JP6240446B2 - Box Helmholtz Resonator Assembly and Tunnel Blasting Reduction Method - Google Patents

Box Helmholtz Resonator Assembly and Tunnel Blasting Reduction Method Download PDF

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    • G10K11/172Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects

Description

本発明は、複数の箱状ヘルムホルツ共鳴器が積層もしくは水平方向に並べられて構成された組立体と、この箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体を使用するトンネル発破音の低減方法に関するものである。   The present invention relates to an assembly in which a plurality of box-shaped Helmholtz resonators are stacked or arranged in a horizontal direction, and a method for reducing tunnel blasting sound using the assembly of box-shaped Helmholtz resonators.

山岳トンネル等のトンネルの延伸工事においては、坑口側から順に坑内での発破を繰り返しながらトンネルの延伸作業がおこなわれる場合があるが、この発破の際に生じる発破音は広帯域の周波音を含んでおり、さらに音圧のレベルも極めて高いことが知られている。このような性質の発破音が外部に漏れ出すと、周辺環境への騒音の問題もさることながら、発破音に含まれている周波数50Hz以下のいわゆる低周波音が周辺建物を振動させるといった問題も生じ得る。   In tunnel extension work such as mountain tunnels, tunnel extension work may be carried out while repeating blasting in the tunnel in order from the wellhead side, but the blasting sound generated during this blasting includes broadband frequency sound. It is also known that the sound pressure level is extremely high. When a blasting sound of this nature leaks to the outside, not only the problem of noise to the surrounding environment, but also the problem that the so-called low frequency sound with a frequency of 50 Hz or less included in the blasting sound vibrates the surrounding buildings. Can occur.

このような有害な発破音の漏れ出しを抑制するべく、従来は坑内のたとえば2箇所にトンネル断面を遮断する防音壁を設置するといった対処法が一般におこなわれているが、この方策では、2つの防音壁で囲まれた空間で共振現象によって低周波音を十分に低減できないことをはじめとして遮音性が不十分であり、遮音性のさらなる向上が望まれているのが現状である。   In order to suppress the leakage of such harmful blasting sound, conventionally, countermeasures such as installing soundproof walls that block the tunnel cross section, for example, at two locations in the mine are generally performed. The current situation is that the sound insulation is insufficient, including that the low frequency sound cannot be sufficiently reduced by the resonance phenomenon in the space surrounded by the soundproof wall, and further improvement of the sound insulation is desired.

ここで、特許文献1には、トンネル発破音のうちの特に低周波帯域の音(低周波音)についても対処可能な消音技術が開示されている。   Here, Patent Document 1 discloses a muffling technique capable of dealing with a particularly low frequency band sound (low frequency sound) among tunnel blasting sounds.

この技術は、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、他端を閉塞して、それぞれ経路長の異なる複数の管体をこの所定隔壁より切羽側に設置するものである。ここで、トンネル発破音を構成する音のうち、少なくとも低周波音を含む複数の各周波音に関して、該当音の1/4波長の経路長を備えた管体を所定隔壁よりも切羽側に設置することとしている。   In this technique, a tunnel entrance or inside of a tunnel is closed with a predetermined partition, one end is opened into the tunnel tunnel, and the other end is closed, and a plurality of pipes having different path lengths are installed on the face side from the predetermined partition. Is. Here, for each of a plurality of frequency sounds including at least a low frequency sound among the sounds constituting the tunnel blasting sound, a tube having a path length of 1/4 wavelength of the corresponding sound is installed on the face side from the predetermined partition wall. To do.

このように1/4波長の経路長を備えた管体を使用してたとえば10Hzの低周波音の低減を図ろうとすると、たとえば8.5m程度の長さの管体を必要とし、トンネル内でこのような長尺の管体を収めようとした場合には、管体を途中から折り曲げる等することが余儀なくされる場合が十分に有り得る。なお、特許文献1で開示の技術はこのような管体の折り曲げを積極的におこなおうとするものである。   In this way, if a tube with a 1/4 wavelength path length is used to reduce the low frequency sound of, for example, 10 Hz, a tube with a length of about 8.5 m is required, for example. When trying to store such a long tube body, there is a possibility that the tube body is forced to be bent from the middle. Note that the technique disclosed in Patent Document 1 intends to actively perform such bending of a tubular body.

そして、様々な長さで、かつ上記するように複雑な形状を有する複数の管体をトンネル内で収めようとした場合に、トンネル内で複数の複雑形状の管体が交錯し、トンネル内で重機や作業員の通路が確保できなくなるといった問題も生じ得る。   When a plurality of tubular bodies having various lengths and complicated shapes as described above are to be accommodated in the tunnel, a plurality of complicatedly shaped tubular bodies intersect in the tunnel, There may also be a problem that it becomes impossible to secure passages for heavy machinery and workers.

また、それぞれの管体が個々に固有の3次元形状に曲げられた場合には、それぞれの管体は現在工事中のトンネル工事においてはその延伸過程で転用が可能であるものの、断面寸法や断面形状、縦断線形が確実に異なる他のトンネルへの転用は極めて難しいものとなる。   Also, when each pipe is individually bent into a unique three-dimensional shape, each pipe can be diverted during the extension process in the tunnel construction currently underway, but the cross-sectional dimensions and cross-section Diversion to other tunnels with different shapes and vertical alignments is extremely difficult.

ところで、トンネルの発破音の低減に関する技術ではないものの、低周波音低減装置に関する技術が特許文献2に開示されている。   By the way, although it is not the technique regarding reduction of the blasting sound of a tunnel, the technique regarding the low frequency sound reduction apparatus is disclosed by patent document 2. FIG.

この技術は、振動篩や空気圧縮機、燃焼機械等の低周波音を発生する機器をパネルで囲まれた低周波音低減装置内に収容して利用するものであり、音源側に設けられた首部とその背後の空洞部とから構成されるヘルムホルツ共鳴器をパネルに設け、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数を音源の低周波振動数に実質的に一致させるようにした装置であり、この構成によって装置内部の音源から低周波音を吸音するというものである。   This technology uses low frequency sound equipment such as vibrating screens, air compressors, and combustion machines in a low frequency sound reduction device surrounded by a panel, and is provided on the sound source side. A Helmholtz resonator composed of a neck and a cavity behind it is provided on the panel so that the resonance frequency of the Helmholtz resonator substantially matches the low frequency of the sound source. It absorbs low frequency sound from the internal sound source.

この装置は、その内部に低周波音を発生する機器(音源)を収容するものであること、すなわち、音源を包み込んで吸音する装置であることから、仮にこの装置をトンネル内に設置してトンネルの発破の際に適用したとしても、この場合には装置の外側に発破点(音源)があることから、発破の際に発生する低周波音を効果的に吸音できるか否かは定かでない。   Since this device accommodates a device (sound source) that generates low-frequency sound inside it, that is, a device that wraps the sound source and absorbs the sound, this device is temporarily installed in the tunnel. In this case, since there is a blasting point (sound source) outside the device, it is not certain whether or not the low frequency sound generated at the time of blasting can be absorbed effectively.

特開2011−256609号公報JP 2011-256609 A 特開2001−075574号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-075754

本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、複雑形状で長尺な管体を使用することなく、また、トンネル内で重機や作業員の通路を保証することができ、多様なトンネル工事への転用が可能であり、さらには、トンネル工事の際に発生する広帯域の周波音からなる発破音の音圧を効果的に低減することができ、中でも低周波音の音圧を効果的に低減することのできる箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体と、この組立体を用いたトンネル発破音の低減方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is possible to guarantee the passage of heavy machinery and workers in the tunnel without using a complicated and long tubular body. It can be diverted to construction work, and it can effectively reduce the sound pressure of blasting sound that consists of broadband frequency sound generated during tunnel construction, especially the sound pressure of low frequency sound. It is an object of the present invention to provide a box-shaped Helmholtz resonator assembly that can be reduced to a low level and a method for reducing tunnel blasting sound using the assembly.

