JP6663722B2 - トンネル工事に伴う騒音の低減装置 - Google Patents
トンネル工事に伴う騒音の低減装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6663722B2 JP6663722B2 JP2016003188A JP2016003188A JP6663722B2 JP 6663722 B2 JP6663722 B2 JP 6663722B2 JP 2016003188 A JP2016003188 A JP 2016003188A JP 2016003188 A JP2016003188 A JP 2016003188A JP 6663722 B2 JP6663722 B2 JP 6663722B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tunnel
- sound
- balloon
- reduction device
- noise reduction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims description 42
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 claims description 47
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 46
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 42
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 claims description 10
- 238000009432 framing Methods 0.000 claims description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 100
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 description 40
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Building Environments (AREA)
Description
従来、トンネル工事における発破音を低減する技術は種々開示されており、その中でも、防音壁(防音扉)を設置する対策が一般的に行われている(例えば、特許文献1、2参照)。
しかし、トンネル発破音は、低周波帯域から高周波帯域まで幅広い音域を有する。特に、トンネル発破音は、非常に低い周波数成分を多く含んでおり、前記した防音壁を設置する対策では、高周波帯域の音(高周波騒音)については効果があるものの、100Hz以下の低周波帯域の音(低周波騒音)については成分が透過しやすく、大きな低減効果を期待できない課題があった。
例えば、特許文献3には、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それぞれ経路長が異なる複数の管体を、前記所定隔壁よりも切羽側に設置することを特徴とするトンネル発破音消音器(消音方法)が開示されている(請求項1の記載参照)。
また、特許文献4には、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が開示されている(請求項1の記載参照)。
前記膜振動型吸音バルーンが、アーチ状に膨張させてトンネル表面に密着させた状態で前記トンネル工事に伴う騒音を低減させる共振周波数を備えるように、膜厚さが、0.35〜1.00mm程度、面密度が、0.43〜2.17kg/m 2 、膨張状態での空気層厚さが、20〜200cm程度で構成されていること、
前記アーチフレームは、トンネル表面に対して前記空気層の厚さに相当する間隔をあけて設けられていることを特徴とする。
(1)従来の防音壁(防音扉)では対策が困難であった低周波騒音に対しても、膜振動型吸音バルーンを適正な面密度及び空気層で実施することにより、膜表面の共振振動エネルギーを利用して低減することができる。
(2)トンネル表面に衝突し反射して拡散する発破音を主として低減させるべく、切羽面に対し、トンネル中空断面を閉塞するような言わば対面方式ではなく、前記吸音バルーンをトンネルの表面に沿った直角方向にのみ張設する言わば直交方式で実施するので、車両や作業員の通路の確保を容易に行える。
(3)膜重量及び空気層厚を変化させることで共振周波数を柔軟にチューニング(調整)できるので、ピークを有するトンネル発破音を含む前記トンネル工事に伴う騒音に対しても効果的に低減できる。前記トンネル工事に伴う騒音を効果的に低減できる周波数は、本出願人らによる実験および解析によると、40〜300Hzである。
特にトンネル発破音は、岩盤の形状、薬量が増えたときで適宜変化し、ピークが変動したり、又はピークが概ね平坦で特に認められない場合もある等、音圧レベルの挙動の予測は難しいが、共振周波数を簡易に変動できる等、柔軟に対応することができる。また、実施例4によれば、異なる共振周波数を備えたマルチな減音装置を実現できるので、さらに柔軟に対応することができる。
