建設の施工企画 ’10. 667

CMI 報告④騒音，低周波音とも坑口からの屋外伝搬音は，点音源の距離減衰特性（距離が 2 倍になるごとに音圧レベルが 6 dB ずつ低下するという特性）を有している。
⑤切羽（トンネル掘削位置）から坑口に到達するまで

トンネル発破音のエネルギー評価と測定方法の留意点のトンネル坑内の伝搬音は，騒音に比べて低周波音の減衰が小さい。

3．トンネル発破音のエネルギー評価
道路交通騒音の評価手法が平成 10 年に統計値であ佐野

昌伴る騒音レベルの中央値

50から騒音のエネルギーの時間的な平均値である時間別等価騒音レベル

Aeq,更された。また，航空機騒音がから時間帯補正等価騒音レベルに変den に変更されるなど，エネルギーベースの評価が主流となり，国際的にも騒音の総暴露量を正確に評価する方向に進んでいる。
等価騒音レベルは，一定の時間における総暴露量1．はじめにをその時間で平均した値である。これに対して，トン
日本音響学会建設工事騒音予測調査研究委員会でネル発破音のように単発的に発生する衝撃音のエネルは，トンネル工事の発破に伴って発生する音（以下「トギーベースでの評価量には，単発音の総暴露量を 1 s 当ンネル発破音」という。）の予測・評価法の標準案をたりに換算した単発騒音暴露レベル

AEが用いられる。

ASJ CN-Model 2007 の中で提案している（以下「予測モデル」という。
）。この予測モデルによれば，従来

4．トンネル発破音の予測計算法は騒音レベルの最大値で評価されることが多かったトンネル発破音を音のエネルギー量で取り扱っているのが特徴である。

予測モデルのうち，障害物での回折を考慮しないケースについての進め方を以下に概説する。説明に際施工技術総合研究所は，予測モデル策定の基礎デー
タを得るために，トンネル発破音の測定と解析を実施し必要となる部分は，予測モデルからそのまま引用していることをご留意いただきたい 1），2）。

した。本稿では，トンネル発破音の特徴，トンネル発破音のエネルギー評価，トンネル発破音の予測計算法，（1）予測計算の考え方

音響エネルギーレベル，および測定方法の留意点を概予測モデルでは，切羽で発生した衝撃音がトンネル説する。予測計算法等の詳細については予測モデルを内を伝搬して坑口に到達し，外部に放射されるまでの1）参照いただきたい 。

過程を，①切羽から坑口までの伝搬と，②坑口に設定した 2 次的な仮想点音源から外部への放射，の 2 段階

2．トンネル発破音の特徴に分けて考えることを基本としている。
予測計算フローを図─ 1 に示す。ここでは周波数一般論として，トンネル発破音には以下のような特徴がある。

重み付け特性 A を中心に説明するが，C 特性による値を求めるときは，記号の添字 A を C に代えればよい。

①急激な立ち上がりの衝撃音で，かつ大きく変化し，非常に低い周波数成分を多く含んでいる。

（2）予測計算法の手順②低周波音（100 Hz 程度より低い周波数の音）は，手順①（騒音源データ）では，工事計画における発人間にはほとんど感知されないが，建具や窓ガラス破の条件から，切羽における衝撃音源の A 特性音響ががたつくなどの物理的苦情が発生する可能性があ

エネルギーレベル

り，心理的苦情や生理的苦情の事例もある。
③騒音（100 Hz 以上の騒音領域）は指向性が強いが，低周波音はほぼ無指向性である。

JA,faceを設定する。

トンネル発破音の騒音源データは，類似箇所における実測値あるいは既存文献に示されている値に基づいて設定する。表─ 1 は実測値で，岩盤等級が C 等級，

68’10. 6

建設の施工企画

10 段および 15 段の段発，総薬量が 36 〜 77 kg の発

ここで， は半円形トンネルの半径［m］， は切羽と坑口までの坑内距離［m］。 はトンネル内の吸音破条件で得られた値である。
手順②では，トンネル発破音が切羽から坑口まで伝に関するパラメータを意味し，類似箇所における実測搬する間の減衰（坑内減衰補正量）を考慮して，トン値あるいは既存文献に示されている値に基づいて設定

