(57)【要約】【課題】工事車両の往来のための通行路を確保しつつ設置することができ、トンネル工事により発生する広範囲の周波数帯の騒音を低減できる能動消音装置を提供すること。【解決手段】トンネル８の外郭側に、固定式の低周波数帯スピーカ１５ａを設置する。そして、参照マイク１７、高周波数帯スピーカ１５ｂ、誤差マイク１９が載置されたトラック２５を、低周波数帯スピーカ１５ａに囲まれた開口部１３、すなわちトンネル８の中心部に高周波数帯スピーカ１５ｂが位置するように移動させる。その後、能動型消音装置２１を作動させて騒音を低減しつつ、地山１の発破作業を行う。なお、トラック２５は、工事車両の通行時には通行に支障がない場所に待機させておく。【選択図】図１
2014105482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル工事において坑口部または坑内に設置される消音装置であって、
前記消音装置は、騒音を検出する参照マイクと、参照マイクよりも坑外側に位置し前記参照マイクで検出した騒音と逆位相の音を発する制御スピーカと、前記制御スピーカより坑外側に位置し消音後に残った音を検出する誤差マイクとからなり、
前記制御スピーカは、高周波数帯の音を発生させる高周波数帯スピーカと、低周波数帯の音を発生させる低周波数帯スピーカとからなり、
トンネル中心部に前記高周波数帯スピーカが設置され、
トンネル外郭側に前記低周波数帯スピーカが設置されていることを特徴とする能動型消音装置。
【請求項２】
前記低周波数帯スピーカが、前記坑口部または前記坑内に設置された防護壁に設けられた車両通行用の開閉扉の投影部分以外の位置に設置されることを特徴とする請求項１記載の能動型消音装置。
【請求項３】
前記高周波数帯スピーカが移動式であり、発破時に前記トンネル中心部に設置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の能動型消音装置。
【請求項４】
前記高周波数帯スピーカ及び前記低周波数帯スピーカが移動式であることを特徴とする請求項１記載の能動型消音装置。
【請求項５】
前記高周波数帯スピーカが、主に１００Ｈｚ以上の周波数レンジのスピーカであり、
前記低周波数帯スピーカが、主に１００Ｈｚ未満の周波数レンジのスピーカであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の能動型消音装置。
【請求項６】
トンネル工事において坑口部または坑内に設置される消音装置であって、
前記消音装置は、騒音を検出する参照マイクと、前記参照マイクよりも坑外側に位置し前記参照マイクで検出した騒音と逆位相の音を発する制御スピーカと、前記制御スピーカより坑外側に位置し消音後に残った音を検出する誤差マイクとからなり、
前記制御スピーカは、少なくとも低周波数帯の音を発生させる低周波数帯スピーカからなり、坑道の長手方向に対して、防護壁に設けられた車両通行用の開閉扉の開口部の投影部位以外の位置に設置されることを特徴とする能動型消音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル工事において坑口部または坑内に設置される能動型消音装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
山岳トンネル工事においては、地山に坑口をつけ、主に機械による初期掘削を行った後、発破掘削による本掘削を行う。工事中は、坑内作業で発生する騒音が坑口を通じて坑外の周辺環境へ伝達される。工事で発生する騒音は、バックホウ等の重機、集塵機・送風機などの機械から発生する可聴領域２０Ｈｚ以上２０ｋＨｚ以下の周波数帯の騒音と、火薬の発破作業により発生する主に１００ｋＨｚ以下の周波数帯の騒音とに大別される。前者の機械から発生する騒音は、常時発生しており、音圧レベルが比較的小さい。それに対して、後者の発破作業から発生する騒音は、発破時のみに発生し、衝撃的で継続時間が短く、音圧レベルが極めて大きい。
【０００３】
