JP2017166186A - 圧力変動低減構造 - Google Patents

Abstract

【課題】工費を抑えながら坑道の断面積を有効に活用して、圧力変動を低減させることができるようにする。【解決手段】斜坑２３の左側の側面２３ｌとの間に所定の間隔をあけて側面２３ｌに対向配置された第１の仕切板２と、斜坑２３の天井面２３ｕとの間に所定の間隔をあけて天井面２３ｕに対向配置された第２の仕切板３と、を有している。第１の仕切板２および第２の仕切板３の少なくとも一方が、多数の貫通孔を備えた多孔部を有している。第１の仕切板２および第２の仕切板３によって、斜坑２３の内部空間が風路２４と背後空気層２５とに仕切られている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両が通過するトンネル本坑、および、トンネル本坑と外部とを連通させる斜坑を含む坑道内に設けられる圧力変動低減構造に関する。

鉄道車両などの車両が通過するトンネルには、トンネル内の換気や避難路を確保するために、上下に伸びる立坑や斜めに伸びる斜坑が、トンネル本坑から分岐して複数設けられる。しかし、トンネル内を車両が通過する際にトンネル内に発生する低周波数の圧力変動や、トンネル掘削工事の発破音が、トンネル本坑や立坑、斜坑を伝搬して地表に放出されて低周波空気振動となり、周辺環境に影響を及ぼすという問題がある。

そこで、特許文献１には、立坑や斜坑に設けられ、トンネルを鉄道車両が通過する場合に発生する圧力変動を低減させる立坑構造が開示されている。この立坑構造は、立坑の長手方向と交差するように空気室を形成し、１または複数枚の多孔板で空気室を複数の空間に分離している。このような構成によれば、多孔板の孔を通過する圧力変動に粘性または圧力損失による減衰作用が生じ、圧力変動が熱エネルギーに変換されるので、圧力変動が低減される。この立坑構造は、２０Ｈｚ以下の低周波数の圧力変動に対して高い吸音率を有している。

特開２００８−２１５０１９号公報

しかしながら、山岳トンネルから分岐して設けられる斜坑は、地下４０ｍ程度の大深度の地下トンネルから分岐して設けられる立坑に比べて断面積が小さい。そのため、特許文献１の立坑構造を斜坑に適用する場合、斜坑の長手方向に直交する方向に設置スペースを確保するのが難しいという問題がある。

また、特許文献１の立坑構造は、立坑の長手方向に沿って立坑内に構築された骨組み構造に設けられる。よって、特許文献１の立坑構造を斜坑に設ける場合、同様にして、斜坑内に骨組み構造を構築する必要がある。しかし、上述したように、斜坑は、立坑に比べて断面積が小さく、斜坑の長手方向に直交する方向の設置スペースが小さい。そこで、吸音性能を十分に確保するために、特許文献１の立坑構造を長手方向に長い範囲にわたって設ける必要がある。そうすると、骨組み構造の施工距離が長くなり、工費が嵩む。

また、特許文献１の立坑構造と斜坑の壁面との間に形成される空間が無駄なスペースとなり、斜坑の断面積を有効に活用する上で効率が悪い。また、特許文献１の立坑構造のように、多孔板を用いた圧力変動低減構造においては、背後空気層の大きさが吸音性能につながるため、吸音性能に寄与しないスペースを設けるのは、圧力変動を対策する上でも効率が悪い。

また、トンネル工事における発破音等の騒音がトンネル本坑や立坑、斜坑を伝搬して周辺環境に放出されるという問題がある。そこで、内部にサイレンサを設けて周辺環境に放出される騒音を低減させることが考えられる。しかし、サイレンサで低減可能な騒音は２００Ｈｚ以上の成分であるため、およそ１６０Ｈｚ以下の低周波成分がそのまま周辺環境に放出される。そして、特許文献１の立坑構造は、上述したように、２０Ｈｚ以下の低周波数の圧力変動に対して十分に効果があるものの、２０Ｈｚを超えて１６０Ｈｚ以下の低周波騒音に対しては効果が見込めない。

本発明の目的は、工費を抑えながら坑道の断面積を有効に活用して、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることが可能な圧力変動低減構造を提供することである。

