JP2009257048A - Low temperature base rock storage tank - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、岩盤内に掘削した空洞を低温流体を貯蔵するための貯槽(タンク)として利用する低温岩盤貯槽に関するものである。 The present invention relates to a low-temperature rock storage tank that uses a cavity excavated in the rock as a storage tank (tank) for storing a low-temperature fluid.
この種の低温岩盤貯槽は、安定した岩盤内に大規模な空洞を掘削し、その空洞をタンクとして機能せしめてLPGやLNG、DME(ジメチルエーテル)等の低温液化ガス、あるいはその他の低温液体や低温気体を貯蔵するものであって、空洞の内面に設ける覆工の構造によって特許文献1に示されているような所謂「凍結式」のものと、特許文献2に示されているような所謂「メンブレン式」のものに大別される。
This kind of low temperature rock storage tank excavates a large-scale cavity in a stable rock mass, and makes the cavity function as a tank to make low temperature liquefied gas such as LPG, LNG, DME (dimethyl ether) or other low temperature liquid or low temperature A gas is stored, and a so-called “freezing type” as shown in
凍結式の低温岩盤貯槽は、貯蔵物が氷点以下の低温であることから貯槽周囲に存する地下水が自ずと凍結してしまって貯槽周囲に凍結領域が形成され、したがって岩盤に多少の亀裂や間隙があっても貯槽の気密性や液密性が自ずと確保されることが期待できるものである。そのため、空洞の内面に吹付コンクリートとロックボルト程度の簡易な支保を設けるだけに留めて格別のライニング材や大がかりな覆工を省略可能であり、構造が比較的簡略であって建設コストを抑えることができる点で有利である。
但し、このような凍結式は貯蔵温度が極めて低いと岩盤に温度クラックが発生することが懸念されることから、貯蔵温度は−60℃〜−80°C程度が限界とされ、したがってDME(沸点−25℃)やLPG(沸点−42℃)のような比較的貯蔵温度が高い燃料の場合には好適に採用可能であるが、LNG(沸点−162℃)のような極低温流体には不適であるとされている。
In the cryogenic low temperature rock storage tank, the stored water is at a temperature below freezing point, so the groundwater around the storage tank naturally freezes to form a freezing area around the storage tank.Therefore, there are some cracks and gaps in the rock mass. However, it can be expected that the air tightness and liquid tightness of the storage tank are naturally secured. Therefore, it is possible to omit a special lining material and large-scale lining just by providing a simple support such as sprayed concrete and rock bolts on the inner surface of the cavity, and the construction is relatively simple and the construction cost is suppressed. This is advantageous in that
However, since such a freezing type is concerned that temperature cracks may occur in the rock if the storage temperature is extremely low, the storage temperature is limited to about −60 ° C. to −80 ° C. Therefore, the DME (boiling point) -25 ° C) and LPG (boiling point -42 ° C), which can be suitably used for fuels with relatively high storage temperatures, but is not suitable for cryogenic fluids such as LNG (boiling point -162 ° C). It is said that.
それに対し、メンブレン式の低温岩盤貯槽はLNGのような極低温粒体の貯蔵に適用するものとして提案されたもので、貯槽として要求される気密性と液密性をメンブレン材により確保するというものである。この場合、具体的には空洞の内側に吹付コンクリートおよび躯体コンクリートによる覆工を設け、さらにその内側に保冷材を設けた上でその表面にメンブレン材を取り付けるという多層構造の覆工を設けることになり、したがって凍結式のものに比べて構造が複雑にはなるものの岩盤の影響を受け難いものとなるし、凍結式の場合と同様にいずれは貯槽の外側に凍結領域が形成されてそれが二次的なバリアになるとも考えられることから、信頼性や安定性の点ではより有利であるとされている。
ところで、凍結式の低温岩盤貯槽は運用後には貯槽周囲に良好な凍結領域が確実に形成されなければならないことから、貯槽としての空洞を掘削する際にもその周囲岩盤に常に地下水が飽和状態で存在していることが必要である。すなわち、空洞を掘削するに際して周囲岩盤の地下水位が低下して一時的にでも不飽和状態になってしまうと、その後に地下水位を回復させたとしても完全な飽和状態に回復させることは困難であり、そのために運用後においても貯槽周囲に良好な凍結領域が形成されないことが想定され、この種の施設に要求される信頼性や安全性の点で問題を残す懸念があるためである。
そのため、凍結式の低温岩盤貯槽の施工に際しては、貯槽としての空洞を掘削するに先立ってその上方に大規模な注水トンネルや注水ボーリング孔を先行施工し、そこから空洞掘削領域の周囲岩盤に対して人工的な地下水涵養としての多量の注水を連続的に行うことによって周囲岩盤を常に飽和状態に維持しつつ空洞を掘削する必要があるとされ、そのために多大な手間とコストを要するものであった。
By the way, a freezing low-temperature rock mass storage tank must have a good freezing area around the storage tank after operation, so even when excavating a cavity as a storage tank, the surrounding rock mass is always saturated. It needs to exist. In other words, when excavating a cavity, if the groundwater level of the surrounding rocks declines and becomes temporarily unsaturated, even if the groundwater level is subsequently recovered, it is difficult to recover to a fully saturated state. For this reason, it is assumed that a good freezing area is not formed around the storage tank even after operation, and there is a concern that the problem may remain in terms of reliability and safety required for this type of facility.
