(57)【要約】  【課題】ニューマチックケーソンにおけるマテリアルシャフトの継ぎ足し作業を極めて容易に行え、またマテリアルロックのワイヤガイドの隙間やその他の箇所から発生する騒音を確実に低減でき、比較的簡易な消音装置でマテリアルロックから発生する騒音を確実に低減できるようにする。  【解決手段】マテリアルロック６を床版２上に設置し、このマテリアルロック６の上方に隔壁８を配置して床版上にマテリアルロックが収納される消音空間９を形成し、隔壁８に形成したマテリアルロックの上方に位置する貫通孔１０にマテリアルシャフト７の下部を取付ける。マテリアルシャフト７の内面に吸音材２０を設けてパッシブ消音シャフトとし、騒音と逆位相の音を騒音に対して干渉させるアクティブ消音システム２１をマテリアルシャフト７の下部における外側に設置する。【選択図】      図１
2006070652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーソンの床版下の作業空間で掘削された土砂を搬出する排土バケットが昇降するマテリアルシャフトと、上下の開閉扉により前記排土バケットを通過可能に前記作業空間の気密を保持するマテリアルロックを備えたニューマチックケーソンにおいて、
マテリアルロックが床版上に設置され、このマテリアルロックの上方に隔壁を配置することにより床版上にマテリアルロックが収納される空間が形成され、前記隔壁に形成したマテリアルロックの上方に位置する貫通孔にマテリアルシャフトの下部が取付けられていることを特徴とするニューマチックケーソン。
【請求項２】
請求項１に記載のニューマチックケーソンにおいて、マテリアルシャフトの内側に吸音材が設けられていることを特徴とするニューマチックケーソン。
【請求項３】
請求項１または２に記載のニューマチックケーソンにおいて、マテリアルシャフトに、騒音と逆位相の波形の音を騒音に対して干渉させることにより騒音を低減する消音装置が設けられていることを特徴とするニューマチックケーソン。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載のニューマチックケーソンにおいて、マテリアルシャフトの上部に、排土バケットが通過可能に開閉する２分割の扉体からなる消音装置が設けられ、前記扉体には、排土バケットの吊り材が挿通する挿通孔と、内側に吸音材を有しマテリアルシャフト内の空気を外部に排出する多数の排気孔が設けられていることを特徴とするニューマチックケーソン。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１つに記載のニューマチックケーソンにおいて、マテリアルシャフトの上部に、排土バケットが通過可能に開閉する２分割の扉体からなる消音装置が設けられ、前記扉体には、排土バケットの吊り材が挿通する挿通孔と、内部に形成された消音空間と、内側外側に吸音材を有しマテリアルシャフト内の空気を前記消音空間内に導入する複数の排気管と、内側外側に吸音材を有し前記消音空間内の空気を外部に排出する複数の排気管が設けられていることを特徴とするニューマチックケーソン。
【請求項６】
ケーソンの床版下の作業空間で掘削された土砂を搬出する排土バケットが昇降するマテリアルシャフトと、上下の開閉扉により前記排土バケットを通過可能に前記作業空間の気密を保持するマテリアルロックを備えたニューマチックケーソンにおけるマテリアルロック消音装置であって、
マテリアルロックから発生する騒音を検出するセンサマイクと、前記騒音と逆位相の波形の音を前記騒音に対して発振する消音用スピーカと、前記センサマイクからの検出信号に基づいて前記騒音と逆位相の波形の音を作成して前記消音用スピーカに出力するコントローラを備えていることを特徴とするマテリアルロック消音装置。
【請求項７】
ケーソンの床版下の作業空間で掘削された土砂を搬出する排土バケットが昇降するマテリアルシャフトと、上下の開閉扉により前記排土バケットを通過可能に前記作業空間の気密を保持するマテリアルロックを備えたニューマチックケーソンにおけるマテリアルロック消音装置であって、
排土バケットが通過可能に開閉する２分割の扉体から構成され、前記扉体には、排土バケットの吊り材が挿通する挿通孔と、内側に吸音材を有しマテリアルシャフト内の空気を外部に排出する多数の排気孔が設けられていることを特徴とするマテリアルロック消音装置。
【請求項８】
ケーソンの床版下の作業空間で掘削された土砂を搬出する排土バケットが昇降するマテリアルシャフトと、上下の開閉扉により前記排土バケットを通過可能に前記作業空間の気密を保持するマテリアルロックを備えたニューマチックケーソンにおけるマテリアルロック消音装置であって、
