JP2014091946A - 立坑 - Google Patents

Abstract

【課題】立坑内や立坑に通じるトンネルにおいて工事の際に発生して立坑から地上へ伝播される騒音を立坑内にて効果的に抑制することのできる立坑を提供する。
【解決手段】建設工事で用いられる立坑１０において、立坑１０の坑口２のエッジから環状を呈した第１の遮音材３が坑口２の内側へ張り出しており、第１の遮音材３の内側のエッジから筒状の吸音材４が吊り下げられ、該筒状の吸音材４で立坑１０の坑口付近の内側が完全に包囲されており、筒状の吸音材４の坑壁側の表面に筒状を呈した第２の遮音材５が取付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、建設工事で用いられる立坑に関するものである。

特に都市部の地下にて多様な用途に適用される地下トンネルを施工するに当たり、地上交通への影響を極力抑えることやこのことによる工費削減を享受するべく、シールド工法や推進工法が適用されることが多い。

そして、シールド工法や推進工法では、掘進機等が掘進を開始する発進立坑や、掘進を終了する到達立坑をそれぞれ所定深度まで構築し、発進立坑から掘進機を発進させることによってトンネル施工が開始されるのが一般的である。

立坑内では資材の昇降作業等がおこなわれ、掘進機から搬出される土砂の地上搬送等がおこなわれる等、トンネル工事における様々な用途として、あるいは施工中のトンネルと地上を繋ぐ工事用連絡路として、立坑の果たす役割は重要であり、多岐に亘る。

このように様々な用途に利用される立坑からは、トンネル内や立坑内で発生する工事中の様々な騒音が地上へ伝播され、場合によってはこの騒音が問題視されてその対策が余儀なくされることとなる。

たとえば、道路占有等の関係から夜間のみトンネル工事をおこなう場合においては、昼間は覆工板等で立坑の坑口（揚重用開口）を閉塞して通行可能とし、夜間に覆工板を外して坑口を開放し、立坑を利用したトンネル工事をおこなうのが一般的である。

このように決められた一定の作業時間内でトンネル工事をおこなうに当たっては、上記する立坑からの騒音を極力抑制するために、資材の搬出入が終わるたびに坑口を閉塞するといった非効率な措置は講じられない。すなわち、決められた一定の作業時間中は常時坑口が開放されることになる。

そのために、立坑内やトンネル内で発生した騒音は立坑の壁面を反射しながら坑口を介して地上に伝播されることになる。このことを図３を参照して説明する。同図で示すように、地盤Ｇ内に造成された立坑Ｔにおいて、工事をおこなっていない時間帯においては坑口Ｍを覆工板Ｃで完全に閉塞しておく。そして、工事が開始されてその日の工事が終了するまでの時間帯においては、たとえば中央の覆工板Ｃを取り外し（Ｙ方向）、坑口Ｍを開放し、坑口Ｍを介して立坑Ｔへの資機材の搬出入や作業員の出入りがおこなわれる。

この工事中においては、たとえば立坑Ｔ内で各種工事で騒音が発生し、この騒音源から鉛直上向きの騒音が坑口Ｍを介して地上に伝播したり（Ｘ１方向）、鉛直斜め上向きの騒音が立坑Ｔの壁面で反射してなる反射音が坑口Ｍを介して地上に伝播する（Ｘ２方向）。これら地上に伝播する騒音に関し、鉛直上向きに伝播する騒音は地上で側方に広がらないことから立坑Ｔ周辺に与える影響はほとんどないと言ってよい。それに対し、斜め上向きに伝播する反射音は坑口Ｍから地上に出た後に立坑Ｔの側方へ広がり、立坑Ｔの周辺に多大な影響を与え得ることになる。

以上のことから、工事中は立坑の坑口を閉塞せずに工事を進めるといった状況を前提として、立坑を介して地上に伝播される騒音（たとえば斜め上向きに伝播する反射音など）を如何にして抑制するかという課題に鑑み、坑口の開放を許容しながら、立坑から伝播される工事騒音を抑制することのできる措置、もしくはそのような構造を備えた立坑に関する発案が当該技術分野で切望されている。

