トンネル用防音壁及びその施工方法
【課題】トンネル用防音壁の組立作業や解体作業を短時間で効率よく行えるようにする。
【解決手段】トンネル用防音壁１０は複数の組立ユニットＵ１〜Ｕ１２を左右方向及び上下方向に連結することによって構成される。各組立ユニットＵ１〜Ｕ１２は、坑口壁部１２及び正面壁部１１を形成する相対向した２つの矩形状の小壁部材ｓ１と、各小壁部材ｓ１の外周を囲む取付枠２２と、各取付枠２２を連結する連結枠２４とを有する直方体形状又は立方体形状に形成される。さらに、組立ユニットＵ１〜Ｕ１２は、小壁部材ｓ１が開き扉１５として取付枠２２に開閉可能に支持されている扉ユニットＵ１，Ｕ２と、扉ユニットＵ１，Ｕ２よりも左右側方に配置されるサイドユニットＵ４〜Ｕ９と、扉ユニットＵ１，Ｕ２の上方に配置されるアッパーユニットＵ３と、を含む。
【解決手段】トンネル用防音壁１０は複数の組立ユニットＵ１〜Ｕ１２を左右方向及び上下方向に連結することによって構成される。各組立ユニットＵ１〜Ｕ１２は、坑口壁部１２及び正面壁部１１を形成する相対向した２つの矩形状の小壁部材ｓ１と、各小壁部材ｓ１の外周を囲む取付枠２２と、各取付枠２２を連結する連結枠２４とを有する直方体形状又は立方体形状に形成される。さらに、組立ユニットＵ１〜Ｕ１２は、小壁部材ｓ１が開き扉１５として取付枠２２に開閉可能に支持されている扉ユニットＵ１，Ｕ２と、扉ユニットＵ１，Ｕ２よりも左右側方に配置されるサイドユニットＵ４〜Ｕ９と、扉ユニットＵ１，Ｕ２の上方に配置されるアッパーユニットＵ３と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル工事における発破音等の騒音を低減するためのトンネル用防音壁及びその施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネル工事において、掘削に発破を使用する場合、近隣集落への振動及び騒音防止対策が大きな課題になっている。かかるトンネル工事での騒音対策として、坑口から切羽までの間の複数箇所に、厚さ数十センチ程度の防音壁を設置するのが一般的である。
しかし、トンネルの内部に複数の防音壁を設けるには、トンネル内へ資材や土砂を搬入する煩雑な作業が必要となり、トンネル内であることから防音壁の組立作業も困難となる。
【０００３】
そのため、下記特許文献１には、トンネルの内部ではなくトンネルの外部で坑口を塞ぐように設置されるトンネル用防音壁が提案されている。
特許文献１に記載のトンネル用防音壁は、前後に間隔をあけて配置された坑口壁部及び正面壁部と、坑口壁部と正面壁部とを連結する連結壁部を備えている。坑口壁部及び正面壁部は、壁幅方向に複数本の縦梁部材や上下方向に複数本の横梁部材の組合せによって構成された骨組みに、多数枚の小壁部材（防音用のパネル）や防音扉を取り付けることによって構成されている。
【特許文献１】特開２００６−２８３５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のトンネル用防音壁は、縦梁部材、横梁部材、小壁部材、防音扉、これらの連結用のボルトなど多種多様な部品から構成され、これらはバラバラに分解された状態で現場に搬入又は現場から搬出される。したがって、運搬トラック等への荷積みが非常に面倒であり、部品数が多いため多くの運搬トラックが必要となる。
さらに、このトンネル用防音壁は、まず、トンネルの坑口前に複数本の縦梁部材や横梁部材を組み立てて骨組みを作り、この骨組みに１枚ずつ小壁部材を取り付ける必要がある。また、各部品の連結にはボルトが用いられているため、多数の箇所についてボルトの締結作業を行う必要もある。そのため、トンネル用防音壁の組立作業及び解体作業に非常に時間がかかる。
【０００５】
上記トンネル用防音壁を用いたトンネル工事においては、ある程度掘削が進行したのちトンネル用防音壁を一旦解体して撤去し、覆工コンクリートを打設するためのセントルをトンネル内に入れ、その後再びトンネル用防音壁を組み立てる作業が行われる。しかし、特許文献１記載のトンネル用防音壁は、上述のごとく組立と解体に時間がかかるため、セントルの導入作業にも時間を要し、トンネル工事全体の長期化に繋がる。
【０００６】
本発明は、壁幅方向及び上下方向に連結される複数の組立ユニットによってトンネル用防音壁を構成することで、部品の運搬、組立、及び解体の作業を短時間で効率良く行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、トンネル外部の坑口前に設置され、前後に間隔をあけて配置された坑口壁部と正面壁部とを備えているトンネル用防音壁であって、
坑口壁部及び正面壁部の一部を形成する相対向した２つの小壁部材と、各小壁部材の外周を囲む２つの取付枠と、この２つの取付枠を連結する連結枠とを有する直方体形状又は立方体形状の複数の組立ユニットを備え、この複数の組立ユニットを壁幅方向及び上下方向に連結することによって構成されており、
前記組立ユニットは、
前記小壁部材が開き扉として前記取付枠に開閉可能に支持されている扉ユニットと、
前記扉ユニットよりも壁幅方向の側方に配置されるサイドユニットと、
前記扉ユニットの上方に配置されるアッパーユニットと、を含むことを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
本発明のトンネル用防音壁は、坑口壁部と正面壁部との２重壁構造を具備している。そして、現場において骨組みと共に各壁部をそれぞれ個別に組み立てるのではなく、双方の壁部の一部を形成する２つの小壁部材を具備した組立ユニットを予め製造しておき、現場でこの組立ユニットを壁幅方向及び上下方向に積み重ねて連結することによってトンネル用防音壁を組み立てる。
【０００９】
したがって、現場への運搬のため、運搬用トラックには直方体形状又は立方体形状の組立ユニットを積み込めばよいので、荷積みが容易となる。また、現場において、柱や梁等の骨組みを組み立てたり、小壁部材を一枚ずつ取り付けたりする作業を無くすことができ、施工現場における組立作業及び解体作業を少ない手間で短時間に効率よく行うことが可能となる。そのため、トンネル用防音壁の組立・解体のために長い工期をとる必要がなく、トンネル工事全体の工期短縮にも寄与する。
【００１０】
上記のようにトンネル用防音壁をユニット化する場合、作業車両等の出入口となる開き扉（防音扉）を如何に構成するかが問題となる。仮に、開き扉を組立ユニットとは別に構成し、組み上がったトンネル用防音壁に個別に取り付けるようにした場合、組立作業及び解体作業の効率化が妨げられる。そのため、本発明では、坑口壁部側の開き扉及び正面壁部側の開き扉の双方を扉枠（取付枠）も含めたかたちで組立ユニットとしてユニット化している。これによりトンネル用防音壁の全体の組立作業及び解体作業を効率よく行うことができる。
【００１１】
一方、開き扉は、作業車両の通過を許容する関係上非常に大きく（通常、幅及び高さが５ｍ程度）、そのままの状態で単体のユニットにすると、非常に大型となり、運搬等の取り扱いに支障が生じる可能性がある。そのため、本発明では、扉ユニットを上下２分割構造とすることによって、取り扱いを容易に行えるようにしている（請求項２）。ここで、扉ユニットを上下２分割構造としたのは、扉ユニットを左右２分割構造とすると、高さ寸法を縮小することができず、運搬上の高さ制限が問題になるからである。なお、扉ユニットを左右２分割構造とし、横向きの状態で運搬すれば、運搬上の高さ制限を回避することは可能であるが、分割された扉ユニットを姿勢変更するためには大がかりな作業が必要となるため、好ましくない。
【００１２】
扉ユニットを上下方向の中央で上部ユニットと下部ユニットとに上下に２分割する場合、その他の組立ユニットについてもこの上部ユニットと下部ユニットとを基準として寸法を設定することが好ましい（請求項３）。具体的には、扉ユニットよりも壁幅方向の側方に配置されるサイドユニットは、上部ユニット及び下部ユニットと同じ高さ寸法に設定することが好ましく、扉ユニットの上方に配置されるアッパーユニットは、扉ユニットと同じ壁幅方向寸法に設定することが好ましい。このようにすれば、組立ユニットに寸法の統一性を持たせ、部品の共通化や製造の標準化を図ることができ、製造コストを低減することができる。また、トンネル用防音壁の組立もより簡単に行うことができる。
