部５では、遮音パネルｐの前面側Ｆ（即ち、吸音材ｐ７が露出した側）をトンネル用防音壁１の内部側とし、遮音パネルｐの背面側Ｂをトンネル用防音壁１の外部側としている。このように吸音材ｐ７をトンネル用防音壁１の内部側に向けて遮音パネルｐを設置し、当該内部側に吸音材ｐ７を露出させることにより、坑口壁部２を通過してトンネル用防音壁１の内部に入ってきた音が吸音材ｐ７と直接衝突して減衰するので、防音効果が高まる。
なお、ここでいう吸音材とは、音を減衰させることができるものをいう。例えば、遮音材、防音材、断熱材と称されるものでも、音を減衰させるものであれば、吸音材に含まれる。

図１１に示すように、貯留タンクｐ３の側面上部には、貯留タンクｐ３内部に充填物ｐ４（液体及び粒状体の少なくとも一方）を注入するための注水部ｐ２１が設けられ、同側面下部には、貯留タンクｐ３内部の充填物ｐ４を排出するための排水部ｐ２２が設けられている。また、図示は省略するが、貯留タンクｐ３の内部は所定間隔をおいて設けられた内部壁としての補強リブにより仕切られており、これにより貯留タンクｐ３及び遮音パネルｐの剛性を向上させている。なお、前記補強リブには流動孔（図示せず）が設けられており、上述した注水部ｐ２１から注入された充填物（例えば水や砂など）は貯留タンクｐ３の全体に行き渡るようになっている。また貯留タンクｐ３の外面には、貯留タンクｐ３の剛性及び強度を確保するための小リブｐ１７が格子状に設けられている。
なお、貯留タンクｐ３の内部には、砂などの粒状体のみを充填してもよく、水などの液体のみを充填してもよく、粒状体と液体との両方（例えば砂と水との両方）を充填してもよい。

上述したように、遮音パネルｐは、第１分割パネルｐＲと第２分割パネルｐＬの２つの分割パネルを接続してなるものとされている。このような分割構造とすることで、大型の遮音パネルｐを容易に製作することができる。

図１３は、これら分割パネルｐＲ，ｐＬ同士の接続状態を示す斜視図である。遮音パネルｐは、隣接する分割パネルｐＲ，ｐＬを互いに接続する接続部材ｐ９を有している。この接続部材ｐ９は、貯留タンクｐ３の長手方向中央部に内嵌された筒状のタンク用接続部材ｐ９Ａと、支持フレームｐ６の長手方向中央部に設けられた断面Ｃ形鋼状のフレーム用接続部材ｐ９Ｂとから構成されている（図１３参照）。貯留タンクｐ３は、樹脂からなる中空矩形状のものであるが、上述したタンク用接続部材ｐ９Ａは、第１分割パネルｐＲの貯留タンクｐ３構成部分と、第２分割パネルｐＬの貯留タンクｐ３構成部分とを水密的に連結している。またフレーム用接続部材ｐ９Ｂは、第１分割パネルｐＲの額縁ｐ３４構成部分及び第２分割パネルｐＬの額縁ｐ３４構成部分の両方の溝部ｐ４３に内嵌することにより、両額縁ｐ３４構成部分を接続している。

以上のように構成されたトンネル用防音壁１では、トンネルｔ内ではなく坑口前に設置されるので、トンネルｔ内では使用できなかった大きな建設機械（例えば大型クレーン車等）を使用して施工することができる。また、坑口壁部２と正面壁部３とは、いずれも低周波音域での遮音効果が高い重量物よりなるとともに、互いに離れて設置されるので、低周波音域の減衰が２回行われ、この点で防音効果が向上する。つまり、図３の断面図から分かるように、トンネルｔ内で発生した発破音等の音は、先ず坑口壁部２を通過し、次に坑口壁部２と正面壁部３との間の空間ｋを通過し、そして正面壁部３を通過することになる。したがって、坑口壁部２により１回目の低周波音域の減衰が行われ、正面壁部３により２回目の低周波音域の減衰が行われることとなるから、低周波音域の減衰が２回行われる。このように、単一のトンネル用防音壁１でありながら低周波音域の減衰を複数回行うことができるため、低周波音域における防音効果に優れ、特に２〜６３Ｈｚの低周波音域の減衰能に優れたトンネル用防音壁１とすることができる。更に、天井壁部４や側面壁部５により、トンネル用防音壁１の天井側又は側面側からの音漏れが抑制される。