前記目的を達成すべく、本発明による箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体は、箱と、箱の内部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ものである。   In order to achieve the above object, an assembly of a box-shaped Helmholtz resonator according to the present invention comprises a box and a through pipe disposed inside the box, and the through pipe is provided on one side surface constituting the box. A box-shaped Helmholtz resonator is configured to be fixed to the side surface so as to communicate with the formed hole, and all of the plurality of the box-shaped Helmholtz resonators have the one side surface in the same direction and the end of the through-tube. The through-holes are stacked and / or provided side-by-side so that the opening of the part faces the outside, and the penetrating pipe has a different cross-sectional area and / or pipe length for each box-shaped Helmholtz resonator.

本発明の組立体を構成する箱状ヘルムホルツ共鳴器は、箱の側面の一つもしくは複数の孔に連通するように一つもしくは複数の貫通管を側面に固定した、簡易な構成の箱状ヘルムホルツ共鳴器である。なお、この箱状ヘルムホルツ共鳴器は、「箱状レゾネーター」と称することもできる。   The box-shaped Helmholtz resonator constituting the assembly of the present invention has a simple box-shaped Helmholtz in which one or a plurality of through tubes are fixed to the side so as to communicate with one or a plurality of holes on the side of the box. It is a resonator. This box-shaped Helmholtz resonator can also be referred to as a “box-shaped resonator”.

そして、組立体を構成する箱状ヘルムホルツ共鳴器の有する貫通管が、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ことにより、トンネルの発破音の有する広帯域の周波音を効果的に吸音し、その音圧を低減することができ、さらには、発破音に含まれる50Hz以下の低周波音の音圧を効果的に低減することができる。   Further, the through-tubes of the box-shaped Helmholtz resonators constituting the assembly have different cross-sectional areas and / or tube lengths for each resonator, so that it is possible to effectively generate broadband frequency sounds of tunnel blasts. The sound pressure can be reduced and the sound pressure of a low frequency sound of 50 Hz or less included in the blasting sound can be effectively reduced.

ここで、「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」とは、たとえば10基の箱状ヘルムホルツ共鳴器が積層して組立体を構成する場合に、10基すべてがそれらの有する貫通管の断面積も管長も相違する形態や、断面積のみ、もしくは管長のみ相違する形態、10基のうちの5基(前者)はそれらの有する貫通管の断面積と管長が同じで、残りの5基(後者)もそれらの有する貫通管の断面積と管長が同じであるものの前者のものとは異なる断面積および長さとなっている形態など、多様な形態を包含する意味である。なお、貫通管の断面形状は、円形、楕円形、正方形や長方形を含む多角形など、多様な形状形態のものが適用できる。   Here, “having a different cross-sectional area and / or tube length for each box-shaped Helmholtz resonator” means that, for example, when 10 box-shaped Helmholtz resonators are stacked to form an assembly, Forms in which the cross-sectional areas and pipe lengths of the through pipes that they all have are different, forms in which only the cross-sectional areas are different or only the pipe lengths are different, and five of the ten groups (the former) are the cross-sectional areas and pipe lengths of the through pipes they have The remaining five units (the latter) also include various forms such as those having the same cross-sectional area and length as the through-tubes, but different cross-sectional areas and lengths from the former. Meaning. In addition, the cross-sectional shape of the through tube can be applied in various shapes such as a circle, an ellipse, a polygon including a square and a rectangle.

いずれにせよ、箱に一つもしくは複数の貫通管を設けて箱状ヘルムホルツ共鳴器を構成し、この貫通管の断面積もしくは長さ、もしくは断面積と長さの双方が相違する複数の箱状ヘルムホルツ共鳴器を積層したり、水平方向に併設したり、あるいは積層と併設の双方によって組立体が構成されていることから、1つのトンネルでの適用においても、箱状ヘルムホルツ共鳴器ごとに搬送して設置できることからハンドリング性がよく、施工区間によって変化し得る多様なトンネル断面に対しても重機通路や作業員通路を確保しながら所望位置に設置することができ、さらには、多様な断面のトンネルへの転用に際しても箱状ヘルムホルツ共鳴器の積層数や併設数を調整するだけで対応可能となる。   In any case, a box-shaped Helmholtz resonator is constructed by providing one or a plurality of through-tubes in a box, and the cross-sectional area or length of this through-tube, or a plurality of box-like shapes in which both the cross-sectional area and the length are different. Since Helmholtz resonators are stacked, installed side by side in the horizontal direction, or assembled in both stacks and side-by-side, an assembly is configured for each box-shaped Helmholtz resonator even in one tunnel application. It is easy to handle and can be installed at a desired position while securing heavy machinery passages and worker passages even for various tunnel cross sections that can vary depending on the construction section, and tunnels with various cross sections For diversion, it is possible to cope by simply adjusting the number of stacked Helmholtz resonators and the number of the box-shaped Helmholtz resonators.

なお、箱状ヘルムホルツ共鳴器を構成する箱は、たとえば金属製の板を立方体や直方体に組み付けたものであり、箱の寸法は、一辺が1m前後の直方体や立方体など、比較的小さな寸法のものでよい。たとえば金属製や樹脂製(塩ビ等)の貫通管の有する2つの端部開口のうち、一方の端部開口のみが箱の一つの側面に固定され、他方の端部開口は箱の内部に位置することより、箱に固定される貫通管の長さは、その延設方向に並行な共鳴器の端辺の長さよりも短いものとなる。   The box constituting the box-shaped Helmholtz resonator is, for example, a metal plate assembled in a cube or a rectangular parallelepiped, and the dimensions of the box are relatively small, such as a rectangular parallelepiped or a cube with a side of about 1 m. It's okay. For example, of two end openings of a metal or resin through pipe (such as PVC), only one end opening is fixed to one side of the box, and the other end opening is located inside the box. Thus, the length of the through-tube fixed to the box is shorter than the length of the end of the resonator parallel to the extending direction.

ここで、箱に対する貫通管の配設形態として、箱の内部に貫通管が取り付けられている形態や、箱の外部に貫通管が取り付けられている形態、箱の内部〜外部に亘って貫通管が取り付けられている形態などを挙げることができる。さらに、箱の一つの側面が凹部と凸部を有し、該一つの側面の外側面が凹部の位置において、凹部と凸部の間の長さ以下の長さの突出長の貫通管が該凹部から突出している形態も挙げることができる。   Here, as an arrangement form of the through pipe with respect to the box, a form in which the through pipe is attached to the inside of the box, a form in which the through pipe is attached to the outside of the box, or the through pipe from the inside to the outside of the box The form etc. which are attached can be mentioned. Further, one side surface of the box has a concave portion and a convex portion, and the outer surface of the one side surface is a position of the concave portion. The form which protrudes from the recessed part can also be mentioned.

また、既述するように、広帯域の周波音を低減するべく、貫通管の長さや断面積は変化させるものの、箱の寸法は組立体を構成する全ての箱状ヘルムホルツ共鳴器で同一寸法のものを使用するのが製作コスト、組立体の組付性等の観点から望ましい。   In addition, as described above, although the length and cross-sectional area of the through-pipe are changed in order to reduce wideband frequency sound, the box dimensions are the same for all box-shaped Helmholtz resonators constituting the assembly. Is desirable from the viewpoint of manufacturing cost, assembly of the assembly, and the like.

また、箱同士は単に当接されながら積層姿勢、併設姿勢を形成してもよいし、隣接する箱の一方の当接側面に凸部が、他方の当接側面にこの凸部が嵌り込む凹部が形成され、凹部と凸部の勘合によって箱同士の接続がおこなわれる形態など、箱同士の接続の要否や接続させる場合の接続構造なども多様である。   In addition, the boxes may form a stacking posture or a side-by-side posture while simply abutting against each other, or a convex portion is fitted into one abutting side surface of an adjacent box, and a concave portion into which the convex portion is fitted into the other abutting side surface. There is a variety of necessity of connection between the boxes, connection structure for connecting, etc., such as a form in which the boxes are connected by fitting the concave and convex portions.