そのため、発破掘削による騒音を低減するための様々な方法・装置が提案されてきた。例えば、筒状ダクト形状の遮音壁の上端近くの内側に設置した参照マイクで騒音源の音圧を検出し、遮音壁の上端近くの外側に設置した制御用マイクで回折音の音圧を検出し、遮音壁に設置した制御用音源スピーカから、制御用マイクで検出した信号を最小とするように騒音と逆位相の音を発する能動消音装置付き遮音壁があった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７２１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トンネルでは、主に機械類は切羽周辺で稼働している。また、発破作業は切羽で行われる。工事用車両が往来するための通行路を確保するために、往来の障害とならない場所、例えば、トンネル坑口の坑壁端部に制御用音源スピーカを設置して逆位相の音波を出力して消音した場合、主に１００Ｈｚ以下の波長の長い低周波数帯の騒音はスピーカが音中心からずれていても消音できるが、それ以上の波長の短い高周波数帯の騒音については低減効果が低いという問題があった。
【０００６】
また、能動消音装置では、一つのスピーカユニット（スピーカの音のでる部分）で２０Ｈｚ以上２０ｋＨｚ以下の可聴域の全てを再生することが理想であるが、現実には難しい。広い周波数帯の音を出力するには複数のスピーカユニットを組合せる必要がある。ある波長の音を理想的に出力するには、その音の半波長の直径を持つ振動板が必要であり、低周波の音、つまり波長の長い音を出力するには大きな振動板が必要でありスピーカユニットも大きくなる。スピーカユニットは音量に合わせて複数設置する必要があるので配置する上で問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、工事車両の往来のための通行路を確保しつつ設置することができ、トンネル工事により発生する広範囲の周波数帯の騒音を低減できる能動消音装置を提供することである。
【０００８】
前述した目的を達成するために、第１の発明は、トンネル工事において坑口部または坑内に設置される消音装置であって、前記消音装置は、騒音を検出する参照マイクと、参照マイクよりも坑外側に位置し前記参照マイクで検出した騒音と逆位相の音を発する制御スピーカと、前記制御スピーカより坑外側に位置し消音後に残った音を検出する誤差マイクとからなり、前記制御スピーカは、高周波数帯の音を発生させる高周波数帯スピーカと、低周波数帯の音を発生させる低周波数帯スピーカとからなり、トンネル中心部に前記高周波数帯スピーカが設置され、トンネル外郭側に前記低周波数帯スピーカが設置されていることを特徴とする能動型消音装置である。
【０００９】
トンネル中心部に高周波数帯スピーカを設置することにより、騒音源の中心から逆位相の音波を出力して高周波数帯の騒音を低減することができる。また、逆位相の音波を出力する位置が騒音源の中心からずれていても低減効果が期待できる低周波数帯の騒音については、トンネル外郭側に低周波数帯スピーカを設置することにより、騒音源の中心からトンネル外郭側にずれた位置から逆位相の音波を出力して低減できる。
【００１０】
前記低周波数帯スピーカは、例えば、前記坑口部または前記坑内に設置された防護壁に設けられた車両通行用の開閉扉の投影部分以外の位置に設置される。このとき、前記高周波数帯スピーカは、移動式であり、発破時に前記トンネル中心部に設置されることが望ましい。低周波数帯スピーカは、高周波数帯スピーカよりも相対的に周波数の低い低周波数帯の音を発生させる。
【００１１】
低周波数帯スピーカを車両通行用の開閉扉の投影部分以外の位置に設置することにより、車両通行用の空間を確保しつつ、固定式の低周波数帯スピーカを設置できる。また、高周波数帯スピーカを移動式とすることにより、工事車両の通行時には通行に支障がない場所に待機させておき、発破時にトンネル中心部に設置することができる。
【００１２】
前記高周波数帯スピーカ及び前記低周波数帯スピーカは、移動式としてもよい。
これにより、高周波数帯スピーカ及び低周波数帯スピーカを、工事車両の通行時には通行に支障がない場所に待機させておき、発破時に適切な位置に設置することができる。
【００１３】
前記高周波数帯スピーカは、主に１００Ｈｚ以上の周波数レンジのスピーカであり、前記低周波数帯スピーカは、主に１００Ｈｚ未満の周波数レンジのスピーカであることが望ましい。
これにより、発破によって発生する騒音を、効果的に消音できる。
【００１４】
