JP6684202B2 - タンク解体方法 - Google Patents

Description

本発明は、タンク解体方法に関する。

特許文献１には、タンク側板を解体するタンク解体工法が記載されている。このタンク解体工法では、タンク側板の下端部分における複数箇所を門型に切断して撤去することでタンク側板に切欠部を形成し、その切欠部にジャッキを配置してタンク屋根及びタンク側板を支え得るようにジャッキアップして初期状態を準備する。その状態でタンク側板の残存部を切欠部の上端より高い位置まで切断して撤去することにより、ジャッキにより支えられている部分を新たな残存部とし、ジャッキダウンした上で新たな残存部の間に別のジャッキを配置する。新たな残存部の間に配置した別のジャッキをタンク屋根及びタンク側板を支え得るようにジャッキアップし、これ以降は初期状態からの作業手順を繰り返してタンク側板を解体する。

特開平９−３２４５４４号公報

上記のようなタンク解体工法では、初期状態において切欠部にジャッキを配置すると共に、当該ジャッキにより支えられている部分を新たな残存部としたときには新たな残存部の間にもジャッキを配置する。そのため、多数のジャッキを用いることとなり、作業に用いる装置全体が大掛かりである。また、初期状態では、多数のジャッキのうちの一部によってタンク屋根及びタンク側板を支えており、初期状態でジャッキに支えられている部分を新たな残存部としたときには、多数のジャッキのうちの残部によってタンク屋根及びタンク側板を支えている。そのため、タンク屋根及びタンク側板の荷重を安定して支持するためには、一部のジャッキのみで当該荷重を支持し得るように、各ジャッキが十分な能力を備えていることが求められる。したがって、装置全体が一層大掛かりとなる。

そこで、本発明は、大掛かりな装置を用いることなくタンクを解体することが可能なタンク解体方法を提供することを目的とする。

本発明に係るタンク解体方法は、底板と底板から上方に延在する側壁とを備えるタンクを解体するタンク解体方法であって、側壁の下端部には、周方向に交互に配置される第１領域と第２領域とが設定され、第１領域と基礎部との間には、側壁が降下したときに、第１領域を側壁における壁面の面外方向に案内して湾曲させ変形させる案内面を有する変形ガイド部が設置され、第１領域と第２領域との境界線に沿って側壁に切込みを形成する切込み形成工程と、下端部における第２領域を除去する下端部除去工程と、基礎部と側壁とが切り離された状態において、側壁を降下させる降下工程と、を備え、降下工程では、降下する側壁の第１領域が変形ガイド部の案内面に案内されて変形する。

本発明に係るタンク解体方法によれば、第１領域と基礎部との間には変形ガイド部が設置されている。この変形ガイド部は、側壁が降下したときに、第１領域を側壁における壁面の面外方向に案内して変形させる案内面を有している。第１領域と第２領域との境界線に沿って側壁に切込みが形成され、第２領域の下端部が除去され側壁が降下すると、第１領域は面外方向に案内されて変形し、第２領域は基礎部に向けて降下する。このとき、側壁は、第１領域の変形に起因する抵抗力を受けながら降下する。これにより、例えばジャッキによって側壁の荷重を支持した状態で側壁を降下させる場合と比較して簡易な構成でタンクの解体作業を行うことができ、大掛かりな装置を用いることなくタンクを解体することが可能となる。

本発明に係るタンク解体方法は、下端部除去工程は、降下する側壁の第２領域が基礎部に接触した状態で実行されてもよい。この場合、側壁の第２領域が基礎部に接触して側壁が基礎部に支持された状態で、側壁の第２領域を除去することができる。

本発明に係るタンク解体方法は、下端部における第１領域を除去して変形ガイド部を設置するための切欠きを形成する切欠き形成工程を更に備えていてもよい。この場合、切欠きによって変形ガイド部を設置する場所を確保できると共に、下端部除去工程では側壁の下端部のうち切欠き以外の部分である第２領域を除去するため、除去作業を簡易に行うことができる。したがって、一層簡易な構成によってタンクの解体作業を行うことができる。

