(57)【要約】      （修正有）【課題】大型の重機を使わず短期間で設置でき、設置後は容易に撤去できて掘削工事の再開を速やかに図れるとともに、後ガスや粉塵の坑口側への漏洩と拡散を防止し、しかも従来の方法に比べて発破音の低減を図れ、発破音による周辺環境への影響を低減し得るようにしたトンネルの発破音低減装置を提供すること。【解決手段】空気を注入した袋体４ａ〜４ｃをトンネル１の切羽より離間した坑内２に設置する。前記袋体４ａ〜４ｃの側周面を前記坑内２の内面と底面に設置して坑内２を閉塞可能にした防護装置４を有すること。前記複数の袋体４ａ〜４ｃを切羽または坑口方向に重合して設置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を注入した袋体をトンネルの切羽より離間した坑内に設置し、該袋体の側周面を前記坑内の内面と底面に設置して坑内を閉塞可能にした防護装置を有するトンネルの発破音低減装置において、前記複数の袋体を切羽または坑口方向に重合して設置したことを特徴とするトンネルの発破音低減装置。
【請求項２】
隣接する袋体の空気圧を互いに異に設定した請求項１記載のトンネルの発破音低減装置
【請求項３】
複数の袋体のうち、切羽側に設置した袋体の空気圧を他の袋体の空気圧よりも高圧に設定した請求項１記載のトンネルの発破音低減装置。
【請求項４】
前記袋体を３層に重合して設置し、切羽側に設置した袋体と最後部の袋体の空気圧を略同圧に設定し、中間部の袋体の空気圧を前記切羽側または最後部の袋体の空気圧よりも低圧に設定した請求項３記載のトンネルの発破音低減装置。
【請求項５】
隣接する袋体を着脱可能に接合した請求項１記載のトンネルの発破音低減装置。
【請求項６】
トンネル坑内の横断面を複数に区画し、各区画に複数の袋体を切羽または坑口方向に重合して設置した請求項１記載のトンネルの発破音低減装置。
【請求項７】
各区画に設置した複数の袋体のうち、切羽側に設置した袋体の空気圧を他の袋体の空気よりも高圧に設定した請求項６記載のトンネルの発破音低減装置。
【請求項８】
少なくとも一の区画に設置した袋体の坑口側に配置した表面を枠体で保持した請求項６記載のトンネルの発破音低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型の重機を使わず短期間で設置でき、設置後は容易に撤去できて掘削工事の再開を速やかに図れるとともに、後ガスや粉塵の坑口側への漏洩と拡散を防止し、しかも従来の方法に比べて発破音の低減を図れ、発破音による周辺環境への影響を低減し得るようにしたトンネルの発破音低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば山岳トンネルの掘削に発破が用いられるが、発破時に切羽面で生じる発破音は超低周波数域から高周波数域を含み、非常に大きなエネルギーが瞬間的に発生する。特に、低周波音や爆風圧は坑内で殆ど減衰しないため、掘削が進み切羽から坑口までの伝搬距離が長くなっても、周辺環境へ及ぼす影響が大きく、予てよりその改善が望まれていた。
【０００３】
このような要請に応ずるものとして、種々の提案がなされている。
例えば、坑口に臨ませて遮音壁と遮音扉を設け、遮音壁は複数の支柱を立設し、この支柱にコンクリートまたは鉄製の遮音パネルを差し込んで構成し、遮音扉は二枚の扉体を観音開きに構成して発破時の爆風に耐えられる強度を持たせ、設置時の溶接やコンクリートの吹付を不要にし、解体時の手間を軽減するようにした遮音壁構造がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、このような遮音壁構造では、基礎コンクリートの打設や支柱の打ち込み、更に遮音パネルの差し込みを要して工事に手間が掛り、また重機の使用を要する等して大掛かりになる一方、坑口を遮音パネルと遮音扉で塞ぐ構造では発破音の低減に限界があり、低周波音の低減を期待することができなかった。
【０００５】
また、他の方法として、トンネルの切羽と坑口との間にトンネル低周波音低減装置を設け、該低減装置は、コ字形断面のパネル列をトンネルの軸方向に離間して対向して立設し、その両側を隔壁で区画するとともに、相対するパネル列の離間部を連通して配置し、パネル列の間を伝搬する低周波音を離間部で吸音し、この吸音した低周波音を各パネル列と覆工コンクリートの側壁部分との空間で共鳴吸音するようにしたトンネル低周波音低減装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