前記実施の形態において、更に、ダクト穴（風管用穴）２２を塞ぐことができ且つ低周波音域での遮音効果が高い重量物よりなる風管防音用開閉体を設けるのが好ましい。この場合、風管防音用開閉体を閉めてダクト穴２２を塞ぐことにより、ダクト穴２２を通過する音を減衰させることができ、トンネル用防音壁の防音効果がより一層高まる。また、前記風管防音用開閉体は、坑口壁部２と正面壁部３とのいずれにも設けるのが好ましい。即ち風管防音用開閉体は、坑口壁部側のダクト穴２２及び正面壁部３側のダクト穴２２のいずれにも設けるのが好ましい。このようにすると、互いに離れて設置された風管防音用開閉体により、ダクト穴を通過する音における低周波音域の減衰が少なくとも２回行われ、この点で防音効果が更に向上する。

図１４は、上述した風管防音用開閉体の一例であるダクト穴開閉防音扉ユニット８の正面図である。このダクト穴用スライド扉ユニット８は、スライド扉用枠体８１と、このスライド扉用枠体８１内にスライド移動可能に取り付けられキャスター８３を有する防音スライド扉８２とを備えている。図１５はスライド扉用枠体８１の正面図であり、図１６は防音スライド扉８２の正面図である。

図１７は、前記ダクト穴用スライド扉ユニット８を備えたトンネル用防音壁用の骨組みｈ２の正面図であり、図１８はこの骨組みｈ２の側面図である。この骨組みｈ２の構造は、ダクト穴取り付け部分ｈ２２の位置をトンネル用防音壁の壁幅方向中央に位置させた以外は上述した図５及び図６に示す骨組みｈと同様である。よって、骨組みｈと同様の部分については、骨組みｈと同符号を付すとともに説明を省略する。この骨組みｈ２には、上述した骨組みｈと同様に重量パネルや遮音パネルが取り付けられ、坑口壁部、正面壁部、天井壁部、及び側面壁部を有するトンネル用防音壁が構成される（図示省略）。なお、図１８においては、理解しやすい図とするため、ダクト穴用スライド扉ユニット８やダクト（風管）ｄ等も図示している。

上述したトンネル用防音壁１では、骨組みｈにダクト穴２２が設けられていたが、本実施の形態ではスライド扉用枠体８１にダクト穴２２が設けられている（図１５参照）。そしてダクト穴用スライド扉ユニット８は、そのダクト穴２２の中央位置を骨組みｈ２のダクト穴取り付け部分ｈ２２の壁幅方向中央位置に一致させつつ骨組みｈ２に取り付けられている。ダクト穴用スライド扉ユニット８は、ボルト等により骨組みｈ２の外側から骨組みｈ２に取り付けられており、且つ、坑口壁部側と正面壁部側の両方に取り付けられている（図１８参照）。坑口壁部側のダクト穴２２と正面壁部側のダクト穴２２とはダクト穴連通部９０により連通されている。

またスライド扉用枠体８１は、略矩形の枠体をなす額縁部８１ａと、この額縁部８１ａの対辺同士を連結するように設けられた複数本の梁体８６とを有している。梁体８６は、スライド扉用枠体８１を補強するととともに、スライド扉用枠体８１の外側に突出する突出部８６ｔにおいて骨組みｈ２とボルト止めされることによりスライド扉用枠体８１と骨組みｈ２とを連結する役割を果たしている。

図１６に示すように、防音スライド扉８２は、扉貫通穴８４と、低周波音域での遮音効果が高い重量物よりなる遮音部８５とを有している。扉貫通穴８４は、ダクト穴２２と略同形状の穴である。一方遮音部８５は、ダクト穴２２を塞ぐことができる面積を有している。なお、防音スライド扉８２やスライド扉用枠体８１には、扉貫通穴８４やダクト穴２２による開口部分を補強するため補強梁ｈｋが適宜設けられている。

図１９は、防音スライド扉８２の遮音部８５における断面図である。なお図１９では、理解しやすい図とするため、スライド扉用枠体８１側に設けられたレールｒをも図示している。遮音部８５は、扁平な中空ボックスを構成しており、内部に砂７２が充填されている。中空ボックスの中空部の厚み（即ち砂７２の厚み）は１５０ｍｍ程度とされている。なお、遮音部８５内に充填する充填物は、砂に限られず、この点は上述した重量パネル７への充填物と全く同じである。