第２の発明は、トンネル工事において坑口部または坑内に設置される消音装置であって、前記消音装置は、騒音を検出する参照マイクと、前記参照マイクよりも坑外側に位置し前記参照マイクで検出した騒音と逆位相の音を発する制御スピーカと、前記制御スピーカより坑外側に位置し消音後に残った音を検出する誤差マイクとからなり、前記制御スピーカは、少なくとも低周波数帯の音を発生させる低周波数帯スピーカからなり、坑道の長手方向に対して、防護壁に設けられた車両通行用の開閉扉の開口部の投影部位以外の位置に設置されることを特徴とする能動型消音装置である。
【００１５】
低周波数帯スピーカは、例えば、１００Ｈｚ以下の周波数レンジのスピーカとする。第２の発明では、坑道の長手方向に対して前記開閉扉の開口部の投影部位以外の位置に低周波数帯スピーカを設置することにより、発破作業により発生する低周波数帯の騒音を効果的に低減できる。高周波数帯の騒音に対しては、防護壁により低減できる。または、高周波数帯スピーカを適宜配置することで、工事用車両の往来のための通行路を確保しつつ、高周波数帯の騒音を低減できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、工事車両の往来のための通行路を確保しつつ設置することができ、トンネル工事により発生する広範囲の周波数帯の騒音を低減できる能動消音装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】トンネル８の施工を開始する際の各工程を示す図
【図２】トンネル８の施工を開始する際の各工程を示す図
【図３】能動型消音装置３１の概要図
【図４】比較試験の結果を示す表
【図５】能動型消音装置３９の概要を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１、図２は、トンネル８の施工を開始する際の各工程を示す図である。図１（ａ）は、坑口３を設置する工程を示す図である。トンネル８を施工するには、まず、図１（ａ）に示すように、地山１に坑口３を設置する。
【００１９】
図１（ｂ）は、坑道５を掘削し、防護壁９および低周波数帯スピーカ１５ａを設置する工程を示す図である。図１（ｂ）に示す工程では、坑口３から、所定距離の坑道５を初期掘削する。坑口３から所定距離の坑道５は、例えば、機械掘削により形成される。坑道５の壁面の覆工７は、例えば一次覆工および二次覆工からなる。覆工７は、坑道５の掘削後の適切な時期に施工される。
【００２０】
図１（ｂ）に示す工程では、所定距離の坑道５を掘削した後、坑道５内に防護壁９を設置する。図２（ａ）は、図１に示す矢印Ａ−Ａによる断面図を示す。図１（ｂ）および図２（ａ）に示すように、防護壁９は、車両通行用の開閉扉１１を有する。
【００２１】
図１（ｂ）に示す工程では、防護壁９よりも坑外側の坑道５内に、制御スピーカ１５の低周波数帯スピーカ１５ａを設置する。図２（ｂ）は、図１（ｂ）に示す矢印Ｂの方向から見た立面図である。図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、低周波数帯スピーカ１５ａは、トンネル８の外郭側に設置される。低周波数帯スピーカ１５ａは、坑道５の長手方向に対して開閉扉１１の開口部の投影部位１２以外の位置に設置される。低周波数帯スピーカ１５ａに囲まれた開口部１３は、開閉扉１１の開口部の投影部位１２を含み、投影部位１２と同等以上の大きさとする。低周波数帯スピーカ１５ａは、例えば、スピーカラック２７を用いて設置される。なお、防護壁９にスピーカラック２７の機能を付加してもよいし、防護壁９が防音機能を有する防音壁であってもよい。
【００２２】
図１（ｃ）は、能動型消音装置２１を設置して発破を行う工程を示す図である。図２（ｃ）は、図１（ｃ）に示す矢印Ｃの方向から見た立面図である。図１（ｃ）および図２（ｃ）に示すように、能動型消音装置２１は、参照マイク１７、制御スピーカ１５、誤差マイク１９等からなる。制御スピーカ１５は、前述の低周波数帯スピーカ１５ａと、図１（ｃ）および図２（ｃ）に示す高周波数帯スピーカ１５ｂからなる。参照マイク１７、高周波数帯スピーカ１５ｂ、誤差マイク１９は、移動式であり、トラック２５に設置される。