しかし、この低減装置は、トンネルの坑内に大形の低周波音低減装置の建設を要し、その大掛かりな建設の手間と費用が嵩む上に、パネル列の離間寸法を変更することで共鳴周波数を変更し、低減対象音の周波数を調整しているため、多様な周波数の低減に容易に対応できず、実際は限定された周波数の低減に限られ、また各パネル列の離間寸法を一定に形成することが難しく、特定の周波数の低減に実効を得られず、しかも共鳴周波数の変更に際しては、各パネルユニットの離間寸法を調整し直す面倒があって、工期が長期化し工費が嵩む等の問題があった。
【０００７】
更に、他の方法として、トンネルの切羽と坑口との間に切羽側で発生する騒音を消音するトンネルサイレンサを設け、該サイレンサは、トンネルの軸方向と平行に配置した金属板製のダクトを備え、このダクトの周面に多数の貫通孔を形成するとともに、ダクトの両端部を隔壁で閉塞し、トンネルの掘削現場の条件に合わせて、前記貫通孔とそのピッチ、ダクトの長さと体積を任意に設定して、ダクトと各隔壁による坑内の断面変化によって、切羽側で発生する騒音を消音するようにしたトンネルサイレンサがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
しかし、このトンネルサイレンサは、トンネルの坑内に大形のダクトの建設を要し、その建設の手間と費用が嵩む上に、トンネル掘削現場の条件に合わせて、貫通孔とそのピッチ、ダクトの長さと体積の設定を要するため、それらの設定作業が煩雑になり、この作業を簡便にするために同一のトンネル掘削現場の条件が採られるが、掘削現場の条件の同一性の判断は難しく恣意的になって、騒音の安定した消音効果を得られず、しかもトンネルの掘削進行とともにダクトの移動を要して、ダクトの移動が煩雑になり、工期が長期化し工費が嵩む等の問題があった。
【０００９】
更に、別の方法として、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、またそれぞれの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して、経路長の往復によって所定波長位相が遅れて管体に入った音波を、トンネル坑内の発破音源からの音波と逆位相に形成し、これらを管体内で発破音源からの音波と打ち消し合わせて、消音するようにしたトンネルの発破音消音方法がある（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
しかし、このトンネルの発破音消音方法は、確実かつ精密な消音効果を得るために、経路長が異なる複数の管体をトンネルの坑口に向けて天井面の全域に設けるため、管体の製作と配置が複雑かつ煩雑になり、また管体の取付けは重機を駆使して大掛かりになり、しかも掘削の終了時の管体の撤去に膨大な時間と手間が掛って、工期の長期化と工費の高騰を助長する等の問題があった。
【００１１】
更に、別のトンネルの発破音低減方法として、トンネルの坑口側と坑内側に防音壁を設け、この防音壁の間に箱状のヘルムホルツ共鳴器の組立体を配置し、発破音を組立体の端部開口に導入して低減するものがある（例えば、特許文献５参照）。
【００１２】
しかし、この発破音低減方法は、多数のヘルムホルツ共鳴器の組立体の製作と防音壁の間への配置を要し、また掘削進行に伴い防音壁の新設と多数のヘルムホルツ共鳴器の組立体の配置を要し、工期の長期化と工費が嵩む等の問題があった。
【００１３】
このように発破音の吸収や共鳴を利用する方法は、構成部材の製作が概して煩雑で設置作業が大掛かりになり、工期の長期化と工費が嵩む等の問題があり、また発破音の低減や消音効果に確実かつ安定した所期の効果を得られないという問題がある。
そこで、このような問題を解決する他のトンネルの発破音低減方法として、空気を充填した袋体を使用する種々の方法が提案されている。
【００１４】
例えば、強靭で柔軟かつ軽量な繊維製の袋状の防護装置に空気を充填し、これを切羽から離間した坑内に衝立状に設置して閉塞し、防護装置の外面に紐または棒材等の姿勢調整手段を設けた、発破等の防護装置がある（例えば、特許文献６参照）。
この防護装置は製作が容易で、容易に使用できるとともに、姿勢調整手段によって防護装置の姿勢を容易に調整でき、防護装置の設置や撤去を簡便に行なえる利点があるが、構造上、空気充填時の自立姿勢の形成が難しく、また大面積の坑内の設置に限界があるという問題があった。
【００１５】