【００１３】
扉ユニットにおいて、開き扉は、その一側部が取付枠にヒンジ等を介して連結されるため、その荷重は、取付枠に曲げモーメントを生じさせるように作用し、取付枠を壁幅方向の内側へ向けて変形（曲げ、倒れ）させようとする。特に、扉ユニットが上部ユニットと下部ユニットとに分割されている場合、取付枠が変形する可能性はより高くなる。そのため、扉ユニットとサイドユニットとの連結構造を、互いに隣接する取付枠同士が離反しないような形態とし、扉ユニットの取付枠に作用する曲げモーメントに抗して、取付枠をサイドユニットに支持させることが好ましい（請求項４）。このようにすれば、扉ユニットの取付枠自体の強度をさほど高くしなくても、当該取付枠の形状、姿勢を維持することができる。そのため、扉ユニットの取付枠の部材寸法（太さ等）を小さくし、その分、出入口の寸法を大きくとることが可能となる。
【００１４】
扉ユニットとサイドユニットとの連結構造は、互いに隣接する取付枠の一方に設けられた係合ピンと、他方に設けられ、前記係合ピンに係合する係合フックとを備えていることが好ましい。これによって簡単な構造で扉ユニットの取付枠をサイドユニットによって支持することができる。また、扉ユニットとサイドユニットとの連結にボルト等の締結具が不要となり、組立及び解体をより短時間で簡単に行うことができる。
【００１５】
本発明のトンネル用防音壁の施工方法は、複数の組立ユニットを上下方向複数段かつ壁幅方向複数列に連結することによって構成されるとともに、開き扉を有しているトンネル用防音壁の施工方法であって、上下方向の各段について、開き扉を含む列の組立ユニットを先行して設置し、その後、当該組立ユニットの壁幅方向側部に他の組立ユニットを設置することを特徴とするものである。
このように、開き扉を含む列の組立ユニットを先行して設置することにより、開き扉の位置を設計通りに正確に設定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トンネル用防音壁が複数の組立ユニットを壁幅方向及び上下方向に連結することによって構成されるので、部品の運搬、組立、及び解体の作業を短時間で効率良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るトンネル用防音壁１０の正面図であり、図２は、トンネル用防音壁１０の側面図であり、図３は、トンネル用防音壁１０の平面図である。トンネル用防音壁１０は、トンネルＴの内部には設置されず、トンネルＴの外部から坑口Ｔ１を塞ぐように設置されている。すなわち、このトンネル用防音壁１０は、トンネルＴの坑口Ｔ１に密接して坑口Ｔ１前に設置されている。なお、図１は、トンネル用防音壁１０を外部側からみた正面図であり、トンネル用防音壁１０の裏側に位置するトンネルＴの坑口Ｔ１を仮想線で示している。
【００１８】
図１に示すように、トンネル用防音壁１０は、全体として幅Ｗ０と高さＨ０を有する正面矩形状に形成されている。トンネル用防音壁１０の正面の壁面積はトンネルＴの坑口Ｔ１の開口面積よりも大きく形成されている。トンネル用防音壁１０は、トンネルＴの内部ではなく外部に設置されるので、その壁体形状をトンネル内周面の断面形状と一致させる必要はない。
【００１９】
図２及び図３に示すように、トンネル用防音壁１０は、前後方向（トンネルＴの延長方向）に間隔をあけて対向する正面壁部１１と、坑口壁部１２とを有している。また、正面壁部１１と坑口壁部１２の周縁部同士は、連結壁部１３，１４によって互いに連結されている。これによって、トンネル用防音壁１０は、全体として中空構造の矩形壁体に構成されている。
坑口壁部１２と正面壁部１１の周縁部同士を連結する連結壁部１３，１４は、天井壁部１３と側面壁部１４とからなる。天井壁部１３は、坑口壁部１２と正面壁部１１の天井縁同士を互いに連結しており、側面壁部１４は、坑口壁部１２と正面壁部１１の側面縁同士を互いに連結している。
【００２０】
正面壁部１１と坑口壁部１２の左右方向（壁幅方向）の中央部には観音開きタイプの防音扉１５が設けられている。この防音扉１５を介して作業車両や機材、人員等の出入りが可能となっている。また防音扉１５の上側には、図示しないダクトを貫通させるためのダクト孔１６が形成されている。
【００２１】
本実施形態のトンネル用防音壁１０は、直方体形状の複数の組立ユニットＵ１〜Ｕ１２を左右方向及び上下方向に並列させ、互いに連結させることによって構成されている。具体的には、図１〜図３に示すように、トンネル用防音壁１０は、合計１２個の組立ユニットＵ１〜Ｕ１２から構成され、１２個の組立ユニットＵ１〜Ｕ１２を左右方向３列、上下方向４段に並列させることにより構成されている。
【００２２】
本実施形態では、防音扉１５を含む組立ユニットを扉ユニットＤＵ（Ｕ１，Ｕ２）といい、この扉ユニットＵ１，Ｕ２よりも左右方向の側方に配置される組立ユニットをサイドユニットＵ４〜Ｕ９といい、扉ユニットＤＵの上方に配置される組立ユニットをアッパーユニットＵ３という。また、本実施の形態では、最上段の組立ユニットを高さ調整用の調整ユニットＵ１０〜Ｕ１２という。
【００２３】
左右方向中央部の列には、扉ユニットＵ１，Ｕ２、アッパーユニットＵ３、調整ユニットＵ１０が上下方向に積み重ねられており、これらは同一の左右方向寸法Ｗ１に形成されている。一方、左右方向の両側部の列には、サイドユニットＵ４〜Ｕ９及び調整ユニットＵ１１，Ｕ１２が上下方向に積み重ねられている。左右方向一方側のサイドユニットＵ４〜Ｕ６及び調整ユニットＵ１１の左右方向寸法Ｗ２と、同他方側のサイドユニットＵ７〜Ｕ９及び調整ユニットＵ１２の左右方向寸法Ｗ３とは同一寸法とされ（Ｗ２＝Ｗ３）、扉ユニットＵ１，Ｕ２の左右方向寸法Ｗ１よりもやや小さくなっている（Ｗ１＞Ｗ２＝Ｗ３）。
【００２４】
下から３段目までの組立ユニットＵ１〜Ｕ９は、その高さ寸法Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が全て同一とされている。最上段の組立ユニット（調整ユニット）Ｕ１０〜Ｕ１２の高さ寸法Ｈ４は、高さ寸法Ｈ１〜Ｈ３よりも小さくなっている。
また、図２に示すように、各組立ユニットＵ１〜Ｕ１２の奥行き寸法（前後方向寸法）は、トンネル用防音壁１０全体の奥行き寸法Ｄ０と同一とされている。
【００２５】
なお、各寸法について例示すると、トンネル用防音壁１０全体の高さ寸法Ｈ０は８．２ｍ、左右寸法Ｗ０は１４．２５ｍとされ、奥行き寸法Ｄ０は２ｍとされている。また、組立ユニットの高さ寸法Ｈ１〜Ｈ３は２．５ｍ、Ｈ４は０．７ｍ、左右方向寸法Ｗ１は５．２５ｍ、Ｗ２及びＷ３は４．５ｍとされている。
【００２６】
図４は、サイドユニットＵ４〜Ｕ９を示す斜視図である。このサイドユニットＵ４〜Ｕ９を例として組立ユニットの基本構造について説明する。組立ユニットは、正面壁部１１及び坑口壁部１２の一部を形成する相対向した２枚の小壁部材ｓ１を備えており、各小壁部材ｓ１の外周部は、方形状の取付枠２２に囲まれた状態で取付枠２２に取り付けられている。前後の取付枠２２の４隅は、連結枠２４によって互いに連結されている。したがって、取付枠２２及び連結枠２４によって、組立ユニットの外郭形状である直方体形状の各辺部が構成されている。なお、図示はしていないが、組立ユニットの内部には、直方体形状を保持するためのブレス材（補強材）が必要に応じて設けられる。また、取付枠２２や連結枠２４には、Ｈ型鋼や溝型鋼等の型鋼材が用いられている。
【００２７】
トンネル用防音壁１０の左右方向両側及び最上部に位置する組立ユニットＵ４〜Ｕ１２には、図１に示すように、天井壁部１３及び側面壁部１４の一部を構成する小壁部材ｓ２，ｓ３が更に設けられている。すなわち、図４に示すサイドユニットＵ４〜Ｕ９や、調整ユニットＵ１１，Ｕ１２には、側面壁部１４の一部を構成する小壁部材ｓ３が左右片側に設けられ、最上段の調整ユニットＵ１０〜Ｕ１２には、天井壁部１３の一部を構成する小壁部材ｓ２が上部に設けられている。
【００２８】
サイドユニットＵ４〜Ｕ９は、全て同一の構造であり、左右一方側のサイドユニットＵ４〜Ｕ６と、左右他方側のサイドユニットＵ７〜Ｕ９とは、前後の向きを反転させた関係となっている。