排土バケットが通過可能に開閉する２分割の扉体から構成され、前記扉体には、排土バケットの吊り材が挿通する挿通孔と、内部に形成された消音空間と、内側外側に吸音材を有しマテリアルシャフト内の空気を前記消音空間内に導入する複数の排気管と、内側外側に吸音材を有し前記消音空間内の空気を外部に排出する複数の排気管が設けられていることを特徴とするマテリアルロック消音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排土設備としてのマテリアルシャフトとマテリアルロックを備えたニューマチックケーソンおよびマテリアルロック消音装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ニューマチックケーソン（圧気潜函）工法では、ケーソン底部に設けた床版の下を作業空間とし、浸水等を防止するため作業空間を圧縮空気で高圧として掘削作業を行っており、床版上に立設したマテリアルシャフトにより、床版下の作業空間で掘削された土砂を搬出するための排土バケットを昇降させ、このマテリアルシャフトの上部に設けたマテリアルロックにより、作業空間の気密を保持しつつ排土バケットを通過可能としている。
【０００３】
マテリアルロックは、上下の開閉扉でロック室が形成され、このロック室に送気管と排気管が接続されており、排土バケットを搬入する場合には、下扉を閉じて気密を確保した状態で上扉を開けて排土バケットを挿入し、次いで上扉を閉じて上下扉間のロック室を加圧し、下扉を開けて排土バケットを降下させる。排土バケットを搬出する場合には、上下扉間のロック室に排土バケットが位置すると、下扉を閉じた後、ロック室を排気により減圧し、次いで上扉を開けて排土バケットを上方へ搬出する。
【０００４】
上扉には、排土バケットを吊っているワイヤロープを通す挿通孔が形成されており、排土バケットの入函時には、ワイヤロープとその挿通孔との隙間から高圧空気が漏気し、漏気による騒音が発生する。ケーソン沈下に伴い作業空間内の気圧が高くなるに従って漏気音も大きくなり、工事騒音として問題になる。
【０００５】
このようなワイヤロープ挿通孔における漏気による騒音を防止する技術として、例えば特許文献１〜５に記載されているような消音技術がある。
【０００６】
特許文献１の発明は、マテリアルロックワイヤガイド消音装置であり、マテリアルロックの上に、２分割されて左右に開閉自在で多孔二重壁の逆コップ状のボックス扉を設け、このボックス扉の多孔鋼板間に吸音材を充填し、ワイヤロープとワイヤガイドの間の隙間から漏出する高圧空気流をボックス扉内の空間で膨張させ、更にある程度低圧になった空気をグラスウール等の吸音材を通過させて大気に拡散させている。
【０００７】
特許文献２の発明は、圧気潜函のマテリアル通路用エアーロック装置における消音装置装置であり、マテリアル通路の入口側を被冠状態で閉塞する消音室を設け、この消音室の外周壁面を形成する筒状体の上に両開き可能な開閉蓋を設け、筒状体の内壁面にリング枠と多数の小孔を有する防音パネルからなる防音部材を添設し、ワイヤと上部ドアのワイヤ挿通孔との間の隙間から漏れ出す高圧空気を消音室内に流入させて減圧すると共に、そのとき発生する漏気音による騒音の殆どを消音室内壁面に添設した防音部材で吸音するようにしている。
【０００８】
特許文献３の発明は、マテリアルロックワイヤガイド消音装置であり、上扉の背面に隔壁等により小空間を設け、小空間底壁のワイヤ挿通孔とワイヤの隙間から小空間に侵入する空気を大径の排気管で外部の大気中にサイレンサーを介して放出し、さらに上扉とそのワイヤガイド部まで圧力空気が達しないように小空間にバッファやラビリンスを設けている。
【０００９】
特許文献４の発明は、エアロック装置の消音構造であり、上扉の下部にワイヤを両側から取り囲む開閉自在の減圧室を設け、この減圧室内を連通管と消音器を介して大気開放し、漏気による騒音を無くすようにしている。
【００１０】
特許文献５の発明は、マテリアルロックの消音方法および消音装置であり、上扉の上部にワイヤを両側から取り囲む開閉自在の気密室を設け、漏気を気密室に入れて減圧した後、消音器を通じて大気へ放出するようにしている。
【特許文献１】特許第２８９５４７８号公報
【特許文献２】特許第３３８０８５４号公報
【特許文献３】特開平１０−２４５８５１号公報
【特許文献４】特開２００２−１０５９６５号公報
【特許文献５】特開２００２−１７３９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来のニューマチックケーソンは、マテリアルシャフトの上部にマテリアルロックを設ける構造であるため、掘削沈下に伴うシャフトの継ぎ足しを行う場合には、マテリアルロックをクレーン等で吊り上げてシャフトの継ぎ足しを行わなければならず、シャフト継ぎ足し作業が面倒で時間のかかる作業となっていた。
【００１２】
また、特許文献１，２の防音扉方式の消音装置では、ワイヤロープとワイヤガイドの間の隙間から漏出する高圧空気流により発生する騒音を低減することができるが、前記高圧空気流が防音扉下部の消音室内に一度溜まった後に、消音室天端のワイヤガイドから消音室内に溜まった空気が漏気し、消音室天端からも騒音が発生するなど、十分な消音を行うことができない。
【００１３】
また、特許文献３〜５のマテリアルロックの消音装置は、開閉する上扉に消音構造を設けるため、構造が複雑となり、コストがかかる。
【００１４】
さらに、特許文献１〜５の消音装置は、いずれも、マテリアルロックのワイヤロープとワイヤガイドの間の隙間から漏気する高圧空気流により発生する騒音を対象としており、マテリアルロックのその他の箇所から発生する騒音を低減することができない。