この問題を解決するものとして、空気を充填した防護用袋体を取付け架台に取付け、該架台を切羽側門型フレームと坑口側門型フレームとを前後に離間して構成し、この門型フレームの間に坑内の断面を複数に区画した各区画の防護用袋体を保持し、該袋体は坑内の断面を複数に区画して形成し、各袋体の外周縁部をトンネルの底面または内周面に概ね当接可能に形成し、前記取付け架台をトンネルの底面に移動可能に設置し、発破後は防護用袋体を収縮し坑内を整備して取付け架台を切羽側へ牽引し、大きな坑内断面のトンネルの掘削作業を能率良く行なうようにしたトンネル発破用防護装置がある（例えば、特許文献７参照）。
【００１６】
しかし、この発破用防護装置は、切羽側門型フレームと坑口側門型フレームとの間に、各一層の防護用袋体を保持しているため、飛石や爆風による防護用袋体の衝撃が大きく、損傷や破損の惧れがあるとともに、後ガスや粉塵が坑口側に漏れ出て拡散してしまう不安があった。
【００１７】
このため、空気を充填する衝撃吸収用袋体と気密用袋体とを設け、これらを背中合わせにしてトンネルの坑内に設置し、衝撃吸収用袋体の表面を切羽側に向け、気密用袋体の表面を坑口側に向けて配置するとともに、衝撃吸収用袋体の他側面に複数の排気口を形成し、該排気口に対応する気密用袋体に空気排出用の開口部を設け、発破時の爆風や飛石によって衝撃吸収用袋体内の充填空気を排気口から排出し、これを前記開口部から坑内側へ排出して、衝撃吸収用袋体を収縮させて飛石や爆風による衝撃を吸収する一方、前記衝撃吸収用袋体と気密用袋体を重合して立設し、これらを坑内に設置した一対の架台の間に保持するようにした、トンネル発破用防護装置がある（例えば、特許文献８参照）。
【００１８】
しかし、このトンネル発破用防護装置では、専ら衝撃を吸収する袋体と、後ガスの漏出を防止する袋体を要し、しかもそれらに複数の開口を形成するため、構造が複雑で製作が難しくなる上に、架台の間に保持した衝撃吸収用袋体と気密用袋体の二層構造では、衝撃吸収効果や後ガスと粉塵の漏出防止効果が十分ではなく、後ガスや粉塵が坑口側に漏れ出て拡散してしまう等の不安があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００７−２７７８８５号公報
【特許文献２】特開２０１５−８３７５６号公報
【特許文献３】特許第５７８８６８８８号公報
【特許文献４】特許第５４５４３６９号公報
【特許文献５】特開２０１４−７４３２８号公報
【特許文献６】特許第３８１８９８５号公報
【特許文献７】特開２０１４−２２７７８６号公報
【特許文献８】特開２０１４−２２７７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明はこのような問題を解決し、大型の重機を使わず短期間で設置でき、設置後は容易に撤去できて掘削工事の再開を速やかに図れるとともに、後ガスや粉塵の坑口側への漏洩と拡散を防止し、しかも従来の方法に比べて発破音の低減を図れ、発破音による周辺環境への影響を低減し得るようにしたトンネルの発破音低減装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１の発明は、空気を注入した袋体をトンネルの切羽より離間した坑内に設置し、該袋体の側周面を前記坑内の内面と底面に設置して坑内を閉塞可能にした防護装置を有するトンネルの発破音低減装置において、複数の袋体を切羽または坑口方向に重合して設置し、超低周波数域から高周波数域を含む発破音を切羽側から順に通過させて段階的に減衰し、単一の袋体を通過させる場合に比べて減衰効果を向上し、発破音の低減効果を向上するようにしている。
請求項２の発明は、隣接する袋体の空気圧を互いに異に設定し、同圧の袋体を通過させる場合に比べて、発破音や爆風圧の通過抵抗が増大し、その分発破音や爆風圧の低減効果を増大するようにしている。
【００２２】
請求項３の発明は、複数の袋体のうち、切羽側に設置した袋体の空気圧を他の袋体の空気圧よりも高圧に設定し、切羽側の袋体によって発破音や爆風および衝撃に十分耐えられるようにし、作業上の安全を確保するようにしている。
請求項４の発明は、袋体を３層に重合して設置し、切羽側に設置した袋体と最後部の袋体の空気圧を略同圧に設定し、中間部の袋体の空気圧を前記切羽側または最後部の袋体の空気圧よりも低圧に設定し、切羽側の袋体の圧縮変位を中間部の袋体によって吸収し、発破音や爆風および衝撃を緩衝するとともに、中間部の袋体の変位を最後部の袋体によって保持し、３層の袋体を安全かつ安定して設置するようにしている。
請求項５の発明は、隣接する袋体を着脱可能に接合し、袋体の設置と取り外しを簡便に行なえ、施工の容易化を図るようにしている。
【００２３】