なお、従来の公開技術に関し、騒音抑制構造を備えた立坑に関する公開技術は見受けられないものの、トンネル内を鉄道車両等が通過する際に発生する低周波数領域の圧力変動を立坑出口にて低減させることを目的とした立坑構造が特許文献１に開示されている。具体的な立坑出口の構造は、立坑の壁面の一部に多孔板構造を形成するものである。しかし、この技術は立坑から地上に伝播される騒音を抑制することを目的としたものでないことから、多孔板構造を立坑壁面に設けた構造で騒音抑制が実現できるか否かは不明である。また、立坑の外側の地盤内に多孔板構造を具備する立坑構造ゆえに、立坑の構築そのものに多大な建設コストがかかるのは必至であり、立坑からの騒音抑制を目的とした現実的な立坑構造とは言い難い。

特開２００８−２１５０１９号公報

本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、立坑内や立坑に通じるトンネルにおいて工事の際に発生して立坑から地上へ伝播される騒音を立坑内にて効果的に抑制することのできる立坑を提供することを目的としている。

前記目的を達成すべく、本発明による立坑は、建設工事で用いられる立坑において、立坑の坑口のエッジから環状を呈した第１の遮音材が坑口の内側へ張り出しており、前記第１の遮音材の内側のエッジから筒状の吸音材が吊り下げられ、該筒状の吸音材で立坑の坑口付近の内側が完全に包囲されており、前記筒状の吸音材の坑壁側の表面に筒状を呈した第２の遮音材が取付けられているものである。

本発明の立坑は、その坑口付近に環状の遮音材（第１の遮音材）を介して筒状の吸音材を具備するとともに、筒状の吸音材の背面（坑壁に対向する面）に筒状の遮音材（第２の遮音材）を配設した構成を有するものであり、この構成により、立坑周辺に対して影響の大きな騒音、中でも、立坑内もしくはトンネル内を騒音源として伝播され、立坑の坑壁にて反射しようとする騒音を吸音材で吸音し、吸音材の背面に入り込んだ騒音は遮音材にて完全に遮音することにより、反射音が坑口を介して地上に伝播されるのを抑制でき、もって立坑から周辺へ伝播される工事騒音を効果的に抑制できるものである。

ここで、立坑の断面形状は、円形であっても矩形であってもよく、環状の遮音材の平面形状は、この立坑の断面形状に応じた形状、たとえば、円環状、楕円環状、四角枠状などの多角枠状などのものが適用される。

また、「筒状の吸音材」に関し、この「筒状」は、第１の遮音材の内側のエッジ形状に応じた多様な断面形状のものを含み、たとえば第１の遮音材の内側エッジが円環状の場合は中空円柱状の吸音材となり、第１の遮音材の内側エッジが楕円状の場合は中空楕円柱状の吸音材となり、第１の遮音材の内側エッジが四角形の場合は中空四角柱状の吸音材となる。

ここで、吸音材の素材は、撥水性グラスウールやアルミニウム焼結材、セラミックス焼結材などの多孔質素材の板材やブロック材を挙げることができる。

また、遮音材としては、遮音パネルや比較的剛性の高い遮音シート、遮音性に優れた覆工板等を挙げることができる。

上記する構成の立坑によれば、環状を呈した第１の遮音材の内側のエッジから筒状の吸音材が吊り下げ固定されていることから、坑壁のいずれの箇所に斜め方向に騒音が伝播してきても、この伝播して反射しようとする騒音を完全に吸音することができ、反射音の発生を抑止することができる。

さらに、吸音材の背面に流れ込んだ騒音は吸音材の背面にある筒状を呈した第２の遮音材とその上方に位置する環状を呈した第１の遮音材にて完全に遮音されることから、このように吸音材の背面に流れ込んだ騒音をも完全に遮音でき、上記する吸音材による吸音効果と相俟って立坑内の騒音を該立坑内にて効果的に制御することができる。

また、本発明による立坑の他の実施の形態は、建設工事で用いられる立坑において、立坑の坑口のエッジから環状を呈した第１の遮音材が坑口の内側へ張り出しており、前記第１の遮音材の内側のエッジから筒状の吸音材が吊り下げられ、該筒状の吸音材で立坑の坑口付近の内側が完全に包囲されており、前記筒状の吸音材の下端と立坑の坑壁を環状を呈した第３の遮音材が繋いでおり、環状を呈した第１、第３の遮音材と、これらに繋がれた筒状の吸音材と、坑壁と、から閉塞された空気層が形成されているものである。