(5)養生装置としての兼用もできるので、至極合理的である。
そこで、前記膜材料の吸音効果の程度を確認するため、既に貫通したトンネル坑内に設置されている所謂養生バルーンを利用して実際に試験を行った結果、そのままトンネル発破音の低周波帯域の低減装置(吸音装置)として適用できないながらも、それなりの吸音効果を奏することを確認できた(詳しくは、図11〜図14に基づいて後述する。)。
すなわち、本発明は、前記養生バルーンの構成を応用した低減装置により、トンネル表面に衝突し反射して拡散するトンネル発破音の周波数成分(特には低周波成分)、ひいてはトンネル発破音を含む前記トンネル工事に伴う騒音を効果的に低減する技術的思想に立脚している。
前記膜振動型吸音バルーン2は、アーチ状に膨張させてトンネル(一次覆工、二次覆工コンクリート)10の表面に密着させた状態での共振周波数が、前記トンネル工事に伴う騒音を低減させるのに適正な膜の面密度および空気層の厚さを備えている。
また、前記アーチフレーム1は、トンネル10の表面に対して前記空気層の厚さに相当する間隔をあけて設けられている。
本実施例では、さらに、前記アーチフレーム1の下部に車輪3が設けられ、トンネル延長方向に移動可能な構成で実施されている。
前記アーチフレーム1は、トンネル10の表面形状(内側面形状)と略相似(類似)する形状で、トンネル延長方向へ所定の間隔をあけて並設された複数の金属製の縦材1aと、前記複数の縦材1aを溶接、ボルト等の接合手段で固定する複数の金属製の横材1bとを骨組みしてなる。縦材1aと横材1bの材質は金属製に限定されず、ポリ塩化ビニル製やグラスファイバー製で実施することもできる。
ちなみに、本実施例に係る縦材1aは、トンネル10の表面との間隔を50cm程度確保したアーチ形状で、且つアーチフレーム1の前端部と後端部に相当する部位に計2本、および中間部に2本の計4本をほぼ等間隔に並設している。
なお、前記トンネル10の表面との間隔は50cm程度に限定されず、使用する前記バルーン2を膨張させたときの空気層の厚さに応じて、20〜200cm程度の範囲内に適宜設計変更される。
勿論、縦材1a、横材1bの使用本数もアーチフレーム1の形態に応じて適宜増減される。
なお、アーチフレーム1の全長はこれに限定されず、1ユニット又は2ユニットで実施する場合もあるし、4ユニット以上を連結して実施する場合もある。吸音(低減)効果の観点からは、前記吸音バルーン2の設置面積は広ければ広いほど吸音効果は高まる。
前記膜振動型吸音バルーン2は、斜線で示したように、アーチフレーム1の外周部のトンネル延長方向に連続的に4体配置(並設)され、各吸音バルーン2は、図1に示したように、アーチ状に膨張するように前記アーチフレーム1の外周部のトンネル周方向に沿って設けられている。
本実施例に係る各吸音バルーン2は、幅が1.8m〜3.0m程度(図示例では2.5m程度)で、膨張させると、前記トンネル10の表面に隙間なく密着するように取り付けられている。
前記吸音バルーン2は、通気性がなく、可撓性に優れた材質が好適に用いられる。ちなみに本実施例では、前記送風管5に用いる材質と同じポリ塩化ビニル等の樹脂製が好適に用いられている。
なお、前記吸音バルーン2は、特に固定手段を講ずることなく脱着可能な構成で実施され、前記アーチフレーム1の外周部のアーチ形状に沿って載置するだけで、良好な膨張状態と膨張形態を保持することができる構成で実施されている。勿論、要所を接着テープにより縦材1aや横材1bとともに貼着して実施することもできる。
本出願人らの発明者が実験および解析したところによると、面密度が、0.43〜2.17kg/m2、膨張状態での空気層厚さが、20〜200cm程度、膜厚さが、0.35〜1.00mm程度であれば、前記トンネル工事に伴う騒音のうち、低周波帯域(100Hz以下)の騒音はもとより、300Hz以下の騒音まで、効果的に低減できることが分かっている。
次に、本出願人らの発明者が着眼した、単一共振系に基づく共振周波数を求める式について、図4に基づいて説明する。
要するに本発明は、前記トンネル工事に伴う騒音に対し、膜振動型の吸音特性(図4Bの式1)を利用した騒音低減技術である。
剛壁(トンネル10、特には覆工コンクリート)との間に、厚さL(m)の空気層にわたって張設した通気性のない柔軟な膜材料(前記膜振動型吸音バルーン2)は、膜の質量に対して背後の空気層がバネとして働き単一共振系を構成する(図4A参照)。
その共振周波数は、単位面積当たりの質量(膜の面密度)をm(kg/m2)とすると図4Bに示す[式1](前記式(段落[0031]参照)と同一。)となり、共振周波数(Hz)は前記膜の面密度m(kg/m2)と空気層L(m)が増大するほど、低い周波数で共振するメカニズムである。
前記[式1]に基づく共振周波数の算出例を図4Cに示す。この図4Cに示す通り、前記吸音バルーン2の膜の面密度m(kg/m2)及び/又は空気層L(m)を増大させると、共振周波数が低減することが分かる。
発破音の周波数成分のうち、低周波成分を効果的に低減させるためには、前記吸音バルーン2の膜の面密度m(kg/m2)、及び/又は空気層L(m)を適正に設定して低い共振周波数(例えば、100Hz以下)でチューニングする原理に本発明は基づいている。