本発明は、車両が通過するトンネル本坑、および、当該トンネル本坑と外部とを連通させる斜坑を含む坑道内に設けられる圧力変動低減構造であって、前記坑道の２つの側面の少なくとも一方に設けられ、前記側面との間に所定の間隔をあけて前記側面に対向配置された第１の仕切板と、前記坑道の天井および床をなす２つの壁面の少なくとも一方に設けられ、前記壁面との間に所定の間隔をあけて前記壁面に対向配置された第２の仕切板と、を有し、前記第１の仕切板および前記第２の仕切板の少なくとも一方が、多数の貫通孔を備えた多孔部を有し、前記第１の仕切板および前記第２の仕切板によって、前記坑道の内部空間が風路と背後空気層とに仕切られていることを特徴とする。

本発明によると、第１の仕切板および第２の仕切板によって、坑道の内部空間が風路と背後空気層とに仕切られている。そして、坑道の側面や上下の壁面（以下、これらを壁面という）が多孔板を用いた圧力変動低減構造における背面板の代替となることで、第１の仕切板および第２の仕切板と背後空気層と坑道の壁面とが多孔板を用いた圧力変動低減構造を構成している。よって、風路を通過する低周波数の圧力変動や低周波騒音が多孔部の貫通孔を通過する際に、粘性または圧力損失による減衰作用が生じる。この減衰作用によって、低周波数の圧力変動や低周波騒音が熱エネルギーに変換されるので、低周波数の圧力変動や低周波騒音が減衰する。これにより、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることができる。

このように、坑道の壁面を背面板の代替とすることで、坑道内に第１の仕切板および第２の仕切板を設置するだけでよいので、設置コストを抑えることができる。多孔板を用いた圧力変動低減構造は、背面板で密閉されているので、風路を通過する圧力変動の圧力を受ける。そのため、これに合わせて骨組み構造の強度を設計する必要がある。しかし、本構造においては、第１の仕切板および第２の仕切板のみを設置するので、受ける圧力が小さくなる。また、本構造は多孔板を用いた圧力変動低減構造よりも軽量である。よって、骨組み構造を簡略化することができる。これにより、工費を抑えることができる。また、第１の仕切板および第２の仕切板と坑道の壁面との間がすべて背後空気層となるので、坑道の壁面との間に無駄なスペースが生じない。そのため、坑道の断面積を有効に活用することができる。

よって、工費を抑え、且つ、坑道の断面積を有効に活用して、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることができる。

斜坑の斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 立坑の断面図である。 図１をＢ方向から見た斜坑の断面図である。 本実施形態の圧力変動低減構造の模式図である。 本実施形態の圧力変動低減構造の模式図である。 従来型の圧力変動低減構造の模式図である。 トンネル内の圧力変動の相対圧力勾配値と斜坑の坑口における相対圧力との関係を示す図である。 斜坑の斜視図である。 トンネル内の圧力変動の相対圧力勾配値と斜坑の坑口における相対圧力との関係を示す図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（斜坑の構成）
本発明の実施形態による圧力変動低減構造１は、斜視図である図１に示すように、車両が通過するトンネル本坑２１と外部２２とを連通させる斜坑２３内に設けられる。ここで、トンネル本坑２１は、山に設けられた山岳トンネルなどである。斜坑２３は、斜めに伸びて、山肌である外部２２とトンネル本坑２１とを連通させている。車両は、鉄道車両や、自動車などの車両である。なお、圧力変動低減構造１は、トンネル本坑２１内に設けられてもよい。

斜坑２３には、他の区間よりも広い広区間２３ａが、斜坑２３の長手方向に複数設けられている。この広区間２３ａは、斜坑２３の建設時の避難場所であり、斜坑２３の長手方向に直交する方向の断面積が他の区間よりも大きい区間である。

図１のＡ−Ａ断面図である図２に示すように、斜坑２３（広区間２３ａ）の内部空間は、左右の側面２３ｌ，２３ｒと、天井面２３ｕと床面２３ｄとで形成されている。トラックなどの工事車両３１は、斜坑２３の床面２３ｄ上を走行する。

なお、斜坑２３内には、斜坑２３内を強制換気する図示しない換気ファンが設けられていてもよい。この換気ファンからは騒音が発生し、斜坑２３を伝搬して外部２２に漏れる。そこで、斜坑２３内には、外部２２に放出される騒音を低減させる図示しないサイレンサが設けられていてよい。