Therefore, when constructing a cryogenic low-temperature rock storage tank, prior to excavating the cavity as a storage tank, a large-scale water injection tunnel or water injection boring hole is pre-constructed above it, and from there to the surrounding rock mass in the cavity excavation area It is said that it is necessary to excavate the cavity while maintaining the surrounding rock mass in a saturated state by continuously performing a large amount of water injection as artificial groundwater recharge, which requires a lot of labor and cost. It was.
一方、メンブレン式の低温岩盤貯槽では、逆に施工途中においては空洞周囲の地下水位を低下させて周囲をドライとして掘削を行うことが有利である。すなわち、メンブレン式の場合には地中に掘削した空洞内に覆工としての躯体を施工するのであるが、そのような施工を地下水位以深の岩盤内で行うことは、多量の地下水流入が生じてしまうばかりでなく、施工途中の覆工材、特に躯体コンクリートやメンブレン材に対して大きな地下水圧が外圧として作用してしまうことから、施工性の点でも施工精度を確保する上でも著しく困難である。
したがって、メンブレン式の低温岩盤貯槽の施工に際しては、通常の土中工事の場合と同様に周囲岩盤から地下水を排水して地下水位を低下させることにより、施工領域をドライとして空洞を掘削し覆工を施工する必要がある。そして、そのためには空洞を掘削するべき領域の下方に集水および排水のための大規模な排水トンネルや排水ボーリング孔を先行施工し、そこから地下水を多量に汲み上げて地下水位を低下させて空洞周囲をドライに維持する必要があり、そのような大規模な排水工法を実施するために多大な手間とコストを要するものである。しかも、そのような工法によっても岩盤状況によっては必ずしも充分にドライにできないことも想定され、その場合には覆工時に地下水圧が作用して施工性が良くないばかりか施工品質に悪影響が及ぶ懸念がある。
On the other hand, in the membrane-type low-temperature rock storage tank, it is advantageous to perform excavation by reducing the groundwater level around the cavity and making the surroundings dry during construction. In other words, in the case of the membrane type, a skeleton body is constructed in a cavity excavated in the ground, but if such construction is performed in a bedrock deeper than the groundwater level, a large amount of groundwater inflow occurs. In addition, large groundwater pressure acts as an external pressure on lining materials during construction, especially concrete and membrane materials, so it is extremely difficult to ensure construction accuracy and construction accuracy. is there.
Therefore, when constructing a membrane-type low-temperature bedrock storage tank, the groundwater level is lowered by draining the groundwater from the surrounding rocks in the same way as in ordinary subsurface construction, so that the construction area is dry and the cavity is excavated and covered. It is necessary to construct. For this purpose, a large drainage tunnel and drainage borehole for collecting and draining water are pre-constructed below the area where the cavity should be excavated, and a large amount of groundwater is pumped from there to lower the groundwater level. It is necessary to keep the surroundings dry, and much labor and cost are required to implement such a large-scale drainage method. In addition, even with such construction methods, it is assumed that it cannot always be sufficiently dry depending on the condition of the bedrock, in which case the groundwater pressure acts on the lining and the workability is not good, and the construction quality may be adversely affected. There is.
