発 破 に よ る 騒 音 ・振 動 ・低 周 波 音 の 調 査 に つ い て
下元健二 ＊ 、 松 本 恵 明 ＊＊Resartch On Blaste Sound、Vibration and Low Frequency Noise Causedby Blasting

Kenji Simomoto 、 Yoshiaki Matumoto※*大 阪 府 環 境 農 林 水 産 部

交通公害課** 大 阪 府 公 害 監 視 セ ン タ ー

騒音環境課*Traffic Pollution Control Division,Department o f Environment,Agriculture,Forestry and Fisheries,Osaka Prefectural Government**Noise analysis Section,Osaka Prefecture Environmental Pollution Control Center

※※

行った。

はじめに測定概要

発破によって発生する騒音、低周波音は音圧が急激に上昇するなど一般的な騒音などと性質が大きく異なる。しかも低発破の諸元を表１に示す。発破場所と測定地点の水平距離

周波音は、卓越成分があるような場合だと建具のがたつきを及び位置関係を表２、図１に示す。

発生させる可能性もある。このように発破によって発生する発破の雷管の種類は全てＤＳ雷管であった。また発破は全騒音、低周波音及び振動は環境に大きな影響を与える可能性て盤打ち発破であった。

がある。そのため、事前に予測によって影響をある程度把握測定を行った地点を○としている。

しておく必要がある。そこで、大阪府が行っている開発事業に伴う発破作業から発生する騒音、低周波音及び振動の現地調査の結果からすでに報告されている予測方法 １ ） の検証を
表１
発破

測定地点及び発破の諸元一覧表

地点 1 地点 2 地点 3 地点 4 孔 間 隔 穿 孔 長 孔 当 た り 薬 量 段 当 た り 段 数

番号( m)( m)( kg )

孔数段 当 た り 薬 量 総薬量

発破

( kg)

地点

( kg )

１

○

３

５１０．１

３

１０３０．３

３０３

１２

○

３

５１０．１

３

１０３０．３

３０３

１３

○

○

○

○

３

５１０．１

３

１０３０．３

３０３

１４

○

○

○

○

３

５１０．１

３

１０３０．３

３０３

１５○

○

○

○

３

５１０．１

２

１５２０．２

３０３

１６

○

○

○

○

３

５１０．１

２

１５２０．２

３０３

１７

○

○

３

５

１０．１

２

１５２０．２

３０３

１８

○

○

３

５

１０．１

２

１５２０．２

３０３

１９

○

○

○

○

３

５１０．１

２

１５２０．２

３０３

１１０

○

○

○

○

３

５１０．１２１５２０．２３０３１１１○○

３５１０．１

２１５２０．２３０３１１２○○

３５１０．１

２１５２０．２３０３１１３○○○○２３２．６６１０１５．６３０３２１４○○○○

３５１０．１

２１５２０．２３０３２

表２

発破地点から測定地点までの水平距離
発破地点

測定方法
測定は、騒音・低周波音については「環境騒音の表示・測

１２定 方 法 （ JISZ8731 ）」 に 準 拠 し 、 振 動 に つ い て は 「 振 動 レ

測地点１２５０ｍ

２２０ｍ

ベ ル 測 定 方 法 （ JIS

定地点２５００ｍ４９０ｍ

分析のシステム図を示す。騒音及び低周波音の測定は周波数

地

地点３２７０ｍ

３７０ｍ

特性は Lin 特性を用い、地面から 1.2m の高さにマイクロホ点

地点４５３０ｍ

６３０ｍンを設置した。振動の測定においては、ピックアップは十分Z8735）」 に 準 拠 し た 。 図 ２ に 測 定 及 びに踏み固めた凹凸の少ない地面の上に設置した。
(測定)

(記録)

(騒音・低周波音)

データ
レコーダ

振動レベル計図１(結果表示)

Ａ特性
メジャリング
アンプ

騒音計

(振動)

(周波数補正・帯域制限)