（立坑の構成）
ここで、従来技術を説明するため、立坑４３の断面図を図３に示す。立坑４３は、上下に伸びて、車両６１が通過するトンネル本坑４１と外部４２とを連通させるものである。

この立坑４３に特許文献１の立坑構造５１を設ける際には、鉄骨を縦横に組んでなる骨組み構造４４を立坑４３内に構築する。そして、この骨組み構造４４に特許文献１の立坑構造５１を設ける。

しかしながら、図２に示す斜坑２３は、図３に示す立坑４３に比べて断面積が小さい。そのため、特許文献１の立坑構造５１を斜坑２３に適用する場合、斜坑２３の長手方向に直交する方向に設置スペースを確保するのが難しいという問題がある。

また、特許文献１の立坑構造５１を斜坑２３に設ける場合、立坑４３のときと同様にして、斜坑２３内に骨組み構造４４を構築する必要がある。しかし、斜坑２３の長手方向に直交する方向の設置スペースが小さいので、吸音性能を十分に確保するために、特許文献１の立坑構造５１を長手方向に長い範囲にわたって設ける必要がある。そうすると、骨組み構造４４の施工距離が長くなり、工費が嵩む。

また、図３に示すように、立坑４３に特許文献１の立坑構造５１を設けると、骨組み構造４４、即ち、特許文献１の立坑構造５１と立坑４３の壁面との間に、無駄なスペースである空間４５が形成される。特許文献１の立坑構造５１を斜坑２３に適用する場合、同様の空間が特許文献１の立坑構造５１と斜坑２３の壁面との間に形成されることになる。しかし、この空間が無駄なスペースとなり、斜坑２３の断面積を有効に活用する上で効率が悪い。また、特許文献１の立坑構造５１のように、多孔板を用いた圧力変動低減構造においては、背後空気層の大きさが吸音性能につながるため、吸音性能に寄与しないスペースを設けるのは、圧力変動を対策する上でも効率が悪い。

また、トンネル工事における発破音等の騒音が斜坑２３を伝搬して外部２２に放出されるという問題がある。特許文献１の立坑構造５１は、２０Ｈｚ以下の低周波数の圧力変動に対して十分に効果があるものの、２０Ｈｚを超えて１６０Ｈｚ以下の低周波騒音に対しては効果が見込めない。

（圧力変動低減構造の構成）
本実施形態の圧力変動低減構造１は、図２に示すように、斜坑２３の広区間２３ａ内に設けられている。

圧力変動低減構造１は、斜坑２３の図中左側の側面２３ｌとの間に所定の間隔をあけて側面２３ｌに対向配置された第１の仕切板２を有している。第１の仕切板２は、上下方向に配置されて、下端が斜坑２３の床面２３ｄに接続されているとともに、上端が斜坑２３の天井面２３ｕよりも下方に位置している。本実施形態において、第１の仕切板２は、多数の貫通孔を全面に備えた多孔板である。しかし、第１の仕切板２は、多数の貫通孔を備えた多孔部を一部に有する構成であってもよい。

また、圧力変動低減構造１は、斜坑２３の天井面２３ｕとの間に所定の間隔をあけて天井面２３ｕに対向配置された第２の仕切板３を有している。第２の仕切板３は、左右方向に配置されて、右端が斜坑２３の図中右側の側面２３ｒに接続されているとともに、左端が斜坑２３の図中左側の側面２３ｌよりも右方に位置している。本実施形態において、第２の仕切板３は、多数の貫通孔を全面に備えた多孔板である。しかし、第２の仕切板３は、多数の貫通孔を備えた多孔部を一部に有する構成であってもよい。

第１の仕切板２の上端と、第２の仕切板３の左端とは接続されている。これにより、第１の仕切板２および第２の仕切板３によって、広区間２３ａの内部空間が風路２４と背後空気層２５とに仕切られている。なお、風路２４内に工事車両３１が走行するスペースが確保されるように、風路２４と背後空気層２５とが仕切られている。

ここで、第１の仕切板２および第２の仕切板３に設けられた貫通孔は、小穴、円形孔、異形孔、スリット形状の孔、ルーバーフィン形状を有する孔、十字孔、その他任意の形状の孔であって、これらの少なくとも１種からなることが好ましい。本実施形態において、貫通孔は円形孔である。