図１９に示すように、遮音部８５は、所定間隔をおいて互いに対向する第１平板８５ａ及び第２平板８５ｂと、これら第１平板８５ａと第２平板８５ｂとの間に介在する溝型鋼８５ｃを有している。第１平板８５ａと溝型鋼８５ｃとは互いに溶接されており、第２平板８５ｂと溝型鋼８５ｃとは互いにボルト止めされている。そして、溝型鋼８５ｃにより、遮音部８５の中空部分は複数（本実施の形態では９つ）に分割されている（図１４、図１６参照）。溝型鋼８５ｃは、第１平板８５ａと第２平板８５ｂとを連結するとともに、遮音部８５の剛性を高める役割を果たしている。遮音部８５の内部に溝型鋼８５ｃのような補強体を設けることにより、大型の遮音部８５であってもその強度や剛性を確保することができる。

遮音部８５の内部に砂などの充填物を充填する方法は以下の通りである。まず、溝型鋼８５ｃが取り付けられた第１平板８５ａが底面となるように当該第１平板８５ａを水平な状態とし、次いでこの第１平板８５ａの上に砂等の充填物を載せ、最後に第２平板８５ｂと溝型鋼８５ｃとをボルト止めする。

防音スライド扉８２は、スライド扉用枠体８１内を左右方向（トンネル用防音壁の壁幅方向）にスライド移動することができる。スライド扉用枠体８１における額縁部８１ａの下辺部にはレールｒが敷設されており（図１８及び図１９参照）、防音スライド扉８２はキャスター８３を介してレールｒ上を移動することができる。また防音スライド扉８２の左右方向（壁幅方向）両端部には、防音スライド扉８２を移動させるためのロープ８７が取り付けられている。このロープ８７のうち防音スライド扉８２の左右方向一端部８２１に取り付けられた第１ロープ８７ａを引っ張ることにより防音スライド扉８２を当該一端部側に移動させることができ、防音スライド扉８２の左右方向他端部８２２に取り付けられた第２ロープ８７ｂを引っ張ることにより防音スライド扉８２を当該他端部側に移動させることができる。これらロープ８７ａ，８７ｂは複数のローラー８８に巻き掛けられつつ地面近くにまで垂れ下がっており、作業員は地表に居ながらにして防音スライド扉８２を開閉することができるようになっている。

ダクトｄに空気を通す際には、防音スライド扉８２の扉貫通穴８４をダクト穴２２の位置に一致させる（即ち図１４の状態とする）。また発破作業等を行う際など騒音を低減させたい場合には、防音スライド扉８２の遮音部８５がダクト穴２２を塞ぐような位置関係となるようにする。この際、坑口壁部側の防音スライド扉８２と正面壁部側の防音スライド扉８２のいずれにおいても遮音部８５がダクト穴２２を塞ぐようにする。このようにすると、防音効果を更に高めることができる。

また、風管防音用開閉体として、前記スライド式の防音扉に代えて、回転式の防音扉を採用することもできる。図２０は、そのような回転式の防音扉を備えたトンネル用防音壁における骨組みの側面図であり、上述した図１８に対応する図である。したがって、共通する要素については、同一の番号を付し、簡単のためにそれらの説明を省略する。

図２０に示す実施の形態（第３の実施の形態）では、図１８に示す実施の形態において坑口壁部側及び正面壁部側にそれぞれ配設されていた、防音スライド扉８２を含むダクト穴用スライド扉ユニット８に代えて、坑口壁部側ダクトｄと正面壁部側ダクトｄとを接続するダクト連通部１９０内に回転式の防音扉１００が配設されている。このダクト連通部１９０は、鋼板及び適宜の補強材を用いて作製されており、断面が円形である図１８のダクト穴連通部９０と異なり、断面が矩形（正方形）である。このため、断面円形のダクトｄと接続するために、当該ダクトｄが接続される両端開口には、前記ダクト連通部１９０の断面と同じ大きさの矩形（正方形）の鋼板であって中央にダクトｄの円形断面と同じ大きさの孔が形成された接続プレート（図示せず）が配設されている。ダクトｄは、この接続プレートの孔と同心になるように当該接続プレートに溶着される。

防音扉１００は、図２４に示すように、所定間隔をおいて互いに対向する２枚の矩形状の鋼板１０１ａ、１０１ｂと、これらの間に介在する溝型鋼１０２とを有している。また、対向して配置された前記鋼板１０１ａ、１０１ｂの両側縁には、断面半円形の長尺材からなる縁部１０３が配設されている。この縁部１０３は、所定長さの鋼管を長手方向に沿って２つ割りにすることで得ることができる。

