JP2023078734A - Tunnel installation structure for blasting noise reduction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発破音低減装置のトンネル内設置構造に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tunnel installation structure for a blasting noise reduction device.
トンネルの延伸工事では、坑内の切羽部で発破を繰り返しつつ、作業を進める。発破の際に発生する発破音の周波数帯域は広く、低周波数を含む。また、発破音の音圧は、極めて高い。そのため、発破音がトンネルの外部に漏れると、周囲の環境での騒音を引き起こす。特に低周波数の発破音は、トンネルの外部に漏れると周囲の建物等を振動させることがある。 During the tunnel extension work, blasting is repeated at the face of the tunnel as work progresses. The frequency band of the blasting sound generated during blasting is wide and includes low frequencies. Also, the sound pressure of the blasting sound is extremely high. Therefore, when the blasting sound leaks out of the tunnel, it causes noise in the surrounding environment. In particular, low-frequency blasting noise may vibrate surrounding buildings when it leaks out of the tunnel.
発破音を低減するために、発破音の周波数特性に合わせて形成された吸音装置を坑内に配置し、ヘルムホルツ共鳴の原理を用いて騒音や振動を抑える手法が提案されている。例えば、特許文献1には、第1から第4の側壁、上板、下板、間仕切り壁を備えた組み立て式の吸音体(発破音低減装置)が開示されている。特許文献1に開示されている吸音体の吸音率は、等価電気回路理論に基づいて推定されている。例えば、特許文献2には、縦方向及び横方向の少なくとも一方向に配列された複数の箱状ヘルムホルツ共鳴器を備える吸音体(発破音低減装置)が開示されている。特許文献2に開示されている箱状ヘルムホルツ共鳴器の1つの側面には、貫通孔が形成されている。特許文献2の発破音低減装置では、貫通孔の開口が外方を臨むように複数の箱状ヘルムホルツ共鳴器が配列されている。 In order to reduce the blasting noise, a method has been proposed in which a sound absorbing device formed in accordance with the frequency characteristics of the blasting noise is placed in the pit to suppress noise and vibration using the principle of Helmholtz resonance. For example, Patent Literature 1 discloses an assembly type sound absorber (blasting noise reduction device) including first to fourth side walls, an upper plate, a lower plate, and a partition wall. The sound absorption coefficient of the sound absorber disclosed in Patent Document 1 is estimated based on equivalent electric circuit theory. For example, Patent Literature 2 discloses a sound absorber (explosive noise reduction device) including a plurality of box-shaped Helmholtz resonators arranged in at least one of the vertical and horizontal directions. A through-hole is formed in one side surface of the box-shaped Helmholtz resonator disclosed in Patent Document 2. In the blasting noise reduction device of Patent Document 2, a plurality of box-shaped Helmholtz resonators are arranged so that the openings of the through holes face outward.
上述の特許文献1、2の発破音低減装置では、坑内の作業床(地面)上に200個以上の大量の箱状ヘルムホルツ共鳴器が設置されるため、作業床上のスペースの確保が難しいという問題があった。 In the blasting noise reduction devices of Patent Documents 1 and 2 described above, since a large number of box-shaped Helmholtz resonators of 200 or more are installed on the work floor (ground) in the mine, it is difficult to secure space on the work floor. was there.
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、作業床上のスペースを確保することができる発破音低減装置のトンネル内設置構造を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a tunnel installation structure for a blasting noise reduction device capable of securing a space on the work floor.
上記目的を達成するため、本発明に係る発破音低減装置のトンネル内設置構造は、紙製の本体管と、前記本体管の一方の開口を塞ぐ紙製の蓋と、を備え、前記本体管の中空部が発砲音に対してヘルムホルツ共鳴を起こす容積を有する筒状の発破音低減装置を施工中のトンネル内に設置する発破音低減装置のトンネル内設置構造であって、前記本体管の軸線方向が鉛直方向を向くように複数の前記発破音低減装置を配列し、前記複数の発破音低減装置が前記トンネル内の側壁近傍に立設されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a tunnel installation structure for a blasting noise reduction device according to the present invention includes a main tube made of paper, and a cover made of paper that closes one opening of the main tube. A tunnel installation structure for a blasting noise reduction device in which a cylindrical blasting noise reduction device having a volume in which the hollow part causes Helmholtz resonance to the blasting sound is installed in a tunnel under construction, wherein the axis of the main tube A plurality of the blasting noise reduction devices are arranged so as to face the vertical direction, and the plurality of blasting noise reduction devices are erected in the vicinity of the side wall in the tunnel.