請求項６の発明は、トンネル坑内の横断面を複数に区画し、各区画に複数の袋体を切羽または坑口方向に重合して設置し、大断面のトンネルの掘削に対し、超低周波数域から高周波数域を含む発破音を各区画の複数の袋体を切羽側から順に通過させて段階的に減衰し、各区画の単一の袋体を通過させる場合に比べて減衰効果を向上し、発破音の低減効果を向上するようにしている。
請求項７の発明は、各区画に設置した複数の袋体のうち、切羽側に設置した袋体の空気圧を他の袋体の空気よりも高圧に設定し、大断面のトンネルの掘削に対応し、切羽側の袋体によって発破音や爆風および衝撃に十分耐えられるようにし、作業上の安全を確保するようにしている。
請求項８の発明は、少なくとも一の区画に設置した袋体の坑口側に配置した表面を枠体で保持し、発破に伴う袋体の坑口側への突出変位を防止し、当該袋体の損傷や破損を防止するようにしている。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１の発明は、複数の袋体を切羽または坑口方向に重合して設置したから、超低周波数域から高周波数域を含む発破音を切羽側から順に通過させて段階的に減衰し、単一の袋体を通過させる場合に比べて減衰効果を向上し、発破音の低減効果を向上することができる。
請求項２の発明は、隣接する袋体の空気圧を互いに異に設定したから、同圧の袋体を通過させる場合に比べて、発破音や爆風圧の通過抵抗が増大し、その分発破音や爆風圧の低減効果を増大することができる。
請求項３の発明は、複数の袋体のうち、切羽側に設置した袋体の空気圧を他の袋体の空気圧よりも高圧に設定したから、切羽側の袋体によって発破音や爆風および衝撃に十分耐えられるようにし、作業上の安全を確保することができる。
【００２５】
請求項４の発明は、袋体を３層に重合して設置し、切羽側に設置した袋体と最後部の袋体の空気圧を略同圧に設定し、中間部の袋体の空気圧を前記切羽側または最後部の袋体の空気圧よりも低圧に設定したから、切羽側の袋体の圧縮変位を中間部の袋体によって吸収し、発破音や爆風および衝撃を緩衝するとともに、中間部の袋体の変位を最後部の袋体によって保持し、３層の袋体を安全かつ安定して設置することができる。
請求項５の発明は、隣接する袋体を着脱可能に接合したから、袋体の設置と取り外しを簡便に行なえ、施工の容易化を図ることができる。
【００２６】
請求項６の発明は、トンネル坑内の横断面を複数に区画し、各区画に複数の袋体を切羽または坑口方向に重合して設置したから、大断面のトンネルの掘削に対応して、超低周波数域から高周波数域を含む発破音を各区画の複数の袋体を切羽側から順に通過させて段階的に減衰し、各区画の単一の袋体を通過させる場合に比べて減衰効果を向上し、発破音の低減効果を向上することができる。
【００２７】
請求項７の発明は、各区画に設置した複数の袋体のうち、切羽側に設置した袋体の空気圧を他の袋体の空気よりも高圧に設定し、大断面のトンネルの掘削に対し、切羽側の袋体によって発破音や爆風および衝撃に十分耐えられるようにし、作業上の安全を確保することができる。
請求項８の発明は、少なくとも一の区画に設置した袋体の坑口側に配置した表面を枠体で保持したから、発破に伴う袋体の坑口側への突出変位を防止し、当該袋体の損傷や破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に適用した基本構成の防護装置をトンネルの坑内に設置した状況を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明に適用した基本構成の防護装置を拡大して示す断面図である。
【図３】図２の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明に適用した基本構成の防護装置の発破時の状況を模式的に示す断面図である。
【００２９】
【図５】本発明を大断面トンネルの掘削に適用した防護装置を坑口側から見た正面図である。
【図６】本発明を大断面トンネルの掘削に適用した防護装置の施工に使用する防護装置取付け架台を拡大して示す側面図である。
【図７】本発明を大断面トンネルの掘削に適用した防護装置の施工後の状況を切羽側から見た正面図で、坑内の各区画に袋体を展開して閉塞している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を図示の実施形態について説明すると、図１乃至図４において１は掘削中のトンネルで、その坑内２の切羽３寄り位置に、袋状の複数、実施形態では２個または３個の防護装置４が隣接して設置されている。図中、２ａは坑内２の天井面ないし坑内周面、５は坑内２の坑口側である。
【００３１】