また、メンブレン式の場合においても、貯槽完成後の低温貯蔵開始後に周囲岩盤からの排水を中止することによりいずれは地下水位が回復し、したがって運用後には貯槽周囲に凍結領域が形成されてそれが二次バリアとして機能するとも考えられるが、上述したように施工中には周囲岩盤が不飽和化されることから良好な凍結領域が形成される保証はなく、そのような凍結領域には二次バリアとして充分な機能を期待できないことも想定されるから、それを見越して覆工の設計を行う必要がある。 Also in the case of the membrane type, the groundwater level will eventually recover by stopping drainage from the surrounding rock mass after the start of low-temperature storage after completion of the storage tank, so that after operation, a frozen area will be formed around the storage tank. Although it is thought that it functions as a secondary barrier, as described above, the surrounding rock mass is desaturated during construction, so there is no guarantee that a good frozen area will be formed. Since it is assumed that a sufficient function as a barrier cannot be expected, it is necessary to design the lining in anticipation of this.
さらに、貯槽を完成させた後には短時間にクールダウンを行って低温貯蔵を開始するが、貯槽周辺が十分にドライでない場合は局所的に大きな地下水圧が作用したり、凍結膨張により周囲岩盤に異常なクラックが生じるような懸念も完全には否定できず、構造的な安定性や信頼性を確保するためには地下水圧の作用や凍結膨張による悪影響を可及的に排除する必要があると考えられている。 In addition, after the storage tank is completed, it cools down in a short time and starts low-temperature storage, but if the area around the storage tank is not sufficiently dry, large groundwater pressure acts locally, or freezing expansion causes the surrounding rock mass Concerns about the occurrence of abnormal cracks cannot be completely denied, and it is necessary to eliminate the adverse effects of groundwater pressure and freezing expansion as much as possible in order to ensure structural stability and reliability. It is considered.
なお、特許文献1には貯槽の周囲に形成される凍結領域が地表部付近にまで達してしまうことを防止する目的で、貯槽の上方の岩盤中に設けた水封ボーリング内において水を循環させることにより周囲地盤を凍結温度以上に維持することが開示されている。また、特許文献2には、LNG用の一般的な地下タンクにおける周知技術として周囲岩盤の凍結をヒーティングパイプによって防止することが開示されている。
そのような凍結防止手法をメンブレン式の低温岩盤貯槽の周囲岩盤に対しても適用すれば凍結膨張による覆工に対する弊害を防止できると考えられるが、それを実現するための具体的かつ有効適切な手法は提案されていない。
In
If such anti-freezing method is applied to the surrounding rock mass of membrane type low-temperature rock mass storage tank, it is thought that the adverse effect on the lining due to freezing and expansion can be prevented. No method has been proposed.
上記事情に鑑み、本発明は、周囲岩盤から地下水圧を受けることによる悪影響や、周囲岩盤が凍結膨張することによる悪影響を有効に排除し得て、構造的な安定性や信頼性を充分に向上させることができる有効適切な構造のメンブレン式の低温岩盤貯槽を提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, the present invention can effectively eliminate the adverse effects of receiving groundwater pressure from the surrounding rock mass and the freezing and expansion of the surrounding rock mass, and sufficiently improve the structural stability and reliability. An object of the present invention is to provide a membrane-type low-temperature rock mass storage tank having an effective and suitable structure.
本発明は、岩盤を掘削して形成した空洞の表面に吹付コンクリート、躯体コンクリート、保冷材、メンブレン材からなる覆工を設けて、その内部空間を低温流体を貯蔵するための貯槽とするメンブレン式の低温岩盤貯槽であって、前記吹付コンクリート中に、周囲岩盤から地下水を集水して排水するための排水路網を設けることにより、前記空洞の周囲岩盤中に前記排水路網に向かって流れる地下水流を生じさせて、該地下水流によって前記空洞の周囲岩盤の温度を凍結温度以上に維持して前記空洞の周囲に非凍結領域を形成可能としたことを特徴とする。 The present invention is a membrane type in which a cover made of sprayed concrete, reinforced concrete, cold insulation material, membrane material is provided on the surface of a cavity formed by excavating a rock, and the internal space is used as a storage tank for storing a cryogenic fluid A low temperature rock storage tank of the above-mentioned, in which the drainage channel network for collecting and draining groundwater from the surrounding rock mass is provided in the sprayed concrete, and flows toward the drainage channel network in the surrounding rock mass of the cavity A groundwater flow is generated, and the temperature of the surrounding rock mass of the cavity is maintained at a freezing temperature or more by the groundwater flow, so that a non-freezing region can be formed around the cavity.