本発明に係るタンク解体方法は、変形ガイド部が設置された状態において、切込みを延長して形成する切込み形成工程と、降下工程とが繰り返し実行されてもよい。降下工程においては、切込み形成工程において形成した切込みの量に応じて側壁が降下する。そのため、切込みを延長して形成することにより、下端部が除去される範囲に対して段階的に側壁を降下させることができる。したがって、下端部が除去される範囲に一度に切込みを形成する場合と比較して、側壁をゆっくり降下させることができる。

本発明によれば、大掛かりな装置を用いることなくタンクを解体することが可能なタンク解体方法を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るタンク解体方法が適用されるタンクを示す側面図である。 図２は、本実施形態に係る各工程を示す図である。 図３は、本実施形態に係る各工程を示す図である。 図４は、本実施形態に係る各工程を示す図である。 図５は、本実施形態に係る各工程を示す図である。 図６は、本実施形態に係る各工程を示す図である。 図７は、本実施形態に係る各工程を示す図である。 図８は、図３に示す領域VIIIを拡大した断面図である。 図９は、図８に示すIX-IX線に沿った断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当する部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係るタンク解体方法が適用されるタンクを示す部分断面側面図である。タンク１は、例えば、ＬＮＧ（液化天然ガス：Liquefied Natural Gas）を貯蔵する地上式のＬＮＧタンクである。タンク１は、例えば、容量２．５万ＫＬ〜１４．０万ＫＬ、内径３６．０ｍ〜７９．４ｍ、液深２４．３ｍ〜３０．３ｍの構造を有する大型タンクである。ただし、タンクは地上式のＬＮＧタンクに限定されない。本実施形態に係るタンク解体方法は、例えば、石油、ＬＰＧ（液化石油ガス：Liquefied petroleum Gas）等を貯蔵するタンクを解体する場合にも適用することができる。

図１に示されるように、タンク１は、コンクリート製の基礎スラブ２上に設けられている。タンク１は、基礎スラブ２を介して、地盤Ｇ及び地盤Ｇに先端が埋設された複数の杭３に支持されている。タンク１は、底板４と、側壁５と、屋根６と、を備えている。

底板４及び側壁５は、ＬＮＧを貯蔵するための貯蔵空間Ｓを形成している。底板４及び側壁５は、例えば鋼板によって構成されている。底板４は、基礎スラブ２の上面に沿うように設けられている。底板４は、平面視円形状に形成されている。側壁５は、鉛直な筒軸をもつ円筒形状を呈し、底板４から上方に延在している。側壁５の下端部５ａは、例えば、溶接等により底板４に接合されている。側壁５の上端部５ｂには、上方に開口する開口部が形成されている。側壁５の上端部５ｂの開口部は、貯蔵空間Ｓを覆うドーム状の屋根６によって塞がれている。

上記の構造を備えるタンク１を解体するタンク解体方法について説明する。以下の説明において、単に「径方向」、「周方向」等と言うときは、円筒形状の側壁５の径方向、周方向を意味するものとする。図２〜図７は、第１実施形態に係る各工程を示す側面図である。本実施形態に係るタンク解体方法は、分断工程と、ガイド部設置工程と、切欠き形成工程と、切込み形成工程と、下端部除去工程と、降下工程と、を備える。

本実施形態に係るタンク解体方法では、側壁５の下端部５ａには、周方向に交互に配置される第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とが設定される。第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２は、周方向の全周に亘って設定される。一例として、第１領域Ｒ１の周方向における長さは、２ｍであり、第２領域Ｒ２の周方向における長さは８ｍである。

＜分断工程＞
まず、図２に示されるように、側壁５を底板４から切り離す。具体的には、底板４に接合されている側壁５の下端部５ａの接合箇所を、例えば、ガス切断により切断する。側壁５は、下端部５ａの全周に亘って底板４から切り離される。以下、側壁５と分断された、地盤Ｇ、基礎スラブ２、杭３、及び底板４を含む部分を基礎部７と言う。