実施形態の防護装置４は同形若しくは厚さを異にした複数の袋体４ａ〜４ｃで構成され、これらは内部に空気を所定圧に充填して、略扇形、若しくは外周に湾曲面を有する矩形、または矩形に形成され、これらを平面的に組み合わせて配置することによって、坑内２の横断面ないし坑内周面２ａと略同形の略半円形ないし砲弾形に形成し、空気充填後は略同厚の肉厚の板体に形成している。
【００３２】
各袋体４ａ〜４ｃの空気圧は、切羽３側に配置した袋体４ａを通常の約０.１８〜０.２ＭＰａ程度とし、中間位置の袋体４ｂを袋体４ａの８割程度の約０.１４〜０.１６ＭＰａ程度とし、坑口５側に配置した最後部の袋体４ｃを袋体４ａと略同圧に設定している。
【００３３】
これらの袋体４ａ〜４ｃは、強靭で柔軟かつ軽量で薄厚（０.３１ｍｍ）の合成繊維であるナイロン（登録商標）によって所定形状に形成され、それらの外周面に高強度かつ軽量で薄厚（０.９ｍｍ）のアラミド繊維製の防護シート６を被覆ないし縫着している。
そして、切羽３側に配置した袋体４ａの対向面側に堅牢で薄厚（０.８５ｍｍ）のポリエステル製の防爆シート７を被覆ないし縫着している。図中、８は各袋体４ａ〜４ｃの対向面に複数設けた押圧ファスナー布で、袋体４ａ〜４ｃの着脱を簡便に行なえるようにしている。
【００３４】
このように構成したトンネルの発破音低減装置は、これに適用する複数の防護装置４の製作と設置を要する。
前記防護装置４の製作は、ナイロン（登録商標）を用いて袋状に縫着し、その形状寸法は掘削予定の坑内２の横断面と略同形の略半円形ないし砲弾形の一部形状、例えば略扇形、若しくは外周に湾曲面を有する矩形、または矩形に形成し、その生地表面にアラミド繊維製の防護シート６を被覆ないし縫着する。
【００３５】
このうち、切羽３側に設置する袋体４ａについては、防護シート６上の略半周面にポリエステル製の防爆シート７を被覆ないし縫着する。
そして、袋体４ａの防爆シート７と反対側面の上下位置と、袋体４ｂ,４ｃの前後面の対応位置に押圧ファスナ−布８を縫着する。
【００３６】
このように各袋体４ａ〜４ｃは、取付け位置によって形状寸法を若干異にするが、同じ取付け位置の袋体４ａ〜４ｃは同一の形状寸法に製作する。
しかも、各袋体４ａ〜４ｃの製作は柔軟な生地を縫着するものであるから、鉄骨資材やコンクリート資材を駆使する大掛かりな製造設備や広い製造スペースを要せず、従来の発破音低減装置に比べて容易に製作でき、また製作後或いは使用後は袋体４ａ〜４ｃを折畳む等してコンパクト化を図れ、これをコンパクトに保管し得る。
【００３７】
こうして製作した袋体４ａ〜４ｃを発破音の低減に使用する場合は、袋体４ａ〜４ｃを切羽３から離間した坑内２の所定位置に設置する。
この場合、防護装置４は防爆シート７を縫着した袋体４ａの他に、施工条件に応じて１または２つの袋体４ｂ,４ｃを選択して構成する。
そこで、３つの袋体４ａ〜４ｃを坑内２に設置する場合は、切羽３から離間した坑内２の位置に袋体４ａ〜４ｃを搬入し、これらにブロア（図示略）を介して順次空気を注入し、所定の空気圧に調整して所望の衝撃吸収効果と自立を図る。
【００３８】
例えば、先ず袋体４ａに空気を注入し、所定の空気圧に調整後、これを切羽３から離間した坑内２の所定位置に設置し、その上下面を坑内２の天井面ないし坑内周面２ａと底面に接触させて立設する。
次に、袋体４ａの後部の押圧ファスナー布８に袋体４ｂの前部の押圧ファスナー布８を接合し、袋体４ｂに空気を注入して所定空気圧に調整し、これを袋体４ａの坑口５側に隣接して配置し、その上下面を坑内２の天井面ないし坑内周面２ａと底面に接触させて立設し、袋体４ａを介して自立させる。
【００３９】
この後、袋体４ｂの後部の押圧ファスナー布８に袋体４ｃの前部の押圧ファスナー布８を接合し、袋体４ｃに空気を注入して所定空気圧に調整後、これを袋体４ｂの坑口５側に隣接して配置し、その上下面を坑内２の天井面ないし坑内周面２ａと底面に接触させて立設し、袋体４ｂを介して自立させる。このように各袋体４ａ〜４ｃの接合を押圧ファスナー布８によって行なっているから、この施工作業および使用後の撤去作業を簡便に行なえる。
【００４０】
前記各袋体４ａ〜４ｃの空気圧は、切羽３側に配置する袋体４ａを通常の約０.１８〜０.２ＭＰａ程度とし、中間位置の袋体４ｂを袋体４ａの８割程度の約０.１４〜０.１６ＭＰａ程度とし、坑口５側に配置する袋体４ｃを袋体４ａと略同圧に設定する。
すなわち、３つの袋体４ａ〜４ｃを使用する場合は、内外側に配置する袋体４ａ，４ｃを通常圧に設定し、中間位置の袋体４ｂを若干低圧に調整する。したがって、２つの袋体４ａ，４ｂを使用する場合は、袋体４ａを通常圧に調整し袋体４ｂを若干低圧に調整する