本発明においては、前記空洞の上方に、地表から該空洞の周囲岩盤に対して注水することによって地下水を涵養するための注水用井戸を設けることが考えられる。
また、前記空洞の周囲岩盤中に前記排水路網に通じる排水用ボーリング孔を設けることが考えられ、さらにその場合においては、前記排水用ボーリング孔の周囲岩盤中に透水性の高い破砕領域を形成することが好ましい。
In the present invention, it is conceivable to provide a water injection well for recharging groundwater by pouring water from the ground surface to the surrounding rock mass of the cavity above the cavity.
In addition, it is conceivable to provide a draining boring hole that leads to the drainage channel network in the surrounding rock mass of the cavity, and in that case, a highly permeable crushing region is formed in the surrounding rock mass of the draining boring hole It is preferable to do.
従来一般のこの種の低温岩盤貯槽においては、空洞の周囲岩盤中に地下水が滞留していることからその地下水が凍結して空洞周囲に凍結領域が形成されてしまうのであるが、本発明の低温岩盤貯槽では空洞の周囲岩盤中の地下水が排水路網により積極的に集水されて排水されることによって空洞側に向かって流れるような地下水流が自ずと生じ、そのような地下水流が常時確保されることにより周囲岩盤の温度が凍結温度以上に維持される。したがって本発明の低温岩盤貯槽では空洞周囲に自ずと非凍結領域が形成され、それにより従来においては懸念されていた凍結膨張に起因する悪影響を排除できて覆工の構造力学的な信頼性と安全性を十分に確保することができる。
また、周囲岩盤中の地下水は常に排水路網により集水されて速やかに排水されてしまうことから、貯槽完成後に覆工に対して過大な地下水圧が外圧として作用することもなく、この点においても覆工の構造力学的な信頼性を向上させることができる。
さらに、施工段階においても排水路網を通して周囲岩盤からの排水を行うことが可能であり、それにより従来一般のメンブレン式の貯槽を施工する場合のように大がかりな排水トンネルや排水ボーリング孔を設けて周囲岩盤全体をドライにするような必要がなく、したがって施工性を十分に改善することができて工期短縮、工費削減に大きく寄与できるものである。
In this type of conventional low-temperature rock storage tank, since groundwater is retained in the surrounding rock mass of the cavity, the groundwater is frozen and a frozen region is formed around the cavity. In the rock storage tank, groundwater in the surrounding rock is actively collected by the drainage network and drained, so that a groundwater flow that flows toward the cavity naturally occurs, and such a groundwater flow is always secured. This keeps the temperature of the surrounding rock mass above the freezing temperature. Therefore, in the low-temperature rock storage tank of the present invention, a non-freezing region is naturally formed around the cavity, thereby eliminating the adverse effects caused by freezing and expansion, which has been a concern in the past, and the structural mechanical reliability and safety of the lining Can be secured sufficiently.
In addition, since groundwater in the surrounding rock mass is always collected by the drainage network and drained quickly, excessive groundwater pressure does not act as external pressure on the lining after the storage tank is completed. Also, the structural mechanical reliability of the lining can be improved.
In addition, it is possible to drain from the surrounding rock mass through the drainage network at the construction stage, thereby providing a large drainage tunnel and drainage boring hole as in the case of constructing a conventional membrane-type storage tank. It is not necessary to dry the entire surrounding rock mass, so that the workability can be sufficiently improved and the construction period can be greatly reduced and the construction cost can be reduced.
なお、周囲岩盤の地下水位が低いために充分な地下水流が期待できないような場合には、空洞の上方に地下水涵養のための注水井戸を設けて地下水位を高く維持することにより、地下水流が確実に生じるようにできる。
また、周囲岩盤の透水性が低いために充分な地下水流が生じないような場合には、排水路網に通じる排水用ボーリング孔を周囲岩盤に形成したり、さらにその周囲に破砕領域を形成しておくことにより、周囲岩盤の透水性を高めて地下水流がより確実に生じるようにでき、それにより非凍結領域を確実に形成することができる。
If sufficient groundwater flow cannot be expected due to the low groundwater level of the surrounding rock mass, a groundwater flow can be maintained by maintaining a high groundwater level by installing a well for groundwater recharge above the cavity. It can be ensured.