【００１５】
本発明は、このような問題点を解消すべくなされたもので、ニューマチックケーソンにおけるマテリアルシャフトの継ぎ足し作業を極めて容易に行うことができ、またマテリアルロックのワイヤガイドの隙間やその他の箇所から発生する騒音を確実に低減することができると共に比較的簡易な消音装置でマテリアルロックから発生する騒音を確実に低減することができるニューマチックケーソンを提供することを目的としている。
【００１６】
さらに、本発明は、ニューマチックケーソンにおいて比較的簡易な装置でマテリアルロックから発生する騒音を確実に低減することができるマテリアルロック消音装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の請求項１は、ケーソンの床版下の作業空間で掘削された土砂を搬出する排土バケットが昇降するマテリアルシャフトと、上下の開閉扉により前記排土バケットを通過可能に前記作業空間の気密を保持するマテリアルロックを備えたニューマチックケーソンにおいて、マテリアルロックが床版上に設置され、このマテリアルロックの上方に隔壁を配置することにより床版上にマテリアルロックが収納される空間が形成され、前記隔壁に形成したマテリアルロックの上方に位置する貫通孔にマテリアルシャフトの下部が取付けられていることを特徴とするニューマチックケーソンである。
【００１８】
即ち、ケーソン構造の点では、ケーソン底部の床版上にマテリアルロックを定置し、シャフト隔壁を介してマテリアルロックの直上にマテリアルシャフトを設け、掘削沈下に伴うマテリアルシャフトの継ぎ足しを行う場合に、掘削沈下に伴うマテリアルシャフトの継ぎ足しを容易としたものである。消音の点では、マテリアルロックをケーソン下部のケーソン躯体やシャフト隔壁で囲まれた消音空間に配置することにより、マテリアルロックから発生する騒音が低減されるようにしたものである。
【００１９】
本発明の請求項２は、請求項１に記載のニューマチックケーソンにおいて、マテリアルシャフトの内側に吸音材が設けられていることを特徴とするニューマチックケーソンである。即ち、マテリアルシャフトをパッシィブ消音シャフトとし、マテリアルロックから発生する騒音を吸音材により吸収して消音する。
【００２０】
本発明の請求項３は、請求項１または２に記載のニューマチックケーソンにおいて、マテリアルシャフトに、騒音と逆位相の波形の音を騒音に対して干渉させることにより騒音を低減する消音装置が設けられていることを特徴とするニューマチックケーソンである。即ち、騒音を検出するセンサマイクと、騒音と逆位相の波形の音を騒音に対して発振する消音用スピーカ等からなるアクティブ消音システムであり、マテリアルロックから発生する騒音を干渉により消音する。このアクティブ消音システムは、比較的低い周波数の騒音低減に効果があり、比較的高い周波数を持つ騒音には、高い周波数に有効なパッシィブ消音シャフト（吸音材) 等と組み合わせて用いればよい。
【００２１】
本発明の請求項４は、請求項１から３のいずれか１つに記載のニューマチックケーソンにおいて、マテリアルシャフトの上部に、排土バケットが通過可能に開閉する２分割の扉体からなる消音装置が設けられ、前記扉体には、排土バケットの吊り材が挿通する挿通孔と、内側に吸音材を有しマテリアルシャフト内の空気を外部に排出する多数の排気孔が設けられていることを特徴とするニューマチックケーソンである。即ち、マテリアルシャフトの上部に設置されるマフラー扉式のパッシィブ消音装置（排気孔ストレート型) であり、マテリアルロックから発生する騒音を多数の排気孔から吸音材で吸音しつつ外部に排出し、騒音を低減する。また、多数の排気孔から分散させて排出させることにより、消音装置中央の吊り材挿通孔からの漏気音は低減される。
【００２２】
本発明の請求項５は、請求項１から３のいずれか１つに記載のニューマチックケーソンにおいて、マテリアルシャフトの上部に、排土バケットが通過可能に開閉する２分割の扉体からなる消音装置が設けられ、前記扉体には、排土バケットの吊り材が挿通する挿通孔と、内部に形成された消音空間と、内側外側に吸音材を有しマテリアルシャフト内の空気を前記消音空間内に導入する複数の排気管と、内側外側に吸音材を有し前記消音空間内の空気を外部に排出する複数の排気管が設けられていることを特徴とするニューマチックケーソンである。即ち、マテリアルシャフトの上部に設置されるマフラー扉式のパッシィブ消音装置（ラビリンス型) であり、マテリアルロックから発生する騒音を下部の排気管から消音空間に吸い込み、上部の排気管から外部に排出し、その際、排気管および消音空間の吸音材で吸音し、騒音を低減する。この場合も、多数の排気管から分散させて排出させることにより、消音装置中央の吊り材挿通孔からの漏気音は低減される。
【００２３】