【００４１】
このようにして袋体４ａ〜４ｃを互いに重合かつ密接させて立設し、切羽３側の坑内２に防護装置４による仕切壁を形成する。
この状況は図１乃至３のようで、袋体４ａ〜４ｃの上下面が坑内２の天井面と底面に広域に亘って強力に接触するから、接触部の気密性が保持され、また天井面と底面に強力に保持されて防護装置４が強固に自立する。
【００４２】
こうして防護装置４を設置後、切羽３を爆破すると、切羽３が破砕されて大量のずりが発生し、爆発音や爆風、飛石、粉塵、後ガス等が発生する。
前記爆風、粉塵、後ガス等は防護装置４に遮られて坑口５側への流出を阻止され、飛石は防爆シート７に衝突して切羽３側の坑内２に落下し、超低周波数域から高周波数域を含む発破音は、防護装置４を袋体４ａ〜４ｃの順に通過して段階的に減衰される。
【００４３】
この場合、防護装置４は複数の袋体４ａ〜４ｃを重合配置しているから、単一の袋体に発破音を通過させる場合に比べて、減衰が増大し減衰効果が向上する。
発明者の設計では２つの袋体を重合する場合は３〜５ｄＢ以上、３つの袋体を重合する場合は５〜８ｄＢ以上、向上することが見込まれている。
しかも、実施形態では重合する袋体の空気圧を互いに相違させているから、全ての袋体４ａ〜４ｃの空気圧を同圧にする場合に比べて、発破音や爆風圧の通過抵抗が増大し、その分発破音や爆風圧の低減効果が増大する。
【００４４】
一方、前記切羽３の爆破に伴って、袋体４ａの対向面が爆風ないし風圧を受けて押圧され圧縮変形して、その変位を隣接する袋体４ｂに作用する。
その際、前記袋体４ｂの空気圧は、袋体４ａよりも若干低圧に調整されているから、袋体４ａの圧縮変位を円滑に吸収して緩衝し、その緊張変位を隣接する袋体４ｃに作用する
前記袋体４ｃの空気圧は、袋体４ｂよりも若干高圧に調整されているから、袋体４ｂの緊張ないし圧縮変位を安定して受け止める。その際、前記爆風ないし風圧が、防護装置４の接触面圧力ないし抗力を越える場合は、防護装置４が坑口５側へ若干後退して前記爆風ないし風圧を緩衝する。この状況は図４のようである。
【００４５】
この後、風管（図示略）を介して、切羽３と防護装置４との間に滞留している粉塵や後ガスを除去し、この除去後に散乱しているずりを坑口５の外部へ搬出し、搬出後、防護装置４を更に切羽３側へ設置して切羽３の掘削を再開する。
【００４６】
図５乃至図７は前述した実施形態を大断面のトンネル１の掘削に適用した応用形態を示し、前述の実施形態と対応する構成部分に同一の符号を使用している。
この応用形態において、９はトンネル１の底面で、切羽３より離間した坑内２の中央位置に防護装置取付け架台１０が設置されている。
前記架台１０は縦柱１１，１２を前後に離間して立設し、それらの上端間に幅広の横枠１３を掛け渡し、切羽３側からの正面視を略逆Ｕ字形状に形成している。
図中、１４は相対する左右の縦柱１１，１２の下端部を接続する伸縮ジャッキである。
【００４７】
前記縦柱１１，１２の外面に沿って袋体取付材１５，１６が取付けられ、該取付材１５，１６にゴムバンド等を介して各側部袋体１７，１８の一端を結束可能にしている。
また、前記横枠１３の後面にハンガーレール１９が取付けられ、該ハンガーレール１９に中央袋体２０の上端部を吊り下げ、かつ左右に移動可能にしている。
【００４８】
前記側部袋体１７，１８は、展開時に外周に湾曲面を有する異形の矩形に形成され、中央袋体２０は展開時に前記架台１０で区画する矩形に形成され、後述する左右の上方袋体は展開時に略扇形に形成され、それらの形状寸法は掘削予定の坑内２の横断面ないし坑内周面２ａと略同形の略半円形ないし砲弾形に形成されている。
前記各袋体１７，１８，２０，２６，２７は前述と同様に、二層または三層の袋体４ａ〜４ｃを重合して構成され、かつそれらを密着して接合している。
【００４９】
図中、２１は伸縮風管で、その前後端部に略八角形のフランジ板２１ａが形成され、その切羽３側の開口部を隔壁扉２２で閉塞可能にしており、前記伸縮風管２１の直下に、矩形の枠体である風管受枠２３が架設されている。
前記受枠２３は、側部袋体１８の展開時にその坑口側表面に接触し、発破時における側部袋体１８の坑口側への突出を抑制可能にしている。
図中、２４は伸縮風管２１上の前後位置に立設した棒状の袋体保持材、２５は横枠１３上の前後位置に立設した棒状の袋体保持材で、左右の上方袋体２６，２７の切羽側面および坑口側面を保持可能にしている。
【００５０】
前記防護装置取付け架台１０の下端部で、前後一対の縦柱１１，１２の下端部に支持部材２８，２９が取付けられ、その形状はそり状に形成されていて、坑内２の底面９を滑動可能にされている。