また、低周波数の圧力変動を低減させる場合には、第１の仕切板２および第２の仕切板３の開口率は１％以上１０％以下であり、貫通孔の開口径は１ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であることが好ましい。また、第１の仕切板２および第２の仕切板３の板厚は１ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であることが好ましい。開口率、開口径、および、板厚をこのような範囲に設定することで、２０Ｈｚ以下の周波数帯域において高い吸音率を有するようにすることができる。

また、第１の仕切板２および第２の仕切板３は、リサイクル面および防錆の観点から、アルミニウム板部材またはステンレス部材からなることが好ましい。また、第１の仕切板２および第２の仕切板３に設けられる多数の貫通孔は、パンチング加工により形成されてもよく、エンボス加工により形成されてもよい。

図１をＢ方向から見た斜坑２３の断面図を図４に示す。広区間２３ａの風路２４と他の区間の内部空間とは、連通している。

そして、図２に示すように、斜坑２３の壁面（天井面２３ｕ、左側の側面２３ｌ、および、床面２３ｄの一部）が多孔板を用いた圧力変動低減構造における背面板の代替となることで、第１の仕切板２および第２の仕切板３と、背後空気層２５と、斜坑２３の壁面（天井面２３ｕ、左側の側面２３ｌ、および、床面２３ｄの一部）とが、多孔板を用いた圧力変動低減構造を構成している。

図１に示すように、トンネル本坑２１内を車両が通過する際にトンネル本坑２１内に発生する低周波数の圧力変動が斜坑２３を伝搬して外部２２に放出されて低周波空気振動となり、周辺環境に影響を及ぼす。また、斜坑２３との分岐部を車両が通過する際の騒音が斜坑２３を伝搬して外部２２に放出される。また、トンネル工事における発破音等の騒音が斜坑２３を伝搬して外部２２に放出される。また、換気ファンから発生した騒音が斜坑２３を伝搬して外部２２に放出される。

しかしながら、図２に示すように、第１の仕切板２および第２の仕切板３と、背後空気層２５と、斜坑２３の壁面（天井面２３ｕ、左側の側面２３ｌ、および、床面２３ｄの一部）とが、多孔板を用いた圧力変動低減構造を構成している。よって、風路２４を通過する低周波数の圧力変動や低周波騒音が第１の仕切板２および第２の仕切板３の貫通孔を通過する際に、粘性または圧力損失による減衰作用が生じる。具体的には、低周波数の圧力変動に対して圧力損失による減衰作用が生じ、低周波騒音に対して粘性による減衰作用が生じる。この減衰作用によって、低周波数の圧力変動や低周波騒音が熱エネルギーに変換されるので、低周波数の圧力変動や低周波騒音が減衰する。これにより、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることができる。

ここで、第１の仕切板２および第２の仕切板３における、多数の貫通孔を備えた多孔部の面積を、低減対象の圧力変動の周波数と背後空気層２５の体積とに応じて設定する。これにより、２０Ｈｚ以下の低周波数の圧力変動や、２０〜２００Ｈｚ帯域の低周波騒音を低減させることができる。低周波騒音を低減させる場合、背後空気層２５の体積は小さくなり、風路２４の断面積の割合は多くなる。

そして、斜坑２３の壁面を背面板の代替とすることで、斜坑２３内に第１の仕切板２および第２の仕切板３を配置するだけでよいので、設置コストを抑えることができる。また、多孔板を用いた圧力変動低減構造は、背面板で密閉されているので、風路２４を通過する圧力変動の圧力を受ける。そのため、これに合わせて骨組み構造４４の強度を設計する必要がある。しかし、本構造においては、第１の仕切板２および第２の仕切板３のみを設置するので、受ける圧力が小さくなる。なお、風路２４を通過する圧力変動の圧力は、斜坑２３の壁面が受けることとなる。また、本構造は多孔板を用いた圧力変動低減構造よりも軽量である。よって、骨組み構造を簡略化することができる。これにより、工費を抑えることができる。

また、第１の仕切板２および第２の仕切板３と斜坑２３の壁面との間がすべて背後空気層２５となるので、斜坑２３の壁面との間に無駄なスペースが生じない。そのため、斜坑２３の断面積を有効に活用することができる。

よって、工費を抑え、且つ、斜坑２３の断面積を有効に活用して、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることができる。