この発明によれば、筒状の発破音低減装置を立設させることにより、発破音低減装置の設置スペースを小さくすることができる。また、複数の発破音低減装置をトンネル内の側壁近傍に配置することにより、資材の搬出入の邪魔にならない。結果として、作業床上のスペースを確保することができる。 According to this invention, by erecting the cylindrical blasting noise reduction device, the installation space for the blasting noise reduction device can be reduced. Also, by arranging a plurality of blasting noise reduction devices in the vicinity of the side walls in the tunnel, they do not interfere with the loading and unloading of materials. As a result, space on the work floor can be secured.
また、本発明は、前記複数の発破音低減装置が、架台上に配列されていてもよい。 Further, in the present invention, the plurality of blasting noise reduction devices may be arranged on a mount.
また、本発明は、前記架台が移動機構を備えていてもよい。 Moreover, in the present invention, the gantry may include a moving mechanism.
さらに、本発明は、複数の前記本体管の前記軸線方向の一方の端面が互いに同一面内に配置されていてもよい。 Furthermore, in the present invention, one end faces in the axial direction of the plurality of main tubes may be arranged in the same plane.
本発明によれば、作業床上のスペースを確保することができる発破音低減装置のトンネル内設置構造を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the installation structure in the tunnel of the blasting noise reduction apparatus which can ensure the space on a work floor can be provided.
以下、本発明の実施形態による発破音低減装置のトンネル内設置構造について、図1乃至図4に基づいて説明する。 A tunnel installation structure for a blasting noise reduction device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
図1に示すように、発破音低減装置101を備えた発破音低減ユニット200は、トンネル400の例えば延伸工事で発破した際に発生する発破音を低減させるためのユニットである。なお、トンネル400の延伸方向を奥行方向D1とし、奥行方向D1に直交する水平方向を幅方向D2とし、奥行方向D1および幅方向D2にそれぞれ直交する方向を上下方向D3とする。
As shown in FIG. 1, the blasting
図2、図3に示すように、発破音低減装置101は、紙製の本体管111を備える。本体管111は、軸線Oに交差する断面形状が円環状の筒体である。筒状の本体管111の周壁部113は、紙で形成されている。前述の紙としては、紙管原紙、クラフト紙、段ボール原紙、紙器用板紙、建築原紙等の所謂「板紙」が挙げられるが、特定の種類に限定されない。周壁部113は、複数の紙が積層されてなり、その最外層や最内層に、撥水紙、耐水紙、ラミネート紙等を用いてもよい。周壁部113の厚みは、特に限定されないが、例えば、1mm以上50mm以下である。紙の厚みが適度に厚く設定されていることによって、本体管111の軽量化を図りつつ、本体管111の強度を確保できる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the blasting
発破音低減装置101は、本体管111と、本体管111の中空部118に配置された小管116と、本体管111の軸線方向両端に取り付けられた蓋160、161と、を備えている。
The blasting
小管116の軸線方向の断面形状は、円環状である。小管116は、本体管111の軸線方向の両端面のうち、一方の側(蓋161側)に寄って中空部118に配されている。軸線方向において、本体管111の端面131と、小管116一方の端面135とは、互いに同じ位置に配置されている。小管116の周壁部117は、本体管111の周壁部113の内周面に接している。なお、小管116の周壁部117は、本体管111の周壁部113の内周面に接していなくてもよい。
The axial cross-sectional shape of the
小管116の軸線方向の長さL2は、少なくとも本体管111の軸線方向の長さL1よりも短く、例えば長さL1の30%以上40%以下である。小管116の内径Sは、少なくとも本体管111の内径Aよりも小さく、例えば内径Aの30%以上50%以下である。
The axial length L2 of the
蓋161には、軸線方向から沿って見たときに、小管116の端面135の開口と同じ大きさ及び形状の開口165が形成されている。蓋161は、本体管111の軸線Oを中心として径方向で開口165を小管116の端面135の開口に一致させた状態で本体管111の端面131に取り付けられている。蓋161は、本体管111の端面131の開口のうち、小管116の端面135の開口以外の領域を塞いでいる。
The
