22. トンネル微気圧波低減のための緩衝工の断面積拡大方法

  • 微気圧波低減に効果的なトンネル本坑と緩衝工の断面積比を提案しました。
  • 長さ40m 未満の緩衝工では本坑との断面積比を2.5とすることで、側面開口部が全閉でも効果が増大し、長さ40m以上の緩衝工では、断面積比を段階的に拡大させることが効果的であることが明らかとなりました。

新幹線高速化に伴う課題にトンネル坑口から放射される微気圧波の低減があり、その対策法の一つにトンネルの列車突入側坑口に設置する緩衝工があります。 ただし列車速度が320km/hを超えると、必要となるトンネル緩衝工の長さは現状の30~50mからさらに長くなり、コスト増とともに、現地の状況からさらなる延長は不可能なケースも出てくるという課題があります。

そこで現在の仕様(本坑との断面積比が1.4~1.6、側面に離散窓型開口部)にこだわらず、より効果的に微気圧波低減効果を得られる緩衝工の構造を模型実験により提案しました(図1、図2)。

その結果、緩衝工長が40m未満では、緩衝工と本坑の断面積比を2.5程度とすることにより、側面に開口部が無くても、従来型の緩衝工よりも性能が向上することがわかりました(図 3、図4)。 40m以上では、緩衝工と本坑の断面積比を段階的に拡大する断面積多段型緩衝工が、さらに大きい効果が得られることがわかりました(図4)。大断面緩衝工や断面積多段型緩衝工は、側面開口部の調整が不要であるという利点もあります。

図1 緩衝工の検討事項
図2 断面積多段型緩衝工の模型実験実施状況
図3 緩衝工の断面積と効果の関係
図4 緩衝工の長さと効果の関係
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