また、他の区間よりも断面積が大きい広区間２３ａに第１の仕切板２および第２の仕切板３を設けて圧力変動を低減させることで、他の区間のスペースを有効に活用することができる。

なお、本実施形態においては、図２に示すように、第１の仕切板２および第２の仕切板３で風路２４と背後空気層２５とを仕切ることで、風路２４の壁面を第１の仕切板２および第２の仕切板３の２面としている。しかし、第１の仕切板２を天井面２３ｕまで延伸させて風路２４と背後空気層２５とを仕切ることで、風路２４の壁面を１面としてもよい。また、斜坑２３の図中右側の側面２３ｒとの間に所定の間隔をあけて側面２３ｒに対向配置した他の仕切板を設けることで、風路２４の壁面を３面としてもよい。さらに、斜坑２３の床面２３ｄとの間に所定の間隔をあけて床面２３ｄに対向配置した他の仕切板を設けることで、風路２４の壁面を４面としてもよい。

また、本実施形態においては、第１の仕切板２および第２の仕切板３の全面を多孔部としているが、第１の仕切板２や第２の仕切板３の一部が多孔部であってもよい。また、低減対象の周波数帯域を広範囲にするために、斜坑２３の長手方向やこれに直交する方向に沿って、第１の仕切板２や第２の仕切板３に開口率が異なる多孔部を複数設けてもよい。

また、本実施形態においては、図２に示すように、第１の仕切板２および第２の仕切板３と、背後空気層２５と、斜坑２３の壁面とで、多孔板を用いた圧力変動低減構造を構成して、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させているが、例えば、多孔板と背面板と側面板とで囲まれた空間を内部に有する箱状の圧力変動低減構造を、背後空気層２５における斜坑２３の図中左側の側面２３ｌに沿って複数設けてもよい。この場合、第１の仕切板２および第２の仕切板３の貫通孔と背後空気層２５とで、２０Ｈｚ以下の低周波数の圧力変動を低減させ、第１の仕切板２および第２の仕切板３の貫通孔を通過した２０〜２００Ｈｚ帯域の低周波騒音を、側面２３ｌに沿って設けた箱状の圧力変動低減構造で低減させてよい。

（圧力評価）
次に、本実施形態の圧力変動低減構造１と、特許文献１の立坑構造５１とで、多数の貫通孔を備えた多孔部の面積を変えて、斜坑２３の外部２２側の開口（坑口）から１０ｍの地点で観測される圧力を評価した。以下、特許文献１の立坑構造５１を、従来型の圧力変動低減構造５１という。斜坑２３の長手方向に直交する断面図である、本実施形態の圧力変動低減構造１の模式図を図５Ａ、図５Ｂに示す。また、斜坑２３の長手方向に直交する断面図である、従来型の圧力変動低減構造５１の模式図を図６に示す。

図５Ａに示す圧力変動低減構造１は、第１の仕切板２の全面が多孔部で、第２の仕切板３に貫通孔がない、多孔板が１面のものである。図５Ｂに示す圧力変動低減構造１は、第１の仕切板２および第２の仕切板３の各々の全面が多孔部である、多孔板が２面のものである。

図６に示す従来型の圧力変動低減構造５１は、多数の貫通孔を備えた多孔板５２によって風路２４と背後空気層２５とが仕切られている。図６に示す従来型の圧力変動低減構造５１は、図５Ａに示す圧力変動低減構造１と同等の性能を有する構造である。なぜなら、背後空気層と多孔板との長さの比が同じであり、同等の性能を有する構造となるからである。

圧力の評価は、図５Ａに示す圧力変動低減構造１（多孔板１面）と、図５Ｂに示す圧力変動低減構造１（多孔板２面）と、図６に示す従来型の圧力変動低減構造５１（従来型）とを用いて行った。トンネル本坑２１内の圧力変動の相対圧力勾配値と斜坑２３の坑口における相対圧力との関係を図７に示す。図７において、横軸は、斜坑２３につながっているトンネル本坑２１内の相対圧力変動の圧力勾配値である。圧力変動が斜坑２３を伝搬して外部２２に放出された際の圧力値は、相対圧力勾配値が大きくなるほど大きくなる。また、図７において、横軸は、何ら対策しない（圧力変動低減構造１や従来型の圧力変動低減構造５１を設けない）場合における、トンネル本坑２１内の圧力勾配の評価値のうち最大の値で、トンネル本坑２１内の圧力勾配値を正規化した相対圧力勾配値である。また、縦軸は、圧力変動低減構造１や従来型の圧力変動低減構造５１を設けずに何ら対策しない場合における、トンネル本坑２１内の圧力勾配の評価値が最大の値になるときの斜坑２３の坑口における圧力値で、斜坑２３の坑口における圧力値を正規化した相対圧力である。