In addition, if the surrounding rock mass is low in permeability and sufficient groundwater flow does not occur, drain boring holes leading to the drainage channel network can be formed in the surrounding rock mass, and a crushing area can be formed around it. In this way, the permeability of the surrounding rock mass can be increased so that the groundwater flow can be generated more reliably, and thereby the non-frozen area can be reliably formed.
図1〜図3は本発明の一実施形態である低温岩盤貯槽の概略構成を示すものである。
本実施形態の低温岩盤貯槽は、岩盤に形成された略馬蹄形断面のトンネル状の空洞1の内面に、吹付コンクリート2、躯体コンクリート3、保冷材4、メンブレン材5を順次積層状態で形成してメンブレン式の覆工を形成することにより、LNGやLPG、DME等の低温流体の貯槽(タンク)として機能するものであるが、本実施形態の低温岩盤貯槽が従来一般のものと異なる点は、吹付コンクリート2中に周囲岩盤からの地下水を常に集水して排水するための排水路網6が埋設されている点にある。
1 to 3 show a schematic configuration of a low temperature rock storage tank according to an embodiment of the present invention.
The low-temperature bedrock storage tank of this embodiment is formed by sequentially stacking sprayed
すなわち、従来一般のこの種の低温岩盤貯槽では、上述したように低温流体の貯蔵によって周囲岩盤に自ずと生じる凍結領域を二次バリアとしても活用することを基本としているのであるが、それは反面において凍結膨張による種々の悪影響が問題となることもあることから、本実施形態の低温岩盤貯槽ではそのような凍結領域を敢えて生じさせないようにしている。
そして、そのために本実施形態では、吹付コンクリート2中に排水路網6を埋設しておいて、周囲岩盤中の地下水をその排水路網6により積極的に集水して空洞1内に流入させて常に排水するようにしており、それにより空洞周囲の岩盤中には排水路網6に向かって流れるような地下水流fが自ずと生じるようになっている。
In other words, this kind of conventional low temperature rock storage tank is based on the fact that the freezing area that naturally occurs in the surrounding rock mass due to the storage of the low temperature fluid as described above is also used as a secondary barrier. Since various adverse effects due to expansion may be a problem, the cryogenic rock storage tank of this embodiment does not intentionally generate such a frozen region.
For this purpose, in this embodiment, a
排水路網6としては、たとえば土木工事の分野において法面排水用の資材として使用されている樹脂製の成形品や多孔質材料あるいは有孔管等も採用可能であるが、本実施形態では図2に示すように横断面形状が扁平な矩形断面とされている長尺帯板状の板状排水材を使用し、それを空洞1の軸方向と周方向の双方に沿うように設置している。
すなわち、空洞1の底面と周面には、空洞1の軸方向に沿う縦排水路6aおよび周方向に沿う横排水路6bとなる板状排水材がそれぞれ所定間隔で交差させた状態で配置されて、それらの全体で縦横の格子網としての排水路網6が形成されている。その排水路網6は空洞1の底面中央部に設けられた主排水溝7に接続されていて、その内部には有孔ヒューム管等の主排水管8が敷設されている。それら主排水溝7および主排水管8は坑口側に向かって下がり勾配としておいて自然流下による排水を行うと良い。
As the
That is, on the bottom surface and the peripheral surface of the
本実施形態では、上記のような排水路網6を設けることにより、図1に示すように空洞1の周囲岩盤には常に空洞1側に向かって流れるような地下水流fが生じ、その地下水流fによって周囲岩盤の温度が凍結温度以下に低下してしまうことが防止され、それにより空洞1の周囲に非凍結領域を自ずと形成することができるものである。
In the present embodiment, by providing the
すなわち、従来一般の低温岩盤貯槽では空洞周囲の岩盤が極低温の貯蔵流体により冷却されて凍結温度以下となることによりそこに滞留している地下水が凍結してしまうのであるが、本実施形態のように地下水が滞留せずに常に流れるようにして充分な水量かつ充分な流速の地下水流fが常に生じるようにしておけば、その地下水の保有熱量が周囲岩盤に対して常に伝熱される(つまり、凍結温度以下に冷却されつつある周囲岩盤が常温程度の水温の地下水によって常に加温される)ことになり、したがって周囲岩盤の温度を凍結温度以上に維持することが可能なのである。勿論、一般に流水は静止水よりも凍結し難いから、地下水流fが充分な流量かつ流速で流れていれば岩盤温度が仮に氷点以下であっても直ちに凍結してしまうことはなく、地下水は凍結する隙もなく排水路網6を通して速やかに排水されてしまう。