すなわち、本発明に係る前記吸音バルーン2は、理論上、その面密度を増大させればさせるほど、又はトンネル10の表面に対してアーチフレーム1の間隔を広げれば広げるほど(前記吸音バルーン2がトンネル10の表面に密着するまで十分に膨張させることを条件とする。)、前記トンネル工事に伴う騒音の低周波成分を効果的に低減させることができる。
本出願人らの発明者は、前記吸音バルーン2の吸音効果(減音効果)の程度を確認するため、既に貫通したトンネル坑内に設置されている所謂養生バルーンを利用して実際に試験を行った。
<試験条件>
・音源:低域特化用スピーカーを用いたピンクノイズ。
・測定条件:養生バルーン内に送気し膨張させたケースと、吸気し縮小させたケースで原音効果を比較
・試験の概要:図11参照(註記:試験日は貫通したトンネル内の風の影響を考慮した結果、スピーカーを図示例の位置に置いたが、実施工においては当然ながら、セントル養生バルーンは、養生バルーンよりも発破音側に設置されている。測定点29、30はトンネル坑外に設置されている。バルーンのトンネル延長方向の長さは31.5mである。)。
・バルーンの膜素材:図5のケースA参照(面密度(m)=0.43kg/m2、空気層厚さ(L)=20cm、膜厚さ(t)=0.35mm)。
・前記各数値を前記[式1]に代入して得られる共振周波数:204.6Hz。
・図12のコンター図で示すとおり、出願図面上はクリアに表れてはいないものの、バルーンを膨張させると、トンネル発破音の低減効果を奏することが分かった。更に言えば、バルーンを通過した地点における音圧レベル(周波数帯:40〜250Hz)では、平均して4.8dB低減できることが分かった(図12の破線Xと、図13の左端列の測定点20〜23参照)。
・図14に示すとおり、測定点30では、横軸の1/3オクターブバンド中心周波数が200Hzの箇所で、5dB程度低減できることが分かった。これは、前記式1で求めた共振周波数204.6Hzと略一致する。
なお、図14によると、前記中心周波数が40Hzの箇所でも5bB以上の低減効果が認められる。これは、試験を行ったトンネル構造上の特性により40Hz周辺にピークを有しており、養生バルーンの相乗効果と相まって減音していると推測される。
<考察>
・式1による計算上の共振周波数(204.6Hz)と、実物大試験による音圧レベル(dB)を効果的に下げる前記中心周波数(200Hz)とは、略一致することが分かった。
・従来のバルーン(養生バルーン)は、養生専用ということもあり、面密度(m)=0.43kg/m2、空気層厚さ(L)=0.2mで実施されている。そのため、前記式1より共振周波数は204.6Hzと、低周波成分を効果的に低減できる構成ではない。
しかし、バルーンの面密度、空気層厚さを増大させることができれば、前記式1による共振周波数が低下するので、前記トンネル工事に伴う騒音の低減効果、特には低周波帯域(100Hz以下)の音圧レベルを効果的に低減することは十分に可能と判断した。
吸音バルーンの効果を確認するために、本出願人らは、残響室法吸音率の測定方法(JIS A 1409:1998)に倣って吸音率を測定する試験を行った。
ちなみに前記倣って、としたのは、残響室法は、100Hz以上の中心周波数の1/3オクターブバンドで実施すると規定されているため、100Hz以下の低周波数帯域を対象とする本試験結果は、厳密にいえば残響室法吸音率では規格外となるからである。
所定の条件を前記式1に代入して得られた共振周波数算出例(以下、試験ケースという。)と、実際に行った試験結果(以下、実試験結果という。)とを図5、図6に対比して示す。
ちなみに、図6の鉛直方向の破線は、式1による計算上の共振周波数の位置を示している。
この試験は、面密度(m)=0.43kg/m2、空気層厚さ(L)=0.2m、前記式1よる共振周波数は204.6Hzである。要するに、前記養生バルーンの実物大実験と各数値が一致している。
実試験結果によると、図6Aより、中心周波数が200Hzの位置で、残響室法吸音率が0.24と最も高いことが分かる。
このことから、この実試験は、低減効果が認められる中心周波数が、前記実物大試験による中心周波数と略一致しているので、信頼性が高いことが分かる。
また、低減効果が認められる中心周波数が200Hzの位置にあるので、低周波帯域(100Hz以下)を効果的に減音するのに適していないことが分かる。さらに、残響室法吸音率のピークは0.24と、さほど高い減音効果を期待できないことも分かる。
以上より、従来の養生バルーンを用いた低減装置では、前記トンネル工事に伴う騒音のうち、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低減装置としては、適していないことが分かった。
この試験は、面密度(m)=1.22kg/m2、空気層厚さ(L)=0.2m、前記式1よる共振周波数は、121.5Hzである。要するに、試験ケースAと比し、バルーン(汎用される防音シート)の面密度だけ増大させた。
実試験結果によると、図6Bより、中心周波数が160Hzの位置で、残響室法吸音率が0.26と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が160Hzの位置にあるので、低周波帯域(100Hz以下)を効果的に減音するのに適していないことが分かる。また、残響室法吸音率のピークは0.26と、さほど高い減音効果を期待できないことも分かる。