90Hz以上を遮断
ローパス
フィルタ
ＶＬ特性

レベル
レコーダ

振動レベル計

発破地点と測定地点の位置関係
微風速計

周波数分析器

図２

測定及び分析のシステム図

地点４における騒音レベルは暗騒音と明確な差が見られな

測定結果
分析は、騒音ﾚﾍﾞﾙ、振動ﾚﾍﾞﾙ（３方向）、振動加速度ﾚﾍﾞﾙかったため欠測であった。
ここで、ＶＬは振動レベル、ＶＡＬは振動加速度レベルを（ ３ 方 向 ）、 振 動 速 度 （ Ｚ 方 向 ）、低周波音圧ﾚﾍﾞﾙ、低周波音のﾋﾟｰｸ値、低周波音圧ﾚﾍﾞﾙとﾋﾟｰｸ値の差について行った。

表している。

それぞれについての平均値を表３に示す。振動レベル、振動加速度レベル、低周波音圧レベルの時間波形の例を図３に示す。各地点ごとの低周波音圧レベルの 1/3 ｵｸﾀｰﾌﾞﾊﾞﾝﾄﾞ周波数分析の結果の平均を図４に示す。
表３

各地点における測定結果の平均値

騒音

振動最大値

低周波音

Ｚ方向

Ｘ方向

Ｙ方向

VL VALVL VAL VL VAL

振動速度 最大値 音圧ﾋﾟｰｸ値

最大値とﾋﾟｰｸ値の差

地点１565662546751640.043

95

10412

地点２5844514252

41510.012

92

10616

地点３605461546648630.036

91

102

14

地点４−4250425542540.009849412＊ここでの単位は、振動速度は（ kine）、その他は（ｄＢ）である。

予測方法
１．騒音および低周波音
発破騒音および発破による低周波音の予測に用いる面音源
モデルは次に示すとおりである １ ）。
Ｌ ＝ Ｌ ｗ ＋ １ ０ ｌ ｏ ｇ （ ｌ ｎ （ １ ＋ Ｄ ／ ２ Ｒ ） ２ ））−３＋１０ｌｏｇＭ−０．０５θ＋α d
Ｌ：騒音レベル・低周波音圧レベルの最大値[ dB]

Ｌｗ：みかけの単位面積あたりの騒音・低周波音のパワーレ
ベル[ dB ] （ Ｄ Ｓ 雷 管 、 盤 打

騒音１１２、低周波音１４６）
Ｄ：１孔あたりの音の放射面の等価半径[ m]Ｒ：発破位置と予測地点の距離[ m]Ｍ：１段あたりの孔数θ：ベンチ発破時における切羽からの角度[度]

α ｄ ：地形による減衰量[ dB]（代表周波数を５Ｈｚに設定し 、前川チャートの関数近似式から求めた）
図３

振動加速度波形、振動速度波形、低周波音圧波形の例
地点毎の低周波音の周波数分析結果の平均
地点①地点②地点③地点④10095
音圧レベル[dB]90

ベンチカット発破

盤打ち発破

aab85b8075h7065

周波数[Hz]

図４

等価直径=2ab/(a+b)

OA806350402531.5

201612.581056.3

422.5

1.6

11.25

3.15

等価直径=2a(b+h)/(a+b+h)

60

測定地点別の低周波音の周波数分析結果の平均

図５

等価直径の決め方

音源と受音点及び障壁の位置関係を図６に示す。

発破の諸元によりその大きさが変化することが考えられるの音源座標Sa壁頂点座標Hrで、発破の諸元別とすべてを同一にあつかったものの２通りで行った 。なおここで 、発破の諸元は発破番号 1 〜 4 、5 〜 12 、b

受音点座標P

13 、 14 で 同 じ と な る 。 な お 騒 音 レ ベ ル に つ い て は 、 地 点 ４において有効なデータが十分に得られなかったため、その傾向を示すことができなかった。
それぞれの項目ごとの距離減衰の傾きを表４に示す 。なお 、