蓋160は、本体管111の端面132の開口を塞いでいる。蓋160によって、トンネル400の坑内の埃や埃等の不純物だけではなく、空気も中空部118に浸入しない。蓋160、161の各々は、例えばテープ等の接着材によって本体管111の周壁部113に径方向の外側から接着されている。
The
本体管111、小管116及び蓋160、161は、全て紙製である。紙の種類は特に限定されないが、例えば、上述した「板紙」を使用している。紙製の各構成を備えることによって、本体管111はヘルムホルツ共鳴器になっている。発破音を含んだ空気は、小管116の入口側に配置された端面135の開口から小管116の中空部119を通り、本体管111の中空部118に伝搬し、中空部118で共鳴する。
図3に示すように、本体管111の中空部118の直径(内径)をAとし、小管116の中空部119を含む本体管111の中空部118の容積をVとする。小管116の中空部119の軸線方向の大きさ、すなわち中空部119の長さをL2とする。このとき、本体管111の共振周波数fは、次に示す(1)式及び(2)式で表される。
As shown in FIG. 3, A is the diameter (inner diameter) of the
(1)式におけるcは、音速を表す。(1)式及び(2)式に基づき、本体管111の共振周波数fがトンネル400の坑内で生じる発破音の周波数と略一致するように、直径(内径)A、容積V、長さL1、L2が適宜設定され、これらのパラメータに応じて本体管111及び小管116の各々の大きさや形状が決められている。
(1) c in the formula represents the speed of sound. Based on the equations (1) and (2), the diameter (inner diameter) A, volume V, length L1, L2 is appropriately set, and the size and shape of each of the
上述の(1)式及び(2)式は、一例として本体管111及び小管116が図2、図3に示すように円筒形である場合の目安としての式である。発破音低減装置101の本体管111は角筒形であってもよく、中空部が形成されていれば円筒形や角筒形以外の任意の形状を有していてもよい。小管116も本体管111と同様に、本体管111の中空部に連通する中空部が形成されていれば円筒形や角筒形以外の任意の形状を有していてもよい。本体管111及び小管116の各々が角筒形や任意の形状を有する場合、(2)式を、容積V=(本体管111の断面積×長さL1)-(小管116の断面積×長さL2)に置き換えて、長さL1、L2等を適宜設定すればよい。
The above formulas (1) and (2) are formulas as a guide when the
発破音低減装置101は、管として例えば既製の紙管を本体管111や小管116に使用してこれらの管を簡単に準備でき、コストを削減できる。
The blasting
発破音低減装置101は、既製の紙管や紙蓋を使用しない場合であっても、新たな紙管を例えば発破音の周波数が管内の共振周波数と略一致するように設定される長さに切断することによって簡単に準備できる。発破音低減装置101で吸収する対象の周波数(共振周波数)をトンネル400の坑内で生じる発破音の周波数に応じて設定できる。また、上述の(1)式に基づいて本体管111及び小管116の各々の大きさや形状を変更し、直径(内径)A、容積V、長さL1、L2を調節することによって、発破音低減装置101で吸収する対象の周波数を高精度に調節できる。さらに、紙製の発破音低減装置101を構成する本体管111、小管116、蓋160、161は鋼製の管や金属管等のように従来の発破音低減装置で用いられている管に比べて極めて軽量であり、発破音低減装置101を軽量化できる。
Even if a ready-made paper tube or paper lid is not used, the blasting
なお、発破音の周波数帯域が変動した場合には、発破音低減装置101を発破音の周波数と管内の共振周波数とが略一致する適切な長さで切断する、或いは別の紙製の管を発破音低減装置101に接着材等を用いて接続することによって、発破音低減装置101の長さを変更後の周波数帯域に合わせて簡単に短くしたり、長くしたりすることができる。発破音低減装置101は従来の発破音低減装置よりも軽量であるため、坑道406の任意の場所への設置及び任意の場所からの移動・撤去等を容易に行うことができる。結果として、トンネル400内での発破音の低減のための作業及び延伸作業の効率を高めることができる。
When the frequency band of the blasting sound fluctuates, the blasting
発破音低減装置101では、本体管111及び小管116の各軸線方向での断面形状が互いに同じく円環状としたが、互いに異なる形状であっても構わない。例えば、本体管111の軸線方向での断面形状が矩形枠状であって、小管116の軸線方向での断面形状が円環状であってもよい。また、蓋161に形成されている開口165に、フィルタを設けてもよい。当該フィルタが開口165に設けられることによって、中空部118、119への不純物の浸入をより確実に防止できる。
In the blasting
本実施形態の発破音低減装置101は、1本の本体管111の中空部118に1本の小管116が設置されているが、小管116の本数は特に限定されない。複数の小管116が用いられる場合、複数の小管116の軸線方向の長さは、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。複数の小管116が用いられる場合、中空部118における複数の小管116の相対配置は特に限定されず、トンネル400の坑内で生じる発破音の周波数に応じて調整できる。このような場合、発破音低減装置101の共振周波数fは、(1)式から変更されるが、数値計算等によって算出可能である。
In the blasting