以上より、この程度の面密度を増大させたバルーンを用いた低減装置では、前記トンネル工事に伴う騒音のうち、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低減装置として、適していないことが分かった。
この試験は、面密度(m)=1.22kg/m2、空気層厚さ(L)=0.5m、前記式1よる共振周波数は、76.8Hzである。これは、本実施例1に係る低減装置の前記膜振動型吸音バルーン2と各数値が一致している(前記段落[0032]参照)。
実試験結果によると、図6Cより、中心周波数が50Hzの位置で、残響室法吸音率が0.61と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が50Hzの位置にあるので、低周波帯域(100Hz以下)を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークは0.61と、高い減音効果を期待できることも分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低減装置に十分に適していることが分かった。
前記実施例1に係る低減装置は、前記膜振動型吸音バルーン2の膜の面密度(m)が、1.22kg/m2、空気層厚さ(L)が、0.5m、前記式1よる共振周波数が、76.8Hzで実施しており、各数値が前記試験ケースB−2と一致している。
したがって、試験ケースB−2の結果より、この条件の吸音バルーン2を用いた本実施例1に係る低減装置7によれば、トンネル発破音に特有の低周波騒音を効果的に低減することができる。
なお、計算上の共振周波数(76.8Hz)と実試験結果による吸音率のピーク周波数数(50Hzと)の間に誤差があるのは、残響室内での拡散条件の違いによるものと、膜材料の端部がしっかり固定されることによる剛性の増大が考えられる。以下の試験ケースについても同様の理由が考えられる。例えば、試験体に対して垂直に音圧エネルギーを与えれば誤差は少なくなると考えられる。さらに、実施工においては、膜材料の端部の固定状態は試験よりも弱くなるので、さらに誤差は少なくなると考えられる。
この試験は、面密度(m)=1.22kg/m2、空気層厚さ(L)=1.0m、前記式1よる共振周波数は、54.3Hzである。これは、本実施例1に係る低減装置の前記膜振動型吸音バルーン2と比し、空気層厚さを2倍に広げたものに相当する。
実試験結果によると、図6Dより、中心周波数が40Hzの位置で、残響室法吸音率が0.49と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が40Hzの位置にあるので、低周波帯域(100Hz以下)を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークは0.49と、高い減音効果を期待できることも分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低減装置に十分に適していることが分かった。
この実施例2に係る低減装置7によれば、試験ケースB−3の結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音を効果的に低減することができる。さらに云えば、空気層厚さ(L)を0.5mで実施した上記実施例1と比し、さらに低い低周波帯域を効果的に減音することができる。
この試験は、面密度(m)=1.22kg/m2、空気層厚さ(L)=1.4m、前記式1よる共振周波数は、45.9Hzである。これは、本発明に係る低減装置にかかる前記膜振動型吸音バルーン2と比し、空気層厚さを3倍程度に広げたものに相当する。
実試験結果によると、図6Eより、中心周波数が31.5Hzの位置で、残響室法吸音率が0.71と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が31.5Hzの位置にあるので、低周波帯域(100Hz以下)を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークは0.71と、非常に高い減音効果を期待できることも分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、トンネル発破音の低減装置に十分に適していることが分かった。
なお、ケースA〜ケースB−4から分かるように、吸音率は低周波にピークが移行するほど増大した。これは共振周波数が低いほど膜が振動しやすいことによると考えられる。
この実施例3に係る低減装置7によれば、試験ケースB−4の結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音を効果的に低減することができる。さらに云えば、空気層厚さ(L)を1.0mで実施した上記実施例2と比し、さらに低い低周波帯域で効果的に減音することができる。
本出願人らは、前記その1に加え、主に面密度を変えたシートについて、残響室法吸音率の測定方法(JIS A 1409:1998)に倣って吸音率を測定する試験を行った。