図６ 音源位置と障壁、受音点の関係

予測式においては低周波音圧レベルは、距離減衰の傾きは実ｒ：音源と予測地点との距離[m ]測値では 18.5 、予測値では 20 （倍距離 6dB の減衰）となっ

ａ：音源と仮想障壁の天端との距離[m ]ており、よく一致していると考えられる。

ｂ：予測地点と仮想障壁の天端との距離[m ］

表４２．振動

距離減衰の傾き全て

諸元別

発破振動の予測式は主として最大速度振幅をその対象とし発破

発破

発破

発破

発破ており、最大速度振幅をＶｐとした場合、以下のように表さ

番号

番号番号番号番号れる ２ ）。

1 〜 14 1 〜 4 5 〜 121314

18.5

19.6

28.4

Ｖｐ＝Ｋ・Ｗ α ・Ｄ − β

低周波音4.217.7

理論値

20

Ｗ：振動の大きさを規定している総薬量[ kg]
Ｄ：発破中心からの距離[ m]（２）地形による減衰量

Ｋ：発破方法や岩盤の特性によって変化する係数

ア）位置関係αは通常の 0.5 〜 1 の範囲で、βは 2 前後の値をとる。ここではα＝ 0.7,β＝ 2 とした。

発破位置の標高が高いため、音が各測定点へ伝搬するにあたり伝搬経路上に図７に示すような仮想的な障害物があるとまた、周波数８ Hz 以上の鉛直方向の連続正弦振動につい考えることができる。この障害物を半無限長障壁とみなしたては、最大速度振幅と振動レベルＶＬとの間には次式が成立

場合の減衰量は前川チャートの近似式から求めることができする。

る。また地点４に音が伝搬する場合においては、地点３の山

Ｖ Ｌ ＝ ２ ０ ｌ ｏ ｇ （ Ａ ／ Ａ ０ ）＝２０ｌｏｇ（Ｖｐ）＋９１

が障害物と見なせる場合は、図８に示すように二重回折を見

ＶＬ：連続正弦波の振動レベルの最大値[ dB]込むことが可能であると考えられる。

Ａ：連続正弦振動の振動加速度実効値[ m/s ２ ]地点③発破位置

地点②Ａ＝２πｆＶ rms、ｆ：卓越周波数[ Hz]地点④Ｖ rms ：連続正弦振動の振動速度実効値
Ｖ rms ＝Ｖｐ／√ 2仮想障壁

しかし、これは連続正弦波について成立するものであり、500m

270m
530m

発破振動のように継続時間の短い衝撃的な振動に適用すれば振動レベルを過大に評価することになる。そこで、今回の予測式では、

図７

Ｖ Ｌ ＝ ２ ０ ｌ ｏ ｇ （ Ａ ／ Ａ ０ ）＝２０ｌｏｇ（Ｖｐ）＋９１

音源、測定点及び仮想障壁の位置関係
地点③発破位置＋α VL

地点④α VL ：衝撃振動補正値を用いて検証を行った。
270m530m

予測結果
１．騒音と低周波音の伝搬について（１）距離減衰について騒音レベル、低周波音圧レベル最大値を発破の切羽の位置から受音点までの距離について整理した。整理にあたっては

図８

地点４において山を二重障壁として扱った場合の音源、測定点及び仮想障壁の位置関係

イ）地点２と４の比較

２．振動の伝搬について二重回折の効果を見るために地点２と４の測定値を比較した結果を以下に示す。

（１）距離減衰について振動レベルの最大値を発破の切羽の位置から受音点までの地点２と４は発破位置が北山１の場合、その距離がそれぞ距離について整理した。整理にあたっては発破の諸元によりれ 500m,530m であり、計算上の距離減衰による差は、 0.3dBその大きさが変化することが考えられるので、発破の諸元別であり無視することができる。よって地点２と４による低周とすべてを同一にあつかったものの２通りで行った。なおこ