このように、長さや断面積が共鳴器ごとに相違する(勿論、長さや断面積が同じ共鳴器も存在してもよい)複数の箱状ヘルムホルツ共鳴器が積層および/または併設されてなる組立体をトンネルの発破の際に適用することで、広帯域の周波音を含んだ発破音の音圧を効果的に低減(もしくは消音)することが可能となる。   As described above, a group in which a plurality of box-shaped Helmholtz resonators having different lengths and cross-sectional areas (respectively, resonators having the same length and cross-sectional area may exist) are stacked and / or provided side by side. By applying the solid to the blasting of the tunnel, it is possible to effectively reduce (or mute) the sound pressure of the blasting sound including the broadband frequency sound.

また、前記貫通管の内部に通気性のある吸音材が収容されている形態や、前記貫通管の端部開口の外側に通気性のある吸音材が配設されている形態、もしくは前記貫通管の端部開口の外側に通気性のある吸音材がキャップされている形態が望ましい。   Also, a form in which a breathable sound absorbing material is accommodated inside the through pipe, a form in which a breathable sound absorbing material is disposed outside the end opening of the through pipe, or the through pipe It is desirable that the breathable sound absorbing material be capped outside the end opening.

たとえば、貫通孔の外部に臨む端部開口近傍に通気性のある吸音材を配設しておくことで、既述するように比較的小さな寸法の貫通孔を具備する箱状ヘルムホルツ共鳴器であっても、広帯域の周波音の中でも特に低周波音の音圧を効果的に低減可能となることが本発明者等によって実証されている。貫通孔では低周波音が吸音されるが、共鳴器のそれ以外の部分では中高音域の音の吸音もできることから、より広い周波数帯域の吸音が可能となる。なお、この吸音材としては、グラスウール、ウール等からなる粗毛フェルト、アセテートやナイロン等の化繊系のもの、ウレタン系のものや、連続気泡多孔質材などを挙げることができる。   For example, a box-shaped Helmholtz resonator having a through hole having a relatively small size as described above by disposing a breathable sound absorbing material in the vicinity of the end opening facing the outside of the through hole. However, it has been proved by the present inventors that it is possible to effectively reduce the sound pressure of a low frequency sound among wideband frequency sounds. Low-frequency sound is absorbed through the through-holes, but sound in the mid-high range can also be absorbed in other parts of the resonator, so that sound can be absorbed in a wider frequency band. Examples of the sound absorbing material include coarse wool felt made of glass wool, wool, and the like, synthetic fibers such as acetate and nylon, urethane materials, and open-cell porous materials.

また、本発明はトンネル発破音の低減方法にも及ぶものであり、この低減方法は、トンネルの坑口側と坑内側にそれぞれ防音壁を設けるとともに2つの防音壁の間に前記箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体を配設する、もしくは、トンネルの坑内側に防音壁を設けるとともに前記箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体を防音壁よりも坑口側に配設し、さらに該組立体よりも坑口側に別途の防音壁を設けて2つの防音壁の間に該組立体を配設する、第1のステップ、坑内側で発破作業をおこない、発破音を箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体で低減する第2のステップからなるものである。   In addition, the present invention extends to a method for reducing tunnel blasting sound, which is provided with a soundproof wall on the tunnel entrance side and inside of the tunnel, respectively, and between the two soundproof walls, the box-shaped Helmholtz resonator. Or a soundproof wall provided inside the tunnel's mine shaft, and the box-shaped Helmholtz resonator assembly is disposed on the wellhead side of the soundproof wall, and further on the wellhead side of the assembly. Providing a separate soundproof wall and disposing the assembly between two soundproof walls, a first step, performing a blasting operation inside the mine, and reducing a blasting sound with a box-shaped Helmholtz resonator assembly It consists of two steps.

本トンネル発破音の低減方法の第1のステップでは、組立体の組付けと、防音壁の施工の先後は特に限定されるものではなく、施工性を勘案して設定されるのがよい。   In the first step of the tunnel blasting sound reduction method, assembly and assembly of the soundproof wall are not particularly limited, and may be set in consideration of workability.

トンネルの延伸には多数回の発破が繰り返されることになるが、発破のたびごとに上記2つのステップでトンネル発破音の音圧の低減が実行される。   The blasting of the tunnel is repeated many times, and the sound pressure of the tunnel blasting sound is reduced in the above two steps for each blasting.

また、本発明によるトンネル発破音の低減方法の好ましい実施の形態として、前記第1のステップでは、トンネルの長手方向に直交するトンネル断面の中央空間を重機通路として確保し、該トンネル断面のトンネル壁面側の左右の側方空間を作業員通路として確保し、これら重機通路と左右の作業員通路の間においてそれぞれの通路に前記端部開口が向けられるようにして2列の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体を並んだ姿勢で配設する形態を挙げることができる。   As a preferred embodiment of the method for reducing tunnel blasting sound according to the present invention, in the first step, a central space of the tunnel cross section perpendicular to the longitudinal direction of the tunnel is secured as a heavy equipment passage, and the tunnel wall surface of the tunnel cross section is secured. The left and right side spaces are secured as worker passages, and the end openings are directed to the respective passages between the heavy machinery passages and the left and right worker passages. The form which arrange | positions an assembly with the attitude | position side by side can be mentioned.

比較的小さな寸法の箱状ヘルムホルツ共鳴器を所望に組立てた組立体をトンネル内に配設することにより、このような各種通路や空間の自由な確保が可能となる。   By arranging an assembly in which a box-shaped Helmholtz resonator having a relatively small size is assembled in a desired manner, such various passages and spaces can be secured freely.

なお、この方法形態では、複数の箱状ヘルムホルツ共鳴器が積層され、かつこの積層体がトンネルの長手方向に併設して帯状の組立体が構成される。トンネル内では、中央に重機通路を確保し、左右に2つの作業員通路を確保するために、重機通路と2つの作業員通路をそれぞれ区画する2つのライン位置に上記する組立体が配設される。しかも、それぞれのライン位置では、2つの組立体を背中合わせで配設し、一方の組立体はその貫通管の端部開口が重機通路に臨むように配設し、他方の組立体はその貫通管の端部開口が作業員通路に臨むように配設される。したがって、合計4つの帯状の組立体がトンネル内に配設されることになる。   In this method mode, a plurality of box-shaped Helmholtz resonators are stacked, and the stacked body is provided in the longitudinal direction of the tunnel to form a belt-like assembly. In the tunnel, in order to secure a heavy machinery passage in the center and two worker passages on the left and right, the above-described assemblies are arranged at two line positions that divide the heavy machinery passage and the two worker passages, respectively. The Moreover, at each line position, the two assemblies are arranged back to back, one assembly is arranged so that the end opening of the through pipe faces the heavy machinery passage, and the other assembly is the through pipe. Is arranged so that the opening of the end faces the worker passage. Therefore, a total of four strip-shaped assemblies are arranged in the tunnel.

また、本発明によるトンネル発破音の低減方法のさらに好ましい実施の形態として、前記第1のステップではさらに、左右に配設されたそれぞれ2列の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体の天井に板状の吸音材を架け渡し、この板状の吸音材の上に前記端部開口をトンネルの天井側の空間に向けた姿勢で箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体を配設する形態を挙げることができる。   As a further preferred embodiment of the method for reducing tunnel blasting sound according to the present invention, the first step further includes a plate-like shape on the ceiling of each of the two rows of box-shaped Helmholtz resonators arranged on the left and right. And a box-shaped Helmholtz resonator assembly is disposed on the plate-shaped sound absorbing material in such a posture that the end opening faces the space on the ceiling side of the tunnel. .