前記防護装置取付け架台１０の上下位置に複数のブロア３０が設置され、前記側部袋体１７，１８、中央袋体２０、上部袋体２６，２７の各袋体４ａ〜４ｃに空気を注入し、その空気圧を調整可能にしている。
【００５１】
前記支持部材２８，２９と縦柱１１，１２との間に補強枠３１，３２が斜状に架設され、その坑口側の補強枠３１に複数の手動ウィンチ３３が取付けられ、これらのドラムにロープ３４，３５が捲き掛けられ、それらの他端が側部袋体１７，１８、中央袋体２０の端部に取付けられ、前記袋体１７，１８、２０を開閉可能にしている。図中、３６は補強枠３１に設けた複数のロ−プ掛けである。
【００５２】
このように構成した前述の応用形態は、防護装置取付け架台１０の製作を要し、該架台１０は左右一対の支持部材２８，２９と、前後一対の縦柱１１，１２と、該縦柱１１，１２の上端間に掛け渡して左右の上方袋体２６，２７の底面を載置する幅広の横枠１３を要し、これらを組み付けて切羽３側からの正面視を図５のように略逆Ｕ字形状に形成する。
【００５３】
前記架台１０に複数のブロア３０と手動ウィンチ３３を取付け、また縦柱１１，１２に袋体取付材１５，１６を取付け、該取付材１５，１６に設けたゴムバンド（図示略）を介して、側部袋体１７，１８を結束可能にする。
また、横枠１３の後面にハンガーレール１９を取付け、このハンガーレール１９に複数の滑車とカラビナ（共に図示略）を取付け、これに中央袋体２０の上端部を取付けて吊り下げ、該中央袋体２０を前記ハンガーレール１９に沿って移動可能にする。
更に、横枠１３および伸縮風管２１上の前後位置に棒状の袋体保持材２４，２５を立設し、この間に上方袋体２６，２７を収容する。
【００５４】
こうして製作した防護装置取付け架台１０は図５のようで、収縮した側部袋体１７，１８をゴムバンド等で結束して縦柱１１，１２の一側に取付け、また横枠１３の後面のハンガーレール１９に中央袋体２０の上端部を吊り下げて常時は一側に結束し、上方袋体２６，２７の展開時には横枠１３および伸縮風管２１上に展開し、それらの前後面を袋体保持材２４，２５で保持させている。
【００５５】
前記防護装置取付け架台１０は大形かつ大重量で、これに各袋体１７，１８，２０，２６，２７を取付けると更に重量が増大する。このため、掘削作業時に前記取付け架台１０を坑内２に移動する場合は、重機を用いて掘削中のトンネル１の坑内２に牽引し、切羽３から離間した所定位置に移動する。
その際、支持部材２８，２９はそり状に形成されているから、坑内２の底面９上を円滑に移動する。
【００５６】
この後、各袋体１７，１８，２０のゴムバンドによる結束を解除し、手動ウィンチ３３を操作して各袋体１７，１８，２０を展開し、これらの袋体４ｂ〜４ｃに適宜位置のブロア３０を介して空気を注入し、その空気圧を前述同様に調整する。
こうして各袋体１７，１８，２０および上方袋体２６，２７に空気を注入すると、各袋体１７，１８の外周部がトンネル１の坑内周面２ａを押圧して密着し、その下端部が底面９を押圧して密着し、中央袋体２０の両側部が縦柱１１，１２を押圧して密着する。
【００５７】
そして、伸縮風管２１の切羽３側の開口部を隔壁扉２２で閉蓋し、また一方の側部袋体１８の切羽２側の表面を風管受枠２３に接触させて保持する。
この状況は図７のようで、防護装置取付け架台１０の切羽３側が、各位置に展開した袋体１７，１８，２０および上方袋体２６，２７によって閉塞される。
【００５８】
このような状況の下で、切羽３を爆破すると切羽３が破砕されて大量のずりが発生し、爆発音や爆風、飛石、粉塵、後ガス等が発生する。
このうち、爆風、粉塵、後ガス等は防護装置４に遮られて坑口５側への流出を阻止され、飛石は各袋体１７，１８，２０および上方袋体２６，２７の切羽２側に配置した防爆シート７に衝突して切羽３側の坑内２に落下し、超低周波数域から高周波数域を含む爆発音は、防護装置４を袋体４ａ〜４ｃの順に通過して段階的に減衰される。
【００５９】
この場合の減衰効果は、前述のように複数の各袋体１７，１８，２０および２６，２７が、複数の袋体４ｂ〜４ｃを重合して構成しているから、単一の袋体を通過す場合に比べて５〜８ｄＢ以上向上する。
しかも、各袋体４ａ〜４ｃは、前述のように空気圧を互いに相違させているから、全ての袋体の空気圧を同圧にする場合に比べて、発破音や爆風圧の通過抵抗が増大し、その分発破音や爆風圧の低減効果が増大する。
【００６０】
また、切羽３の爆破に伴って、切羽３に面する各袋体４ａの対向面が爆風ないし風圧を受けて押圧され圧縮変形して、その変位を隣接する袋体４ｂに作用する。