所定の条件を前記式1に代入して得られた共振周波数算出例(以下、試験ケースという。)と、実際に行った試験結果(以下、実試験結果という。)とを図7、図8に対比して示す。
ちなみに、図8、図9の鉛直方向の破線は、式1による計算上の共振周波数の位置を示している。
この試験は、面密度(m)=1.70kg/m2、空気層厚さ(L)=1.0m、前記式1よる共振周波数は46.1Hzである。これは、前記その1の試験で用いた前記吸音バルーン(防音シート)2に鉛シート(0.59kg×5枚)を貼着して面密度を1.22kg/m2から1.70kg/m2に増大させている。
実試験結果によると、図8Aより、中心周波数が31.5Hzの位置で、残響室法吸音率が0.37と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が31.5Hzの位置にあるので、低周波帯域(100Hz以下)を効果的に減音するのに適していることが分かる。残響室法吸音率のピークは0.37と、低減効果もある程度は期待できることが分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低減装置に適していることが分かった。
この実施例5に係る低減装置7によれば、試験ケースCの結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音を効果的に低減することができる。さらに云えば、鉛シートを貼着しない上記実施例2と比し、前記吸音バルーン2の面密度を増大させたので、さらに低い低周波帯域で効果的に減音することができる。
この試験は、面密度(m)=2.17kg/m2、空気層厚さ(L)=1.0m、前記式1よる共振周波数は40.7Hzである。これは、前記その1の試験で用いた防音シートに鉛シート(0.59kg×10枚)を貼着して面密度を1.22kg/m2から2.17kg/m2に増大させている。
実試験結果によると、図8Bより、中心周波数が31.5Hzの位置で、残響室法吸音率が0.39と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が31.5Hzの位置にあるので、低周波帯域(100Hz以下)を効果的に減音するのに適していることが分かる。残響室法吸音率のピークは0.39と、低減効果もある程度は期待できることが分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、トンネル発破音の低減装置に適していることが分かった。
この実施例6に係る低減装置7によれば、試験ケースDの結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音を効果的に低減することができる。さらに云えば、鉛シートを貼着しない上記実施例2と比し、前記吸音バルーン2の面密度を増大させたので、さらに低い低周波帯域で効果的に減音することができる。
この試験は、面密度(m)=1.22kg/m2、空気層厚さ(L)=1.0m、前記式1よる共振周波数は54.3Hzである。これは、前記その1の試験で用いた前記吸音バルーン(防音シート)2の下方に少し間隔をあけて厚さ(t)が5cmのグラスウールを位置決めしたものである。
実試験結果によると、図8Cより、中心周波数が25Hzの位置で、残響室法吸音率が0.67と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が25Hzの位置にあるので、低周波帯域(100Hz以下)を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークは0.67と、低減効果も期待できることが分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、トンネル発破音の低減装置に十分に適していることが分かった。
この実施例7に係る低減装置7によれば、試験ケースEの結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音を効果的に低減することができる。
この試験は、面密度(m)=1.22kg/m2、空気層厚さ(L)=1.0m、前記式1よる共振周波数は54.3Hzである。これは、前記その1の試験で用いた前記吸音バルーン(防音シート)2の下方に大きく間隔をあけて(床側に近づけて)厚さ(t)が25cmのグラスウールを位置決めしたものである。
実試験結果によると、図9Aより、中心周波数が25Hzの位置で、残響室法吸音率が0.51と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が25Hzの位置にあるので、低周波帯域(100Hz以下)を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークは0.51と、減音効果も期待できることが分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、トンネル発破音の低減装置に十分に適していることが分かる。