トンネルの天井空間を伝播する発破音をも吸音して低減するべく、トンネルの左右に配設された2列(各列は上記するように2つの帯状の組立体から構成されることから)の組立体の天井にたとえば板状の吸音材を載置し、この板状の吸音材の上に直接、もしくは板状の吸音材の上に支持板材を載置し、この支持板材の上に、端部開口をトンネルの天井側の空間に向けた姿勢で箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体を配設するものである。   Two rows arranged on the left and right sides of the tunnel to absorb and reduce the blasting sound propagating through the ceiling space of the tunnel (since each row is composed of two belt-like assemblies as described above) For example, a plate-like sound absorbing material is placed on the ceiling of the assembly, and a support plate material is placed directly on the plate-like sound absorbing material or on the plate-like sound absorbing material. The box-shaped Helmholtz resonator assembly is disposed in a posture in which the end opening is directed to the space on the ceiling side of the tunnel.

以上の説明から理解できるように、本発明の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体とこれを用いたトンネル発破音の低減方法によれば、比較的寸法の小さな複数の箱状ヘルムホルツ共鳴器を積層および/または併設して組立体が構成され、この組立体をトンネルの適所に配設することで、組付性や搬送性が良好となり、トンネル断面の変化に対しても重機通路や作業員通路を確保しながら所望位置に設置することができ、多様な断面のトンネルへの転用を可能としながら、トンネルの発破音の有する広帯域の周波音を効果的に吸音し、その音圧を低減することができるとともに、中でも、低周波音の音圧を効果的に低減することができる。   As can be understood from the above description, according to the box-shaped Helmholtz resonator assembly of the present invention and the method for reducing tunnel blasting sound using the same, a plurality of box-shaped Helmholtz resonators having relatively small dimensions are stacked and / Or an assembly is constructed side by side, and by placing this assembly at a suitable location in the tunnel, the assembly and transportability are improved. It can be installed at a desired position while securing it and can be diverted to a tunnel with various cross sections, while effectively absorbing the wideband frequency sound of the blasting sound of the tunnel and reducing its sound pressure. In addition, the sound pressure of low frequency sound can be effectively reduced.

本発明の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体を構成する箱状ヘルムホルツ共鳴器の実施の形態を示した斜視図である。It is the perspective view which showed embodiment of the box-shaped Helmholtz resonator which comprises the assembly of the box-shaped Helmholtz resonator of this invention. (a)は図1のIIa部の拡大図であり、(b)は図1のIIb部の拡大図である。(A) is the enlarged view of the IIa part of FIG. 1, (b) is the enlarged view of the IIb part of FIG. 吸音材の他の実施の形態を示した図である。It is the figure which showed other embodiment of the sound-absorbing material. (a)〜(d)はいずれも、箱状ヘルムホルツ共鳴器の実施の形態を示した横断面図である。(A)-(d) are all the cross-sectional views which showed embodiment of the box-shaped Helmholtz resonator. (a)、(b)はいずれも、箱状ヘルムホルツ共鳴器の実施の形態を示した横断面図であり、(c)、(d)はいずれも、吸音材の取付け形態を示した横断面図である。(A), (b) is a cross-sectional view showing an embodiment of a box-shaped Helmholtz resonator, and (c), (d) are both cross-sections showing a mounting form of a sound absorbing material. FIG. (a)、(b)、(c)はともに、本発明の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体の実施の形態を説明した図である。(A), (b), (c) is the figure explaining embodiment of the assembly of the box-shaped Helmholtz resonator of this invention. 本発明のトンネル発破音の低減方法を説明した図であって図8のVII−VII矢視図である。It is the figure explaining the reduction method of the tunnel blasting sound of this invention, Comprising: It is the VII-VII arrow line view of FIG. 本発明のトンネル発破音の低減方法を説明した図であって図7のVIII−VIII矢視図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a method for reducing tunnel blasting sound according to the present invention, and is a view taken along arrows VIII-VIII in FIG. 7. 2つの防音壁のみのケースに対する、2つの防音壁の間に箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体(吸音材なし)が存在するケース、および2つの防音壁の間に箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体(吸音材あり)が存在するケース、それぞれの音圧低減効果を検証した解析に関し、(a)は組立体のモデル概要図であり、(b)は解析結果を示す図である。A case in which a box-shaped Helmholtz resonator assembly (no sound absorbing material) exists between the two sound barriers, and a box-shaped Helmholtz resonator assembly between the two sound barriers, relative to the two sound barrier-only cases (A) is a model schematic diagram of an assembly, and (b) is a diagram showing an analysis result regarding a case where (with a sound absorbing material) exists, and an analysis in which each sound pressure reduction effect is verified. 箱状ヘルムホルツ共鳴器を500個配置した場合の音圧低減効果を検証した解析モデルと解析結果を示した図である。It is the figure which showed the analysis model and analysis result which verified the sound pressure reduction effect at the time of arranging 500 box-shaped Helmholtz resonators. 貫通管(鋼製パイプ)の長さを変化させた際のパイプ長さ条件を示した表と音圧低減効果を検証した解析結果を示した図である。It is the figure which showed the analysis result which verified the table | surface which showed the pipe length conditions at the time of changing the length of a penetration pipe (steel pipe), and the sound pressure reduction effect.

以下、図面を参照して本発明の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体と、この組立体を使用してなるトンネル発破音の低減方法の実施の形態を説明する。なお、図示例は一つの箱に複数の貫通管が配設されて構成された箱状ヘルムホルツ共鳴器であるが、一つの箱に一つの貫通管が配設されて構成された箱状ヘルムホルツ共鳴器であってもよいことは勿論のことである。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a box-shaped Helmholtz resonator assembly of the present invention and a method for reducing tunnel blasting sound using the assembly will be described below with reference to the drawings. The illustrated example is a box-shaped Helmholtz resonator configured by arranging a plurality of through-tubes in one box, but a box-shaped Helmholtz resonance configured by arranging one through-tube in one box. Of course, it may be a container.

(箱状ヘルムホルツ共鳴器)
図1は本発明の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体を構成する箱状ヘルムホルツ共鳴器の実施の形態を示した斜視図であり、図2aは図1のIIa部の拡大図であり、図2bは図1のIIb部の拡大図である。
(Box Helmholtz Resonator)
1 is a perspective view showing an embodiment of a box-shaped Helmholtz resonator constituting an assembly of a box-shaped Helmholtz resonator according to the present invention, FIG. 2a is an enlarged view of a portion IIa of FIG. 1, and FIG. FIG. 2 is an enlarged view of a portion IIb in FIG. 1.

図示する箱状ヘルムホルツ共鳴器10(箱状レゾネーターともいう)は、1〜数mm厚の鉄板を直方体に組み付けてなる箱1と、箱1の一つの側面1aに配設されるとともにその一つの端部開口2aが外部に臨んで固定されている複数の塩ビ製の貫通管2と、から構成されている。なお、図示例では、9本の貫通管2が箱1の内部に配設されているが、貫通管2の設置基数はこれに限定されるものではないし、箱1の面材や貫通管2の材質も鉄板や塩ビ管に限定されるものではない。   A box-shaped Helmholtz resonator 10 (also referred to as a box-shaped resonator) is disposed on a box 1 in which an iron plate having a thickness of 1 to several mm is assembled in a rectangular parallelepiped, and one side 1a of the box 1 and one of the boxes. The end opening 2a is composed of a plurality of PVC penetrating pipes 2 which are fixed facing the outside. In the illustrated example, nine through pipes 2 are disposed inside the box 1, but the number of installation bases of the through pipe 2 is not limited to this, and the face material of the box 1 and the through pipe 2 are not limited thereto. The material is not limited to iron plates or PVC pipes.