この場合、袋体４ｂの空気圧は、袋体４ａよりも若干低圧に調整されているから、袋体４ａの圧縮変位を円滑に吸収して緩衝し、その緊張変位を隣接する袋体４ｃに作用する。  更に、袋体４ｃの空気圧は、袋体４ｂよりも若干高圧に調整されているから、袋体４ｂの緊張ないし圧縮変位を強力に受け止める。
しかも、前記架台１０は、下端部の支持部材２８，２９が坑内の底面９に接触し、それらの間の摩擦力によって移動を阻止されるから、安定した防護作用を発揮する。
【００６１】
この後、風管（図示略）を介して、切羽３と防護装置４との間に滞留している粉塵や後ガスを除去し、この除去後に散乱しているずりを坑口５の外側に搬出する。この後、各袋体１７，１８，２０および２６，２７の各袋体４ａ〜４ｃの空気を排出して収縮し、防護装置４を次期作業に備え、更に切羽３側へ移動する。
その際、支持部材２８，２９によって防護装置４が円滑に移動し、所定位置に前進後、各袋体４ａ〜４ｃに空気を注入して各袋体１７，１８，２０および上方袋体２６，２７を膨張形成し、それらによる遮蔽壁を形成して切羽３の掘削を再開する。
そして、一連の掘削作業後、重機によって防護装置４を牽引し、これを坑口５の外側に搬出する。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
このように本発明のトンネルの発破音低減装置は、大型の重機を使わず短期間で設置でき、設置後は容易に撤去できて掘削工事の再開を速やかに図れるとともに、後ガスや粉塵の坑口側への漏洩と拡散を防止し、しかも従来の方法に比べて発破音の低減を図れ、発破音による周辺環境への影響を低減し得るから、トンネルの発破音低減装置に好適である。
【符号の説明】
【００６３】
１          トンネル
２          坑内
２ａ        坑内周面
３          切羽
４          防護装置
４ａ〜４ｃ  袋体
５          坑口
【００６４】
９          底面
１７，１８  側部袋体
２０        中央袋体
２３        枠体
２６，１７  上方袋体
【図１】
2018016982.tif 000003
【図２】
2018016982.tif 000004
【図３】
2018016982.tif 000005
【図４】
2018016982.tif 000006
【図５】
2018016982.tif 000007
【図６】
2018016982.tif 000008
【図７】
2018016982.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月28日(2016.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
各区画に設置した複数の袋体のうち、切羽側に設置した袋体の空気圧を他の袋体の空気圧よりも高圧に設定した請求項６記載のトンネルの発破音低減装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
請求項６の発明は、トンネル坑内の横断面を複数に区画し、各区画に複数の袋体を切羽または坑口方向に重合して設置し、大断面のトンネルの掘削に対し、超低周波数域から高周波数域を含む発破音を各区画の複数の袋体を切羽側から順に通過させて段階的に減衰し、各区画の単一の袋体を通過させる場合に比べて減衰効果を向上し、発破音の低減効果を向上するようにしている。  
請求項７の発明は、各区画に設置した複数の袋体のうち、切羽側に設置した袋体の空気圧を他の袋体の空気圧よりも高圧に設定し、大断面のトンネルの掘削に対応し、切羽側の袋体によって発破音や爆風および衝撃に十分耐えられるようにし、作業上の安全を確保するようにしている。  
請求項８の発明は、少なくとも一の区画に設置した袋体の坑口側に配置した表面を枠体で保持し、発破に伴う袋体の坑口側への突出変位を防止し、当該袋体の損傷や破損を防止するようにしている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
請求項７の発明は、各区画に設置した複数の袋体のうち、切羽側に設置した袋体の空気圧を他の袋体の空気圧よりも高圧に設定したから、大断面のトンネルの掘削に対し、切羽側の袋体によって発破音や爆風および衝撃に十分耐えられるようにし、作業上の安全を確保することができる。  
請求項８の発明は、少なくとも一の区画に設置した袋体の坑口側に配置した表面を枠体で保持したから、発破に伴う袋体の坑口側への突出変位を防止し、当該袋体の損傷や破損を防止することができる。