また、アッパーユニットＵ３は、左右方向の幅Ｗ１が異なる点、小壁部材ｓ１にダクト孔１６が形成されている点、小壁部材ｓ３を備えていない点を除き、サイドユニットＵ４〜Ｕ９とほぼ同一の構造である。
【００２９】
最上段両側の調整ユニットＵ１１，Ｕ１２は、上下方向の高さ寸法Ｈ４が異なる点、天井壁部１３を形成する小壁部材ｓ２を備えている点を除き、サイドユニットＵ４〜Ｕ９とほぼ同一の構造である。また、最上段中央の調整ユニットＵ１０は、左右方向及び上下方向の寸法Ｗ１，Ｈ４が異なる点、小壁部材ｓ３を備えず小壁部材ｓ２を備えている点を除き、サイドユニットＵ４〜Ｕ９とほぼ同一の構造である。
【００３０】
なお、小壁部材ｓ１〜ｓ３は、防音機能（遮音又は吸音）を有するパネルであり、例えば、扁平な直方体形状に形成された中空ボックス内に、コンクリート、砂、土、水等の防音材を封入した構成とすることができる。防音材としてコンクリートを用いる場合は、コンクリート面がパネル外面に露出するようにしてもよい。また、取付枠２２や連結枠２４のうち外側に面する部分の内部にも、コンクリート等の防音材が封入されている。小壁部材ｓ１〜ｓ３として、金属製のボックス又は基板にコンクリートを接着させる場合には、両者の熱膨張差による剥離を防止するため、スタッドジベル等の結合部材を設けることが好ましい。
【００３１】
次に、扉ユニットＤＵについて説明する。図５は、扉ユニットＤＵの斜視図である。
扉ユニットＤＵは、下部ユニットＵ１と上部ユニットＵ２とからなり、上下方向に２分割構造とされている。下部ユニットＵ１及び上部ユニットＵ２の基本構造は、他の組立ユニット（例えば、図４のサイドユニットＵ４〜Ｕ９）とほぼ同一であり、小壁部材ｓ１と、取付枠２２と、連結枠２４とを有している。ただし、小壁部材ｓ１が、左右に２分割されるとともに、それぞれ取付枠２２の左右両側の縦枠部材２２ａにヒンジ２６を介して揺動可能に取り付けられている点、取付枠２２が、小壁部材ｓ１の上側又は下側を囲む横枠部材を備えていない点が主に異なる。この上部ユニットＵ２及び下部ユニットＵ１の小壁部材ｓ１は、上下に対応するものが連結ブラケット２８及びボルト２９を介して連結されることによって、防音扉（開き扉）１５を構成している。
【００３２】
図６は下部ユニットＵ１の正面図、図７は下部ユニットＵ１の平面図である。下部ユニットＵ１は、防音扉１５の下半分（以下、「下扉１５Ｌ」という）と、この下扉１５Ｌの左右方向両側及び下側の３方を囲むように設けられた取付枠２２と、前後の取付枠２２の４隅同士を連結する連結枠２４とを有している。下扉１５Ｌは、取付枠２２の縦枠部材２２ａにヒンジ２６を介して連結されている。
【００３３】
取付枠２２は、下扉１５Ｌの上側を囲む横枠部材を備えていないため、その代わりに、左右の下扉１５Ｌに亘って固定横梁３０が複数のボルト・ナット等の締結具３１によって固定されている。この固定横梁３０によって、下部ユニットＵ１の運搬中等に下扉ＵＤが開かないように固定されるとともに、下部ユニットＵ１の直方体形状が保持されるようになっている。この固定横梁３０は、トンネル用防音壁１０の組立後に取り外され、解体後に再度取り付けられる。
【００３４】
図８は、上部ユニットＵ２の正面図である。この上部ユニットＵ２は、下部ユニットＵ１を上下方向に反転させた形態とほぼ同じであり、防音扉１５の上半分（以下、「上扉１５Ｈ」という）と、この上扉１５Ｈの左右方向両側及び上側の３方を囲む取付枠２２と、前後の取付枠２２の４隅同士を連結する連結枠２４とを有している。上扉１５Ｈは、取付枠２２の縦枠部材２２ａにヒンジ２６を介して連結されている。また、左右の上扉１５Ｈは固定横梁３０及び締結具３１によって固定されている。
【００３５】
次に、各組立ユニットＵ１〜Ｕ１２の連結構造について説明する。
上下方向に隣接する組立ユニットの連結構造を図５〜図８の扉ユニットＤＵを例に説明する。図６及び図７に示すように、下部ユニットＵ１の上端面の４隅には、４本の嵌合ピン３５が立設されている。一方、下部ユニットＵ１の上端面に重ねられる上部ユニットＵ２の下端面の４隅には、図８に示すように、４本の嵌合ピン３５が嵌合される嵌合穴３６が形成されている。したがって、下部ユニットＵ１上に上部ユニットＵ２を積み重ねる際に嵌合ピン３５を嵌合穴３６に嵌合させることによって、水平方向の位置ズレが生じないように両者を連結することができる。
【００３６】
嵌合ピン３５は、最上段の組立ユニットＵ１０〜Ｕ１２（図１参照）を除く組立ユニットＵ１〜Ｕ９に設けられ、嵌合穴３６は、最下段の組立ユニットＵ１，Ｕ４，Ｕ７を除く組立ユニットＵ２，Ｕ３，Ｕ５，Ｕ６，Ｕ８〜Ｕ１２に設けられている。そして、全ての組立ユニットＵ１〜Ｕ１２が、下段側の組立ユニットの嵌合ピン３５に上段側の組立ユニットの嵌合穴３６を嵌合させることによって上下方向に連結されている。
【００３７】
なお、最下段の組立ユニットＵ１，Ｕ４，Ｕ７には嵌合穴３６が設けられていてもよい。特に、最下段のサイドユニットＵ４，Ｕ７は、他のサイドユニットＵ５，Ｕ６，Ｕ８，Ｕ９との構造の共通化のため嵌合穴３６を備えておくことが好ましい。この場合、図１に示すようにサイドユニットＵ４〜Ｕ９が配置されるべき場所であれば、どの位置にどのサイドユニットを配置してもよいことになるため、トンネル用防音壁１０の施工性を向上することができる。
【００３８】
次に、左右方向に隣接する組立ユニットの連結構造を、下部ユニットＵ１と、これに隣接するサイドユニットＵ４を例に説明する。図６及び図７に示すように、下部ユニットＵ１の取付枠２２の左右各側面には、正面視Ｌ字形状で上向きに屈曲する係合フック３８が上下前後の４箇所に設けられている。一方、図４に示すように、サイドユニットＵ４の取付枠２２の、下部ユニットＵ１に対向する側面には、前記係合フック３８に係合可能な係合ピン３９が４箇所に設けられている。
【００３９】
図９（ａ）は、係合フック３８と係合ピン３９の連結部（例えば、図１のＢ部）を示す正面断面図であり、図９（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。サイドユニットＵ４の取付枠２２の縦枠部材２２ａは、図９（ｂ）に示すように、一対のフランジ部２２ａ１が前後に対向するように配置されたＨ型鋼により構成されており、係合ピン３９は一対のフランジ部２２ａ１間に前後方向に架け渡されるように設けられている。
そして、係合フック３８を一対のフランジ部２２ａ１間の溝に挿入し、係合ピン３９に係合させることによって、下部ユニットＵ１の縦枠部材２２ａと、サイドユニットＵ４の縦枠部材２２ａとが互いに左右方向に離反しないように連結される。
【００４０】
上記係合フック３８は、図１に示すように左右方向中央部に配置された組立ユニットＵ１〜Ｕ３、Ｕ１０の左右両側部に設けられている。上記係合ピン３９は、左右方向両側の組立ユニットＵ４〜Ｕ９，Ｕ１１，Ｕ１２の、組立ユニットＵ１〜Ｕ３，Ｕ１０に隣接する側部に設けられている。そして、トンネル用防音壁１０の上下方向の各段において、上述のように、左右方向に隣接する組立ユニット同士が係合フック３８と係合ピン３９によって連結される。
【００４１】
以上のように、トンネル用防音壁１０は、複数の組立ユニットＵ１〜Ｕ１２を左右方向及び上下方向に並列させることによって組み立てられるため、従来のように縦梁部材や横梁部材を組み立てて骨組みを作り、この骨組みに小壁部材を１枚ずつ取り付けるといった手間と時間を要する作業が不要となり、組立及び解体作業を簡単且つ短時間に効率よく行うことができる。また、各組立ユニットＵ１〜Ｕ１２は、嵌合ピン３５と嵌合穴３６、及び、係合フック３８と係合ピン３９により連結されるため、ボルトやナット等の締結具を用いる必要がなく、組立及び解体作業をより簡単且つ短時間に行うことができる。そのため、例えば、トンネル工事中、トンネルＴ内にセントル等を入れるためにトンネル用防音壁１０を解体し、再度組み立てる作業を行う場合であっても、当該作業に長い工期をとる必要もなく、トンネル工事全体の工期短縮を図ることができる。但し、組立ユニットＵ１〜Ｕ１２の連結構造として、ボルト・ナット等の締結具を用いることも勿論可能である。
【００４２】