図1、図4に示すように、本実施形態では、発破音低減装置101を備えた発破音低減ユニット200がトンネル400の側壁402近傍に配設されている。例えば、発破音低減ユニット200は、トンネル400の坑内の側壁402から1メートル以内の位置に配置される。また、トンネル400の施工にあたって、発破音が外部に漏れないように防音扉(防音壁)を設ける場合がある。その場合には、防音扉から100メートル程度離した位置に配置するとよい。また、トンネル400の坑内に置かれている資材から20メートル程度距離をあけて配置するとよい。発破音低減ユニット200は、架台210の上に発破音低減装置101が複数本載置されている。発破音低減装置101は、架台210の上に幅方向D2と奥行方向D1の各々に沿って複数配列されている。発破音低減装置101は、筒状の軸線Oが上下方向(鉛直方向)D3を向くように架台210上に立設されている。発破音低減装置101は、蓋161側が上端になるように配置されている。複数の発破音低減装置101は、不図示の結束具によって結束されていてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 4 , in this embodiment, a blasting
発破音低減ユニット200は、幅方向D2に2本、奥行方向D1に6本の計12本の発破音低減装置101が配設されている。例えば、発破音低減ユニット200が、トンネル400の側壁402に沿って複数台(例えば、4台)奥行方向D1に連なるように設置されている。図1では、トンネル400の幅方向D2の両側の側壁402近傍に発破音低減ユニット200が配設されているが、発破音低減ユニット200はトンネル400の幅方向D2の一方の側壁402近傍のみに配設してもよい。
The blasting
架台210は、足場板などの鋼板で構成された底板211と、フレーム材となる複数の鋼製の単管212と、を有している。架台210の四方の隅に立設された隅部単管212Aの下端にはキャスター(移動機構)213が取り付けられている。キャスター213を取り付けることにより、発破音低減ユニット200を移動自在に設置することができる。また、架台210の所定の高さには、発破音低減装置101の転倒を防止するための転倒防止単管212Bが全周に亘って設けられている。なお、底板211は、エキスパンドメタルなどの網目状の板材であってもよい。
The
発破音低減ユニット200に載置された発破音低減装置101の本体管111は、トンネル400の坑内即ち坑道406で生じる発破音の周波数に応じた長さを有する。例えば、本体管111は、中空部118に入った発破音がヘルムホルツ共鳴を起こす長さを有し、例えば発破音のピーク周波数又は中心周波数を換算した波長の1/4程度である。つまり、中空部118は、発破音に対してヘルムホルツ共鳴を起こす容積を有している。ただし、発破音の周波数帯域は、低周波数から所定の周波数までに亘って拡がっている。本体管111の長さは、発破音の周波数帯域に含まれる複数の周波数に応じて互いに異なる長さであってもよい。
The
発破音低減ユニット200に載置された複数の発破音低減装置101の一方の端面131は、互いに水平方向に沿う同一面内に配置されている。つまり、複数の本体管111の端面131は、水平方向に揃った位置にある。トンネル400内では、複数の本体管111の軸線Oが上下方向D3に向くよう発破音低減装置101が配置されている。
One end surfaces 131 of the plurality of blasting
図4に示すように、複数の発破音低減装置101における他方の端面132は、架台210の底板211上に載置されている。ただし、複数の発破音低減装置101の本体管111の長さが発破音の周波数帯域に含まれる複数の周波数に応じて互いに異なる場合は、複数の発破音低減装置101の端面132の位置は互いにずれている。例えば、短い本体管111の端面132側には一方の端面131の位置を合わせるために底板211上に介装部材を載置し、その上に本体管111を載置するように構成してもよい。
As shown in FIG. 4 , the other end faces 132 of the multiple blasting
以上説明した発破音低減ユニット200は、架台210に配列された複数の紙製の発破音低減装置101を備える。本体管111の中空部118は、発砲音に対してヘルムホルツ共鳴を起こす容積を有する。発破音低減装置101によれば、本体管111や蓋160,161として例えば既製の紙管や紙蓋を使用して簡単に準備でき、コストを削減できる。また、紙製の本体管111は鋼製の管や金属管等のように従来の発破音低減装置で用いられている管に比べて極めて軽量であり、発破音低減装置101を軽量化することができる。トンネル400内のデッドスペースになっている坑道406の側壁402近傍に、奥行方向D1に細長い発破音低減ユニット200を配置することで、図1に示すようにトンネル内の作業エリアの邪魔にならない。作業床404の大半を作業スペース或いは作業車両等が通過するスペースとして確保できる。また、発破音低減装置101の長さを調整することで、発破音の周波数の変動や設置場所の変更に対しても容易に対応できる。また、発破音低減ユニット200に載置する発破音低減装置101の本数や、トンネル400内に設置する発破音低減ユニット200の台数は適宜設定することができる。
The blasting
発破音低減ユニット200は、複数の発破音低減装置101の端面131が互いに同一面内に配置されている。また、発破音低減ユニット200は架台210を有しているため、移動させる際や設置する際に取り扱いやすい。また、端面131が配置されている同一の面から発破音を複数の発破音低減装置101の各々の中空部118に均等に吸収し、発破音の低減効果を高めることができる。なお、複数の発破音低減装置101の端面131は互いに同一面内に配置されていなくてもよい。
In the blasting