本発明の請求項６は、ケーソンの床版下の作業空間で掘削された土砂を搬出する排土バケットが昇降するマテリアルシャフトと、上下の開閉扉により前記排土バケットを通過可能に前記作業空間の気密を保持するマテリアルロックを備えたニューマチックケーソンにおけるマテリアルロック消音装置であって、マテリアルロックから発生する騒音を検出するセンサマイクと、前記騒音と逆位相の波形の音を前記騒音に対して発振する消音用スピーカと、前記センサマイクからの検出信号に基づいて前記騒音と逆位相の波形の音を作成して前記消音用スピーカに出力するコントローラを備えていることを特徴とするマテリアルロック消音装置である。スピーカの外部側には消音後の音を検出するモニタマイクを設置し、モニタマイクの音が最小となるようにコントローラを動作させるのが好ましい。
【００２４】
即ち、アクティブ消音システムであり、マテリアルロックから発生する騒音を干渉により消音する。このアクティブ消音システムは、比較的低い周波数の騒音低減に効果があり、比較的高い周波数を持つ騒音には、パッシィブ消音（吸音材) 等と組み合わせて用いることができる。
【００２５】
このような消音装置を設置するニューマチックケーソンには、マテリアルロックを床版上に設置し、マテリアルロックの上方の隔壁で消音空間を形成し、この隔壁によりマテリアルロックの直上にマテリアルシャフトを立設したマテリアルロック下部式、あるいはマテリアルシャフトの上部にマテリアルロックを設けた通常タイプのマテリアルロック上部式などがある。
【００２６】
マテリアルロック下部式では、必要に応じてマテリアルシャフトを吸音材によりパッシィブ消音シャフトとし、このマテリアルシャフトの下部等にアクティブ消音システムを設置する。アクティブ消音システムでは、センサマイクで検出した信号によりスピーカの振幅・位相を調整するとともにモニタマイクで検出した信号を最小とし、マテリアルシャフト内の騒音を低減する。マテリアルロックが収納される消音空間、パッシィブ消音シャフト、アクティブ消音システムにより、マテリアルロックの上扉のワイヤロープ挿通孔からの漏気音、排土バケットのロック出し入れ時の送気音や排気音など、マテリアルロックから発生する騒音を低減することができる。
【００２７】
通常タイプのマテリアルロック上部式では、マテリアルロックの上部に防音筒を設け、この防音筒にアクティブ消音システムを設置する。必要に応じて防音筒を吸音材によりパッシィブ消音筒とする。アクティブ消音システムは、例えば、消音用スピーカを防音筒の上部または上部付近に周方向に所定の間隔をおいて複数個設置し、センサマイクを防音筒の上部近くの内側に設置し、モニタマイクを防音筒の上部近くの外側に設置し、コントローラにおいて、センサマイクで検出した信号によりスピーカの振幅・位相を調整するとともにモニタマイクで検出した信号を最小とし、防音筒の上端の回折音を低減する。防音筒、アクティブ消音システムにより、マテリアルロックの上扉のワイヤロープ挿通孔からの漏気音を低減することができる。
【００２８】
本発明の請求項７は、ケーソンの床版下の作業空間で掘削された土砂を搬出する排土バケットが昇降するマテリアルシャフトと、上下の開閉扉により前記排土バケットを通過可能に前記作業空間の気密を保持するマテリアルロックを備えたニューマチックケーソンにおけるマテリアルロック消音装置であって、排土バケットが通過可能に開閉する２分割の扉体から構成され、前記扉体には、排土バケットの吊り材が挿通する挿通孔と、内側に吸音材を有しマテリアルシャフト内の空気を外部に排出する多数の排気孔が設けられていることを特徴とするマテリアルロック消音装置である。
【００２９】
即ち、マフラー扉式のパッシィブ消音装置（排気孔ストレート型) であり、マテリアルロックから発生する騒音を多数の排気孔から吸音材で吸音しつつ外部に排出し、騒音を低減する。また、多数の排気孔から分散させて排出させることにより、消音装置中央の吊り材挿通孔からの漏気音は低減される。
【００３０】
本発明の請求項８は、ケーソンの床版下の作業空間で掘削された土砂を搬出する排土バケットが昇降するマテリアルシャフトと、上下の開閉扉により前記排土バケットを通過可能に前記作業空間の気密を保持するマテリアルロックを備えたニューマチックケーソンにおけるマテリアルロック消音装置であって、排土バケットが通過可能に開閉する２分割の扉体から構成され、前記扉体には、排土バケットの吊り材が挿通する挿通孔と、内部に形成された消音空間と、内側外側に吸音材を有しマテリアルシャフト内の空気を前記消音空間内に導入する複数の排気管と、内側外側に吸音材を有し前記消音空間内の空気を外部に排出する複数の排気管が設けられていることを特徴とするマテリアルロック消音装置である。
【００３１】
即ち、マフラー扉式のパッシィブ消音装置（ラビリンス型) であり、マテリアルロックから発生する騒音を下部の排気管から消音空間に吸い込み、上部の排気管から外部に排出し、その際、排気管および消音空間の吸音材で吸音し、騒音を低減する。この場合も、多数の排気管から分散させて排出させることにより、消音装置中央の吊り材挿通孔からの漏気音は低減される。
【００３２】