波音の実測値の差は二つめの山などの地形による効果と考えこで、発破の諸元は発破番号 1 〜 4、 5 〜 12、 13 、14 で同じることができる（図９ ）。また地点２と４における低周波音となる。距離減衰の傾きを表５に示す。なお、予測式においの発破毎の最大値の平均を図１０に示す。山による理論上のては振動レベルは、距離減衰の傾きは 40 （倍距離 12dB の減周波数毎の減衰量の大きさと地点２と４における実測値の差衰）となっており、よく一致している。の平均を図１１に示す。周波数毎の実測値の差は一重回折の

表５

距離減衰の傾き場合よりも大きな減衰量が得られているが、二重回折ほどの全て減衰量が得られていないことがわかる。なおここでは、周波

発破

発破

発破

発破

発破

数が 50Hz 以上では地点４における音圧レベルが 60dB 以下と番号番号番号番号番号なり、発破による影響が暗騒音よりも十分に大きいとは考え

1 〜 14 1 〜 4 5 〜 12131441.9

47.818.2

にくいので考慮していない。

振動ﾚﾍﾞﾙ33.441.7

理論値

40地点③

発破位置

地点②

諸元別

地点④（２）発破定数Ｋ値
発破定数Ｋは振動速度の予測式における定数項であり、発破工法などによってその大きさの範囲が異なるとされてい270m530m

500m

る。なお発破定数Ｋは、実測した振動速度をもとに次式より算出した。
Ｋ＝Ｖｐ・Ｄ ２ ・Ｗ

図９

二重回折を考慮した場合の地点２と地点４の位置関係

発破定数Ｋは地点１では 140 〜 505 の間にあり 、平均は 306であった。地点２では 216 〜 418 の間にあり、平均は 314 で低周波音の最大値の平均（地点②と④）100あった。地点３では 145 〜 432 の間にあり、平均は 324 であ②平均④平均90
音圧レベル[dB]-0.7った。地点４では 288 〜 336 の間にあり、平均は 310 であった。

8070（３）振動速度から振動レベルへの変換式
振動速度（Ｖｐ）から振動レベル（ＶＬ）は以下の関係か60ら求められている。
63402516106.3411.62.550
周波数[Hz]

図１０ＶＬ＝２０ｌｏｇ（Ｖｐ）＋ｎ
そこで、振動速度の発破の諸元からの予測値及び実測値の地点２と４の低周波音の最大値の平均それぞれから上式の定数項であるｎを発破毎に求めた。求めたｎのヒストグラムと累積相対度数を図１２及び図１３に示

音圧レベルの差の平均（②−④）
平均減衰量
一重回折
二重回折

15は図１２において頻度の高い 83 を採用するのが妥当であると考えられるが、振動速度は振動レベルを求めるために用いられており、図１３における最頻値である 84 が妥当である10と考えられる。
5634025

16106.342.51.601

減衰量[dB]

20す。振動速度から振動レベルを求める予測式であるので、ｎ周波数[Hz]

図１１地点２と４における周波数別減衰量

（２）振動レベル

振動レベル予測式の定数項のヒストグラム（振動速度は実測）発破による振動レベルの予測値と実測値の比較を図１６に141.01260.44700.22060
振動レベル（地点②）振動レベル(地点①）0.060

実測値[dB]0.6

実測値[dB]8

累積相対度数10頻度示す。予測式は比較的よくあっていると考えられる。

0.850504075 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89
定数項
40304070304050
予測値[dB]60

振動レベル予測式の定数項のヒストグラム（実 測 値 ）振動レベル予測式の定数項のヒストグラム（振動速度は予測）70

実測値[dB]

1.0

1280.660.44

累積相対度数0.810
頻度

60
振動レベル（地点③）140

振動レベル（地点④）6050

40400.225060
予測値[dB]

7050

4030304050予測値[dB]600.0
75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89
定数項

図１３60
予測値[dB]

実測値[dB]