ネル坑口部の断面中央位置に設定した仮想点音源となする。 の実測例として，3 箇所のトンネル工事現場

る A 特性音響エネルギーレベルにおける実測結果の平均値を表─ 2 に示す。

JA,portalを式（1）により求める。

表─ 2

手順③として，対策工として防音扉が設置されるケースでは，その効果に関する補正量Δ

wall

トンネル発破音のトンネル内吸音に関するパラメータ の測定例

は，類似箇所における実測値あるいは既存文献で提案されている値を用いる。図─ 2 に 4 箇所のトンネル工事現場

A 特性

C 特性

二次覆工未施工区間

0.340.08

二次覆工施工済区間

0.210.03における防音扉の騒音低減効果（挿入損失）の実測例を示す（現地測定で用いた模擬音源は 6 章を参照）。
手順④では，坑口の仮想点音源から予測点までの伝搬を計算し，予測点における単発騒音暴露レベルAEを式（3）により求める。
手順⑤として，騒音レベルの最大値する場合は，式（4）によりA,Fmaxを算出に補正量Δ を加算AEすることで推定する。

図─ 1
表─ 1

トンネル発破音の計算フロー

切羽点におけるトンネル発破音の音響エネルギーレベル
JA,face， JC,face の実測値

A 特性（）

JA,face

C 特性（平 均 値［dB］

166172

標準偏差［dB］

3.31.3）JC,face図─ 2〔障害物での回折を考慮しない場合〕
AE

JA,portal＝

ここで，ΔJA,facetn＋Δ

（1）

tn

防音扉の挿入損失の実測例

は坑内における減衰に関する補正量［dB］で，次式（2）により計算する。

＝

JA,portal− 8 − 20log10 ＋Δ

gmd

＋Δ

（3）

wall

ここで， は仮想的な点音源から予測点までの直達
距離［m］，Δgmd

はトンネル発破音に対する地表面の影響に関する補正量［dB］，Δ

wall

は防音扉の設置などの対策工による効果に関する補正量［dB］
Δtn＝ 10log10 1 −2+（2）（2）
A,Fmax＝AE＋Δ（4）建設の施工企画 ’10. 669（5）

上記の「音響エネルギーレベル」と，等価騒音レベ

ここで，Δ は実測に基づく補正量であり，4 箇所ルなどをエネルギー的評価量という場合の「エネルのトンネル工事現場において，計 11 回のトンネル発ギー」は意味が異なる。前者は物理的にも本当のエネ破音を対象とした実測結果から求めたものである。

ルギー（単位：J）に着目している。一方，等価騒音

Δ ＝4レベルの場合には信号（音圧）の実効値（音圧信号の5．音響エネルギーレベル LJ2 乗の時間積分値の時間平均値）をレベル表示した量
で，一般に「エネルギー平均」あるいは「パワー平均」「音響エネルギーレベル」という用語を聞き慣れなという言葉が使われているが，物理的な意味での「エい方も多いと思われる。
ここでは，「音響パワーレベル」ネルギー」とは異なるので留意が必要である。と「音響エネルギーレベル」の違いについて，補足説明する 3）。