このマフラー扉式のパッシィブ消音装置（排気孔ストレート型、ラビリンス型) の場合も、マテリアルロック下部式、あるいは通常タイプのマテリアルロック上部式などのニューマチックケーソンに設置される。マテリアルロック下部式では、必要に応じてマテリアルシャフトを吸音材によりパッシィブ消音シャフトとし、このマテリアルシャフトの上部にマフラー扉式のパッシィブ消音装置を設置する。マテリアルロックが収納される消音空間、パッシィブ消音シャフト、マフラー扉式のパッシィブ消音装置により、マテリアルロックの上扉のワイヤロープ挿通孔からの漏気音、排土バケットのロック出し入れ時の送気音や排気音など、マテリアルロックから発生する騒音を低減することができる。通常タイプのマテリアルロック上部式では、マテリアルロックの上部にマフラー扉式のパッシィブ消音装置を設置する。このパッシィブ消音装置により、マテリアルロックの上扉のワイヤロープ挿通孔からの漏気音を低減することができる。
【発明の効果】
【００３３】
(1) マテリアルシャフトとマテリアルロックを備えたニューマチックケーソンにおいて、ケーソン底部の床版上にマテリアルロックを定置し、シャフト隔壁を介してマテリアルロックの直上にマテリアルシャフトを設けているため、掘削沈下に伴いマテリアルシャフトの継ぎ足しを行う場合、従来のようにマテリアルロックをクレーン等で吊り上げる必要がなく、マテリアルシャフトの継ぎ足し作業を極めて容易に行うことができ、ケーソン工事の施工能率を向上させることができる。
【００３４】
(2) マテリアルロックをケーソン下部のケーソン躯体やシャフト隔壁で囲まれた消音空間に配置することにより、マテリアルロックから発生する騒音を低減することができる。排土バケット入函時における上扉の吊り材挿通孔からの漏気音だけではなく、排土バケットのロック出し入れ時の送気音や排気音等を低減することができる。
【００３５】
(3) マテリアルロック直上のマテリアルシャフトにパッシィブ消音シャフトあるいはアクティブ消音システムを設けることができ、比較的簡易な消音装置でマテリアルロックから発生する騒音を確実に低減することができる。
【００３６】
(4) マテリアルシャフトの上部にマフラー扉式のパッシィブ消音装置を設置し、マテリアルロックから発生する騒音を多数の排気孔あるいは排気管から吸音材で吸音しつつ外部に排出することにより、また、多数の排気孔あるいは排気管から分散させて排出させることで消音装置中央の吊り材挿通孔からの漏気音を低減することにより、比較的簡易な消音装置でマテリアルロックから発生する騒音を確実に低減することができる。
【００３７】
(5) 騒音と逆位相の波形の音を騒音に対して干渉させるアクティブ消音システム、あるいは多数の排気孔や排気管を備えたマフラー扉式のパッシィブ消音装置を下部式や上部式のマテリアルロックの上方あるいは上部に設置して消音を行うため、比較的簡易な装置で下部式や上部式のマテリアルロックから発生する騒音を確実に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明のマテリアルロック下部式のニューマチックケーソンの一実施形態を示す鉛直断面図である。図２は、図１のケーソンで用いるアクティブ消音システムの一例を示す構成図である。図３は、図１のケーソンによる工法を工程順に示す鉛直断面図である。図４は、本発明のニューマチックケーソンであり、図１とケーソン躯体と消音装置の異なる実施形態を示す鉛直断面図である。図５は、図４のケーソンで用いるパッシィブ消音装置の一例を示す斜視図と鉛直断面図である。図６は、図４のケーソンにおける排土バケットの投入等を工程順に示す鉛直断面図である。
【００３９】
また、図１〜図６は、本発明の消音装置をマテリアルロック下部式のニューマチックケーソンに適用した場合であり、図７〜図９は、本発明の消音装置を通常タイプのマテリアルロック上部式のニューマチックケーソンに適用した場合である。
【００４０】
図１に示すように、ニューマチックケーソン１は、床版２と側壁３と隔壁４などから構成され、底部の床版２により作業空間（圧気空間）５が形成される。通常は排土バケットが昇降するマテリアルシャフトの上部に作業空間の気密を保持するマテリアルロックが接続されるが、本発明においては、床版（作業室スラブ）２の上にマテリアルロック６を設置し、このマテリアルロック６の直上にマテリアルシャフト７を配置する。
【００４１】
また、マテリアルロック６の上方には水平隔壁８を設けることにより、マテリアルシャフト７を支持できるようにすると共に床版２上にマテリアルロック６が収納される消音空間９を形成する。水平隔壁８にはマテリアルロック６の上方に位置する貫通孔１０を設け、この貫通孔１０にマテリアルシャフト７の下部を挿入して固定する。なお、シャフト水平隔壁８により、ケーソン隔壁４とシャフト７との間に沈下用の水荷重のための空間を形成することができる。
【００４２】
マテリアルロック６は、従来と同様に、上下の開閉扉によりロック室が形成され（図示省略）、上扉には、排土バケット１１を吊り下げるワイヤロープ１２が挿通する挿通孔（図示省略）が形成されている。また、ロック室には、内部空気を外部に放出する排気管と内部に空気を供給する送気管が設けられている（図示省略）。床版２には排土バケット１１が通過可能な貫通孔１３を形成しておき、この貫通孔１３の上にマテリアルロック６を設置する。
【００４３】