図１０に示す扉ユニットＤＵにおいて、防音扉１５の荷重はヒンジ２６を介して縦枠部材２２ａにかかり、２点鎖線で示すように縦枠部材２２ａを左右方向内方へ曲げるように作用する。特に、扉ユニットＤＵは、下部ユニットＵ１と上部ユニットＵ２とに２分割されているので、下部ユニットＵ１と上部ユニットＵ２との連結部分において、縦枠部材２２ａが左右方向内方へ折れ曲がりやすくなっている。
【００４３】
この点、本実施形態のトンネル用防音壁１０は、扉ユニットＤＵの縦枠部材２２ａが、係合ピン３９及び係合フック３８によってサイドユニットＵ４，Ｕ５，Ｕ７，Ｕ８から離反しないように支持されるため、扉ユニットＤＵの縦枠部材２２ａが左右方向内方へ曲がってしまうことはない。言い換えると、サイドユニットＵ４，Ｕ５，Ｕ７，Ｕ８によって扉ユニットＤＵの縦枠部材２２ａを支持する連結構造を採用することによって、取付枠２２を含むかたちで防音扉１５を組立ユニット（扉ユニットＤＵ）としてユニット化することが可能となり、さらに、扉ユニットＤＵを上下に２分割構造とすることが可能になっている。
【００４４】
また、扉ユニットＤＵの縦枠部材２２ａがサイドユニットＵ４，Ｕ５，Ｕ７，Ｕ８によって支持されるため、当該縦枠部材２２ａ自体の寸法（特に左右方向寸法）を可及的に小さくして強度を下げることも可能となり、その分、作業車両等の出入口を広くすることができるとともに、当該縦枠部材２２ａの材料コストを下げることができる。
本実施形態のトンネル用防音壁１０は、扉ユニットＤＵが上下方向の中央で２分割され、下部ユニットＵ１と上部ユニットＵ２との高さ寸法Ｈ１，Ｈ２が同一とされている。そして、その高さ寸法を基準として、サイドユニットＵ４〜Ｕ９の高さ寸法が設定されている。また、アッパーユニットＵ３の左右方向幅は、扉ユニットＤＵの左右方向幅Ｗ１を基準として設定されている。これにより、組立ユニットＵ１〜Ｕ９の寸法の統一化を可及的に図ることができ、組立ユニットＵ１〜Ｕ９の部品の共通化及び製造の標準化等によって製造コストを低減することが可能となる。
【００４５】
なお、最上段の調整ユニットＵ１０〜Ｕ１２は、トンネル用防音壁１０として必要とされる高さ寸法Ｈ０（坑口Ｔ１よりも大きい高さ寸法）を確保するために備えられており、その高さ寸法Ｈ４は、必要な高さ寸法Ｈ０を最低限満たすことができる寸法とされる。したがって、他の組立ユニットＵ１〜Ｕ９によって必要な高さ寸法Ｈ０を確保することが可能であれば、調整ユニットＵ１０〜Ｕ１２を省略することができる。また、調整用ユニットＵ１０〜Ｕ１２として、サイドユニットＵ４〜Ｕ９やアッパーユニットＵ３と同じ高さ寸法Ｈ１〜Ｈ３及び幅寸法Ｗ１〜Ｗ３のものを用いれば、サイドユニットＵ４〜Ｕ９及びアッパーユニットＵ３と部品の共通化、製造の標準化等を図ることができ、製造コストの低減が可能となる。
【００４６】
本実施形態のトンネル用防音壁１０は、次のような順序で組立ユニットＵ１〜Ｕ１２を設置することにより組み立てられる。すなわち、トンネル用防音壁１０は、上下方向の各段について、左右方向中央列の組立ユニットＵ１〜３，Ｕ１０を先行して設置し、その後、その隣の列の組立ユニットＵ４〜Ｕ９，Ｕ１１，Ｕ１２を設置するという順序で組み立てられる。
例えば、最初に下部ユニットＵ１を設置し、次に、その隣のサイドユニットＵ４，Ｕ７を設置し、次に上部ユニットＵ２を設置し、その後、その隣のサイドユニットＵ５，Ｕ８を設置するといったように、１段づつ完成させながら上に積み重ねて組み立てることができる。
【００４７】
または、最初に左右方向中央列の組立ユニットＵ１〜Ｕ３，Ｕ１０を複数段（２〜４段）積み重ね、その後、その隣の組立ユニットＵ４〜Ｕ９，Ｕ１１，Ｕ１２を順次積み重ねていってもよい。
このように上下方向の各段について、左右方向中央列の組立ユニットＵ１〜Ｕ３，Ｕ１０を先行して設置することにより、防音扉１５を設計通りの位置に正確に設置することが可能となる。
【００４８】
また、左右方向中央列の組立ユニットＵ１〜Ｕ３，Ｕ１０の左右両側部には、上向きに屈曲する係合フック３８（図６等参照）が設けられているため、当該係合フック３８を備えている組立ユニットＵ１〜Ｕ３，Ｕ１０を先行して設置しないと、その後、他の組立ユニットＵ４〜Ｕ９，Ｕ１１，Ｕ１２の係合ピン３９を係合フック３８に係合させることが困難となる。そのため、上記のように左右方向中央列の組立ユニットＵ１〜Ｕ４を先行して設置することがトンネル用防音壁１０の組立を効率よく行ううえで好適となる。
【００４９】
ただし、左右方向中央列の組立ユニットＵ１〜Ｕ３，Ｕ１０側に係合ピン３９を設け、左右方向両側の組立ユニットＵ４〜Ｕ９，Ｕ１１，Ｕ１２側に係合フック３８を設ければ、左右方向側部の組立ユニットＵ５〜Ｕ１２を先行して設置することも可能となる。また、左右方向中央列の組立ユニットＵ１〜Ｕ３，Ｕ１０の係合フック３８を下向きに屈曲する形状とした場合も同様である。
【００５０】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。
例えば、トンネル用防音壁１０や各組立ユニットＵ１〜Ｕ１２の寸法は、例示した値に限定されるものではなく、トンネルＴの坑口Ｔ１の大きさ等に応じて適宜変更可能である。また、サイドユニットＵ４〜Ｕ９の左右方向寸法Ｗ２，Ｗ３は、必ずしも同一（Ｗ２＝Ｗ３）でなくてもよく、扉ユニットＤＵの左右方向の位置に応じて変更することができる。扉ユニットＤＵは、上下２分割構造とするに限らず、一体の構造とすることも可能である。組立ユニットＵ１〜Ｕ１２は直方体形状に限らず立方体形状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係るトンネル用防音壁の正面図である。
【図２】同トンネル用防音壁の側面図である。
【図３】同トンネル用防音壁の平面図である。
【図４】組立ユニット（サイドユニット）の斜視図である。
【図５】扉ユニットの斜視図である。
【図６】扉ユニットの下部ユニットの正面図である。
【図７】扉ユニットの下部ユニットの平面図である。
【図８】扉ユニットの上部ユニットの正面図である。
【図９】左右方向の連結構造を示す断面図である。
【図１０】扉ユニットとサイドユニットとの左右方向の連結構造を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ トンネル用防音壁
１１ 正面壁部
１２ 坑口壁部
１５ 防音扉（開き扉）
２２ 取付枠
２４ 連結枠
３８ 係合フック
３９ 係合ピン
ｓ１ 小壁部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル工事における発破音等の騒音を低減するためのトンネル用防音壁及びその施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネル工事において、掘削に発破を使用する場合、近隣集落への振動及び騒音防止対策が大きな課題になっている。かかるトンネル工事での騒音対策として、坑口から切羽までの間の複数箇所に、厚さ数十センチ程度の防音壁を設置するのが一般的である。
しかし、トンネルの内部に複数の防音壁を設けるには、トンネル内へ資材や土砂を搬入する煩雑な作業が必要となり、トンネル内であることから防音壁の組立作業も困難となる。
【０００３】
そのため、下記特許文献１には、トンネルの内部ではなくトンネルの外部で坑口を塞ぐように設置されるトンネル用防音壁が提案されている。
特許文献１に記載のトンネル用防音壁は、前後に間隔をあけて配置された坑口壁部及び正面壁部と、坑口壁部と正面壁部とを連結する連結壁部を備えている。坑口壁部及び正面壁部は、壁幅方向に複数本の縦梁部材や上下方向に複数本の横梁部材の組合せによって構成された骨組みに、多数枚の小壁部材（防音用のパネル）や防音扉を取り付けることによって構成されている。
【特許文献１】特開２００６−２８３５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のトンネル用防音壁は、縦梁部材、横梁部材、小壁部材、防音扉、これらの連結用のボルトなど多種多様な部品から構成され、これらはバラバラに分解された状態で現場に搬入又は現場から搬出される。したがって、運搬トラック等への荷積みが非常に面倒であり、部品数が多いため多くの運搬トラックが必要となる。