本実施の形態の立坑は、筒状の吸音材の背面に筒状の遮音材を配設する代わりに、筒状の吸音材の下端に環状を呈した第３の遮音材を配設し、環状を呈した上下の第１、第３の遮音材にて坑壁と筒状の吸音材の間の隙間の上下端を完全に閉塞し、上下の遮音材と吸音材と坑壁によってたとえば閉塞された中空のドーナツ状の吸音構造が構成され、この閉塞された空気層によって吸音材に伝播してきた騒音の特に低周波数成分を効果的に吸音するものである。このように低周波数成分を効果的に吸音することで、立坑の吸音性能は一層向上する。

このように、上記する本発明の立坑によれば、坑口を閉塞することなく、工事中に立坑内もしくは立坑に通じるトンネル内で発生した騒音のうち、特に立坑周辺に大きな影響を及ぼし得る反射音を坑口付近に取付けられた吸音材にて効果的に吸音することができる。しかも、この吸音構造は、立坑の坑口において遮音材を介して筒状の吸音材が取り付けられ、その背後に筒状の遮音材が取付けられた簡易な構成、もしくはその下端に環状の遮音材が取付けられた簡易な構成ゆえに、その構築に要する時間も短くてよく、コストも高価なものとはならない。

以上の説明から理解できるように、本発明の立坑によれば、立坑の坑口付近において、環状の遮音材とこれに固定された筒状の吸音材を基本構成とし、この筒状の吸音材の背面に筒状の遮音材が取り付けられた簡易な構成、もしくは筒状の吸音材の下端に別途の環状の遮音材が取り付けられた簡易な構成によって、立坑内もしくはトンネル内を騒音源として伝播され、立坑の坑壁にて反射しようとする騒音を吸音材で効果的に吸音することができ、このことによって坑口が開放されている状態であっても反射音が坑口を介して地上に伝播されるのを抑制することができ、もって立坑から周辺へ伝播される工事騒音を効果的に抑制することができる。

本発明の立坑の実施の形態１を示す図であって、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は図１ａのｂ−ｂ矢視図であり、（ｃ）は図１ａのｃ−ｃ矢視図である。 本発明の立坑の実施の形態２を示す図であって、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は図２ａのｂ−ｂ矢視図である。 従来の立坑の縦断面図であって、立坑内の騒音源にて発生した騒音の伝播態様をともに示した図である。

以下、図面を参照して、本発明の立坑の実施の形態を説明する。なお、図示例は断面が円形の立坑であるが、断面が矩形、楕円形など、多様な断面形状の立坑が本発明の対象であることは勿論のことである。また、図示例は鉛直方向に延びる立坑であるが、斜め方向に延びる立坑であってもよい。

（立坑の実施の形態１）
図１は本発明の立坑の実施の形態１を示す図であって、図１ａは縦断面図であり、図１ｂは図１ａのｂ−ｂ矢視図であり、図１ｃは図１ａのｃ−ｃ矢視図である。なお、坑壁１はその途中位置までを図示しており、たとえば坑壁の不図示の下方位置において、掘進機等で造成中のトンネルが連通している。

図示する立坑１０は、地盤Ｇにおいて、鉛直方向に延設する断面が円形の坑壁１と、その坑口２のエッジに固定された環状の第１の遮音材３と、第１の遮音材３の内側の円形エッジに固定されて立坑内に鉛直方向に延びる筒状の吸音材４と、筒状の吸音材４の背面に配設された筒状の第２の遮音材５とから構成されている。

第１、第２の遮音材３，５は、遮音パネルや比較的剛性の高い遮音シート、遮音性に優れた覆工板等から形成され、吸音材４は、撥水性グラスウールやアルミニウム焼結材、セラミックス焼結材などの多孔質素材の板材から形成されている。

第１の遮音材３の内側の円形エッジと筒状の吸音材４の取付け方法としては、遮音材３に開設された不図示の嵌合孔に吸音材４の上端に設けられた不図示の突起を嵌合させる方法や、双方の接続箇所をボルト留めする方法、双方を接着にて固定する方法などが挙げられる。

また、ともに相補的な筒状を呈している吸音材４と第２の遮音材５の取付け方法としては、たとえば筒状の吸音材４の背面に分割体からなる遮音材５をボルトや接着等で固定していき、全ての分割体を吸音材４の背面に固定した段階で筒状を呈した第２の遮音材が構成されるといった取付け方法などがある。