【００２３】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示す工程では、トラック２５は、工事車両の通行に支障のない場所に待機している。図１（ｃ）に示す工程では、トラック２５を移動させて、防護壁９よりも坑外側の坑道５内に能動型消音装置２１を設置し、発破準備を完了する。
【００２４】
図１（ｃ）、図２（ｃ）に示すように、発破準備を完了した状態では、参照マイク１７は、トンネル８の断面の中心２３付近に配置される。参照マイク１７は、例えば架台１８に支持される。参照マイク１７は、防護壁９の坑外側に位置する。
【００２５】
高周波数帯スピーカ１５ｂは、トンネル８の中心部付近、すなわち、低周波数帯スピーカ１５ａに囲まれた開口部１３内に配置される。制御スピーカ１５（低周波数帯スピーカ１５ａ、高周波数帯スピーカ１５ｂ）は、参照マイク１７よりも坑外側に位置する。
【００２６】
誤差マイク１９は、トンネル８の断面の中心２３付近に配置される。誤差マイク１９は、例えばトラック２５の運転席上部に設置される。高周波数帯スピーカ１５ｂより坑外側に位置する。
【００２７】
図１（ｃ）に示す工程では、トラック２５を移動して能動型消音装置２１を設置した後、能動型消音装置２１を作動させつつ、切羽で発破作業を行う。
【００２８】
能動型消音装置２１を作動させると、参照マイク１７が騒音を検出する。そして、制御スピーカ１５が参照マイク１７で検出した騒音と逆位相の音を発する。制御スピーカ１５は、例えば、低周波数帯スピーカ１５ａが１００Ｈｚ未満の周波数レンジのスピーカ、高周波数帯スピーカ１５ｂが１００Ｈｚ以上の周波数レンジのスピーカであり、低周波数帯スピーカ１５ａがトンネル８の外郭側から、高周波数帯スピーカ１５ｂがトンネル８の中心部から、それぞれの周波数帯の音を発する。なお、図１（ｃ）に示す参照マイク１７と制御スピーカ１５との距離は、制御スピーカ１５の制御に必要な距離を確保するように設定することが望ましい。
【００２９】
誤差マイク１９は、消音後に残った音を検出する。坑道５の掘削に伴って、地山１の土質や発破の音源位置は徐々に変化するため、ｎ回目までの発破の際に誤差マイク１９により検出した結果は、ｎ＋１回目の発破の際の制御スピーカ１５の制御にフィードバックされる。発破で発生する騒音は突発音なので、ｎ回目までの実績をｎ＋１回目の制御にフィードバックしなければ騒音の消去は困難である。
【００３０】
トンネル８の施工時には、能動型消音装置２１を作動させつつ地山１を発破により掘削する作業を繰り返し、坑道５を延伸する。防護壁９の内外に工事車両を通行させる際には、トラック２５を工事車両の通行に支障のない位置に待機させる。なお、覆工７は、坑道５の掘削後の適切な時期に施工される。
【００３１】
このように、第１の実施の形態では、主に１００Ｈｚ以上の周波数レンジのスピーカである高周波数帯スピーカ１５ｂを、騒音源の中心であるトンネル８の中心部に設置する。低周波数帯の騒音については、逆位相の音波を出力する位置が騒音源の中心からずれていても低減効果が得られるため、主に１００Ｈｚ未満の周波数レンジのスピーカである低周波数帯スピーカ１５ａを、トンネル８の外郭側に設置する。そして、トンネル８の中心部から高周波数帯の逆位相の音波を出力し、外郭部から低周波数帯の逆位相の音波を出力することにより、騒音を効果的に低減できる。
【００３２】
第１の実施の形態では、低周波数帯スピーカ１５ａを車両通行用の開閉扉１１の投影部位１２以外の位置に設置することにより、車両通行用の空間を確保しつつ、固定式の低周波数帯スピーカ１５ａを設置できる。また、高周波数帯スピーカ１５ｂ、参照マイク１７、誤差マイク１９を移動式とすることにより、工事車両の通行時には通行に支障がない場所に待機させておき、発破時にトンネル中心部に設置することができる。スピーカユニットが相対的に大きい低周波数帯スピーカ１５ａを据付型として、スピーカユニットが相対的に小さい高周波数帯スピーカ１５ｂを移動式とすることで、全体として効率的なスピーカの配置・運用が可能となる。
【００３３】
次に、第２の実施の形態について説明する。図３は、能動型消音装置３１の概要図である。図３（ａ）は、発破を行う工程を示す図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す矢印Ｄ−Ｄによる断面図である。なお、図中において、既出の構成部材と同一のものについては、同一の番号を付している。