図７から、多孔部により斜坑２３の抗口における圧力が低減していることがわかる。特に圧力勾配が大きいときに低減効果が大きく、図５Ａに示す圧力変動低減構造１（多孔板１面）で約４０％程度の低減効果となっている。図６に示す従来型の圧力変動低減構造５１（従来型）は、図５Ａに示す圧力変動低減構造１（多孔板１面）と同等の構造であるため、ほぼ同じ低減効果となっている。

また、図５Ｂに示す圧力変動低減構造１（多孔板２面）は、図５Ａに示す圧力変動低減構造１（多孔板１面）よりも低減効果が小さいことがわかる。これは、図５Ｂに示す圧力変動低減構造１（多孔板２面）よりも、図５Ａに示す圧力変動低減構造１（多孔板１面）の方が、多孔部の面積当たりの背後空気層２５の体積が大きく、低周波数の圧力変動の周波数特性に適した構造となっているためである。

図５Ａ、図５Ｂにおいて、奥行き方向（長手方向）の長さが同じであるとして、多孔部の面積当たりの背後空気層２５の体積を、多孔部の長さＬ当たりの背後空気層２５の断面積Ｓとして考える。斜坑２３の壁面を多孔板を用いた圧力変動低減構造における背面板の代替とする圧力変動低減構造１の防音性能は、斜坑２３の長手方向に直交する断面において、背後空気層２５の断面積Ｓを多孔部の長さＬで除した値で決まる。図５Ａにおいては、背後空気層２５の断面積Ｓを多孔板５２の長さＬで割ると、Ｓ／Ｌ＝５［ｍ］となる。一方、図５Ｂにおいては、背後空気層２５の断面積Ｓを多孔板５２，５３の長さＬで割ると、Ｓ／Ｌ＝２．５［ｍ］となる。

図６のように、風路２４と背後空気層２５とを仕切る多孔板５２の長さＬと、多孔板５２の長さ方向における背後空気層２５の幅とが同じ長さの場合、Ｓ／Ｌの値は背後空気層２５の厚さを表す。すなわち、Ｓ／Ｌの値は空気層厚みともいえる。この値が２．５ｍである図５Ｂに示す圧力変動低減構造１（多孔板２面）では、圧力の低減効果が小さいことから、Ｓ／Ｌの値を２．５ｍより大きくすることで、圧力を好適に下げることができることがわかる。なお、Ｓ／Ｌの値は１０ｍより大きくしても効果は同等であると考えられる。よって、省スペースの観点からも、Ｓ／Ｌの値は１０ｍ以下が好ましい。

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る圧力変動低減構造１によると、第１の仕切板２および第２の仕切板３によって、斜坑２３の内部空間が風路２４と背後空気層２５とに仕切られている。そして、斜坑２３の壁面（天井面２３ｕ、左側の側面２３ｌ、および、床面２３ｄの一部）が多孔板を用いた圧力変動低減構造における背面板の代替となることで、第１の仕切板２および第２の仕切板３と背後空気層２５と斜坑２３の壁面とが多孔板を用いた圧力変動低減構造を構成している。よって、風路２４を通過する低周波数の圧力変動や低周波騒音が第１の仕切板２および第２の仕切板３の貫通孔を通過する際に、粘性または圧力損失による減衰作用が生じる。この減衰作用によって、低周波数の圧力変動や低周波騒音が熱エネルギーに変換されるので、低周波数の圧力変動や低周波騒音が減衰する。これにより、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることができる。