箱状ヘルムホルツ共鳴器10の寸法は比較的小さく、図示する端辺寸法として、高さt1は1m〜2m(たとえば1.2m)、平面の縦辺の長さt2、横辺の長さt3はいずれも1m程度(たとえば0.9m)に設定される。なお、後述する組立体を構成する全ての箱状ヘルムホルツ共鳴器10の外形寸法は全て同一のものを使用するのが箱状ヘルムホルツ共鳴器10の製作コストと組立体の組付性等の観点から好ましい。   The size of the box-shaped Helmholtz resonator 10 is relatively small. As shown in the figure, the height t1 is 1 to 2 m (for example, 1.2 m), the length t2 of the vertical side of the plane, and the length t3 of the horizontal side are any. Is also set to about 1 m (for example, 0.9 m). It should be noted that the same outer dimensions of all the box-shaped Helmholtz resonators 10 constituting the assembly to be described later are used from the viewpoint of the manufacturing cost of the box-shaped Helmholtz resonator 10 and the assembly of the assembly. preferable.

また、貫通管2の断面積や長さを調整することで、箱状ヘルムホルツ共鳴器10によって音圧を低減可能な周波音(音波の周波数帯域)は相違する。   Further, by adjusting the cross-sectional area and length of the penetrating tube 2, the frequency sound (frequency band of sound waves) that can reduce the sound pressure by the box-shaped Helmholtz resonator 10 is different.

したがって、用意される複数の箱状ヘルムホルツ共鳴器10は、その外形寸法、t1,t2,t3が同一のものであってよいが、箱状ヘルムホルツ共鳴器10ごとに、貫通管2の管長t4や管径が相違するものが用意される。   Accordingly, the plurality of box-shaped Helmholtz resonators 10 may have the same outer dimensions, t1, t2, and t3. However, for each box-shaped Helmholtz resonator 10, the tube length t4 of the through tube 2 or Those with different tube diameters are prepared.

箱1が上記寸法を有する場合には、管長t1は数十cm〜1mの間で変化させることができ、管径は50〜100mm程度の範囲で変化させることができる。   When the box 1 has the above dimensions, the tube length t1 can be changed between several tens of cm to 1 m, and the tube diameter can be changed in the range of about 50 to 100 mm.

また、図2a,bで示すように、各貫通管2の内部で端部開口2aの近傍(前面)と、箱1内に位置する他方の開口の近傍にはそれぞれ、通気性の吸音材、たとえば連続気泡多孔質材からなる吸音材3、3が取付けられている。   Also, as shown in FIGS. 2a and 2b, in the vicinity of the end opening 2a (front surface) inside each through pipe 2, and in the vicinity of the other opening located in the box 1, a breathable sound absorbing material, For example, sound absorbing materials 3 and 3 made of an open-cell porous material are attached.

この通気性の吸音材3が貫通管2(の内側)に取付けられていることで、広帯域の周波音を含むトンネルの発破音の中でも、特に低周波音の音圧の低減効果をより一層高めることができる。   Since the breathable sound absorbing material 3 is attached to the inside of the through pipe 2 (inside), the effect of reducing the sound pressure of the low-frequency sound is further enhanced among the blasting sounds of the tunnel including the broadband frequency sound. be able to.

なお、吸音材の形態は図2で示す形態以外にも、図3で示すように板状の吸音材3Aを箱1の側面に配設し、必要に応じて箱1の側面と接着等で固定して貫通管2を閉塞する形態などもあり、このように吸音材3を貫通管2の外側に取付けることによっても高い低周波音の音圧低減効果が期待できる。   In addition to the form shown in FIG. 2, the form of the sound absorbing material is such that a plate-like sound absorbing material 3A is disposed on the side surface of the box 1 as shown in FIG. There is a form in which the through pipe 2 is fixed and the sound absorbing material 3 is attached to the outside of the through pipe 2 as described above, and a high low frequency sound pressure reducing effect can be expected.

また、図4,5には、箱状ヘルムホルツ共鳴器のさらに他の実施の形態を示している。
図4aで示す箱状ヘルムホルツ共鳴器10Aは、図1で示す箱状ヘルムホルツ共鳴器1
0と実質的に同じ構成を有しているが、箱状ヘルムホルツ共鳴器10に比して長さの短い貫通管2を備えている形態であり、箱状ヘルムホルツ共鳴器10と同様、貫通管2が箱1内に完全に収容され、貫通管2の端部開口2aが一つの側面1aと面一に形成されている。
4 and 5 show still another embodiment of the box-shaped Helmholtz resonator.
The box-shaped Helmholtz resonator 10A shown in FIG. 4a is the box-shaped Helmholtz resonator 1 shown in FIG.
0 has a configuration substantially the same as that of the box-shaped Helmholtz resonator 10, but includes a through-tube 2 that is shorter than the box-shaped Helmholtz resonator 10. 2 is completely accommodated in the box 1, and the end opening 2a of the through pipe 2 is formed flush with the one side surface 1a.

図4bで示す箱状ヘルムホルツ共鳴器10Bは、箱1の内部〜外部に亘って貫通管2が取り付けられている形態である。   A box-shaped Helmholtz resonator 10 </ b> B shown in FIG. 4B has a configuration in which the through-tube 2 is attached from the inside to the outside of the box 1.

図4cで示す箱状ヘルムホルツ共鳴器10Cは、一つの側面1aの外側に貫通管2が取り付けられている形態である。   A box-shaped Helmholtz resonator 10C shown in FIG. 4c has a configuration in which the through pipe 2 is attached to the outside of one side surface 1a.

図4dで示す箱状ヘルムホルツ共鳴器10Dは、箱1の一つの側面1aが凹部1a’を有し、凹部1a’の外側から、凹部1a’と凸部の間の長さと同じ(もしくは短い長さ)の長さの突出長の貫通管2が突出している形態である。   In the box-shaped Helmholtz resonator 10D shown in FIG. 4d, one side surface 1a of the box 1 has a concave portion 1a ', and the length between the concave portion 1a' and the convex portion is the same (or short) from the outside of the concave portion 1a '. This is a form in which a through-tube 2 having a length of length (3) protrudes.

一方、図5aで示す箱状ヘルムホルツ共鳴器10Eは、図4aで示す箱状ヘルムホルツ共鳴器10の貫通管2の端部開口2aの外側に吸音材3が突出した姿勢で配設されている形態である。   On the other hand, the box-shaped Helmholtz resonator 10E shown in FIG. 5a is arranged in such a manner that the sound absorbing material 3 protrudes outside the end opening 2a of the through tube 2 of the box-shaped Helmholtz resonator 10 shown in FIG. 4a. It is.

図5bで示す箱状ヘルムホルツ共鳴器10Fは、図4aで示す箱状ヘルムホルツ共鳴器10の貫通管2のうち、箱1内の端部開口の内側に吸音材3が突出した姿勢で配設されている形態である。なお、図5cで示すように、ナイロンシート状に加工された吸音材3’を適用し、その端部3aを貫通管2に被せ、紐やゴム、テープ等の締め付け材3bで締め付けて固定したり、不図示の接着剤で接着して固定する方法がある。また、図5dで示すように、吸音材3”に先端が外側に張り出した金具3cを設けておき、金具3cを貫通管2に挿入して金具3cの先端で固定する方法もある。   The box-shaped Helmholtz resonator 10F shown in FIG. 5b is arranged in a posture in which the sound absorbing material 3 protrudes inside the end opening in the box 1 in the through pipe 2 of the box-shaped Helmholtz resonator 10 shown in FIG. 4a. It is a form. As shown in FIG. 5c, a sound absorbing material 3 'processed into a nylon sheet is applied, and its end 3a is placed on the through pipe 2 and fastened with a fastening material 3b such as a string, rubber, or tape, and fixed. There is a method of adhering and fixing with an adhesive (not shown). Further, as shown in FIG. 5d, there is a method in which a metal fitting 3c having a tip projecting outward is provided on the sound absorbing material 3 ″, and the metal fitting 3c is inserted into the through pipe 2 and fixed at the tip of the metal fitting 3c.

このように、図示例のごとく多様な形態の箱状ヘルムホルツ共鳴器10〜10Fが本発明の箱状ヘルムホルツ共鳴器に含まれる。   As described above, the box-shaped Helmholtz resonators 10 to 10F having various forms are included in the box-shaped Helmholtz resonator according to the present invention.