【００３４】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、まず、地山１に坑口（図示せず）を設置し、機械掘削等によって所定距離の坑道５を初期掘削する。坑道５の壁面の覆工７は、例えば一次覆工および二次覆工からなる。覆工７は、坑道５の掘削後の適切な時期に施工される。
【００３５】
図３（ａ）に示す工程では、所定距離の坑道５を掘削した後、坑道５内に、車両通行用の開閉扉１１を有する防護壁９を設置する。そして、トラック２５を移動させて防護壁９よりも坑外側の坑道５内に能動型消音装置３１を設置し、発破による掘削作業を開始する。
【００３６】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、能動型消音装置３１は、参照マイク１７、制御スピーカ２９、誤差マイク１９等からなる。制御スピーカ２９は、低周波数帯スピーカ２９ａと、高周波数帯スピーカ２９ｂとからなる。能動型消音装置３１は、移動式であり、トラック２５に載置される。
【００３７】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、参照マイク１７は、トンネル８の断面の中心２３付近に配置される。参照マイク１７は、例えば架台１８に支持される。参照マイク１７は、防護壁９の坑外側に位置する。
【００３８】
低周波数帯スピーカ２９ａは、トンネル８の外郭側に配置される。高周波数帯スピーカ２９ｂは、トンネル８の中心部付近に配置される。低周波数帯スピーカ２９ａ、高周波数帯スピーカ２９ｂは、トラック２５に載置されたスピーカラック３３等を用いて設置される。制御スピーカ２９（低周波数帯スピーカ２９ａ、高周波数帯スピーカ２９ｂ）は、参照マイク１７よりも坑外側に位置する。
【００３９】
誤差マイク１９は、トンネル８の断面の中心２３付近に配置される。誤差マイク１９は、例えばトラック２５の運転席上部に設置される。誤差マイク１９は、高周波数帯スピーカ１５ｂより坑外側に位置する。
【００４０】
能動型消音装置３１では、参照マイク１７が騒音を検出する。そして、制御スピーカ２９が参照マイク１７で検出した騒音と逆位相の音を発する。制御スピーカ２９は、例えば、低周波数帯スピーカ２９ａが１００Ｈｚ未満の周波数レンジのスピーカ、高周波数帯スピーカ２９ｂが１００Ｈｚ以上の周波数レンジのスピーカであり、低周波数帯スピーカ２９ａがトンネル８の外郭側から、高周波数帯スピーカ２９ｂがトンネル８の中心部から、それぞれの周波数帯の音を発する。なお、図３（ａ）に示す参照マイク１７と制御スピーカ２９との距離は、制御スピーカ１５の制御に必要な距離を確保するように設定することが望ましい。
【００４１】
誤差マイク１９は、消音後に残った音を検出する。坑道５の掘削に伴って、地山１の土質や発破の音源位置は徐々に変化するため、ｎ回目までの発破の際に誤差マイク１９により検出した結果は、ｎ＋１回目の発破の際の制御スピーカ２９の制御にフィードバックされる。
【００４２】
トンネル８の施工時には、能動型消音装置３１を作動させつつ地山１を発破により掘削する作業を繰り返し、坑道５を延伸する。防護壁９の内外に工事車両を通行させる際には、トラック２５を工事車両の通行に支障のない位置に待機させる。なお、覆工７は、坑道５の掘削後の適切な時期に施工される。
【００４３】
このように、第２の実施の形態では、主に１００Ｈｚ以上の周波数レンジのスピーカである高周波数帯スピーカ２９ｂを、騒音源の中心であるトンネル８の中心部に設置する。また、低周波数帯の騒音については、逆位相の音波を出力する位置が騒音源の中心からずれていても低減効果が得られるため、主に１００Ｈｚ未満の周波数レンジのスピーカである低周波数帯スピーカ２９ａを、トンネル８の外郭側に設置する。そして、トンネル８の中心部から高周波数帯の逆位相の音波を出力し、外郭部から低周波数帯の逆位相の音波を出力することにより、騒音を効果的に低減できる。
【００４４】
第２の実施の形態では、制御スピーカ２９（低周波数帯スピーカ２９ａ、高周波数帯スピーカ２９ｂ）、参照マイク１７、誤差マイク１９を移動式とすることにより、工事車両の通行時には通行に支障がない場所に待機させておき、発破時にトンネル中心部に設置することができる。