図１２50

図１６

振動レベル予測式の定数項のヒストグラム（予 測 値 ）予測値と実測値の比較

まとめ
今回の調査結果より、発破に起因する騒音、振動及び低周

３．実測値と予測値の比較

波音の伝搬状況および予測方法の検証を行った結果を以下に（１）騒音と低周波音まとめて示す。

発破による騒音レベル、低周波音の予測値と実測値の比較を図１４に示す。また地点４における低周波音について地点

１．距離減衰について３における山を障壁とみなした二重回折の取り扱いをした場

騒音レベルについては地点４で有効なデータが測定でき合の予測値と実測値の比較を図１５に示す。二重回折を見込ず、距離との関係を示すことができなかった。振動レベルにんだ場合の方が、予測値と実測値の相関は若干よくなってい

ついては予測式では 10 倍の距離で 40dB の割合で減衰し、測る。

定値では約 41.9dB となった 。低周波音圧レベルについては 、80110
騒音レベル70

約 5.5dB となった。

100
実測値[dB]

実測値[dB]

予 測 式 に お い て は 倍 距 離 -6dB の 割 合 で 減 衰 し 、 測 定 値 で は

低周波音圧レベル

605090２．発破による周波数特性について
80

40y = 0.8988x + 8.1309
2R = 0.4118
70405060
予測値[dB]

7080

708090100
予測値[dB]110

振動加速度レベルの鉛直方向の卓越周波数は地点によりほぼ一定で地点１では 16 〜 25Hz、地点２では 50Hz 、地点３では 80Hz 、地点４では 63Hz であった。

図１４

予測値と実測値の相関

11012.5Hz、地点２では 3.15 〜 10Hz、地点３では 12.5 〜 20Hz、低周波音圧レベル

地点４では 3.15 〜 8Hz であった。しかし、その周波数構成

実測値[dB]100は卓越周波数付近で平坦に近いものであった。
9080

y = 0.7723x + 20.247
2
R = 0.5358

7070

図１５

低周波音の音圧レベルの卓越周波数は地点１では 3.15 〜8090100
予測値[dB]

110

予測値と実測値の相関（地点４において二重回折を見込んだ場合）

３．発破定数Ｋについて振動速度を予測するにあたって測定地点毎、発破毎に発破定数Ｋを求めた 。その結果地点１では 140 〜 505 の間にあり、平均は 306 であった。地点２では 216 〜 418 の間にあり、平均は 314 であった。地点３では 145 〜 432 の間にあり、平均は 324 であった。地点４では 288 〜 336 の間にあり、平均は310 であった。

４．振動レベルと振動速度の関係について
振動レベルの予測においては一般に振動速度を予測し、振動速度から振動レベルを予測しているが、振動速度と振動レベルの間にはＶＬ＝２０ｌｏｇ（Ｖｐ）＋８４の関係が成立していた。

５．予測結果と実測結果の比較
騒音レベルの測定値については、予測値をほぼ中心に分布しているがそのばらつきは大きかった。振動レベルについて
は、予測値と実測値がよく一致していた。低周波音について
は、予測値と実測値によい相関が見られた。また地点４において地点３における山を二重回折があるとした場合には、よりよい相関が見られた。ただし周波数別に山による減衰量を見た場合においては、両者の間をとるものであり、その取り扱いには十分な注意が必要である。

６．今後の課題
今回の調査結果から阪南丘陵開発計画に係る土砂採取事業における実測事例をもとに作成された盤打ち発破に起因する騒音・低周波音の予測モデルの検証が行うことができた。また従来から用いられている振動レベルの予測式についても検証することができた。しかし、測定した発破数はその数が少ないものであり、今後より多くの事例を収集して予測式のさらなる検証を行うことが必要であると考えられる。
また周辺地域への影響がより大きいと考えられるベンチカ
ット発破についても、同様に測定データを蓄積していくことが必要である。

参考文献
１）大阪府土地開発公社

財団法人

関西空港調査会：発破による騒音及び低周波空気振動の予測モデル検討結果報
告書２）工業火薬協会編 新発破ハンドブック 山海堂 1989 年