坑壁１と筒状を呈した第２の遮音材５の間には隙間Ｓが形成されている。
立坑１０内で各種工事で騒音が発生し、この騒音源から鉛直上向きの騒音が坑口２を介して地上に伝播したり（Ｘ１方向）、鉛直斜め上向きの騒音が立坑１０の坑壁１で反射してなる反射音が坑口２を介して地上に伝播する可能性がある。これら地上に伝播する騒音に関し、鉛直上向きに伝播する騒音は地上で側方に広がらないことから立坑１０周辺に与える影響はほとんどないと言ってよいが、斜め上向きに伝播する反射音は坑口２から地上に出た後に立坑１０の側方へ広がり、立坑１０の周辺に多大な影響を与え得る。

しかし、図示する立坑１０では、坑口付近に鉛直方向に延びる筒状の吸音材４が配設されていることから、鉛直斜め方向に伝播する騒音はこの吸音材４で吸音され、反射音となって地上に伝播されることが抑止もしくは大幅に抑制される。

さらに、坑壁１と第２の遮音材５の間の隙間Ｓに回りこんだ騒音は筒状の第２の遮音材５とその上方に位置する環状の第１の遮音材３で完全に遮音されることから、このように吸音材４の背後に回りこんだ騒音は効果的に遮音され、上記する吸音材４による吸音効果と相俟って、高い騒音抑制効果が奏されることになる。

したがって、工事中に坑口２を閉塞することなく、立坑１０の周辺への騒音の影響を従来の立坑に比して格段に低減することができる。

また、図示する立坑１０は、立坑１０の坑口２に環状の第１の遮音材３を配設し、この第１の遮音材３の内側エッジに筒状の吸音材４と筒状の第２の遮音材５を取り付けた極めてシンプルな構造ゆえに、その取付けは容易であり、吸音構造の構築に要する費用も安価となる。

（立坑の実施の形態２）
図２は本発明の立坑の実施の形態２を示す図であって、図２ａは縦断面図であり、図２ｂは図２ａのｂ−ｂ矢視図である。

図示する立坑１０Ａは、図１で示す立坑１０に対して、筒状の第２の遮音材５の代わりに、筒状の吸音材４の下端と坑壁１の間を環状の第３の遮音材６で繋いだものであり、上下の環状の遮音材３，６と、筒状の吸音材４と坑壁１とによって、閉塞された空気層Ｓを内部に備えたドーナツ状の吸音構造が構成され、この閉塞された空気層Ｓにより、吸音材４に伝播してきた騒音の特に低周波数成分を効果的に吸音できるものである。低周波数成分の効果的な吸音によって、工事騒音の吸音性能を一層向上させることができる。

図示する立坑１０Ａに関しても、立坑１０Ａの坑口２に環状の第１の遮音材３を配設し、この第１の遮音材３の内側エッジに筒状の吸音材４を取り付け、吸音材４の下端に環状の第３の遮音材６を配設した極めてシンプルな構造ゆえに、その取付けは容易であり、吸音構造の構築に要する費用も安価となる。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

１…坑壁、２…坑口、３…第１の遮音材、４…吸音材、５…第２の遮音材、６…第３の遮音材、１０，１０Ａ…立坑、Ｇ…地盤、Ｓ…隙間（空気層）

Claims (2)

1. 建設工事で用いられる立坑において、
   立坑の坑口のエッジから環状を呈した第１の遮音材が坑口の内側へ張り出しており、
   前記第１の遮音材の内側のエッジから筒状の吸音材が吊り下げられ、該筒状の吸音材で立坑の坑口付近の内側が完全に包囲されており、
   前記筒状の吸音材の坑壁側の表面に筒状を呈した第２の遮音材が取付けられている立坑。
2. 建設工事で用いられる立坑において、
   立坑の坑口のエッジから環状を呈した第１の遮音材が坑口の内側へ張り出しており、
   前記第１の遮音材の内側のエッジから筒状の吸音材が吊り下げられ、該筒状の吸音材で立坑の坑口付近の内側が完全に包囲されており、
   前記筒状の吸音材の下端と立坑の坑壁を環状を呈した第３の遮音材が繋いでおり、
   環状を呈した第１、第３の遮音材と、これらに繋がれた筒状の吸音材と、坑壁と、から閉塞された空気層が形成されている立坑。

Images