That is, in the conventional general low temperature rock storage tank, the rock surrounding the cavity is cooled by the cryogenic storage fluid and becomes below the freezing temperature, so that the groundwater staying there freezes. As described above, if the groundwater flow f always flows with a sufficient amount of water and a sufficient flow velocity so that the groundwater does not stay, the stored heat amount of the groundwater is always transferred to the surrounding rock mass (that is, Therefore, the surrounding rock mass that is being cooled below the freezing temperature is always warmed by groundwater having a water temperature of about room temperature), and thus the temperature of the surrounding rock mass can be maintained above the freezing temperature. Of course, since running water is generally more difficult to freeze than static water, if the groundwater flow f flows at a sufficient flow rate and flow velocity, it will not freeze immediately even if the bedrock temperature is below freezing point. The water is quickly drained through the
このことについて図3を参照してさらに説明する。物理量としての「熱」は高温側から低温側に向かって流れる(伝熱される)ことで低温側が加熱(加温)されるのであるが、ここでは低温側から高温側に向かって流れることにより高温側を冷却する「冷熱」なる仮想的な概念を想定する。
図3に示すように空洞1側からメンブレン材5、保冷材4、躯体コンクリート3、吹付コンクリート2を介して周囲岩盤に冷熱量Q1が伝熱されるとし、逆に周囲岩盤から空洞1側へは温熱量(本来の熱量)Q3が伝熱されると想定した場合、通常のように地下水が滞留している場合には 冷熱量Q1>温熱量Q3 となって岩盤の温度は漸次低下していき、いずれは凍結してしまうことになる。
しかし、本実施形態のように排水路網6を通して地下水を集水し排水することによって地下水流fを積極的に生じさせると、その地下水流fによって冷熱量Q1の一部Q2が排水路網6を通して系外に放熱されてしまい、その分、岩盤への冷熱の伝熱量が減少することになる。そして Q1−Q2=Q3 となる熱平衡が生じれば岩盤温度を一定温度に維持可能であって凍結温度以下になることを防止できるのである。
This will be further described with reference to FIG. “Heat” as a physical quantity flows from the high temperature side toward the low temperature side (heat is transferred), so that the low temperature side is heated (heated), but here the high temperature flows from the low temperature side toward the high temperature side. A hypothetical concept of “cooling heat” for cooling the side is assumed.
As shown in FIG. 3, it is assumed that the cold heat quantity Q1 is transferred from the
However, when the groundwater flow f is positively generated by collecting and draining the groundwater through the
以上で説明したように、本実施形態の低温岩盤貯槽によれば、吹付コンクリート2に埋設した排水路網6によって周囲岩盤中に地下水流fを生じさせることにより、周囲岩盤が凍結することを防止でき、それにより従来においては懸念されていた凍結膨張に起因する悪影響を排除できて覆工の構造力学的な信頼性と安全性を十分に確保することができる。
As described above, according to the low temperature rock storage tank of the present embodiment, the surrounding rock mass is prevented from freezing by generating the groundwater flow f in the surrounding rock mass by the
また、周囲岩盤中の地下水は常に排水路網6により集水されて主排水管8を通して速やかに排水されてしまうことから、貯槽完成後に覆工に対して過大な地下水圧が外圧として作用することもなく、この点においても覆工の構造力学的な信頼性を向上させることができる。
しかも、施工段階においても排水路網6を通しての周囲岩盤からの排水を行うことが可能であり、それにより従来一般のメンブレン式の貯槽を施工する場合のように大がかりな排水トンネルや排水ボーリング孔を設けて周囲岩盤全体をドライにするような必要がなく、したがって施工性を十分に改善することができて工期短縮、工費削減に大きく寄与できるものである。
In addition, groundwater in the surrounding rock mass is always collected by the
In addition, it is possible to drain from the surrounding rock mass through the
以上で本発明の一実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例に過ぎず、本発明は上記実施形態に限定されることなく適宜の設計的変更や応用が可能である。
たとえば、上記実施形態では排水路網6を扁平な矩形断面の縦排水路6aと横排水路6bとによる縦横の格子状に形成したが、それに限るものでもなく、空洞1の周囲全体からの集水と排水が可能であれば縦排水路6aのみあるいは横排水路6bのみを設けることでも良いし、逆にほぼ全面的にマット状の排水路網として設けることでも良い。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the above embodiment is merely a preferred example, and the present invention is not limited to the above embodiment, and appropriate design changes and applications are possible.