＜切欠き形成工程＞
続いて、側壁５に変形ガイド部を設置するための切欠き５１を形成する。具体的には、側壁５の下端部５ａにおける複数の第１領域Ｒ１を除去して、複数の切欠き５１を形成する。すなわち、側壁５には、下端部５ａの全周に亘って一定の間隔（ここでは、１０ｍ）をおいて複数の切欠き５１が配列される。切欠き５１は、例えば、ガス切断により側壁５を切断して形成される。切欠き５１は、少なくとも周方向に水平な上縁部５１ｓをもつように形成される。切欠き５１は、例えば矩形状を呈している。切欠き５１の高さは、例えば、１．５ｍである。ただし、切欠き５１の寸法及び形状は、任意に変更してよい。

＜ガイド部設置工程＞
次に、図３に示されるように、切欠き５１の上縁部５１ｓと基礎部７との間に変形ガイド部８を挿入する。変形ガイド部８は、切欠き５１に対してタンク１の内側からタンク１の外側に向かって挿入されて、切欠き５１に設置される。具体的には、変形ガイド部８は、後述する案内面８３ｓが切欠き５１の上縁部５１ｓに接触するまでタンク１の中心から径方向外側に向かって押し込まれ、変形ガイド部８が上縁部５１ｓと底板４の上面４ｓとで挟み込まれた状態になる。その状態で、例えば溶接等により、変形ガイド部８を底板４に接合（固定）する。変形ガイド部８は、複数の切欠き５１の全てに設置される。なお、変形ガイド部８の詳細な構成については後述する。

＜下端部除去工程＞
次に、図４に示されるように、側壁５の下端部５ａにおける第２領域Ｒ２を除去する。具体的には、側壁５の下端縁から、切欠き５１の高さ位置（ここでは、１．５ｍの高さ位置）における第２領域Ｒ２を、例えば、ガス切断により切断線Ｌ１（図３参照）に沿って周方向に切断する。また、作業中に側壁５が大きく傾くことを抑制するために、側壁５の下端部５ａにおける複数の第２領域Ｒ２のうち、径方向に互いに対面する２つの第２領域Ｒ２ごとに、当該２つの第２領域Ｒ２を同時に又は交互に切断する。そして、第２領域Ｒ２の切断された部分を撤去する。ここでは、側壁５の下端部５ａの全周に亘って設定された複数の第２領域Ｒ２を全て除去する。

＜切込み形成工程＞
更に、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との境界線Ｌ２に沿って切込み５２を形成する。具体的には、切欠き５１の側縁部５１ｔから上方に延びるように、側壁５の下端部５ａを、例えば、ガス切断により切断する。切込み５２の長さは、例えば３０ｃｍである。

なお、上記の下端部除去工程、及び切込み形成工程は、いずれの工程が先に実行されてもよい。或いは、下端部除去工程、及び切込み形成工程の両方の工程が並行して実行されてもよい。また、分断工程は、下端部除去工程、及び切込み形成工程の両方の工程が完了する前までに行われていればよい。側壁５と底板４とは、次の降下工程において互いに切り離された状態であればよい。

＜降下工程＞
次に、図５に示されるように、側壁５を降下させる。ここでは、側壁５の自重によって側壁５を降下させる。側壁５は、分断工程において底板４から切り離された状態となっている。そして、下端部５ａが除去されて、下端部５ａにおける第１領域Ｒ１で変形ガイド部８に支持されて底板４から浮いた状態となる。その状態で第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との境界線Ｌ２に沿って切込み５２が形成されているため、側壁５の自重により、第１領域Ｒ１が変形ガイド部８によって変形しながら降下する。第１領域Ｒ１は、変形ガイド部８の案内面８３ｓによって径方向外側（側壁５の外壁面５ｓの面外方向）に案内されて湾曲して変形する。側壁５は、第１領域Ｒ１の変形に起因して変形ガイド部８から上向きの抵抗力を受けながら降下する。また、第２領域Ｒ２は、底板４に向けてほぼ鉛直下方に降下する。降下中の側壁５は、上記のように第１領域Ｒ１に変形ガイド部８からの上向きの抵抗力を受けるため、降下速度が抑えられ、側壁５全体が徐々に降下する。