なお、後述するように、複数の箱状ヘルムホルツ共鳴器を積層したり、あるいは併設して組立体を構成し、この組立体をトンネル等に適用することになるが、この組立体を構成する全ての箱状ヘルムホルツ共鳴器に含まれる貫通管の全てが吸音材を有している形態であってもよいし、吸音材を一切具備しない箱状ヘルムホルツ共鳴器が存在していてもよいし、一つの箱状ヘルムホルツ共鳴器の中でも吸音材を含む貫通管もあれば、吸音材を含まない貫通管もある形態の箱状ヘルムホルツ共鳴器が存在していてもよい。   As will be described later, a plurality of box-shaped Helmholtz resonators are stacked or side by side to form an assembly, and this assembly is applied to a tunnel or the like. All of the through-tubes included in the box-shaped Helmholtz resonator may have a sound-absorbing material, or there may be a box-shaped Helmholtz resonator that does not include any sound-absorbing material. Among the two box-shaped Helmholtz resonators, there may be a box-shaped Helmholtz resonator in which there is a penetrating tube including a sound absorbing material and a penetrating tube including no sound absorbing material.

(組立体)
図6a,b,cはそれぞれ、本発明の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体の実施の形態を説明した図である。なお、組立体の説明に当たり、箱状ヘルムホルツ共鳴器10を取り上げて説明する。
(Assembly)
6a, 6b, and 6c are respectively views for explaining an embodiment of the box-shaped Helmholtz resonator assembly of the present invention. In describing the assembly, the box-shaped Helmholtz resonator 10 will be described.

図示する箱状ヘルムホルツ共鳴器10は、これまで述べてきたように、山岳トンネルをはじめとするトンネル施工の中でも、発破を要する施工に主として用いられるものであり、この発破の際に生じる発破音が広帯域の周波音を含むものであることから、比較的小さな寸法の複数の箱状ヘルムホルツ共鳴器10を積層したり、あるいは併設したり、積層と併設を併用する等して組立体を構成し、トンネル内における発破の際に適用される。   The box-shaped Helmholtz resonator 10 shown in the figure is mainly used for construction that requires blasting among tunnel constructions such as mountain tunnels, as described above. Since it contains broadband frequency sound, a plurality of box-shaped Helmholtz resonators 10 having relatively small dimensions are stacked or provided together, or an assembly is configured by using both stacked and attached, and the like. Applies when blasting in

この組立体の形態としては、図6aで示す組立体100のように水平方向に併設する形態や、図6bで示す組立体100Aのように積層した形態、さらには、図6cで示す組立体100Bのように積層と併設を併用した形態などがある。   As the form of this assembly, a form in which it is provided in the horizontal direction as in the assembly 100 shown in FIG. 6a, a form in which it is stacked as in the assembly 100A shown in FIG. 6b, and an assembly 100B shown in FIG. 6c. There are forms such as stacking and side-by-side.

なお、図示を省略するが、組立体100等を構成する箱状ヘルムホルツ共鳴器10,10同士は、単に当接されながら積層姿勢や併設姿勢を形成してもよいし、隣接する箱状ヘルムホルツ共鳴器10,10の一方の当接側面に凸部が、他方の当接側面にこの凸部が嵌り込む凹部が形成され、凹部と凸部の勘合によって箱状ヘルムホルツ共鳴器10,10同士の接続がおこなわれる形態であってもよく、箱状ヘルムホルツ共鳴器10,10同士の接続の要否や接続させる場合の接続構造などは多様である。   Although not shown, the box-shaped Helmholtz resonators 10 and 10 constituting the assembly 100 or the like may form a stacked posture or a side-by-side posture while simply contacting each other, or adjacent box-shaped Helmholtz resonances. A convex portion is formed on one abutting side surface of the vessel 10, 10 and a concave portion is formed on the other abutting side surface, and the box-shaped Helmholtz resonators 10, 10 are connected to each other by fitting the concave portion and the convex portion. There may be a form in which the box-shaped Helmholtz resonators 10 and 10 are connected, and there are various connection structures for connection.

(トンネル発破音の低減方法)
次に、図7,8を参照して既述する箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体を使用してなるトンネル発破音の低減方法を説明する。ここで、図7は本発明のトンネル発破音の低減方法を説明した図であって図8のVII−VII矢視図であり、図8は本発明のトンネル発破音の低減方法を説明した図であって図7のVIII−VIII矢視図である。
(Method of reducing tunnel blasting sound)
Next, a method for reducing tunnel blasting sound using the box-shaped Helmholtz resonator assembly described above with reference to FIGS. Here, FIG. 7 is a diagram for explaining the method for reducing tunnel blasting sound according to the present invention, and is a view taken along the line VII-VII of FIG. 8, and FIG. 8 is a diagram for explaining the method for reducing tunnel blasting sound according to the present invention. And it is a VIII-VIII arrow line view of FIG.

トンネル発破音の低減方法は、まず、第1のステップとして、トンネルTの坑口側と坑内側にそれぞれ、2つの防音壁4A,4Bを設置するとともに、これらの防音壁4A,4Bの間の空間に、箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体を組立てる。なお、防音壁4A,4Bの設置と組立体の組立ての順はこれに限定されるものではなく、最初に坑内側の防音壁4Bを設置し、次に、この防音壁4Bよりも坑口側の空間に組立体を組立て、さらに組立体よりも坑口側に残りの防音壁4Aを設置する方法であってもよい。   In the first method of reducing the tunnel blasting noise, two soundproof walls 4A and 4B are respectively installed on the tunnel mouth side and the inside of the tunnel T, and a space between the soundproof walls 4A and 4B is provided. Then, an assembly of the box-shaped Helmholtz resonator is assembled. The order of the installation of the soundproof walls 4A and 4B and the assembly of the assembly are not limited to this. First, the soundproof wall 4B on the inner side of the mine is installed, and then the soundproof wall 4B is located closer to the wellhead side. A method of assembling the assembly in the space and installing the remaining soundproof wall 4A closer to the wellhead than the assembly may be used.

いずれにしても、2つの防音壁4A,4Bの間の空間に箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体が形成される。   In any case, a box-shaped Helmholtz resonator assembly is formed in the space between the two soundproof walls 4A and 4B.

図示例では、トンネルTの内部のうち、中央に重機通路を確保し、左右端にそれぞれ作業員通路を確保し、さらに、天井空間を確保するようにして組立体が形成される。   In the illustrated example, an assembly is formed so that a heavy machinery passage is secured in the center of the tunnel T, worker passages are secured at the left and right ends, and a ceiling space is secured.

なお、トンネルTの延伸に応じて壁面にコンクリートが吹き付けられる等してコンクリート壁6が構築される。   The concrete wall 6 is constructed by spraying concrete onto the wall surface according to the extension of the tunnel T.

図8の断面において、伝播される発破音は、重機通路や作業員通路のための空間、天井空間などを伝播するが、この伝播する発破音を効果的に吸音してその音圧を低減するべく、それぞれの空間に対して組立体を構成する箱状ヘルムホルツ共鳴器10の一つの側面1a、すなわち、貫通管2の端部開口2aが臨むようにして組立体が配設される。   In the cross section of FIG. 8, the blasting sound that propagates propagates through the space for heavy machinery passages, worker passages, ceiling spaces, etc., and effectively absorbs this blasting sound to reduce its sound pressure. Accordingly, the assembly is disposed so that one side surface 1a of the box-shaped Helmholtz resonator 10 constituting the assembly, that is, the end opening 2a of the through pipe 2 faces each space.

図示例では、中央の重機通路と左右端の作業員通路の間の2つのライン位置にそれぞれの空間側に一つの側面1aが対向するように2つの箱状ヘルムホルツ共鳴器10を併設するとともにこれを4段積層し(図8参照)、この積層体をトンネルTの長手方向に7組併設して(図7参照)一つの組立体100Cを構成している。   In the illustrated example, two box-shaped Helmholtz resonators 10 are provided at two line positions between the central heavy machinery passage and the left and right worker passages so that one side face 1a faces each space. Are stacked in four stages (see FIG. 8), and seven sets of the stacked bodies are provided side by side in the longitudinal direction of the tunnel T (see FIG. 7) to form one assembly 100C.