さらに、このトンネル用防音壁は、まず、トンネルの坑口前に複数本の縦梁部材や横梁部材を組み立てて骨組みを作り、この骨組みに１枚ずつ小壁部材を取り付ける必要がある。また、各部品の連結にはボルトが用いられているため、多数の箇所についてボルトの締結作業を行う必要もある。そのため、トンネル用防音壁の組立作業及び解体作業に非常に時間がかかる。
【０００５】
上記トンネル用防音壁を用いたトンネル工事においては、ある程度掘削が進行したのちトンネル用防音壁を一旦解体して撤去し、覆工コンクリートを打設するためのセントルをトンネル内に入れ、その後再びトンネル用防音壁を組み立てる作業が行われる。しかし、特許文献１記載のトンネル用防音壁は、上述のごとく組立と解体に時間がかかるため、セントルの導入作業にも時間を要し、トンネル工事全体の長期化に繋がる。
【０００６】
本発明は、壁幅方向及び上下方向に連結される複数の組立ユニットによってトンネル用防音壁を構成することで、部品の運搬、組立、及び解体の作業を短時間で効率良く行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、トンネル外部の坑口前に設置され、前後に間隔をあけて配置された坑口壁部と正面壁部とを備えているトンネル用防音壁であって、
坑口壁部及び正面壁部の一部を形成する相対向した２つの小壁部材と、各小壁部材の外周を囲む２つの取付枠と、この２つの取付枠を連結する連結枠とを有する直方体形状又は立方体形状の複数の組立ユニットを備え、この複数の組立ユニットを壁幅方向及び上下方向に連結することによって構成されており、
前記組立ユニットは、
前記小壁部材が開き扉として前記取付枠に開閉可能に支持されている扉ユニットと、
前記扉ユニットよりも壁幅方向の側方に配置されるサイドユニットと、
前記扉ユニットの上方に配置されるアッパーユニットと、を含むことを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
本発明のトンネル用防音壁は、坑口壁部と正面壁部との２重壁構造を具備している。そして、現場において骨組みと共に各壁部をそれぞれ個別に組み立てるのではなく、双方の壁部の一部を形成する２つの小壁部材を具備した組立ユニットを予め製造しておき、現場でこの組立ユニットを壁幅方向及び上下方向に積み重ねて連結することによってトンネル用防音壁を組み立てる。
【０００９】
したがって、現場への運搬のため、運搬用トラックには直方体形状又は立方体形状の組立ユニットを積み込めばよいので、荷積みが容易となる。また、現場において、柱や梁等の骨組みを組み立てたり、小壁部材を一枚ずつ取り付けたりする作業を無くすことができ、施工現場における組立作業及び解体作業を少ない手間で短時間に効率よく行うことが可能となる。そのため、トンネル用防音壁の組立・解体のために長い工期をとる必要がなく、トンネル工事全体の工期短縮にも寄与する。
【００１０】
上記のようにトンネル用防音壁をユニット化する場合、作業車両等の出入口となる開き扉（防音扉）を如何に構成するかが問題となる。仮に、開き扉を組立ユニットとは別に構成し、組み上がったトンネル用防音壁に個別に取り付けるようにした場合、組立作業及び解体作業の効率化が妨げられる。そのため、本発明では、坑口壁部側の開き扉及び正面壁部側の開き扉の双方を扉枠（取付枠）も含めたかたちで組立ユニットとしてユニット化している。これによりトンネル用防音壁の全体の組立作業及び解体作業を効率よく行うことができる。
【００１１】
一方、開き扉は、作業車両の通過を許容する関係上非常に大きく（通常、幅及び高さが５ｍ程度）、そのままの状態で単体のユニットにすると、非常に大型となり、運搬等の取り扱いに支障が生じる可能性がある。そのため、本発明では、扉ユニットを上下２分割構造とすることによって、取り扱いを容易に行えるようにしている（請求項２）。ここで、扉ユニットを上下２分割構造としたのは、扉ユニットを左右２分割構造とすると、高さ寸法を縮小することができず、運搬上の高さ制限が問題になるからである。なお、扉ユニットを左右２分割構造とし、横向きの状態で運搬すれば、運搬上の高さ制限を回避することは可能であるが、分割された扉ユニットを姿勢変更するためには大がかりな作業が必要となるため、好ましくない。
【００１２】
扉ユニットを上下方向の中央で上部ユニットと下部ユニットとに上下に２分割する場合、その他の組立ユニットについてもこの上部ユニットと下部ユニットとを基準として寸法を設定することが好ましい（請求項３）。具体的には、扉ユニットよりも壁幅方向の側方に配置されるサイドユニットは、上部ユニット及び下部ユニットと同じ高さ寸法に設定することが好ましく、扉ユニットの上方に配置されるアッパーユニットは、扉ユニットと同じ壁幅方向寸法に設定することが好ましい。このようにすれば、組立ユニットに寸法の統一性を持たせ、部品の共通化や製造の標準化を図ることができ、製造コストを低減することができる。また、トンネル用防音壁の組立もより簡単に行うことができる。
【００１３】
扉ユニットにおいて、開き扉は、その一側部が取付枠にヒンジ等を介して連結されるため、その荷重は、取付枠に曲げモーメントを生じさせるように作用し、取付枠を壁幅方向の内側へ向けて変形（曲げ、倒れ）させようとする。特に、扉ユニットが上部ユニットと下部ユニットとに分割されている場合、取付枠が変形する可能性はより高くなる。そのため、扉ユニットとサイドユニットとの連結構造を、互いに隣接する取付枠同士が離反しないような形態とし、扉ユニットの取付枠に作用する曲げモーメントに抗して、取付枠をサイドユニットに支持させることが好ましい（請求項４）。このようにすれば、扉ユニットの取付枠自体の強度をさほど高くしなくても、当該取付枠の形状、姿勢を維持することができる。そのため、扉ユニットの取付枠の部材寸法（太さ等）を小さくし、その分、出入口の寸法を大きくとることが可能となる。
【００１４】
扉ユニットとサイドユニットとの連結構造は、互いに隣接する取付枠の一方に設けられた係合ピンと、他方に設けられ、前記係合ピンに係合する係合フックとを備えていることが好ましい。これによって簡単な構造で扉ユニットの取付枠をサイドユニットによって支持することができる。また、扉ユニットとサイドユニットとの連結にボルト等の締結具が不要となり、組立及び解体をより短時間で簡単に行うことができる。
【００１５】
本発明のトンネル用防音壁の施工方法は、複数の組立ユニットを上下方向複数段かつ壁幅方向複数列に連結することによって構成されるとともに、開き扉を有しているトンネル用防音壁の施工方法であって、上下方向の各段について、開き扉を含む列の組立ユニットを先行して設置し、その後、当該組立ユニットの壁幅方向側部に他の組立ユニットを設置することを特徴とするものである。
このように、開き扉を含む列の組立ユニットを先行して設置することにより、開き扉の位置を設計通りに正確に設定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トンネル用防音壁が複数の組立ユニットを壁幅方向及び上下方向に連結することによって構成されるので、部品の運搬、組立、及び解体の作業を短時間で効率良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るトンネル用防音壁１０の正面図であり、図２は、トンネル用防音壁１０の側面図であり、図３は、トンネル用防音壁１０の平面図である。トンネル用防音壁１０は、トンネルＴの内部には設置されず、トンネルＴの外部から坑口Ｔ１を塞ぐように設置されている。すなわち、このトンネル用防音壁１０は、トンネルＴの坑口Ｔ１に密接して坑口Ｔ１前に設置されている。なお、図１は、トンネル用防音壁１０を外部側からみた正面図であり、トンネル用防音壁１０の裏側に位置するトンネルＴの坑口Ｔ１を仮想線で示している。
【００１８】
図１に示すように、トンネル用防音壁１０は、全体として幅Ｗ０と高さＨ０を有する正面矩形状に形成されている。トンネル用防音壁１０の正面の壁面積はトンネルＴの坑口Ｔ１の開口面積よりも大きく形成されている。トンネル用防音壁１０は、トンネルＴの内部ではなく外部に設置されるので、その壁体形状をトンネル内周面の断面形状と一致させる必要はない。
