トンネル吸音ボックス

清水建設は、音響制御技術の活用により、トンネル工事の発破に伴う低周波音の低減技術「トンネル吸音ボックス」を開発し、同社JVが施工中の東北中央自動車道栗子トンネル(福島側)工事で低減効果を確認したと発表した。

音響制御技術は、劇場などの残響時間を調整する技術であり、同社は特定の周波数を限定的に吸収する吸音ボックス(共鳴箱)の特性に着目、トンネル工事への適用を検討してきた。

トンネル工事では、発破に伴う騒音対策が重要で、可聴域の高周波音は、坑口に設ける防音扉により低減するが、近隣の住環境に影響を与える恐れがある低周波音で、効果的な低減技術の開発が求められていた。

同社は、トンネル工事仕様の吸音ボックスの開発に向け、室内試験や音響解析を重ねるとともに、栗子トンネルで実証実験を実施した。この結果、プロトタイプのトンネル吸音ボックス50個により、可聴音のうち防音扉で遮音が困難な20〜30ヘルツの低周波音を10デシベル、エネルギーに換算して10分の1に低減できることを確認した。

更に実験結果を踏まえ、トンネル吸音ボックスの材質や規模・形状を検討した結果、材質は爆風に耐えられるプラスチック、大きさ・形状は縦0.5m、横1m、奥行き3m程度のボックス型にするとともに、ボックス内部に間仕切り板を設け内部の空洞をU字状とした。発破により生じる低周波音は、開口からトンネル吸音ボックスの中に入ることによって、ボックス内部で共鳴して吸音される仕組み。

設置個数は、施工条件や低減目標によって異なるが、50〜100個で、設置位置や設置角度は任意。ボックスは容易に組立て・解体が可能で、繰返して使用できる。

トンネル吸音ボックスのコストは、防音扉を1基から2基に増設して同等の低周波音低減効果を得る場合の3分の1程度に抑えられる。また、高い吸音効果があることから、坑口付近の掘削でも、従来の機械掘りに代えて、発破を早い段階から実施できるため、掘削効率の向上も図れる。

同社では今後、周辺環境保全が課題となるトンネル工事に対して、トンネル吸音ボックスの採用を提案していく。

清水建設、トンネル工事での低周波音の低減技術を開発