FI83807C - Bergsbehaollare eller tunnel. - Google Patents

Description

83807 1 Kalliosäiliö tai tunneli Bergsbehallare eller tunnel 5

Keksinnön kohteena on kalliosäiliö tai tunneli, jonka seinämärakenteen sisäpinta on tiivis pinnoite, edullisesti lujitemuovi, ja louhitun kalliopinnan ja sisäpinnan välissä on betonikerros, edullisesti pohjaveden johtokerroksena toimiva vettä hyvin läpäisevä huokoinen betoni-jO kerros, ja jonka kalliosäiliön sisäpinnan ja betonikerroksen välissä on mosaiikkipaloista muodostuva alusrakenne, joka on sovitettu jakamaan lämpölaajenemis- vastaavasti kutistumisilmiöistä aiheutuvat jännitykset tasaisin välein sisäpintaan siten, että sisäpinnan suurinta sallittua vetomurtolujuutta ei ylitetä missään kohtaa sisäpinnassa.

15

Kallioon louhittuja luolia käytetään tunnetusti erilaisten nesteiden ja kaasujen varastointiin ilman pinnoitusta. Näissä tapauksissa varastoitavat tuotteet ovat veteen sekoittumattomia ja vettä kevyempiä. Nesteiden ja kaasujen pysyvyys varastossa perustuu kallioluolaa ympäröivän veden 20 korkeampaan paineeseen kuin varastoitavalla tuotteella on. Jos kuitenkin varastoitavan nesteen tai kaasun varastointipaine on korkea, joudutaan luolat kaivamaan kohtuuttoman syvälle, mikä aiheuttaa suuria kustannuksia.

Käytettäessä kallioluolia esim. maakaasun varastointiin on maakaasu 25 yleensä paineellinen tai nesteytetty sekä kummassakin tapauksessa jäähdytettynä erittäin alhaisiin lämpötiloihin. Kaasusäiliön pinnoittaminen kaaeutiiviiksi on kuitenkin ongelmallista, koska kaasun läpäisevyyden eston lisäksi on pinnoitteen kestettävä kalliomassan ja pinnoitteen alla olevien rakenteiden erilaisista lämpölaajenemlskertoimista johtuvat 30 lämpöliikkeet ja niiden aiheuttamat voimat ja jännitykset. Lämpölaajeneminen aiheuttaa pinnoitteeseen halkeamia ja rakoja, jotka yleensä keskittyvät tiettyihin pinnoitteen kohtiin.

Tunnettua on kallioseinämän pinnoittaminen ruiskubetonilla ja tällaisen 35 pinnoitteen tiivistäminen muovipinnoitteella. Näissä ratkaisuissa kuitenkin edellä mainitut lämpölaajenemisen aiheuttamat halkeamat rikkovat pinnoitteen.

2 83807 1 FI-patentissa 69503 on esitetty kalliosäiliö tai tunneli, jossa louhitun kalliopinnan ja raudoitetun vesitiiviin ruiskubetonikerroksen välissä on pohjaveden johtokerroksena toimiva vettä hyvin läpäisevä ruiskubetoni-kerros. Ratkaisu kohdistuu ensisijaisesti pohjaveden aiheuttamien hait-5 tojen eliminoimiseen ja täten tiiviin pinnoitteen tekemiseen ja sen pysyvyyden alustassaan mahdollistamiseen. Toisaalta ratkaisu mahdollistaa louhinnan jälkeen epätasaisen kalliopinnan tasoittamisen siten, että paksuhkojen lujitemuovipinnoitteiden tekeminen on mahdollista.

10 Eräs ennestään tunnettu ratkaisu kallioon louhitun luolan seinämärakenteeksi on esitetty US-patenttijulkaisussa 34 18 812. Tässä ennestään tunnetussa ratkaisussa kalliopinnan ja tiiviin sisäpinnoitteen väliin on muodostettu eristekerros, joka on koottu useammista kerroksista vaahto-muovipaneeleita, jotka on kiinnitetty muihin kerroksiin keskiosastaan, 15 jolloin paneelin reunat voivat vapaasti liikkua. Tässä ennestään tunnetussa ratkaisussa kuitenkin tiivis sisäpinnoite on kauttaaltaan kiinteästi kiinni sisemmäisten paneelien pinnassa. Tällöin saadaan osittain rajoitettua lämpölaajenemisen aiheuttamat ongelmat, mutta sisäpinnoitteen halkeamisen vaara on edelleen olemassa. Lisäksi ratkaisu on moni-20 mutkainen.