側壁５の降下が進行し、側壁５が第１領域Ｒ１において変形ガイド部８から受ける抵抗力が大きくなっていくと、側壁５の自重と側壁５が受ける抵抗力とが釣り合い、側壁５の降下が停止する。そのため、側壁５の降下が停止したときに、或いは側壁５の降下が停止する前に、切込み形成工程を実行して新たに切込み５２を形成する。この新たな切込み５２は、既存の切込み５２を上方に延長するように形成される。このような切込み５２の延長により、変形ガイド部８から側壁５が受ける上記の抵抗力が小さくなり側壁５の降下（降下工程）が継続する。このように、切込み形成工程と降下工程とが繰り返し実行されることで側壁５が降下していく。上記のように、側壁５の降下が停止する前に切込み５２を延長して、降下工程を連続的に行ってもよい。或いは、切込み形成工程は、自重と抵抗力とが釣り合い、側壁５の降下が停止した状態から行ってもよい。

側壁５の降下が継続することにより、図６に示されるように、側壁５の下端部５ａにおける第２領域Ｒ２が底板４に着地すると、側壁５の降下が停止する。そのため、図７に示されるように、再び、下端部除去工程を実行し、第２領域Ｒ２を周方向に切断して除去することにより、側壁５の降下を継続させる。このように、下端部除去工程と降下工程とが繰り返し実行されることで側壁５が降下しながら、側壁５は下端から少しずつ除去されていく。ここでは、側壁５が降下して、側壁５の下端部５ａにおける第２領域Ｒ２が底板４に接触した状態で、上記の下端部除去工程を行う。ただし、下端部除去工程は、側壁５の下端部５ａにおける第２領域Ｒ２が底板４に着地する前に行ってもよい。なお、側壁５の第１領域Ｒ１の部分は、変形ガイド部８に案内され側壁５の降下に伴って径方向外側に伸びていくので、側壁５の降下をほとんど阻害しない場合もある。従って、第１領域Ｒ１の部分は、適切なタイミングで除去すればよい。または、タンク解体終了後まで第１領域Ｒ１の部分が切断されずに、タンク解体後に全体が撤去されてもよい。

以上のように、側壁５の降下を継続させることで、側壁５が下端から少しずつ除去されていく。このように、降下工程と、側壁５の降下を継続させる下端部形成工程、及び切込み形成工程と、繰り返し実行され、側壁５の上端部５ｂまで除去されることで、タンク解体方法が完了する。

ここで、変形ガイド部８の構成について説明する。図２〜図７では詳細な図示が省略されているが、変形ガイド部８の構成は図８に示されるとおりである。図８は、図３に示す領域VIIIを拡大した断面図である。図９は、図８に示すIX-IX線に沿った断面図である。図８及び図９に示されるように、変形ガイド部８は、第１領域Ｒ１と底板４との間に設置されている。変形ガイド部８は、周方向に沿って配列された２つのガイド台８１を備えている。

ガイド台８１は、下方材８２と、第１斜材８３と、第２斜材８４とを有する。下方材８２、第１斜材８３、及び第２斜材８４は、例えば、鉄骨材によって構成されている。鉄骨材として、例えば、Ｈ型鋼を採用することができる。

ガイド台８１、下方材８２、第１斜材８３、及び第２斜材８４によって、下方材８２を底辺とし、第１斜材８３及び第２斜材８４を等辺とする略二等辺三角形状に形成されている。下方材８２及び第１斜材８３と、下方材８２及び第２斜材８４と、第１斜材８３及び第２斜材８４とは、例えば、溶接、ボルト接合等により互いに接合されている。下方材８２及び第１斜材８３と、下方材８２及び第２斜材８４とは、例えば、６５°の角度をなすように接合されている。ガイド台８１は、降下する側壁５の第１領域Ｒ１をタンク１の径方向外側に案内するため、下方材８２と第２斜材８４との接合箇所、及び、第１斜材８３と第２斜材８４との接合箇所がタンク１の内側に位置し、下方材８２と第１斜材８３との接合箇所がタンク１の外側に位置するように、側壁５と底板４との間に設置されている。