本実施の形態では、前記溝型鋼１０２は、縦方向（図２４の（ａ）において上下方向）に沿って５本、横方向に沿って４本配置されており、これらの溝型鋼１０２と前記２枚の鋼板１０１ａ、１０１ｂとによって、合計１２の中空部分が形成されている。そして、この中空部分には、前記防音スライド扉８２の遮音部８５と同様に砂が充填されている。この砂は、溝型鋼１０２及び縁部１０３が取り付けられた鋼板１０１ａが底面になるように当該鋼板１０１ａを水平な状態とし、ついでこの鋼板１０１ａの上、すなわち格子状に配置された溝型鋼１０２で区画された１２のスペース内に砂を供給し、最後に鋼板１０１ｂを前記溝型鋼１０２及び縁部１０３に溶着することで、前記中空部内に充填することができる。

また、防音扉１００の略中央には、当該防音扉１００を回転させるための回転軸１０４が上下に貫通するように固設されている。この回転軸１０４は、棒鋼等で作製されており、図２１に示すように、ダクト連通部１９０を構成する壁体のうち上下の壁体にベアリング（図示せず）を介して回転自在に軸支されている。また、回転軸１０４の下端部は前記ダクト連通部１９０の下の壁体を貫通してさらに下方に延設されており、この延設された部分の下端には、当該回転軸１０４、すなわち防音扉１００を回転操作するためのハンドル１０６が固着されている。

ハンドル１０６は、図２２に示すように、防音扉１００の回転軸１０４に固着された基部１０６ａと、その一端が前記基部１０６ａに固着されたアーム部１０６ｂとからなっている。アーム部１０６ｂの他端付近には、ロープ１０７が取り付けられており、このロープ１０７はアイボルト１０８及びガイドローラ１０９にガイドされつつ地面近くにまで垂れ下がっている。そして、作業員は左右（図２１〜２２において左右）のロープ１０７を引くことで、前記アーム部１０６ｂを回動させて防音扉１００の開放又は閉鎖を行うことができる。このロープ操作は、当該ロープに引張り力を与える端部を１箇所に集めることで、マニュアルではなく、自動で操作できるようにすることもできる。また、ロープに代えて、ワイヤ等の他の応力伝達手段を用いることもできる。

図２３は、図２１のＢ−Ｂ線における断面図であり、図２３において上下方向はダクト連通部１９０の軸方向、換言すればトンネル内への空気の流れ方向である。防音扉１００は、実線で示すように「開」状態であり、ダクトｄに空気を通してトンネル内に供給することができる。一方、発破作業を行う際などトンネル外での騒音を低減させたい場合には、上述したロープ操作により防音扉１００を一点鎖線で示す「閉」状態にすることができる。

ダクト連通部１９０の内部には、図２３に示すように、山型鋼からなるストッパ１１０が防音扉１００の回転方向に沿って等間隔で４箇所設けられている。ストッパ１１０は、ダクト連通部１９０の上下の壁体の内面間の距離と同じ長さであり、４個のうち、図２３において上下の２個は開放時用のストッパであり、左右の２個は閉鎖時用のストッパである。このストッパ１１０は、開放状態又は閉鎖状態における防音扉１００の位置決めを行うものであるが、閉鎖時用のストッパは、それに加えて、防音扉１００の両側縁近傍と接触して当該防音扉１００をシールする機能も有している。すなわち、円滑な回転を確保するために、防音扉１００の縁部１０３の先端とダクト連通部１９０の左右の壁体の内面１９０ａとの間には若干のクリアランスを設ける必要があるが（図２３では、分かり易くするために、多少誇張してクリアランスを描いている）、このクリアランスがあると、そこから音が漏れるため、騒音防止効果が低減する。そこで、防音扉１００の縁部に沿ってストッパを設けて、当該防音扉１００の縁部をシールするようにしている。