6．トンネル発破音の測定方法の留意点

音響パワーレベルは時間平均の概念に基づく量で，（1）測定機器

定常的（あるいはある時間で見れば定常とみなせる）騒音計は，トンネル坑内では大音圧測定が可能な音源については適用できるが，単発的な衝撃音や間欠サウンドレベルメータ（プリアンプに特別仕様の 1/4音を発生する音源については適用できない。

inch マイクロホンを装着）と低周波音レベル計，ト

このような音源については，発生ごとの音響エネル
ギーに着目し，それをレベル表示した音響エネルギー

ンネル坑外ではサウンドレベルメータと低周波音レベル計を用いた。
トンネル発破音は，非常に大きな音圧を有するたレベルで評価する必要がある。

め，一般の環境騒音の測定に用いられるサウンドレベ○音響パワーレベル

ルメータでは，測定範囲の上限値を超える（オーバー定常音を発生する音源の音響パワーをレベル表示しロード）可能性が高いので留意が必要である。

た量で，次式（6）で定義される（図─ 3 参照）。
＝ 10log10（6）0

ここで， 0=10− 12（2）模擬音源
トンネル発破音の音響エネルギーレベルの推定は，置換音源法の原理に基づき行った。音響エネルギーレW（基準の音響パワー）。

ベルが既知である模擬音源を用いて，切羽から音を発生させ，トンネル坑内の測定点で音圧レベルを測定した値と，同じ測定点で切羽の発破による音圧レベルを測定した値の差を用いて，トンネル発破音の音響エネ
図─ 3

定常騒音ルギーレベルを求めた。
また，防音扉を設置するトンネル工事現場では，近○音響エネルギーレベル
衝撃音など単発的な音を発生する音源の音響エネル

隣住民との合意形成の基に，騒音対策を実施している

ギーをレベル表示した量で，次式（7）で定義される（図ケースが多いため，防音扉を開閉させて，トンネル発─ 4 参照）。

破音を測定することが難しい。そこで，模擬音源を用＝ 10log10（7）0ここで， 0=10− 12J（基準の音響エネルギー）。

いて防音扉開閉時の単発音圧暴露レベルの差を測定し，防音扉の挿入損失とした。
現地測定では，写真─ 1 に示すように模擬音源と音源スピーカの 2 種類を使用した。模擬音源は，直径 16.5 cm ×長さ 200 cm の円筒状で，この筒の中に圧縮空気を充填（ゲージ圧は 3 気圧）し，先端開口部の PET シートを破ることで，破裂音を発生させる方式である。周波数特性は，図─ 5（平均値と標準偏差）に示すように広帯域の周波数成分を含む衝撃性音源である。

図─ 4

単発性の間欠・衝撃騒音

70

建設の施工企画’10. 6ベースでの評価の主な利点は，騒音の予測計算が合理的に行える，環境騒音とアノイアンス（騒音による不音源スピーカ快感や被害感）の対応が比較的よい，時間変動特性が違っても適用できる，などが挙げられる。
今後は，多様な発破条件での切羽におけるトンネル発破音の音響エネルギーレベルデータのさらなる蓄積が必要と考えられる。

模擬音源

写真─ 1

図─ 5

模擬音源を用いた測定状況《参 考 文 献》
1）日本音響学会建設工事騒音予測調査研究委員会：建設工事騒音の予測
モデル「ASJ CN-Model 2007」，音響学会誌 64 巻 4 号，2008 年 4 月
2）横田，縄岡，橘：広帯域衝撃性音源を用いたトンネル発破音の音響エ
ネルギーレベル推定，日本音響学会 2008 年春季研究発表会，2008 年
3月3）橘，矢野：環境騒音・建築音響の測定，コロナ社，2004 年 3 月
4）横田，土肥，牧野，岡田，吉久：広帯域・高音響エネルギーレベル衝
撃性音源の開発と伝搬実験への適用，日本音響学会春期研究発表会講演論文集，2007 年 3 月

模擬音源の音響エネルギーレベル測定結果 4）

7．おわりに予測モデルでは，一般的な建設工事騒音も等価騒音レベルで評価する方法を提案している。エネルギー［筆者紹介］
佐野 昌伴（さの まさとも）㈳日本建設機械化協会 施工技術総合研究所
研究第四部
研究課長