For example, in the above-described embodiment, the
なお、本発明の低温岩盤貯槽では空洞1の周囲に常に安定した地下水流fが確実に生じることが必要であり、したがって本発明の低温岩盤貯槽を計画するに当たっては建設地の岩盤の透水性や地下水位、地下水涵養量等のデータを充分に把握するとともに、岩盤中における熱流動と地下水流動を同時に予測する連成解析シミュレーション技術などにより、施設運転時の周囲岩盤の温度変化を適切に予測する必要がある。
いずれにしても、立地条件としては地下水位が高くかつ岩盤の透水性がある程度大きいことが必要となるが、首都圏や大阪圏等の軟岩が分布する沿岸域はそのような立地条件に該当するので、本発明の低温岩盤貯槽はそれら大都市圏に設置するLNG貯蔵施設として最適であるといえる。
In the low-temperature rock storage tank of the present invention, it is necessary to ensure that a stable groundwater flow f is always generated around the
In any case, the location conditions require a high groundwater level and a large amount of rock permeability, but coastal areas where soft rocks such as the Tokyo metropolitan area and Osaka area are distributed fall under such location conditions. Therefore, it can be said that the low-temperature bedrock storage tank of the present invention is optimal as an LNG storage facility installed in those metropolitan areas.
但し、地下水位が低く充分な地下水涵養が期待できない地域や、周囲岩盤の透水性が充分でない場合に対しても、たとえば図4〜図6に示すような対策により本発明を適用することが可能である。
図4に示すものは、空洞1の上方に注水用井戸10を設けて地表から人工的に地下水涵養を行うものであり、これにより地下水位を高く維持して充分な地下水流fを生じるようにしたものである。
図5に示すものは、空洞1の周囲岩盤中に多数の排水用ボーリング孔11を排水路網6に通じるように設けるものであり、岩盤の透水性が充分ではない場合であってもそれら排水用ボーリング孔11を通して排水路網6に導かれるような透水経路が確保され、周囲岩盤に確実に地下水流fが生じるものである。
この場合においては、排水用ボーリング孔11の施工に際してその周囲岩盤中を破砕して透水性の高い破砕領域12を形成することがより好ましい。そのような破砕領域12は排水ボーリング孔11内に高水圧を載荷する水圧破砕法(ハイドロフラクチャリング)により効率的に施工することができる。
図6に示すものは、図4に示した注水用井戸10と図5に示した排水用ボーリング孔11および破砕領域12を備えたものであり、それらの全体により確実な地下水流を生じさせることができる。
However, even if the groundwater level is low and sufficient groundwater recharge is not expected, or if the surrounding rock mass is not sufficiently permeable, the present invention can be applied by measures such as shown in FIGS. It is.
In FIG. 4, a well 10 for water injection is provided above the
FIG. 5 shows that a large number of draining
In this case, it is more preferable to crush the surrounding rock mass during construction of the
6 includes the water injection well 10 shown in FIG. 4 and the
1 空洞
2 吹付コンクリート
3 躯体コンクリート
4 保冷材
5 メンブレン材
6 排水路網
6a 縦排水路
6b 横排水路
7 主排水溝
8 主排水管
10 注水用井戸
11 排水用ボーリング孔
12 破砕領域
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記吹付コンクリート中に、周囲岩盤から地下水を集水して排水するための排水路網を設けることにより、前記空洞の周囲岩盤中に前記排水路網に向かって流れる地下水流を生じさせて、該地下水流によって前記空洞の周囲岩盤の温度を凍結温度以上に維持して前記空洞の周囲に非凍結領域を形成可能としたことを特徴とする低温岩盤貯槽。 Membrane-type low-temperature bedrock storage tank that has a lining made of sprayed concrete, reinforced concrete, cold insulation, and membrane material on the surface of the cavity formed by excavating the bedrock, and uses the internal space as a storage tank for storing low-temperature fluid Because
In the sprayed concrete, by providing a drainage channel network for collecting and draining groundwater from the surrounding rock mass, a groundwater flow flowing toward the drainage channel network is generated in the surrounding rock mass of the cavity, A low-temperature rock storage tank characterized in that a non-freezing region can be formed around the cavity by maintaining the temperature of the rock surrounding the cavity above the freezing temperature by a groundwater flow.