【００１９】
図２及び図３に示すように、トンネル用防音壁１０は、前後方向（トンネルＴの延長方向）に間隔をあけて対向する正面壁部１１と、坑口壁部１２とを有している。また、正面壁部１１と坑口壁部１２の周縁部同士は、連結壁部１３，１４によって互いに連結されている。これによって、トンネル用防音壁１０は、全体として中空構造の矩形壁体に構成されている。
坑口壁部１２と正面壁部１１の周縁部同士を連結する連結壁部１３，１４は、天井壁部１３と側面壁部１４とからなる。天井壁部１３は、坑口壁部１２と正面壁部１１の天井縁同士を互いに連結しており、側面壁部１４は、坑口壁部１２と正面壁部１１の側面縁同士を互いに連結している。
【００２０】
正面壁部１１と坑口壁部１２の左右方向（壁幅方向）の中央部には観音開きタイプの防音扉１５が設けられている。この防音扉１５を介して作業車両や機材、人員等の出入りが可能となっている。また防音扉１５の上側には、図示しないダクトを貫通させるためのダクト孔１６が形成されている。
【００２１】
本実施形態のトンネル用防音壁１０は、直方体形状の複数の組立ユニットＵ１〜Ｕ１２を左右方向及び上下方向に並列させ、互いに連結させることによって構成されている。具体的には、図１〜図３に示すように、トンネル用防音壁１０は、合計１２個の組立ユニットＵ１〜Ｕ１２から構成され、１２個の組立ユニットＵ１〜Ｕ１２を左右方向３列、上下方向４段に並列させることにより構成されている。
【００２２】
本実施形態では、防音扉１５を含む組立ユニットを扉ユニットＤＵ（Ｕ１，Ｕ２）といい、この扉ユニットＵ１，Ｕ２よりも左右方向の側方に配置される組立ユニットをサイドユニットＵ４〜Ｕ９といい、扉ユニットＤＵの上方に配置される組立ユニットをアッパーユニットＵ３という。また、本実施の形態では、最上段の組立ユニットを高さ調整用の調整ユニットＵ１０〜Ｕ１２という。
【００２３】
左右方向中央部の列には、扉ユニットＵ１，Ｕ２、アッパーユニットＵ３、調整ユニットＵ１０が上下方向に積み重ねられており、これらは同一の左右方向寸法Ｗ１に形成されている。一方、左右方向の両側部の列には、サイドユニットＵ４〜Ｕ９及び調整ユニットＵ１１，Ｕ１２が上下方向に積み重ねられている。左右方向一方側のサイドユニットＵ４〜Ｕ６及び調整ユニットＵ１１の左右方向寸法Ｗ２と、同他方側のサイドユニットＵ７〜Ｕ９及び調整ユニットＵ１２の左右方向寸法Ｗ３とは同一寸法とされ（Ｗ２＝Ｗ３）、扉ユニットＵ１，Ｕ２の左右方向寸法Ｗ１よりもやや小さくなっている（Ｗ１＞Ｗ２＝Ｗ３）。
【００２４】
下から３段目までの組立ユニットＵ１〜Ｕ９は、その高さ寸法Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が全て同一とされている。最上段の組立ユニット（調整ユニット）Ｕ１０〜Ｕ１２の高さ寸法Ｈ４は、高さ寸法Ｈ１〜Ｈ３よりも小さくなっている。
また、図２に示すように、各組立ユニットＵ１〜Ｕ１２の奥行き寸法（前後方向寸法）は、トンネル用防音壁１０全体の奥行き寸法Ｄ０と同一とされている。
【００２５】
なお、各寸法について例示すると、トンネル用防音壁１０全体の高さ寸法Ｈ０は８．２ｍ、左右寸法Ｗ０は１４．２５ｍとされ、奥行き寸法Ｄ０は２ｍとされている。また、組立ユニットの高さ寸法Ｈ１〜Ｈ３は２．５ｍ、Ｈ４は０．７ｍ、左右方向寸法Ｗ１は５．２５ｍ、Ｗ２及びＷ３は４．５ｍとされている。
【００２６】
図４は、サイドユニットＵ４〜Ｕ９を示す斜視図である。このサイドユニットＵ４〜Ｕ９を例として組立ユニットの基本構造について説明する。組立ユニットは、正面壁部１１及び坑口壁部１２の一部を形成する相対向した２枚の小壁部材ｓ１を備えており、各小壁部材ｓ１の外周部は、方形状の取付枠２２に囲まれた状態で取付枠２２に取り付けられている。前後の取付枠２２の４隅は、連結枠２４によって互いに連結されている。したがって、取付枠２２及び連結枠２４によって、組立ユニットの外郭形状である直方体形状の各辺部が構成されている。なお、図示はしていないが、組立ユニットの内部には、直方体形状を保持するためのブレス材（補強材）が必要に応じて設けられる。また、取付枠２２や連結枠２４には、Ｈ型鋼や溝型鋼等の型鋼材が用いられている。
【００２７】
トンネル用防音壁１０の左右方向両側及び最上部に位置する組立ユニットＵ４〜Ｕ１２には、図１に示すように、天井壁部１３及び側面壁部１４の一部を構成する小壁部材ｓ２，ｓ３が更に設けられている。すなわち、図４に示すサイドユニットＵ４〜Ｕ９や、調整ユニットＵ１１，Ｕ１２には、側面壁部１４の一部を構成する小壁部材ｓ３が左右片側に設けられ、最上段の調整ユニットＵ１０〜Ｕ１２には、天井壁部１３の一部を構成する小壁部材ｓ２が上部に設けられている。
【００２８】
サイドユニットＵ４〜Ｕ９は、全て同一の構造であり、左右一方側のサイドユニットＵ４〜Ｕ６と、左右他方側のサイドユニットＵ７〜Ｕ９とは、前後の向きを反転させた関係となっている。
また、アッパーユニットＵ３は、左右方向の幅Ｗ１が異なる点、小壁部材ｓ１にダクト孔１６が形成されている点、小壁部材ｓ３を備えていない点を除き、サイドユニットＵ４〜Ｕ９とほぼ同一の構造である。
【００２９】
最上段両側の調整ユニットＵ１１，Ｕ１２は、上下方向の高さ寸法Ｈ４が異なる点、天井壁部１３を形成する小壁部材ｓ２を備えている点を除き、サイドユニットＵ４〜Ｕ９とほぼ同一の構造である。また、最上段中央の調整ユニットＵ１０は、左右方向及び上下方向の寸法Ｗ１，Ｈ４が異なる点、小壁部材ｓ３を備えず小壁部材ｓ２を備えている点を除き、サイドユニットＵ４〜Ｕ９とほぼ同一の構造である。
【００３０】
なお、小壁部材ｓ１〜ｓ３は、防音機能（遮音又は吸音）を有するパネルであり、例えば、扁平な直方体形状に形成された中空ボックス内に、コンクリート、砂、土、水等の防音材を封入した構成とすることができる。防音材としてコンクリートを用いる場合は、コンクリート面がパネル外面に露出するようにしてもよい。また、取付枠２２や連結枠２４のうち外側に面する部分の内部にも、コンクリート等の防音材が封入されている。小壁部材ｓ１〜ｓ３として、金属製のボックス又は基板にコンクリートを接着させる場合には、両者の熱膨張差による剥離を防止するため、スタッドジベル等の結合部材を設けることが好ましい。
【００３１】
次に、扉ユニットＤＵについて説明する。図５は、扉ユニットＤＵの斜視図である。
扉ユニットＤＵは、下部ユニットＵ１と上部ユニットＵ２とからなり、上下方向に２分割構造とされている。下部ユニットＵ１及び上部ユニットＵ２の基本構造は、他の組立ユニット（例えば、図４のサイドユニットＵ４〜Ｕ９）とほぼ同一であり、小壁部材ｓ１と、取付枠２２と、連結枠２４とを有している。ただし、小壁部材ｓ１が、左右に２分割されるとともに、それぞれ取付枠２２の左右両側の縦枠部材２２ａにヒンジ２６を介して揺動可能に取り付けられている点、取付枠２２が、小壁部材ｓ１の上側又は下側を囲む横枠部材を備えていない点が主に異なる。この上部ユニットＵ２及び下部ユニットＵ１の小壁部材ｓ１は、上下に対応するものが連結ブラケット２８及びボルト２９を介して連結されることによって、防音扉（開き扉）１５を構成している。
【００３２】
図６は下部ユニットＵ１の正面図、図７は下部ユニットＵ１の平面図である。下部ユニットＵ１は、防音扉１５の下半分（以下、「下扉１５Ｌ」という）と、この下扉１５Ｌの左右方向両側及び下側の３方を囲むように設けられた取付枠２２と、前後の取付枠２２の４隅同士を連結する連結枠２４とを有している。下扉１５Ｌは、取付枠２２の縦枠部材２２ａにヒンジ２６を介して連結されている。
【００３３】
取付枠２２は、下扉１５Ｌの上側を囲む横枠部材を備えていないため、その代わりに、左右の下扉１５Ｌに亘って固定横梁３０が複数のボルト・ナット等の締結具３１によって固定されている。この固定横梁３０によって、下部ユニットＵ１の運搬中等に下扉ＵＤが開かないように固定されるとともに、下部ユニットＵ１の直方体形状が保持されるようになっている。この固定横梁３０は、トンネル用防音壁１０の組立後に取り外され、解体後に再度取り付けられる。
【００３４】