マテリアルロック６を床版２の上に設置し、このマテリアルロック６の直上にマテリアルシャフト７を配置することにより、掘削沈下に伴いシャフトを継ぎ足す場合、シャフト７の上部に単位シャフトを継ぎ足せばよいため、シャフトの継ぎ足し作業を極めて容易に行うことができる。また、マテリアルロック６をケーソン下部の隔壁４や水平隔壁８で囲まれた消音空間９に配置することにより、上扉のワイヤロープ挿通孔や排気管や送気管等のその他の箇所から発生する騒音を低減することができるが、本発明ではさらにパッシブ消音シャフトとアクティブ消音システムを組み合わせて騒音の大幅な低減化を図る。
【００４４】
パッシブ消音シャフトは、マテリアルシャフト７の内面に吸音材２０を設けるなどして構成することができ、高い周波数の騒音を低減することができる。アクティブ消音システム２１は、マテリアルシャフト７の下部における外側に設置する。このアクティブ消音システム２１は、騒音と逆位相の音を騒音に対して干渉させることにより騒音を低減するものであり、低い周波数（例えば1000Hz以下) の騒音を低減することができる。両者を組み合わせることで、高周波の騒音を低減した上で、近年苦情の多い低周波の騒音を低減することができる。
【００４５】
アクティブ消音システム２１は、例えば図２に示すように、センサマイク２２と消音用スピーカ２３とモニタマイク２４とコントローラ２５から構成することができる。消音用スピーカ２３の上流側に配置したセンサマイク２２でマテリアルシャフト７内の騒音Ｎを検出し、センサマイク２２からの検出信号（振幅・位相）をコントローラ２５に入力し、コントローラ２５では前記騒音の音圧に対応した大きさの音圧で前記騒音と逆位相の波形の音を作成して消音用スピーカ２３に出力する。消音用スピーカ２３から逆位相の波形の音を騒音Ｎに対して発振し干渉させ、騒音を低減する。消音用スピーカ２３の下流側に配置したモニタマイク２４で消音後の音を検出し、コントローラ２５にフィードバックする。コントローラ２５は、このモニタマイク２４の音が最小となるように消音用スピーカ２３を制御する。
【００４６】
以上のような作業室スラブ上にマテリアルロックを設置して騒音の低減化を図るニューマチックケーソンにおいて、次のような手順でケーソン工事を行う（図３参照）。
【００４７】
(i)   ケーソン床版２即ち作業室スラブを打設した後、無圧気で掘削し、地下水位に到達後、マテリアルロック６を艤装し、圧気掘削を開始する。なお、この段階で、マテリアルロック６の高さとケーソン隔壁４の高さからシャフト水平隔壁８を設けることができないため、ケーソン工事の低騒音化は音源の対策にのみ依存する。
【００４８】
(ii)  沈下掘削・側壁等の構築が進み、マテリアルロック６の上方にシャフト水平隔壁８を設けるスペースができる。
【００４９】
(iii) マテリアルロック６の上方にシャフト水平隔壁８とマテリアルシャフト７を設置する。マテリアルシャフト７の内面には吸音材２０が設けられており、このパッシィブ消音シャフト７の基部にアクティブ消音システム２１を設置し、沈下掘削を行う。
【００５０】
（iv)  ケーソン側壁３とケーソン隔壁４を継ぎ足し、沈下掘削を行う。
【００５１】
（v)   パッシィブ消音シャフト７を継ぎ足し、ケーソン側壁３とケーソン隔壁４を継ぎ足し、沈下掘削を行う。
【００５２】
パッシィブ消音シャフト７とアクティブ消音システム２１により、マテリアルロック６の上扉のワイヤロープ挿通孔からの漏気音、排土バケットのロック出し入れ時の送気音や排気音など、マテリアルロック６から発生する騒音が大幅に低減される。
【００５３】
次に、図４のニューマチックケーソン１は、図１とケーソン躯体の構造が異なるが、図１と同様に、床版２と側壁３と隔壁４などから構成され、底部の床版２により作業空間（圧気空間）５が形成され、床版（作業室スラブ）２の上にマテリアルロック６が設置され、このマテリアルロック６の直上にマテリアルシャフト７が配置されている。また、マテリアルロック６の上方に水平隔壁８を設けることで、マテリアルロック６が収納される消音空間９が形成され、水平隔壁８にはマテリアルロック６の上方に位置する貫通孔１０が設けられ、この貫通孔１０にマテリアルシャフト７の下部が挿入固定される。
【００５４】
消音装置は、図１と異なり、マテリアルシャフト７の上部に設置され、排土バケットが通過可能に開閉する２分割の扉体３１からなるマフラー扉式のパッシィブ消音装置３０が用いられる。
【００５５】
扉体３１は、開閉扉とマフラーを兼ねる円柱状の部材を鉛直面で２分割し、半円柱状の扉体３１ａ、３１ａの一端部同士をヒンジ３２で接続して構成される。マテリアルシャフト７の上端にはベルマウス３３が接続されており、このベルマウス３３の外面に水平に突出する支持部材３４を取付け、この支持部材３４にヒンジ３３のピンを固定するなどして、２つの扉体３１ａ、３１ａが閉じた状態でベルマウス３３上に位置し、開いた状態でベルマウス３３上から側方に退避できるようにする。また、２つの扉体３１ａ、３１ａの底部には係合孔３５を形成しておき、閉じた状態でベルマウス３３を完全に覆うことができるようにする。なお、開閉方式は、この図示例に限らず、水平スライド方式などでもよい。
【００５６】