左右にある2つの組立体100C,100Cによって、重機通路と左右2つの作業員通路が確保され、坑内における良好な作業性を保証することができる。   The two assemblies 100C and 100C on the left and right sides ensure a heavy machinery passage and two left and right worker passages, and can ensure good workability in the mine.

しかも、この組立体100Cの構築においては、比較的小寸法で軽量な箱状ヘルムホルツ共鳴器10を順次設置していくだけでよいことから、組立体100Cの組付性も極めて良好である。このことは、その後の解体作業や移送作業、さらに延伸後の盛替作業においても同様に良好な作業性を保証できることを意味している。   Moreover, in the construction of the assembly 100C, the box-shaped Helmholtz resonators 10 that are relatively small and light in weight need only be sequentially installed, so that the assembly of the assembly 100C is very good. This means that good workability can be assured in the subsequent disassembly work and transfer work, and also in the refilling work after stretching.

2列の組立体100C,100Cが構築されたら、その天井に板状の吸音材5を架け渡し、その上に、端部開口2aをトンネルの天井空間に向けた姿勢で複数の箱状ヘルムホルツ共鳴器10を水平方向に面的に併設し(図7,8参照)、別途の組立体100Dを構築する。   When the two-row assemblies 100C and 100C are constructed, a plate-like sound absorbing material 5 is bridged on the ceiling, and a plurality of box-shaped Helmholtz resonances are arranged with the end opening 2a facing the ceiling space of the tunnel. The container 10 is provided side by side in the horizontal direction (see FIGS. 7 and 8), and a separate assembly 100D is constructed.

図示するように、それぞれの空間に端部開口2aが臨むようにして形成された組立体100C,100Dにより、トンネルの発破音を構成する広帯域の周波音がこれらの組立体によって効果的に吸音され、ここでその音圧の低減が図られる。中でも、発破音のうちの50Hz以下の低周波音の音圧をより効果的に低減することができる。   As shown in the figure, by the assemblies 100C and 100D formed so that the end openings 2a face the respective spaces, the wideband frequency sound constituting the blasting sound of the tunnel is effectively absorbed by these assemblies. Thus, the sound pressure can be reduced. In particular, the sound pressure of low frequency sound of 50 Hz or less of the blasting sound can be reduced more effectively.

そして、比較的寸法の小さな箱状ヘルムホルツ共鳴器10を所望に組付けて所望形状の組立体を構築できることから、図示するトンネルTがその延伸過程で断面変化した場合でも、中央の重機通路や左右の作業員通路を常に確保しながら、効果的な発破音の吸音とその音圧低減を実行することができる。また、断面寸法も断面形状も、さらには縦断線形も異なる他のトンネルへの転用も十分に可能であることから、今後の発破を要するトンネル施工にとって画期的な発破音低減方法と言える。   Since the box-shaped Helmholtz resonator 10 having a relatively small size can be assembled as desired to construct an assembly having a desired shape, even if the tunnel T shown in the figure changes in cross-section during its extension process, It is possible to effectively absorb the blasting sound and reduce the sound pressure while always securing the worker passage. In addition, since it can be used for other tunnels with different cross-sectional dimensions, cross-sectional shapes, and even vertical alignments, it can be said to be an epoch-making blast sound reduction method for tunnel construction that requires future blasting.

[2つの防音壁のみのケースに対する、2つの防音壁の間に箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体(吸音材なし)が存在するケース、および2つの防音壁の間に箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体(吸音材あり)が存在するケース、それぞれの音圧低減効果を検証した解析とその結果]
本発明者等は、トンネル内で2つの防音壁のみが間隔を置いて設置されてなるケース(ケース1)と、さらに2つの防音壁の間の空間に図9aで示すモデル概要の組立体を具備するケース(ケース2)、ケース2に対してさらに箱状ヘルムホルツ共鳴器の具備する貫通管が吸音材を備えているケース(ケース3)に関して、発破音に対する各ケースの周波音ごとの音圧を求め、ケース1の結果からケース2およびケース3の結果を差し引いて、ケース1に対するケース2、ケース3それぞれの音圧低減量を求める解析をおこなった。ただし、解析範囲は図8に示した重機通路とし、この重機通路を伝わる低周波音のみを解析対象としている。解析結果を図9bに示す。
[For a case with only two soundproof walls, a case in which a box-shaped Helmholtz resonator assembly (no sound absorbing material) exists between the two soundproof walls, and a set of box-shaped Helmholtz resonators between the two soundproof walls. Cases where three-dimensional (with sound absorbing material) exists, analysis and results of verifying each sound pressure reduction effect]
The inventors of the present invention installed a model outline assembly shown in FIG. 9a in a case (case 1) in which only two soundproof walls are installed at intervals in a tunnel, and in a space between the two soundproof walls. For the case (case 2) and the case (case 3) in which the penetrating pipe provided in the box-shaped Helmholtz resonator is provided with a sound absorbing material with respect to the case 2, the sound pressure for each frequency sound of the blast sound The results of case 1 were subtracted from the results of case 2 and case 3, and the analysis was performed to determine the amount of sound pressure reduction for each of case 2 and case 3 with respect to case 1. However, the analysis range is the heavy machinery path shown in FIG. 8, and only the low frequency sound transmitted through the heavy machinery path is the analysis target. The analysis result is shown in FIG. 9b.

同図より、ケース2,3ともに50Hz以下の低周波音領域において音圧低減効果が得られることが実証されている。   From this figure, it is demonstrated that both cases 2 and 3 can achieve a sound pressure reduction effect in a low frequency sound region of 50 Hz or less.

より詳細に分析するに、ケース2では音圧低減効果が得られる周波音範囲が15〜20Hz程度の範囲で限定的なのに対して、ケース3では5〜50Hzと低周波音のほぼ全領域で音圧低減効果が得られることがわかった。   To analyze in more detail, in Case 2, the frequency range where the sound pressure reduction effect is obtained is limited to a range of about 15 to 20 Hz, whereas in Case 3, the sound is almost in the entire range of 5 to 50 Hz and low frequency sounds. It was found that a pressure reduction effect can be obtained.

この解析結果より、本発明の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体においては、特に低周波音領域における音圧低減効果が得られること、箱状ヘルムホルツ共鳴器の具備する貫通管が吸音材を具備する場合には音圧低減効果が得られる周波音範囲がより広範囲に及ぶことが実証されている。   From this analysis result, in the assembly of the box-shaped Helmholtz resonator of the present invention, it is possible to obtain a sound pressure reducing effect particularly in a low-frequency sound region, and the through pipe included in the box-shaped Helmholtz resonator includes a sound absorbing material. In some cases, it has been proved that the frequency sound range in which the sound pressure reduction effect is obtained covers a wider range.

[箱状ヘルムホルツ共鳴器を500個配置した場合の音圧低減効果を検証した解析とその結果]
本発明者等は、箱状ヘルムホルツ共鳴器を500個配置した場合の音圧低減効果を検証する解析をおこなった。図10は、解析モデルと解析結果を示した図である。なお、本解析は図8で示す解析範囲に限定されるものではなく、トンネル全体について解析を実施した。
[Analysis and results of verifying the sound pressure reduction effect when 500 box-shaped Helmholtz resonators are placed]
The present inventors conducted an analysis to verify the sound pressure reduction effect when 500 box-shaped Helmholtz resonators are arranged. FIG. 10 is a diagram showing an analysis model and an analysis result. Note that this analysis is not limited to the analysis range shown in FIG. 8, and the entire tunnel was analyzed.