図８は、上部ユニットＵ２の正面図である。この上部ユニットＵ２は、下部ユニットＵ１を上下方向に反転させた形態とほぼ同じであり、防音扉１５の上半分（以下、「上扉１５Ｈ」という）と、この上扉１５Ｈの左右方向両側及び上側の３方を囲む取付枠２２と、前後の取付枠２２の４隅同士を連結する連結枠２４とを有している。上扉１５Ｈは、取付枠２２の縦枠部材２２ａにヒンジ２６を介して連結されている。また、左右の上扉１５Ｈは固定横梁３０及び締結具３１によって固定されている。
【００３５】
次に、各組立ユニットＵ１〜Ｕ１２の連結構造について説明する。
上下方向に隣接する組立ユニットの連結構造を図５〜図８の扉ユニットＤＵを例に説明する。図６及び図７に示すように、下部ユニットＵ１の上端面の４隅には、４本の嵌合ピン３５が立設されている。一方、下部ユニットＵ１の上端面に重ねられる上部ユニットＵ２の下端面の４隅には、図８に示すように、４本の嵌合ピン３５が嵌合される嵌合穴３６が形成されている。したがって、下部ユニットＵ１上に上部ユニットＵ２を積み重ねる際に嵌合ピン３５を嵌合穴３６に嵌合させることによって、水平方向の位置ズレが生じないように両者を連結することができる。
【００３６】
嵌合ピン３５は、最上段の組立ユニットＵ１０〜Ｕ１２（図１参照）を除く組立ユニットＵ１〜Ｕ９に設けられ、嵌合穴３６は、最下段の組立ユニットＵ１，Ｕ４，Ｕ７を除く組立ユニットＵ２，Ｕ３，Ｕ５，Ｕ６，Ｕ８〜Ｕ１２に設けられている。そして、全ての組立ユニットＵ１〜Ｕ１２が、下段側の組立ユニットの嵌合ピン３５に上段側の組立ユニットの嵌合穴３６を嵌合させることによって上下方向に連結されている。
【００３７】
なお、最下段の組立ユニットＵ１，Ｕ４，Ｕ７には嵌合穴３６が設けられていてもよい。特に、最下段のサイドユニットＵ４，Ｕ７は、他のサイドユニットＵ５，Ｕ６，Ｕ８，Ｕ９との構造の共通化のため嵌合穴３６を備えておくことが好ましい。この場合、図１に示すようにサイドユニットＵ４〜Ｕ９が配置されるべき場所であれば、どの位置にどのサイドユニットを配置してもよいことになるため、トンネル用防音壁１０の施工性を向上することができる。
【００３８】
次に、左右方向に隣接する組立ユニットの連結構造を、下部ユニットＵ１と、これに隣接するサイドユニットＵ４を例に説明する。図６及び図７に示すように、下部ユニットＵ１の取付枠２２の左右各側面には、正面視Ｌ字形状で上向きに屈曲する係合フック３８が上下前後の４箇所に設けられている。一方、図４に示すように、サイドユニットＵ４の取付枠２２の、下部ユニットＵ１に対向する側面には、前記係合フック３８に係合可能な係合ピン３９が４箇所に設けられている。
【００３９】
図９（ａ）は、係合フック３８と係合ピン３９の連結部（例えば、図１のＢ部）を示す正面断面図であり、図９（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。サイドユニットＵ４の取付枠２２の縦枠部材２２ａは、図９（ｂ）に示すように、一対のフランジ部２２ａ１が前後に対向するように配置されたＨ型鋼により構成されており、係合ピン３９は一対のフランジ部２２ａ１間に前後方向に架け渡されるように設けられている。
そして、係合フック３８を一対のフランジ部２２ａ１間の溝に挿入し、係合ピン３９に係合させることによって、下部ユニットＵ１の縦枠部材２２ａと、サイドユニットＵ４の縦枠部材２２ａとが互いに左右方向に離反しないように連結される。
【００４０】
上記係合フック３８は、図１に示すように左右方向中央部に配置された組立ユニットＵ１〜Ｕ３、Ｕ１０の左右両側部に設けられている。上記係合ピン３９は、左右方向両側の組立ユニットＵ４〜Ｕ９，Ｕ１１，Ｕ１２の、組立ユニットＵ１〜Ｕ３，Ｕ１０に隣接する側部に設けられている。そして、トンネル用防音壁１０の上下方向の各段において、上述のように、左右方向に隣接する組立ユニット同士が係合フック３８と係合ピン３９によって連結される。
【００４１】
以上のように、トンネル用防音壁１０は、複数の組立ユニットＵ１〜Ｕ１２を左右方向及び上下方向に並列させることによって組み立てられるため、従来のように縦梁部材や横梁部材を組み立てて骨組みを作り、この骨組みに小壁部材を１枚ずつ取り付けるといった手間と時間を要する作業が不要となり、組立及び解体作業を簡単且つ短時間に効率よく行うことができる。また、各組立ユニットＵ１〜Ｕ１２は、嵌合ピン３５と嵌合穴３６、及び、係合フック３８と係合ピン３９により連結されるため、ボルトやナット等の締結具を用いる必要がなく、組立及び解体作業をより簡単且つ短時間に行うことができる。そのため、例えば、トンネル工事中、トンネルＴ内にセントル等を入れるためにトンネル用防音壁１０を解体し、再度組み立てる作業を行う場合であっても、当該作業に長い工期をとる必要もなく、トンネル工事全体の工期短縮を図ることができる。但し、組立ユニットＵ１〜Ｕ１２の連結構造として、ボルト・ナット等の締結具を用いることも勿論可能である。
【００４２】
図１０に示す扉ユニットＤＵにおいて、防音扉１５の荷重はヒンジ２６を介して縦枠部材２２ａにかかり、２点鎖線で示すように縦枠部材２２ａを左右方向内方へ曲げるように作用する。特に、扉ユニットＤＵは、下部ユニットＵ１と上部ユニットＵ２とに２分割されているので、下部ユニットＵ１と上部ユニットＵ２との連結部分において、縦枠部材２２ａが左右方向内方へ折れ曲がりやすくなっている。
【００４３】
この点、本実施形態のトンネル用防音壁１０は、扉ユニットＤＵの縦枠部材２２ａが、係合ピン３９及び係合フック３８によってサイドユニットＵ４，Ｕ５，Ｕ７，Ｕ８から離反しないように支持されるため、扉ユニットＤＵの縦枠部材２２ａが左右方向内方へ曲がってしまうことはない。言い換えると、サイドユニットＵ４，Ｕ５，Ｕ７，Ｕ８によって扉ユニットＤＵの縦枠部材２２ａを支持する連結構造を採用することによって、取付枠２２を含むかたちで防音扉１５を組立ユニット（扉ユニットＤＵ）としてユニット化することが可能となり、さらに、扉ユニットＤＵを上下に２分割構造とすることが可能になっている。
【００４４】
また、扉ユニットＤＵの縦枠部材２２ａがサイドユニットＵ４，Ｕ５，Ｕ７，Ｕ８によって支持されるため、当該縦枠部材２２ａ自体の寸法（特に左右方向寸法）を可及的に小さくして強度を下げることも可能となり、その分、作業車両等の出入口を広くすることができるとともに、当該縦枠部材２２ａの材料コストを下げることができる。
本実施形態のトンネル用防音壁１０は、扉ユニットＤＵが上下方向の中央で２分割され、下部ユニットＵ１と上部ユニットＵ２との高さ寸法Ｈ１，Ｈ２が同一とされている。そして、その高さ寸法を基準として、サイドユニットＵ４〜Ｕ９の高さ寸法が設定されている。また、アッパーユニットＵ３の左右方向幅は、扉ユニットＤＵの左右方向幅Ｗ１を基準として設定されている。これにより、組立ユニットＵ１〜Ｕ９の寸法の統一化を可及的に図ることができ、組立ユニットＵ１〜Ｕ９の部品の共通化及び製造の標準化等によって製造コストを低減することが可能となる。
【００４５】
なお、最上段の調整ユニットＵ１０〜Ｕ１２は、トンネル用防音壁１０として必要とされる高さ寸法Ｈ０（坑口Ｔ１よりも大きい高さ寸法）を確保するために備えられており、その高さ寸法Ｈ４は、必要な高さ寸法Ｈ０を最低限満たすことができる寸法とされる。したがって、他の組立ユニットＵ１〜Ｕ９によって必要な高さ寸法Ｈ０を確保することが可能であれば、調整ユニットＵ１０〜Ｕ１２を省略することができる。また、調整用ユニットＵ１０〜Ｕ１２として、サイドユニットＵ４〜Ｕ９やアッパーユニットＵ３と同じ高さ寸法Ｈ１〜Ｈ３及び幅寸法Ｗ１〜Ｗ３のものを用いれば、サイドユニットＵ４〜Ｕ９及びアッパーユニットＵ３と部品の共通化、製造の標準化等を図ることができ、製造コストの低減が可能となる。
【００４６】
本実施形態のトンネル用防音壁１０は、次のような順序で組立ユニットＵ１〜Ｕ１２を設置することにより組み立てられる。すなわち、トンネル用防音壁１０は、上下方向の各段について、左右方向中央列の組立ユニットＵ１〜３，Ｕ１０を先行して設置し、その後、その隣の列の組立ユニットＵ４〜Ｕ９，Ｕ１１，Ｕ１２を設置するという順序で組み立てられる。