【００４５】
なお、第２の実施の形態では、低周波数帯スピーカ２９ａ、高周波数帯スピーカ２９ｂを１台のトラック２５に載置して移動させたが、低周波数帯スピーカ２９ａ、高周波数帯スピーカ２９ｂを別々のトラックに載置して独立して移動可能としてもよい。
【００４６】
第１、第２の実施の形態では、参照マイク１７、誤差マイク１９をトラック２５に載置して低周波数帯スピーカや高周波数帯スピーカに追従して移動するものとしたが、参照マイク１７、誤差マイク１９はスピーカに追従して移動するものでなくてもよく、発破作業時に適切な位置に設置されればよい。低周波数帯スピーカや高周波数帯スピーカを移動式とするためにトラック２５を用いたが、移動式とするための手段はこれに限らない。
【００４７】
第１、第２の実施の形態では、防護壁９を坑道５内に設置し、能動型消音装置を防護壁９より坑外側の坑道５内に設置したが、能動型消音装置の設置位置はこれに限らない。例えば、能動型消音装置の一部を、坑道５の外部や坑道５に連続して形成された仮設トンネルの内部に設置してもよい。また、防護壁を坑口に設置し、能動型消音装置を坑外に設置してもよい。
【００４８】
また、トラック２５上で、低周波数帯スピーカや高周波数帯スピーカの配置を微調整可能とすることもできる。例えば、低周波数帯スピーカや高周波数帯スピーカをステージ上に配置し、トラック２５上で、幅方向または高さ方向などにスピーカ位置を微調整可能とすることで、トンネル内におけるトラックの停止位置を正確に行う必要がなく、作業性が優れる。
【００４９】
第１、第２の実施の形態では、低周波数帯スピーカとして主に１００Ｈｚ未満の周波数レンジのスピーカを、高周波数帯スピーカとして主に１００Ｈｚ以上の周波数レンジのスピーカを用いたが、それぞれのスピーカの周波数帯はこれに限らない。低周波数帯スピーカは、高周波数帯スピーカよりも相対的に低い周波数帯の音を発生させるものであればよい。
【００５０】
次に、騒音の低減効果の比較試験について説明する。比較試験では、２種類の能動型消音装置を用いた場合について、それぞれ能動型消音装置を作動させつつ坑口から２００ｍの場所で発破作業を行って、坑口から２０ｍ坑外側の場所での騒音の低減効果を確認した。
【００５１】
図４は、比較試験の結果を示す表である。ケース１では、第１、第２の実施の形態に示すような、低周波数帯スピーカを開閉扉１１の投影部位１２以外の位置に設置して、高周波数帯スピーカをトンネル中心部に設置した能動型消音装置を用いた。ケース２では、低周波数帯スピーカと高周波数スピーカをランダム設置した能動型消音装置を用いた。
【００５２】
図４に示すように、１００Ｈｚ未満の低周波数帯では、ケース１、ケース２の低減効果は同程度である。１００Ｈｚ以上の高周波数帯では、ケース２よりもケース１の方が低減効果が大きい。図４に示す試験結果より、以下の知見が確認できる。
【００５３】
（１）トンネルは、その断面積に対比して坑道の延長が長い筒状体である。トンネルの内部、特に先端部で発生する音は、筒状体のダクト作用により、騒音の音源が面積中心（重心）部で高くなる。低周波帯の波長は長いので、逆位相の音を発する制御スピーカの設置場所が音源中心からずれていても消音できるが、高周波数帯の波長は短いので、制御スピーカが音源中心からずれていると低減効果が低くなる。
（２）一方、トンネル工事では、トンネルの軸と平行な方向に周辺環境が広がっている。トンネル軸方向に対して消音効果を奏することが周辺環境への騒音防止の点から重要となる。この点、立坑等の場合は立坑の軸と垂直な方向に周辺環境が広がっているので、立坑の断面を避けて例えば坑壁に制御スピーカを設けたとしても周辺環境への騒音防止はできる。
【００５４】
次に、第３の実施の形態について説明する。図５は、能動型消音装置３９の概要を示す図である。図５（ａ）は、発破を行う工程を示す図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す矢印Ｅの方向から見た立面図である。なお、図中において、既出の構成部材と同一のものについては、同一の番号を付している。
【００５５】