このような扉体３１ａ、３１ａには、排土バケットを吊り下げるワイヤロープ１２が挿通する挿通孔３６と、マテリアルシャフト７内の空気を外部に排出する多数の排気孔３７を設ける。挿通孔３６は、扉体３１の平面視で中央に設けられ、２つの扉体３１ａ、３１ａの接合面にワイヤブロック等により半円柱状の孔を形成しておき、閉じ合わせると円柱状の挿通孔３６が形成されるようにする。排気孔３７は鉛直に形成したストレート型であり、その内面に吸音材３８を設けておく。
【００５７】
この図４の場合も、図１と同様に、マテリアルロック６をケーソン下部の隔壁４や水平隔壁８で囲まれた消音空間９に配置することにより、上扉のワイヤロープ挿通孔や排気管や送気管等のその他の箇所から発生する騒音を低減することができ、さらに前述のような構成のマフラー扉式のパッシィブ消音装置３０により、マテリアルロック６の上扉のワイヤロープ挿通孔の漏気音、排土バケットのロック出し入れ時の送気音や排気音など、マテリアルロック６から発生する騒音が多数の排気孔３７から吸音されつつ外部に排出され、マテリアルロック６から発生する騒音を低減することができる。また、多数の排気孔３７から分散させて排出させることにより、消音装置中央のワイヤロープ挿通孔３６からの漏気音は大幅に低減される。
【００５８】
図５は、騒音の低減効果を高めたラビリンス型であり、半円柱状の扉体３１ａに消音空間４０と下部の複数の排気管４１と上部の複数の排気管４２が設けられている。扉体３１ａは、半円形の下板４３および上板４４と円弧状の側板４５と直線状の側板４６から構成されるハウジングであり、内部に消音空間４０が形成される。また、このハウジングの内側には吸音材４７を添設しておく。
【００５９】
下部の排気管４１は、下板４３に下端が貫通するように取付けられ、マテリアルシャフト７内の空気を消音空間４０内に導入できるようにされている。上部の排気管４２は、上板４４に上端が貫通するように取付けられ、消音空間４０内の空気を外部に排出できるようにされている。これら排気管４１、４２の内外両面には吸音材４８を添設しておく。また、下部の排気管４１と上部の排気管４２は、交互に位置するように配置し、ラビリンスが形成されるようにする。
【００６０】
また、ワイヤロープ１２が挿通する挿通孔３６は、２分割した半円筒状で内面に吸音材４９が添設されたワイヤガイド５０を直線状の側板４６の中央に取付けて構成することができ、一対の扉体３１ａ、３１ａを閉じ合わせれば、一体化した一対のワイヤガイド５０、５０で円形の挿通孔３５が形成される。
【００６１】
このようなラビリンス型のマフラー扉式のパッシィブ消音装置３０の場合、マテリアルシャフト７内の空気が下部の排気管４１を通って消音空間４０内に吸い込まれ、上部の排気管４２を通って外部に吐出され、排気管４１と消音空間４０と排気管４２のそれぞれの吸音材で消音されつつ排出されるため、騒音を大幅に低減することができる。この場合も、多数の排気管４１、４２から分散させて排出させることにより、消音装置中央のワイヤロープ挿通孔３６からの漏気音は大幅に低減される。
【００６２】
以上のような構成のストレート型やラビリンス型のマフラー扉式のパッシィブ消音装置において、次のような手順で排土バケットの投入等を行う（図６参照）。
【００６３】
（i)  扉体３１の２つ割りの扉体３１ａ、３１ａを開き、マテリアルシャフト７の上方から退避させた状態で、排土バケット１１をマテリアルシャフト７上に吊り込む。
【００６４】
（ii) 排土バケット１１をマテリアルシャフト７内に挿入する。
【００６５】
（iii)２つ割りの扉体３１ａ、３１ａを閉じる。排土バケット１１のワイヤロープ１２は、中央の挿通孔３５を貫通して配置される。
【００６６】
（iv) マテリアルロック６の上扉を開け、排土バケット１１をマテリアルロック６内に吊り込む。
【００６７】
（v)  排土バケット１１がマテリアルロック６内に完全に挿入されると、上扉を閉じ、送気管によりマテリアルロック６内に送気する。下扉を開け、排土バケット１１を作業空間（圧気空間）５内に降ろし、土砂の積み込みを行う。送気期間中には送気音が発生し、またこれ以降、排土バケット１１が函内にある期間中、上扉のワイヤロープ挿通孔から漏気音が発生する。排土バケット１１への掘削土積み込みが終了し、排土バケット１１がマテリアルロック６内に入ると、下扉を閉じ、排気管によりロック室内の空気を排出する。これらの送気音・漏気音・排気音が消音空間９とマフラー扉式のパッシィブ消音装置３０により大幅に低減される。
【００６８】
（vi) ロック室内が大気圧まで降圧すると、上扉を開け、排土バケット１１をマテリアルロック６の外に吊り出し、２つ割りの扉体３１ａ、３１ａを開き、排土バケット１１をマテリアルシャフト７の外に吊り出し、横行後、土砂ホッパに排土する。
【００６９】
次に、図７は通常タイプのマテリアルロック上部式のニューマチックケーソンにアクティブ消音システムを適用した実施形態である。図８、図９は、通常タイプのマテリアルロック上部式のニューマチックケーソンにマフラー扉式のパッシィブ消音装置を適用した実施形態である。
【００７０】
図７において、マテリアルロック上部式のニューマチックケーソン１は、床版２の上にマテリアルシャフト７が立設され、このマテリアルシャフト７の上部にマテリアルロック６が設置されている。マテリアルロック６には、例えば下にスイング開閉する一対の上扉１４、１４と上にスイング開閉する下扉１５が設けられており、上扉１４の中央閉じ合わせ面には二つ割りのガイドブロック等によりワイヤロープ１２の挿通孔１６が設けられている。また、上下扉間のロック室には送気管１７と排気管１８が接続されている。