例えば、最初に下部ユニットＵ１を設置し、次に、その隣のサイドユニットＵ４，Ｕ７を設置し、次に上部ユニットＵ２を設置し、その後、その隣のサイドユニットＵ５，Ｕ８を設置するといったように、１段づつ完成させながら上に積み重ねて組み立てることができる。
【００４７】
または、最初に左右方向中央列の組立ユニットＵ１〜Ｕ３，Ｕ１０を複数段（２〜４段）積み重ね、その後、その隣の組立ユニットＵ４〜Ｕ９，Ｕ１１，Ｕ１２を順次積み重ねていってもよい。
このように上下方向の各段について、左右方向中央列の組立ユニットＵ１〜Ｕ３，Ｕ１０を先行して設置することにより、防音扉１５を設計通りの位置に正確に設置することが可能となる。
【００４８】
また、左右方向中央列の組立ユニットＵ１〜Ｕ３，Ｕ１０の左右両側部には、上向きに屈曲する係合フック３８（図６等参照）が設けられているため、当該係合フック３８を備えている組立ユニットＵ１〜Ｕ３，Ｕ１０を先行して設置しないと、その後、他の組立ユニットＵ４〜Ｕ９，Ｕ１１，Ｕ１２の係合ピン３９を係合フック３８に係合させることが困難となる。そのため、上記のように左右方向中央列の組立ユニットＵ１〜Ｕ４を先行して設置することがトンネル用防音壁１０の組立を効率よく行ううえで好適となる。
【００４９】
ただし、左右方向中央列の組立ユニットＵ１〜Ｕ３，Ｕ１０側に係合ピン３９を設け、左右方向両側の組立ユニットＵ４〜Ｕ９，Ｕ１１，Ｕ１２側に係合フック３８を設ければ、左右方向側部の組立ユニットＵ５〜Ｕ１２を先行して設置することも可能となる。また、左右方向中央列の組立ユニットＵ１〜Ｕ３，Ｕ１０の係合フック３８を下向きに屈曲する形状とした場合も同様である。
【００５０】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。
例えば、トンネル用防音壁１０や各組立ユニットＵ１〜Ｕ１２の寸法は、例示した値に限定されるものではなく、トンネルＴの坑口Ｔ１の大きさ等に応じて適宜変更可能である。また、サイドユニットＵ４〜Ｕ９の左右方向寸法Ｗ２，Ｗ３は、必ずしも同一（Ｗ２＝Ｗ３）でなくてもよく、扉ユニットＤＵの左右方向の位置に応じて変更することができる。扉ユニットＤＵは、上下２分割構造とするに限らず、一体の構造とすることも可能である。組立ユニットＵ１〜Ｕ１２は直方体形状に限らず立方体形状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係るトンネル用防音壁の正面図である。
【図２】同トンネル用防音壁の側面図である。
【図３】同トンネル用防音壁の平面図である。
【図４】組立ユニット（サイドユニット）の斜視図である。
【図５】扉ユニットの斜視図である。
【図６】扉ユニットの下部ユニットの正面図である。
【図７】扉ユニットの下部ユニットの平面図である。
【図８】扉ユニットの上部ユニットの正面図である。
【図９】左右方向の連結構造を示す断面図である。
【図１０】扉ユニットとサイドユニットとの左右方向の連結構造を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ トンネル用防音壁
１１ 正面壁部
１２ 坑口壁部
１５ 防音扉（開き扉）
２２ 取付枠
２４ 連結枠
３８ 係合フック
３９ 係合ピン
ｓ１ 小壁部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル外部の坑口前に設置され、前後に間隔をあけて配置された坑口壁部と正面壁部とを備えているトンネル用防音壁であって、
坑口壁部及び正面壁部の一部を形成する相対向した２つの小壁部材と、各小壁部材の外周を囲む２つの取付枠と、この２つの取付枠を連結する連結枠とを有する直方体形状又は立方体形状の複数の組立ユニットを備え、この複数の組立ユニットを壁幅方向及び上下方向に連結することによって構成されており、
前記組立ユニットは、
前記小壁部材が開き扉として前記取付枠に開閉可能に支持されている扉ユニットと、
前記扉ユニットよりも壁幅方向の側方に配置されるサイドユニットと、
前記扉ユニットの上方に配置されるアッパーユニットと、を含むことを特徴とするトンネル用防音壁。
【請求項２】
前記扉ユニットが、上下２分割構造とされていることを特徴とする請求項１記載のトンネル用防音壁。
【請求項３】
前記扉ユニットが、上下方向の中央で上部ユニットと下部ユニットとに２分割されており、
前記サイドユニットが、前記上部ユニット及び下部ユニットと同じ高さ寸法を有し、
前記アッパーユニットが、扉ユニットと同じ壁幅方向寸法を有していることを特徴とする請求項２記載のトンネル用防音壁。
【請求項４】
壁幅方向に隣接する前記扉ユニットの取付枠と前記サイドユニットの取付枠とを、互いに離反しないように連結する連結構造を備えている請求項１〜３のいずれかに記載のトンネル用防音壁。
【請求項５】
前記連結構造が、互いに隣接する取付枠の一方に設けられた係合ピンと、他方に設けられ、前記係合ピンに係合する係合フックとを備えている請求項４記載のトンネル用防音壁。
【請求項６】
複数の組立ユニットを上下方向複数段かつ壁幅方向複数列に連結することによって構成されるとともに、開き扉を有しているトンネル用防音壁の施工方法であって、
上下方向の各段について、前記開き扉を含む列の組立ユニットを先行して設置した後、当該組立ユニットの壁幅方向側部に他の組立ユニットを設置することを特徴とするトンネル用防音壁の施工方法。
【請求項１】
トンネル外部の坑口前に設置され、前後に間隔をあけて配置された坑口壁部と正面壁部とを備えているトンネル用防音壁であって、
坑口壁部及び正面壁部の一部を形成する相対向した２つの小壁部材と、各小壁部材の外周を囲む２つの取付枠と、この２つの取付枠を連結する連結枠とを有する直方体形状又は立方体形状の複数の組立ユニットを備え、この複数の組立ユニットを壁幅方向及び上下方向に連結することによって構成されており、
前記組立ユニットは、
前記小壁部材が開き扉として前記取付枠に開閉可能に支持されている扉ユニットと、
前記扉ユニットよりも壁幅方向の側方に配置されるサイドユニットと、
前記扉ユニットの上方に配置されるアッパーユニットと、を含むことを特徴とするトンネル用防音壁。
【請求項２】
前記扉ユニットが、上下２分割構造とされていることを特徴とする請求項１記載のトンネル用防音壁。
【請求項３】
前記扉ユニットが、上下方向の中央で上部ユニットと下部ユニットとに２分割されており、
前記サイドユニットが、前記上部ユニット及び下部ユニットと同じ高さ寸法を有し、
前記アッパーユニットが、扉ユニットと同じ壁幅方向寸法を有していることを特徴とする請求項２記載のトンネル用防音壁。
【請求項４】
壁幅方向に隣接する前記扉ユニットの取付枠と前記サイドユニットの取付枠とを、互いに離反しないように連結する連結構造を備えている請求項１〜３のいずれかに記載のトンネル用防音壁。
【請求項５】
前記連結構造が、互いに隣接する取付枠の一方に設けられた係合ピンと、他方に設けられ、前記係合ピンに係合する係合フックとを備えている請求項４記載のトンネル用防音壁。
【請求項６】
複数の組立ユニットを上下方向複数段かつ壁幅方向複数列に連結することによって構成されるとともに、開き扉を有しているトンネル用防音壁の施工方法であって、
上下方向の各段について、前記開き扉を含む列の組立ユニットを先行して設置した後、当該組立ユニットの壁幅方向側部に他の組立ユニットを設置することを特徴とするトンネル用防音壁の施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１３８３９３（Ｐ２００９−１３８３９３Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１４９０５（Ｐ２００７−３１４９０５）
【出願日】平成１９年１２月５日（２００７．１２．５）
【出願人】（５０１３６０１２０）テクノプロ株式会社 (12)
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月５日（２００７．１２．５）
【出願人】（５０１３６０１２０）テクノプロ株式会社 (12)
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