下方材８２は、底板４上に設置され底板４上を径方向に沿って延びている。第１斜材８３及び第２斜材８４のそれぞれは、径方向における下方材８２の一端部８２ａ及び他端部８２ｂから、互いに近付くように上方に傾斜して延びている。第１斜材８３の上面が、前述の変形ガイド部８の案内面８３ｓであり、案内面８３ｓは底板４及び側壁５に対して６５°の角度をなす。変形ガイド部８の案内面８３ｓは、タンク１の内側からタンク１の外側に向かうにつれて下降するように形成されている。変形ガイド部８が第１領域Ｒ１と底板４との間に設置された状態において、側壁５が降下したときに、変形ガイド部８の案内面８３ｓが第１領域Ｒ１を外壁面５ｓの面外方向に案内して変形させる。

また、変形ガイド部８は、止め金具８５を更に備えている。止め金具８５は、下方材８２上における一端部８２ａに、例えば、溶接、ボルト接合等により接合されている。止め金具８５は、例えば、鉄骨によって構成されている。鉄骨材として、例えば、アングルを採用することができる。

止め金具８５は、２つのガイド台８１の下方材８２間を架け渡すように設けられている。止め金具８５は、アングルにおける鉛直部８５ａの外面８５ｓが案内面８３ｓに臨むように設けられている。したがって、降下工程で側壁５の降下によって第１領域Ｒ１が変形ガイド部８の案内面８３ｓに沿って降下した際、第１領域Ｒ１の下端縁がアングルの外面８５ｓに突き当たると、第１領域Ｒ１が更に降下することが規制される。第１領域Ｒ１が降下することが規制されるため、側壁５全体が降下することを規制することができる。

次に、第１実施形態に係るタンク解体方法の作用効果について説明する。

本実施形態に係るタンク解体方法によれば、第１領域Ｒ１と底板４（基礎部７）との間には変形ガイド部８が設置されている。この変形ガイド部８は、側壁５が降下したときに、第１領域Ｒ１を側壁５における外壁面５ｓの面外方向に案内して変形させる案内面８３ｓを有している。第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との境界線Ｌ２に沿って側壁５に切込み５２が形成され、側壁５の下端部５ａにおける第２領域Ｒ２が除去され側壁５が降下すると、第１領域Ｒ１は面外方向に案内されて変形し、第２領域Ｒ２は基礎部７に向けて降下する。このとき、側壁５は、第１領域Ｒ１の変形に起因する抵抗力を受けながら降下する。これにより、例えばジャッキによって側壁５の荷重を支持した状態で側壁５を降下させる場合と比較して簡易な構成でタンク１の解体作業を行うことができ、大掛かりな装置を用いることなくタンク１を解体することが可能となる。

本実施形態に係るタンク解体方法において、下端部除去工程は、降下する側壁５の第２領域Ｒ２が基礎部７に接触した状態で実行される。これにより、側壁５の第２領域Ｒ２が基礎部７に接触して側壁５が基礎部７に支持された状態で、側壁５の第２領域Ｒ２を除去することができる。従って、第２領域Ｒ２の切断中において、切断部分の落下防止のために当該切断部分を他の治具で支持するといった措置を省略することもできる。

本実施形態に係るタンク解体方法は、側壁５の下端部５ａにおける第１領域Ｒ１を除去して変形ガイド部８を設置するための切欠き５１を形成する切欠き形成工程を更に備えている。この場合、切欠き５１によって変形ガイド部８を設置する場所を確保できる。またこの場合、下端部除去工程では側壁５の下端部５ａのうち切欠き５１以外の部分である第２領域Ｒ２を除去するための切断線Ｌ１を、水平な直線とすればよいので、除去作業を簡易に行うことができる。したがって、一層簡易な構成によってタンク１の解体作業を行うことができる。

本実施形態に係るタンク解体方法は、変形ガイド部８が設置された状態において、切込み５２を延長して形成する切込み形成工程と、降下工程とが繰り返し実行される。降下工程においては、切込み形成工程において形成した切込み５２の量に応じて側壁５が降下する。そのため、切込み５２を延長して形成することにより、下端部５ａが除去される範囲に対して段階的に側壁５を降下させることができる。したがって、下端部５ａが除去される範囲に一度に切込み５２を形成する場合と比較して、側壁５をゆっくり降下させることができる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、前述の実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な態様で実施することができる。また、前述の実施形態に記載されている技術的事項を利用して様々な変形例を構成することもできる。