前記空洞の上方に、地表から該空洞の周囲岩盤に対して注水することによって地下水を涵養するための注水用井戸を設けたことを特徴とする低温岩盤貯槽。 The low-temperature bedrock storage tank according to claim 1,
A low-temperature bedrock storage tank provided with a water injection well for recharging groundwater by pouring water from the surface to the surrounding rock mass of the cavity above the cavity.
前記空洞の周囲岩盤中に、前記排水路網に通じる排水用ボーリング孔を設けたことを特徴とする低温岩盤貯槽。 The low-temperature bedrock storage tank according to claim 1 or 2,
A low-temperature bedrock storage tank characterized in that a draining borehole leading to the drainage channel network is provided in the surrounding rock mass of the cavity.
前記排水用ボーリング孔の周囲岩盤中に、透水性の高い破砕領域を形成したことを特徴とする低温岩盤貯槽。 A low temperature rock storage tank according to claim 3,
A low temperature rock mass storage tank, wherein a crushing region having high water permeability is formed in a rock mass surrounding the boring hole for drainage.
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RU2510360C2 (en) * | 2012-04-02 | 2014-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Underground liquefied natural gas storage |
JP2015151813A (en) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 清水建設株式会社 | Frost heaving load suppressing method for freezing method |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03235878A (en) * | 1990-02-09 | 1991-10-21 | Kajima Corp | Underground storage tank |
JPH0533576Y2 (en) * | 1988-02-24 | 1993-08-26 | ||
JPH0672514A (en) * | 1992-08-28 | 1994-03-15 | Taisei Corp | Lng baserock storage tank |
JPH07207981A (en) * | 1994-01-24 | 1995-08-08 | Kajima Corp | Cryogenic liquified gas tank |
JPH09158523A (en) * | 1995-12-04 | 1997-06-17 | Kajima Corp | Heater facility using groundwater for low temperature liquefied gas tank |
JP2001146309A (en) * | 1999-11-19 | 2001-05-29 | Shimizu Corp | High pressure gas storage facility, and leak preventing method in high pressure gas storage facility |
JP2001287789A (en) * | 2000-04-05 | 2001-10-16 | Shimizu Corp | Storage facility for high-temperature and highpressure gas and liquid |
JP2006029020A (en) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Shimizu Corp | Construction method of large cross section tunnel |
-
2008
- 2008-04-21 JP JP2008110289A patent/JP5041238B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0533576Y2 (en) * | 1988-02-24 | 1993-08-26 | ||
JPH03235878A (en) * | 1990-02-09 | 1991-10-21 | Kajima Corp | Underground storage tank |
JPH0672514A (en) * | 1992-08-28 | 1994-03-15 | Taisei Corp | Lng baserock storage tank |
JPH07207981A (en) * | 1994-01-24 | 1995-08-08 | Kajima Corp | Cryogenic liquified gas tank |
JPH09158523A (en) * | 1995-12-04 | 1997-06-17 | Kajima Corp | Heater facility using groundwater for low temperature liquefied gas tank |
JP2001146309A (en) * | 1999-11-19 | 2001-05-29 | Shimizu Corp | High pressure gas storage facility, and leak preventing method in high pressure gas storage facility |
JP2001287789A (en) * | 2000-04-05 | 2001-10-16 | Shimizu Corp | Storage facility for high-temperature and highpressure gas and liquid |
JP2006029020A (en) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Shimizu Corp | Construction method of large cross section tunnel |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2510360C2 (en) * | 2012-04-02 | 2014-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Underground liquefied natural gas storage |
JP2015151813A (en) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 清水建設株式会社 | Frost heaving load suppressing method for freezing method |
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Publication number | Publication date |
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