この実施例8に係る低減装置7によれば、試験ケースFの結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低周波騒音を効果的に低減することができる。
この試験は、面密度(m)=1.70kg/m2、空気層厚さ(L)=1.0m、前記式1よる共振周波数は46.1Hzである。これは、前記その1の試験で用いた前記吸音バルーン(防音シート)2の下方に少し間隔をあけて厚さ(t)が5cmのグラスウールを位置決めしたものである。また、前記吸音バルーン2の上面に鉛シート(0.59kg×5枚)を貼着して面密度を1.22kg/m2から1.70kg/m2に増大させている。
実試験結果によると、図9Bより、中心周波数が31.5Hzの位置で、残響室法吸音率が0.65と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が31.5Hzの位置にあるので、低周波帯域(100Hz以下)を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークは0.65と、低減効果も期待できることが分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、トンネル発破音の低減装置に十分に適していることが分かる。
この実施例9に係る低減装置7によれば、試験ケースGの結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低周波騒音を効果的に低減することができる。
この試験は、面密度(m)=2.17kg/m2、空気層厚さ(L)=1.0m、前記式1よる共振周波数は40.7Hzである。これは、前記その1の試験で用いた防音シートの下方に少し間隔をあけて厚さ(t)が5cmのグラスウールを位置決めしたものである。また、防音シートの上面に鉛シート(0.59kg×10枚)を貼着して面密度を1.22kg/m2から2.17kg/m2に増大させている。
実試験結果によると、図9Cより、中心周波数が25.5Hzの位置で、残響室法吸音率が0.71と最も高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が25.5Hzの位置にあるので、低周波帯域(100Hz以下)を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークは0.71と、低減効果も期待できることが分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、トンネル発破音の低減装置に十分に適していることが分かる。
この実施例10に係る低減装置7によれば、試験ケースHの結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音の低周波騒音を効果的に低減することができる。
この試験は、図15Aに示したように、面密度(m)=1.65kg/m2、空気層厚さ(L)=0.35m、前記式1よる共振周波数は79.0Hzである。これは、厚さ0.35mmの防音シート(養生シート)に厚さ1mmの防音シートを1枚(又は複数枚)、積層する構成で貼着してなる。
実試験結果によると、図15Bより、中心周波数が25Hzと125Hzの2つの位置で、残響室法吸音率がともに約0.3と顕著に高いことが分かる。
このことから、低減効果が認められる中心周波数が25Hzと125Hzの2つの位置にあるので、低周波帯域(100Hz以下)を効果的に減音するのに適していることが分かる。また、残響室法吸音率のピークはともに約0.3と、低減効果も期待できることが分かる。
以上より、前記面密度等の諸条件に基づくバルーンを用いた低減装置によれば、トンネル発破音の低減装置に適していることが分かった。
この実施例11に係る低減装置7によれば、試験ケースIの結果に基づき、低周波数成分を多く含むトンネル発破音を効果的に低減することができる。
また、前記積層状態に形成した防音シートの表面に鉛シートを貼着すると、さらに低周波成分を低減できることが期待できる。前記トンネル10の表面との間隔を0.5mや1.0m程度に広げると、さらに低周波成分を低減できることが期待できる。
すなわち、前記実施例1〜11に係る低減装置は、低周波数成分を多く含むトンネル発破音を低減させる効果があるだけでなく、トンネル工事に伴う掘削騒音、又はずり運搬時に生じる騒音に対しても低減効果があることを容易に類推できる。
図10に示したように、吸音バルーン2の中央部に更なる吸音バルーン2aを内蔵し、ファスナーを開くと内蔵した吸音バルーン2aが飛び出す2段階方式の構造で実施することにより、膨張させた吸音バルーン2の空気層厚さを可変可能な構造で実施することもできる。
その他、実施工においては、抗口に設けた防音扉により、高周波騒音および低周波騒音をともに低減できる。
1a 縦材
1b 横材
2 膜振動型吸音バルーン
3 車輪
4 レール
5 送風管
6 送風管支持部材
7 低減装置
9 地面
10 覆工コンクリート
Claims (12)
- 縦材と横材とを骨組みしてなるアーチフレームの外周部に膜振動型吸音バルーンを設け、前記膜振動型吸音バルーンを空気によりアーチ状に膨張させてなるトンネル工事に伴う騒音の低減装置であって、