本解析の結果、二重防音扉のみの場合に比して、二重防音扉内に500個の箱状ヘルムホルツ共鳴器からなる組立体を配設した場合には二重防音扉の坑口側において15dB程度の音圧低減効果が得られることが実証されている。   As a result of this analysis, when an assembly consisting of 500 box-shaped Helmholtz resonators is installed in the double soundproof door, compared to the case with only the double soundproof door, the double soundproof door is located at the wellhead side. It has been demonstrated that a sound pressure reduction effect of about 15 dB can be obtained.

[貫通管(鋼製パイプ)の長さを変化させた際の音圧低減効果を検証した解析とその結果]
本発明者等は、貫通管(鋼製パイプ)の長さを変化させた際の音圧低減効果を検証する解析をおこなった。図11は、パイプ長さ条件を示した表と解析結果を示した図である。なお、解析結果は、二重防音扉のみの場合の音圧と、異なる長さのパイプ(貫通管)を備えた箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体を二重防音扉内に配設した場合の音圧を解析し、前者に対する後者の遮音性能の上昇量を求めたものである。
[Analysis of the sound pressure reduction effect when the length of the penetration pipe (steel pipe) is changed and its result]
The present inventors conducted an analysis to verify the sound pressure reduction effect when the length of the through pipe (steel pipe) was changed. FIG. 11 is a table showing pipe length conditions and an analysis result. The analysis results show that the sound pressure in the case of only the double soundproof door and the box-shaped Helmholtz resonator assembly with pipes (penetration pipes) of different lengths are arranged in the double soundproof door. The sound pressure is analyzed and the increase in the sound insulation performance of the latter with respect to the former is obtained.

解析の結果、いずれのケースにおいても、2つの防音壁の間で低周波音が共振によって増幅し易い16Hz付近に最も大きな音圧低減効果が得られる結果となっている。   As a result of the analysis, in any case, the greatest sound pressure reduction effect is obtained in the vicinity of 16 Hz where the low frequency sound is easily amplified by resonance between the two sound barriers.

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。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.

1…箱、1a…一つの側面、1a’…凹部、2…貫通管、2a…端部開口、3,3A,3’,3”…吸音材、3a…フィルム端部、3b…締め付け材、3c…金具、4A…防音壁(坑口側の防音壁)、4B…防音壁(坑内側の防音壁)、5…天井遮音材、6…コンクリート壁、10,10A,10B,10C,10D,10E,10F…箱状ヘルムホルツ共鳴器、100,100A,100B,100C,100D…組立体(箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体)、T…トンネル   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Box, 1a ... One side surface, 1a '... Recess, 2 ... Through pipe, 2a ... End part opening, 3, 3A, 3', 3 "... Sound absorption material, 3a ... Film edge part, 3b ... Fastening material, 3c: metal fittings, 4A: soundproof wall (soundproof wall on the wellhead side), 4B: soundproof wall (soundproof wall on the inside of the mine), 5 ... ceiling sound insulation material, 6: concrete wall, 10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E , 10F ... Box-shaped Helmholtz resonator, 100, 100A, 100B, 100C, 100D ... Assembly (assembly of box-shaped Helmholtz resonator), T ... Tunnel

Claims (8)

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。
A box-shaped Helmholtz resonator is composed of a box and a through pipe disposed in the box, and the through pipe is fixed to the side surface so as to communicate with a hole provided on one side surface constituting the box. All of the plurality of box-shaped Helmholtz resonators are stacked and / or provided side by side so that each of the one side faces in the same direction and the end opening of the through pipe faces the outside,
An assembly of box-shaped Helmholtz resonators, wherein the penetrating tube has a different cross-sectional area and / or tube length for each box-shaped Helmholtz resonator.
箱の内部に、もしくは箱の外部に、もしくは箱の内部〜外部に亘って、貫通管が取り付けられている請求項1に記載の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体。   The assembly of the box-shaped Helmholtz resonator according to claim 1, wherein a through pipe is attached inside the box, outside the box, or from the inside to the outside of the box. 前記貫通管の内部に通気性のある吸音材が収容されている、もしくは、前記貫通管の端部開口の外側に通気性のある吸音材が配設されている請求項1または2に記載の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体。   The breathable sound absorbing material is accommodated in the inside of the through pipe, or the breathable sound absorbing material is disposed outside an end opening of the through pipe. Box-shaped Helmholtz resonator assembly. 前記貫通管の端部開口の外側に通気性のある吸音材がキャップされている請求項1または2に記載の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体。   The box-shaped Helmholtz resonator assembly according to claim 1 or 2, wherein a breathable sound absorbing material is capped outside an end opening of the through pipe. 箱の前記一つの側面が凹部と凸部を有し、該一つの側面の外側面が凹部の位置において、凹部と凸部の間の長さ以下の長さの突出長の貫通管が該凹部から突出している請求項2または請求項2に従属する請求項3または4に記載の共鳴型吸音体。   The one side surface of the box has a concave portion and a convex portion. When the outer side surface of the one side surface is a concave portion, a projecting through-tube having a length equal to or shorter than the length between the concave portion and the convex portion is the concave portion. The resonance type sound absorber according to claim 2 or claim 3 depending on claim 2, which protrudes from the above. トンネルの坑口側と坑内側にそれぞれ防音壁を設けるとともに2つの防音壁の間に請求項1〜5のいずれかに記載の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体を配設する、もしくは、トンネルの坑内側に防音壁を設けるとともに請求項1または2に記載の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体を防音壁よりも坑口側に配設し、さらに該組立体よりも坑口側に別途の防音壁を設けて2つの防音壁の間に該組立体を配設する、第1のステップ、
坑内側で発破作業をおこない、発破音を箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体で低減する第2のステップからなる、トンネル発破音の低減方法。
A soundproof wall is provided on each of the tunnel well side and the inside of the tunnel, and the box-shaped Helmholtz resonator assembly according to any one of claims 1 to 5 is disposed between the two soundproof walls. A soundproof wall is provided on the inner side, and the assembly of the box-shaped Helmholtz resonator according to claim 1 or 2 is disposed closer to the wellhead side than the soundproof wall, and a separate soundproof wall is provided closer to the wellhead side than the assembly. A first step of disposing the assembly between two sound barriers,
A method for reducing tunnel blasting sound, comprising a second step of performing blasting work inside a mine and reducing the blasting sound with a box-shaped Helmholtz resonator assembly.
前記第1のステップでは、トンネルの長手方向に直交するトンネル断面の中央空間を重機通路として確保し、該トンネル断面のトンネル壁面側の左右の側方空間を作業員通路として確保し、これら重機通路と左右の作業員通路の間においてそれぞれの通路に前記端部開口が向けられるようにして2列の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体を並んだ姿勢で配設する請求項6に記載のトンネル発破音の低減方法。   In the first step, a central space of the tunnel cross section perpendicular to the longitudinal direction of the tunnel is secured as a heavy equipment passage, and left and right side spaces on the tunnel wall surface side of the tunnel cross section are secured as worker passages. The tunnel blasting according to claim 6, wherein two rows of box-shaped Helmholtz resonator assemblies are arranged side by side so that the end openings are directed to the respective passages between the left and right worker passages. Sound reduction method. 請求項7に記載のトンネル発破音の低減方法において、
前記第2のステップではさらに、左右に配設されたそれぞれ2列の箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体の天井に板状の吸音材を架け渡し、この板状の吸音材の上に前記端部開口をトンネルの天井側の空間に向けた姿勢で箱状ヘルムホルツ共鳴器の組立体を配設するトンネル発破音の低減方法。
The method for reducing a tunnel blast sound according to claim 7,
In the second step, a plate-like sound absorbing material is bridged on the ceiling of each of the two rows of box-shaped Helmholtz resonators arranged on the left and right, and the end portion is placed on the plate-like sound absorbing material. A method for reducing tunnel blasting sound, in which an assembly of box-shaped Helmholtz resonators is arranged in a posture in which the opening is directed to the space on the ceiling side of the tunnel.
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