なお、本実施の形態では、矩形（正方形）の回転防音扉が採用されているが、円形等他の形状の回転防音扉を用いることもできる。
また、上述した実施の形態では、抗口壁部及び正面壁部を、内部に砂が充填された重量パネルで構成し、前記抗口壁部及び正面壁部を連結する連結壁部を、充填層と吸音材層とからなる遮音パネルで構成しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、前記抗口壁部及び正面壁部を、充填層（この充填層には、低周波音域での遮音効果が高い重量物が充填される）と吸音材層との２層構造とすることもできる。さらに、連結壁部を、前記抗口壁部及び正面壁部と同様の重量パネルで構成することもできる。そして、吸音材層は高周波音域での吸音効果が高く、一方、重量パネルは低周波音域での遮音効果が高く、また同程度の厚さであれば吸音材層よりも全体としての遮音効果が高いという特質を考慮して、設置条件や要求される遮音の程度等に応じて、適宜パネル構造を選定することができる。

また、上述した実施の形態における重量パネルは、１層構造であるが、厚さを大きくして遮音効果をあげたい場合等に、その内部にパネル表面に平行な隔壁を設けて多層構造とすることもできる。この場合、前記隔壁とパネルの壁面との間には補強用のリブが適宜配設される。なお、同一構造の重量パネルを２層以上重ねて配置することで、遮音効果を高めることもできる。

本発明の一実施の形態であるトンネル用防音壁の正面図である。 図１のトンネル用防音壁の側面図である。 図１のＺ−Ｚ線における断面図である。 図１のＹ−Ｙ線における断面図である。 図１のトンネル用防音壁の骨組みを示す正面図である。 図１のトンネル用防音壁の骨組みを示す側面図である。 図４の（イ）部分の拡大図である。 図４の（ロ）部分の拡大図である。 図４の（ハ）部分の拡大図である。 図３の（ニ）部分の拡大図である。 遮音パネルの一部断面斜視図（前面側からみた図）である。 遮音パネルの一部断面斜視図（背面側からみた図）である。 分割パネル相互間を接続する接続状態を説明するための図である。 ダクト穴用スライド扉ユニットの平面図である。 スライド扉用枠体の平面図である。 防音スライド扉の平面図である。 第２の実施の形態のトンネル用防音壁における骨組みの平面図である。 図１７の骨組みの側面図である。 防音スライド扉における遮音部の断面図である。 第３の実施の形態のトンネル用防音壁における骨組みの側面図である。 図２０のＡ−Ａ線における断面図である。 ハンドルを下方からみた図である。 図２１のＢ−Ｂ線における断面図である。 防音扉の説明図であって、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は水平断面説明図である。

符号の説明

１ トンネル用防音壁
２ 坑口壁部
３ 正面壁部
４ 天井壁部
５ 側面壁部
６ 支持柱
６１，６２ スライド溝
７ 重量パネル
７２ 砂（低周波領域での遮音効果が高い重量物）
１００ 防音扉
ｔ トンネル
ｔ１ トンネルの坑口
ｐ 遮音パネル
ｐ３ 貯留タンク
ｐ５ 充填層
ｐ６ 支持フレーム
ｐ７ 吸音材
ｐ８ 吸音材層

Claims (5)

1. 堀削中のトンネルの坑口に密接して当該坑口前に設置される低周波音域での遮音効果が高い重量物よりなる坑口壁部と、
   この坑口壁部に対してトンネル延長方向外側に離れて設置される低周波音域での遮音効果が高い重量物よりなる正面壁部と、
   前記坑口壁部と前記正面壁部の周縁同士を互いに連結する連結壁部と、
   を備えていることを特徴とするトンネル用防音壁。
2. 前記坑口壁部及び前記正面壁部は、その壁幅方向に所定間隔おきに配設された複数本の支持柱と、低周波音域での遮音効果が高い複数枚の重量パネルとを備えており、この各重量パネルが、その上下縁同士を互いに突き合わせた状態で前記支持柱間に架け渡されている請求項１に記載のトンネル用防音壁。
3. 前記支持柱は上下方向に沿って延びるスライド溝を壁幅方向両側に有する鋼材よりなり、隣接する前記支持柱の各スライド溝に重量パネルの両縁部をスライド自在に嵌合することによって当該重量パネルがその支持柱間に架け渡されている請求項２に記載のトンネル用防音壁。
4. 前記重量パネルは、扁平な直方体状に形成された中空ボックスと、この中空ボックスの内部に充填された土、砂又は液体等の比重の大きい不定形物よりなる請求項２〜３のいずれかに記載のトンネル用防音壁。
5. 前記連結壁部は、貯留タンクに粒状体及び液体の少なくとも一方が充填されてなる充填層と、支持フレームに支持された吸音材からなる吸音材層とを備えた遮音パネルにより構成されるとともに、この遮音パネルは、前記貯留タンクと前記支持フレームとが一体構造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用防音壁。

Images