第３の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、まず、地山１に坑口（図示せず）を設置し、機械掘削等によって所定距離の坑道５を初期掘削する。坑道５の壁面の覆工７は、例えば一次覆工および二次覆工からなる。覆工７は、坑道５の掘削後の適切な時期に施工される。
【００５６】
図５（ａ）に示す工程では、所定距離の坑道５を掘削した後、坑道５内に、車両通行用の開閉扉１１を有する防護壁９を設置する。そして、能動型消音装置３９を設置し、発破による掘削作業を開始する。
【００５７】
図５に示すように、第３の実施の形態の能動型消音装置３９は、参照マイク１７、誤差マイク１９、制御スピーカ３７からなる。制御スピーカ３７は、例えば、１００Ｈｚ未満の周波数レンジの低周波数帯スピーカ３７ａである。
【００５８】
参照マイク１７は、防護壁９の坑外側に位置する。参照マイク１７は、例えば、防護壁９の開閉扉１１の開口部を避けて、開閉扉１１の上方等に配置される。
【００５９】
制御スピーカ３７は、参照マイク１７より坑外側に位置する。制御スピーカ３７は、坑道５の長手方向に対して開閉扉１１の開口部の投影部位１２以外の位置に設置され、開口部３５を有する。制御スピーカ３７は、例えば、スピーカラック４１を用いて設置される。
【００６０】
誤差マイク１９は、制御スピーカ３７より坑外側に位置し、例えば、スピーカラック４１の坑外側の面に設置される。誤差マイク１９は、開閉扉１１の開口部の投影部位１２の上方等に設置される。
【００６１】
能動型消音装置３９では、参照マイク１７が騒音を検出する。そして、制御スピーカ３７が参照マイク１７で検出した騒音と逆位相の音を発する。なお、図５（ａ）に示す参照マイク１７と制御スピーカ３７との距離は、制御スピーカ３７の制御に必要な距離を確保するように設定することが望ましい。
【００６２】
誤差マイク１９は、消音後に残った音を検出する。坑道５の掘削に伴って、地山１の土質や発破の音源位置は徐々に変化するため、ｎ回目までの発破の際に誤差マイク１９により検出した結果は、ｎ＋１回目の発破の際の制御スピーカ２９の制御にフィードバックされる。
【００６３】
トンネル８の施工時には、能動型消音装置３９を作動させつつ地山１を発破により掘削する作業を繰り返し、坑道５を延伸する。防護壁９の内外に工事車両を通行させる際には、開閉扉１１を開放する。なお、覆工７は、坑道５の掘削後の適切な時期に施工される。
【００６４】
このように、第３の実施の形態では、主に１００Ｈｚ未満の周波数レンジのスピーカである低周波数帯スピーカ３７ａを、坑道５の長手方向に対して開閉扉１１の開口部の投影部位１２以外の位置に設置する。これにより、車両通行用の空間を確保しつつ、発破作業により発生する低周波帯の騒音を効果的に低減できる。
【００６５】
第３の実施の形態では、高周波数帯の騒音を、防護壁９により低減できる。または、高周波数帯スピーカを適宜配置することで、工事用車両の往来のための通行路を確保しつつ、高周波数帯の騒音を低減できる。
【００６６】
なお、第３の実施の形態では、坑道５内に防護壁９を設置し、防護壁９より坑外側に能動型消音装置３９を設置したが、防護壁や能動型消音装置３９の設置位置はこれに限らない。防護壁を坑口に設置してもよい。また、能動型消音装置３９の少なくとも一部を、坑道の坑外側に連続して構築した仮設トンネルの内部に設置してもよいし、坑外に設置してもよい。さらに、能動型消音装置３９の一部を、防護壁の切羽側に設置してもよい。
【００６７】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６８】
１………地山
３………坑口
５………坑道
７………覆工
８………トンネル
９………防護壁
１１………開閉扉
１２………投影部位
１３………開口部
１５、２９、３７………制御スピーカ
１５ａ、２９ａ、３７ａ………低周波数帯スピーカ
１５ｂ、２９ｂ………高周波数帯スピーカ
１７………参照マイク
１８………架台
１９………誤差マイク
２１、３１、３９………能動型消音装置
２３………中心
２５………トラック
２７、３３、４１………スピーカラック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014105482.tif 000006
【図５】
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