そして、斜坑２３の壁面を背面板の代替とすることで、斜坑２３内に第１の仕切板２および第２の仕切板３を設置するだけでよいので、設置コストを抑えることができる。また、多孔板を用いた圧力変動低減構造は、背面板で密閉されているので、風路２４を通過する圧力変動の圧力を受ける。そのため、これに合わせて骨組み構造の強度を設計する必要がある。しかし、本構造においては、第１の仕切板２および第２の仕切板３のみを設置するので、受ける圧力が小さくなる。また、本構造は多孔板を用いた圧力変動低減構造よりも軽量である。よって、骨組み構造を簡略化することができる。これにより、工費を抑えることができる。また、第１の仕切板２および第２の仕切板３と斜坑２３の壁面との間がすべて背後空気層２５となるので、斜坑２３の壁面との間に無駄なスペースが生じない。そのため、斜坑２３の断面積を有効に活用することができる。

よって、工費を抑え、且つ、斜坑２３の断面積を有効に活用して、低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることができる。

また、他の区間よりも断面積が大きい広区間２３ａに第１の仕切板２および第２の仕切板３を設けて低周波数の圧力変動や低周波騒音を低減させることで、他の区間のスペースを有効に活用することができる。

また、斜坑２３の壁面を、多孔板を用いた圧力変動低減構造における背面板の代替とする本構造の防音性能は、斜坑２３の長手方向に直交する断面において、背後空気層２５の断面積Ｓを多孔部の長さＬで除した値で決まる。風路２４と背後空気層２５とを仕切る第１の仕切板２および第２の仕切板３の多孔部の長さＬと、多孔部の長さ方向における背後空気層２５の幅とが同じ場合、背後空気層２５の断面積Ｓを多孔部の長さＬで除した値は、背後空気層２５の厚さを表す。この値を２．５ｍを超えて１０ｍ以下にすることで、圧力を好適に下げることができる。

（本実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

例えば、本実施形態の圧力変動低減構造１が設けられる広区間２３ａは、斜視図である図８に示すように、斜坑２３の長手方向に連続して設けられていてもよい。トンネル２１内の圧力変動の圧力勾配値と斜坑２３の坑口における相対圧力との関係を図９に示す。図１に示すように、所定の長さの広区間２３ａが長手方向に離れて２つ設けられている場合（分割）と、図８に示すように、所定の長さの２つの広区間２３ａがつながって設けられている場合（連続）とで、すべての広区間２３ａの長さの合計がともに同じであれば、圧力の低減効果は同等となる。

１ 圧力変動低減構造
２ 第１の仕切板
３ 第２の仕切板
２１ トンネル本坑
２２ 外部
２３ 斜坑
２３ａ 広区間
２３ｄ 床面
２３ｌ，２３ｒ 側面
２３ｕ 天井面
２４ 風路
２５ 背後空気層
３１ 工事車両
４１ トンネル本坑
４２ 外部
４３ 立坑
４４ 骨組み構造
４５ 空間
５１ 立坑構造（圧力変動低減構造）
５２，５３ 多孔板
６１ 車両

Claims (4)

1. 車両が通過するトンネル本坑、および、当該トンネル本坑と外部とを連通させる斜坑を含む坑道内に設けられる圧力変動低減構造であって、
   前記坑道の２つの側面の少なくとも一方に設けられ、前記側面との間に所定の間隔をあけて前記側面に対向配置された第１の仕切板と、
   前記坑道の天井および床をなす２つの壁面の少なくとも一方に設けられ、前記壁面との間に所定の間隔をあけて前記壁面に対向配置された第２の仕切板と、
   を有し、
   前記第１の仕切板および前記第２の仕切板の少なくとも一方が、多数の貫通孔を備えた多孔部を有し、
   前記第１の仕切板および前記第２の仕切板によって、前記坑道の内部空間が風路と背後空気層とに仕切られていることを特徴とする圧力変動低減構造。
2. 前記坑道には、前記坑道の長手方向に直交する方向の断面積が他の区間よりも大きい区間である広区間が、前記坑道の長手方向に複数設けられており、
   前記第１の仕切板および前記第２の仕切板が、前記広区間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧力変動低減構造。
3. 前記坑道の長手方向に直交する断面において、前記背後空気層の断面積［ｍ²］を前記多孔部の長さ［ｍ］で除した値が２．５ｍを超えて１０ｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力変動低減構造。
4. 前記第１の仕切板および前記第２の仕切板の開口率が１％以上１０％以下であり、
   前記貫通孔の開口径が１ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であり、
   前記第１の仕切板および前記第２の仕切板の板厚が１ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力変動低減構造。

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