例えば、第１領域及び第２領域の周方向の長さは、任意に設定してよい。例えば、側壁が降下する速度を遅くするために、第１領域を上記の第１領域Ｒ１よりも広くとることで、第１領域の変形に起因する抵抗力を大きくさせてもよい。

また、前述の実施形態においては、屋根６を備えるタンク１を例に挙げて説明したが、タンクは屋根を備えていなくてもよい。本発明の解体方法が適用されるタンクは、例えば、浮屋根タイプの原油タンク、有水ホルダーの気体ガス用貯槽等であってもよい。また、タンクは、側壁としての内槽と、内槽の外側に位置すると共に貯蔵空間Ｓの上部を覆う外槽と、を備えるタンクであってもよい。

また、前述の実施形態においては、側壁５の下端部５ａにおける底板４との接合箇所を切断して、側壁５が底板４から切り離された状態とする構成を例に挙げて説明したが、このような構成に限定されない。降下工程において側壁が底板から切り離された状態であればよく、例えば、互いにボルト接合によって接合された側壁及び底板に対して、ボルト接合を解除すると共に底板４を撤去して、降下工程において側壁が底板から切り離された状態としてもよい。

また、前述の実施形態においては、止め金具８５を備える変形ガイド部８を例に挙げて説明したが、変形ガイド部８は、止め金具８５を備えていなくてもよい。また、変形ガイド部８のガイド台８１は、Ｈ型鋼によって構成された下方材８２と、第１斜材８３と、第２斜材８４と、を有していなくてもよい。変形ガイド部８は、降下する側壁の下端部を側壁の壁面の面外方向に案内して変形させる案内面を有していればよく、例えば、木材によって構成されていてもよい。

また、降下工程においては、側壁５の自重によって側壁５を降下させる構成を例に挙げて説明したが、降下工程においては、側壁の自重とは別の力を作用させて側壁を降下させてもよい。降下工程において、例えば、ジャッキを用いて、側壁を下方から引くことによって降下させてもよく、側壁を上方から押圧することによって側壁を降下させてもよい。

１…タンク、４…底板、５…側壁、５ａ…下端部、５ｓ…外壁面（壁面）、７…基礎部、８…変形ガイド部、５１…切欠き、５１ｓ…上縁部（縁部）、５２…切込み、８３ｓ…案内面、Ｌ２…境界線、Ｒ１…第１領域、Ｒ２…第２領域。

Claims (4)

1. 底板と前記底板から上方に延在する側壁とを備えるタンクを解体するタンク解体方法であって、
   前記側壁の下端部には、周方向に交互に配置される第１領域と第２領域とが設定され、
   前記底板を含む基礎部と前記第１領域との間には、前記側壁が降下したときに、前記第１領域を前記側壁における壁面の面外方向に案内して変形させる案内面を有する変形ガイド部が設置され、
   前記第１領域と前記第２領域との境界線に沿って前記側壁に切込みを形成する切込み形成工程と、
   前記下端部における前記第２領域を除去する下端部除去工程と、
   前記基礎部と前記側壁とが切り離された状態において、前記側壁を降下させる降下工程と、を備え、
   前記降下工程では、降下する前記側壁の前記第１領域が前記変形ガイド部の案内面に案内されて変形する、タンク解体方法。
2. 前記下端部除去工程は、
   降下する前記側壁の前記第２領域が前記基礎部に接触した状態で実行される、請求項１に記載のタンク解体方法。
3. 前記下端部における前記第１領域を除去して前記変形ガイド部を設置するための切欠きを形成する切欠き形成工程を更に備える、請求項１又は２に記載のタンク解体方法。
4. 前記変形ガイド部が設置された状態において、前記切込みを延長して形成する前記切込み形成工程と、前記降下工程とが繰り返し実行される、請求項３に記載のタンク解体方法。

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