発破音低減装置101は、本体管111の端面131、132に中空部118への不純物の浸入を防止する蓋160,161が設けられている。発破音低減装置101によれば、蓋160,161によって発破音を含む空気以外の不純物が管内に入ることを防止できる。このことによって、複数の発破音低減装置101の中空部118を高頻度に清掃しなくても、発破音低減装置101を再利用できる。また、蓋160,161によって中空部118への浸入を阻まれた不純物を取り除くことによって、発破音低減装置101の中空部118が不純物等によって部分的に塞がれることもなく、発破音低減装置101の発破音の低減効果の低下を確実に抑えることができる。
The blasting
複数の発破音低減装置101が架台210に載置され、発破音低減ユニット200として構成されている。発破音低減ユニット200はトンネル400の坑道406の奥行方向D1に長細く構成することによって、作業の邪魔にならず設置することができる。また、ユニットで構成されているため移動も容易である。このことによって、延伸工事をはじめとする坑道406での作業の効率を高めることができる。
A plurality of blasting
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明は、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、変更可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments. The invention can be modified within the scope of the invention described in the claims.
上記実施形態で説明した発破音低減ユニット200では、架台210の上に12本の発破音低減装置101を載置した構成を記載したが、架台210に載置する発破音低減装置101の本数は適宜設定すればよい。
In the blasting
上記実施形態においては、円筒形状の発破音低減装置101の説明をしたが、発破音低減装置101の形状はこれに限らない。例えば、角筒形状や断面楕円形の筒状や断面三角形の筒状であってもよい。
Although the cylindrical blasting
上記実施形態においては、底板211と単管212とで架台210を構成した説明をしたが、架台210の構成はそれ以外の構造であってもよい。また、架台210にキャスター213を設けたが、キャスター213はなくてもよい。その場合は、重機によって発破音低減ユニット200を運搬移動すればよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態の発破音低減ユニット200は、奥行方向D1に長い架台210を用いたが、設置スペースに余裕があれば、平面視正方形の架台や幅方向D2に長い架台に複数の発破音低減装置101を載置する構成であってもよい。
The blasting
101…発破音低減装置
111…本体管
118…中空部
131…端面
161…蓋
200…発破音低減ユニット
210…架台
213…キャスター(移動機構)
400…トンネル
402…側壁
O…軸線
DESCRIPTION OF
400...
Claims (4)
前記本体管の軸線方向が鉛直方向を向くように複数の前記発破音低減装置を配列し、
前記複数の発破音低減装置が前記トンネル内の側壁近傍に立設されていることを特徴とする発破音低減装置のトンネル内設置構造。 A tubular blasting noise reduction device comprising a main tube made of paper and a lid made of paper that closes one opening of the main tube, wherein the hollow part of the main tube has a volume that causes Helmholtz resonance with respect to the gunshot sound. A tunnel installation structure of a blasting noise reduction device for installing the device in a tunnel under construction,
arranging a plurality of the blasting noise reduction devices so that the axial direction of the main tube is oriented in the vertical direction;
A structure for installing a blasting noise reduction device in a tunnel, wherein the plurality of blasting noise reduction devices are erected in the vicinity of a side wall in the tunnel.
The in-tunnel installation structure for a blasting noise reduction device according to any one of claims 1 to 3, wherein one end surfaces of the plurality of main pipes in the axial direction are arranged in the same plane.
Priority Applications (1)
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JP2021191999A JP2023078734A (en) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | Tunnel installation structure for blasting noise reduction device |
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