Eräs toinen ennestään tunnettu kallioluolan seinämärakenteen eriste-kerrosratkaisu on esitetty US-patenttijulkaisussa 4,199,909.

25 Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen kalliosäiliön tai tunnelin seinämärakenne, joka on kaasutiivis ja joka säilyy ehjänä lämpölaajenemisesta/supistumisesta käyttölämpötiloissa huolimatta.

Edellä esitettyjen päämäärien ja myöhemmin esille tulevien etujen 30 saavuttamiseksi on keksinnön mukaiselle kaasusäiliölle tai tunnelille pääasiallisesti tunnusomaista se, että alusrakenne on irti sekä sisäpinnasta että betonikerroksesta.

Keksinnön muita edullisia tunnuspiirteitä on esitetty patenttivaatimuk-35 sissa 2-3.

3 83807 ^ Keksinnön mukainen kallioseinämän tai tunnelin seinämärakenne jakaa edullisesti lämpölaajenemisen/-kutistumisen aiheuttamat jännitykset tiiviiseen sisäpintaan, jolloin sisäpinta ei rikkoudu jännityksistä aiheutuneiden halkeamien seurauksena. Näin säiliö pysyy tiiviinä.

5

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyyn keksinnön erääseen edulliseen suoritusmuotoon, johon keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus mitenkään ahtaasti rajoittaa.

10

Kuvio l esittää kaaviomaisena poikkileikkauksena keksinnön mukaisen säiliön erästä edullista suoritusmuotoa.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 yksityiskohtaa A suuremmassa mittakaavassa 15 sivulta nähtynä.

Kuvio 3 esittää kuvion 1 yksityiskohtaa A suuremmassa mittakaavassa päältä nähtynä.

20 Kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa kalliosäiliötä tai tunnelia on merkitty yleisesti viitenumerolla 10 ja louhittua kalliopintaa on merkitty viitenumerolla 14. Viitenumerolla 15 on merkitty kallio-pultteja, joiden avulla kalliosäiliön tai tunnelin 10 seinämät on vahvistettu sinänsä tunnetulla tavalla. Kalliosäiliön seinämäraken-25 teen sisäpintaa on merkitty viitenumerolla 11. Tuotteiden sisään ja ulos pumppausta varten tarkoitettuja putkistoja ja laitteita ei ole esitetty kuviossa 1.

Kuvion 2 mukaisesti mosaiikkipaloista 16 muodostuu aluerakenne 12. Alus-30 rakenteen 12 mosaiikkipalojen 16 läpi on sovitettu menemään tartunnat 18 betonikerrokseen 13 sisäpinnasta 11. Mosaiikkipalojen 16 välisiä rakoja on merkitty viitenumerolla 17. Viitenumerolla 17 merkittyjen kohtien voidaan toisaalta ajatella kuvastavan mosaiikin valumuottia.

35 Aluerakenne 12 on kiinni sisäpinnassa 11 ja betonikerroksessa 13 vain tartuntakohdistaan 18, joten muilta osiltaan se on irti sekä sisäpinnasta 11 että betonikerroksesta 13.

4 83807 ^ Kuviossa 3 mosaiikkipaloista 16 muodostuvaa aluerakennetta on edelleen merkitty yleisesti viitenumerolla 12. Tartunnat 18 sijaitsevat kuvion 3 mukaisesti mosaiikkipalojen 16 keskikohdissa.