前記膜振動型吸音バルーンが、アーチ状に膨張させてトンネル表面に密着させた状態で前記トンネル工事に伴う騒音を低減させる共振周波数を備えるように、膜厚さが、0.35〜1.00mm程度、面密度が、0.43〜2.17kg/m 2 、膨張状態での空気層厚さが、20〜200cm程度で構成されていること、
前記アーチフレームは、トンネル表面に対して前記空気層の厚さに相当する間隔をあけて設けられていることを特徴とする、トンネル工事に伴う騒音の低減装置。 - 前記アーチフレームは、トンネル表面に対して、20〜200cm程度の間隔をあけて設けられていることを特徴とする、請求項1に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。
- 前記膜振動型吸音バルーンは、複数の膜振動型吸音バルーンを並設させた集合体からなることを特徴とする、請求項1又は2に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。
- 前記膜振動型吸音バルーンは、通気性がなく、可撓性に優れた素材で構成されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。
- 前記膜振動型吸音バルーンは、その面密度を増大させるために、前記アーチフレーム側の表面に防音シートを1枚又は複数枚、積層する構成で貼着されてなることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。
- 前記膜振動型吸音バルーンは、その面密度を増大させるために、前記アーチフレーム側の表面に鉛シートが貼着されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。
- 前記アーチフレームは、トンネル延長方向の長さが10m程度のアーチフレームを1ユニットとして、トンネル延長方向に2ユニット又は3ユニットを連結してなる構成であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。
- 前記アーチフレームは、前記ユニット毎に、トンネル表面に対して異なる間隔で構成されていることを特徴とする、請求項7に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。
- 前記膜振動型吸音バルーンは、前記ユニット毎に、膜厚さ、面密度、および膨張状態での空気層厚さが可変され、相互に異なる共振周波数を有する構成とされていることを特徴とする、請求項7又は8に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。
- 前記低減装置の前方に、発破音の成分を拡散させるためのシート等の膜材が、トンネル中空断面を覆うように設けられていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。
- 前記膜振動型吸音バルーンは、吸音率を増大させるためのグラスウールシートが内蔵されていることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。
- 前記低減装置は、養生装置と兼用されることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一に記載したトンネル工事に伴う騒音の低減装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016003188A JP6663722B2 (ja) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | トンネル工事に伴う騒音の低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016003188A JP6663722B2 (ja) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | トンネル工事に伴う騒音の低減装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017125300A JP2017125300A (ja) | 2017-07-20 |
JP6663722B2 true JP6663722B2 (ja) | 2020-03-13 |
Family
ID=59364776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016003188A Active JP6663722B2 (ja) | 2016-01-12 | 2016-01-12 | トンネル工事に伴う騒音の低減装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6663722B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108344803B (zh) * | 2018-02-12 | 2020-10-20 | 重庆大学 | 利用comsol和谐振腔模型进行低频噪音处理的研究方法 |