【００７１】
このような通常タイプでは、マテリアルロック６の上に防音筒６０を設け、この防音筒６０にアクティブ消音システム２１を設置する。アクティブ消音システム２１は、図１のケーソンの場合と同様に、センサマイク２２と消音用スピーカ２３とモニタマイク２４とコントローラ２５から構成されているが、図７のケーソンの場合は、上扉のワイヤロープ挿通孔１６からの漏気音が対象となるので、例えば防音筒６０の上端または上端付近にスピーカ２３を所定の間隔をおいて複数個設置し、センサマイク２２を防音筒６０の上端近くの内側に設置し、モニタマイク２４を防音筒６０の上端近くの外側に設置し、センサマイク２２により検出した騒音の大きさに対応した大きさの音圧で逆位相の音を作成してスピーカ２３に出力すると共に、モニタマイク５で検出した音が最小となるようスピーカ２３からの音を制御し、防音筒６０の上端部から回り込んでくる騒音すなわち回折音を低減する。
【００７２】
防音筒６０の内面に吸音材２０を設けてパッシブ消音筒とすれば、比較的高い周波数の騒音を低減した上で、騒音と逆位相の音を騒音に対して干渉させるアクティブ消音システム２１により比較的低い周波数の騒音を低減することができ、ワイヤロープ挿通孔１６からの漏気音を確実に低減することができる。
【００７３】
図８、図９のマフラー扉式のパッシィブ消音装置３０（排気孔ストレート型とラビリンス型）は、マテリアルロック６の上部に直接設置することができる。構造と作用は、図４、図５と同じであり、上扉のワイヤロープ挿通孔１６からの漏気音を多数の排気孔３７あるいは排気管４１, ４２から吸音材で吸音しつつ外部に排出することにより、ワイヤロープ挿通孔１６からの漏気音を低減することができる。また、この場合も、多数の排気孔３７や排気管４１、４２から分散させて排出させることにより、消音装置中央のワイヤロープ挿通孔３６からの漏気音は大幅に低減される。
【００７４】
なお、図示していないが、パッシィブ消音シャフト７およびアクティブ消音システム２１とマフラー扉式のパッシィブ消音装置３０を組み合わせて用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明のマテリアルロック下部式のニューマチックケーソンの一実施形態を示す鉛直断面図である。
【図２】図１のケーソンで用いるアクティブ消音システムの一例を示す構成図である。
【図３】図１のケーソンによる工法を工程順に示す鉛直断面図である。
【図４】本発明のニューマチックケーソンであり、図１とケーソン躯体と消音装置の異なる実施形態を示す鉛直断面図である。
【図５】図４のケーソンで用いるパッシィブ消音装置の一例を示す（ａ）は斜視図、（ｂ）は鉛直断面図である。
【図６】図４のケーソンにおける排土バケットの投入等を工程順に示す鉛直断面図である。
【図７】本発明の消音装置を通常タイプのマテリアルロック上部式のニューマチックケーソンに適用した場合の一実施形態を示す（ａ）は斜視図、（ｂ）は鉛直断面図、（ｃ）はアクティブ消音システムの構成図である。
【図８】本発明のパッシィブ消音装置を通常タイプのマテリアルロック上部式のニューマチックケーソンに適用した実施形態を示す（ａ）は鉛直断面図、（ｂ）は平面図である。
【図９】図８に用いられる本発明のパッシィブ消音装置の他の例を示す（ａ）は斜視図、（ｂ）は鉛直断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１……ニューマチックケーソン
２……ケーソン床版
３……ケーソン側壁
４……ケーソン隔壁
５……作業空間（圧気空間）
６……マテリアルロック
７……マテリアルシャフト
８……水平隔壁
９……消音空間
１０……貫通孔
１１……排土バケット
１２……ワイヤロープ
１３……貫通孔
１４……上扉
１５……下扉
１６……挿通孔
１７……送気管
１８……排気管
２０……パッシブ消音シャフトの吸音材
２１……アクティブ消音システム
２２……センサマイク
２３……消音用スピーカ
２４……モニタマイク
２５……コントローラ
３０……マフラー扉式のパッシィブ消音装置
３１……扉体
３１ａ…半円柱状の扉体
３２……ヒンジ
３３……ベルマウス
３４……支持部材
３５……係合孔
３６……挿通孔
３７……排気孔
３８……吸音材
４０……消音空間
４１……排気管
４２……排気管
４３……下板
４４……上板
４５……円弧状の側板
４６……直線状の側板
４７……吸音材
４８……吸音材
４９……吸音材
５０……ワイヤガイド
６０……防音筒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006070652.tif 000008
【図７】
2006070652.tif 000009
【図８】
2006070652.tif 000010
【図９】
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