5 Ka.1 liosäi 1 iön tai tunnelin 10 toiminta perustuu siihen, että sisäpinta 11 on tiivis ja estää siten varastoitavan aineen esim. maakaasun pääsyn pois säiliöstä 10. Samalla sisäpinta 11 toimii aluerakennetta 12 vastaan painesäiliönä. Mosaiikkipaloista 16 muodostuva aluerakenne 12 toimii paineen välittäjänä sitä ulompaan betonikerrokseen 13 sekä kalliopintaan 10 IA. Mosaiikkipaloista 16 muodostuva aluerakenne 12 toimii samalla seinämärakenteen suuntaisten lämpöliikkeiden ja jännitysten laakeri-kerroksena, koska se ei ole kiinni kaasutiiviissä sisäpinnassa 11 eikä betonikerroksessa 13, paitsi tartuntakohdistaan 18.

15 Mosaiikkipalan 16 koko on siten laskettu, ettei kyseisellä kalliosäiliön tai tunnelin 10 käyttölämpötila-alueella syntyvät lämpöliikkeet vahingoita tiivistä sisäpintaa 11.

Lisäksi mosaiikkipalojen 16 väliset saumat toimivat sisäpinnan 11 20 läpi diffundoituneen kaasun kulkureittinä betonikerroksessa 13 olevaan salaojaverkostoon (ei esitetty kuvioissa). Tällöin mosaiikkipaloista 16 muodostuva aluerakenne 12 pysyy tiukasti kalliosäiliön tai tunnelin 10 seinämissä, katossakin, paineen vielä lisäksi auttaessa.

25 Mosaiikkipaloista 16 muodostuva aluerakenne 12 sallii kalliosäiliön tai tunnelin 10 betonikerroksen 13 valamisen sopivan levyisinä osina ilman, että epäjatkuvaa saumaa tulee sisäpintaan 11. Mosaiikkipaloista 16 muodostuva aluerakenne 12 toimii valumuottina valmiiksi sisäpuolisella tartunnalla 18 varustettuna ja mosaiikkipala 16 kaareutuu sisäänpäin 30 helposti noudattaen kalliosäiliön tai tunnelin 10 muotoja.

Aluerakenne 12 tehdään joko erillisistä mosaiikkipaloista 16 kokoamalla jolloin mosaiikkipalojen väliin jää raot 17 tai kennoston avulla suoraan s Isäplnnolttee l le 11, joka voi olla esim. lujitemuovia, vala-35 maila, jolloin viitenumeron 17 esittämien kohtien voidaan ajatella kuvaavan valumuottia.

5 83807 ^ Mosaiikkipintaiset sisäpintalevyt liitetään toisiinsa puskusaumalla, joka karhennetaan ja laminoidaan päältä lasikuiduilla ennestään tunnetulla tavalla.

5 Edellä on esitetty ainostaan keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja ja alan ammattimiehelle on selvää, että niihin voidaan tehdä lukuisia muutoksia seuraavissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

10 15 20 25 30 35

Claims (3)

6 83807

1. Kalliosäiliö tai tunneli (10), jonka seinämärakenteen sisäpinta (11) on tiivis pinnoite, edullisesti lujitemuovi, ja louhitun kalliopinnan 5 (14) ja sisäpinnan (11) välissä on betonikerros (13), edullisesti pohja veden johtokerroksena toimiva vettä hyvin läpäisevä huokoinen betoni-kerros, ja jonka kalliosäiliön (10) sisäpinnan (11) ja betonikerroksen (13) välissä on mosaiikkipaloista (16) muodostuva aluerakenne (12), joka on sovitettu jakamaan lämpölaajenemis- vastaavasti kutistumisilmiöistä Ί0 aiheutuvat jännitykset tasaisin välein sisäpintaan (11) siten, että sisäpinnan (11) suurinta sallittua vetomurtolujuutta ei ylitetä missään kohtaa sisäpinnassa (11), tunnettu siitä, että aluerakenne (12) on irti sekä sisäpinnasta (11) että betonikerroksesta (13).

1 Patenttivaatimukset

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kalliosäiliö, tunnettu siitä, että sisäpinnasta (11) betonikerrokseen (13) suuntautuvat tartunnat (18) on sovitettu menemään aluerakenteen (12) mosaiikkipalojen (16) läpi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kalliosäiliö, tunnettu 20 siitä, että mosalikkipalat (16) on valettu kennoston avulla. 25 30 35 7 83807