JP7108491B2 (ja) * | 2018-07-31 | 2022-07-28 | 株式会社竹中土木 | 騒音低減装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4915712B2 (ja) * | 2001-02-09 | 2012-04-11 | 西松建設株式会社 | シールドパネルおよび該シールドパネルを用いるシール構造 |
JP2004052274A (ja) * | 2002-07-17 | 2004-02-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | トンネル微気圧波低減機能を備えた吸音装置 |
JP4780774B2 (ja) * | 2006-07-14 | 2011-09-28 | 東日本旅客鉄道株式会社 | トンネル緩衝工 |
JP5649939B2 (ja) * | 2010-12-07 | 2015-01-07 | 株式会社竹中土木 | トンネル覆工コンクリートの養生方法および養生装置 |
JP3169940U (ja) * | 2011-06-14 | 2011-08-25 | 株式会社マシノ | トンネル用の養生兼防音壁 |
US9951618B2 (en) * | 2013-07-30 | 2018-04-24 | Jorge O. Moreno | Removable barrier for protecting tunnels and other structures from flooding and other hazards |
-
2016
- 2016-01-12 JP JP2016003188A patent/JP6663722B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017125300A (ja) | 2017-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210237394A1 (en) | Acoustic material structure and method for assembling same and acoustic radiation structure | |
US20210164690A1 (en) | Silencing system | |
JP5788688B2 (ja) | トンネルサイレンサ | |
JP2016170194A (ja) | 吸音体、吸音構造 | |
WO2005116990A1 (ja) | 超低周波音用吸音装置 | |
CN108831431A (zh) | 全频扩散消声装置及通风通道消声系统 | |
JP4120649B2 (ja) | 防音装置 | |
JP6663722B2 (ja) | トンネル工事に伴う騒音の低減装置 | |
JP6491788B1 (ja) | 防音システム | |
JPWO2022158542A5 (ja) | ||
JPH0823753B2 (ja) | 消音装置 | |
JP2019056516A (ja) | 消音システム | |
JP2014041242A (ja) | 消音体及びこれを用いた消音器 | |
JP2008061674A (ja) | 電気掃除機 | |
JP6491787B1 (ja) | 防音システム | |
JP2002356934A (ja) | 板材を二重に用いた遮音構造 | |
JP7108491B2 (ja) | 騒音低減装置 | |
KR101979378B1 (ko) | 스플리터 및 이를 포함하는 소음기 | |
JP5252257B2 (ja) | 超低周波音低減装置及びこの超低周波音低減装置が装着された防音ハウス | |
JP2002138591A (ja) | 遮音構造体 | |
JP3904307B2 (ja) | 騒音低減型ダクト | |
JP5519912B2 (ja) | 超低周波音透過低減方法及び超低周波音透過低減装置 | |
JP6836975B2 (ja) | 消音システム | |
JP5697130B2 (ja) | 超低周波音低減装置及びその超低周波音低減装置を備えた防音ハウス | |
JP2019207385A (ja) | 減音装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181226 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191004 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191015 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191023 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200131 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200217 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6663722 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |