JP6831295B2

JP6831295B2 - トンネルへの機電設備の設置方法

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Publication number: JP6831295B2
Application number: JP2017095430A
Authority: JP
Inventors: 広志三浦; 博高野; 高野　　博
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2017-05-12
Filing date: 2017-05-12
Publication date: 2021-02-17
Anticipated expiration: 2037-05-12
Also published as: JP2018193674A

Description

本発明は、原子力発電所や火力発電所等の発電プラントに設けられたトンネルへの機電設備の設置方法に関するものである。

近年、原子力発電所や火力発電所等の発電プラントには、既存の建屋から離れた位置に緊急用の電源設備や制御設備等の特別重大事故対処施設を設置することが求められている。そして、この特別重大事故対処施設と既存の建屋とは、ケーブルや配管等の機電設備を介して接続される。また、機電設備は、竜巻や津波等の自然災害や、意図的な航空機衝突等の外的要因から防護するために、地下に埋設されている。機電設備を地下に埋設するために、既存の建屋と緊急用の設備との間には、立抗と洞道からなるトンネルが掘削され、このトンネルに機電設備が設置されている。

また、特許文献１には、立坑に配管を据え付ける方法が記載されている。この特許文献１では、立坑の内壁に沿って配置されて内部に配管収納空間を形成する所定長さの筒状ライナと、このライナの内部に取り付けた作業階段とを備えたライナユニットを立坑の上部に設けた作業空間において組み立てる。その後、ライナユニットを立坑内に吊り下ろして下方のライナユニットと連結し、複数のライナユニットを立坑の上部まで連結する。そして、予め定めた長さに分割してある複数の配管ユニットを配管収納空間内に吊り下ろして相互に連結している。

なお、原子力発電所や火力発電所等の発電プラントに用いられるトンネルに機電設備を設置する場合は、トンネルの立坑や洞道の内壁には、補強の為にコンクリートを打設する必要がある。そして、コンクリートを打設する型枠を外してからケーブルや配管等をトンネル内で個別に設置している。

特開平１１−３２８３１９号公報

しかしながら、原子力発電所では、外的要因から特別重大事故対処施設を防護するため、特別重大事故対処施設は、既設の建物から離れて配置されるため、トンネルの立坑や洞道の距離が長くなっていた。そして、従来の設置方法では、コンクリートを打設する型枠を外してからケーブルや配管等をトンネル内で個別に設置していたため、施工期間が長くなると共に工事作業が繁雑になる、という問題を有していた。

本目的は、上記の問題点を考慮し、施工期間の短縮及び工事作業の簡略化を図ることができるトンネルへの機電設備の設置方法を提供することにある。

上記課題を解決し、目的を達成するため、トンネルへの機電設備の設置方法は、以下（１）から（３）に示す工程を含んでいる。
（１）掘削されたトンネルに固定治具が設けられた型枠を設置する工程。
（２）型枠が設置されたトンネルにコンクリートを打設する工程。
（３）連結部材により連結された機電設備を型枠に設けられた固定治具に固定する工程。
そして、機電設備は、予め地上において前記連結部材により連結される。

上記構成のトンネルへの機電設備の設置方法によれば、施工期間の短縮及び工事作業の簡略化を図ることができる。

実施の形態例にかかる発電プラントの概略構成を示す図であり、図１Ａは平面図、図１Ｂは発電プラントのトンネルを示す断面図である。実施の形態例にかかる立坑を示す断面図である。実施の形態例にかかる立坑を示す平面図である。実施の形態例にかかるトンネルへの機電設備の設置方法を示すフローチャートである。実施の形態例にかかるトンネルへの機電設備の設置方法を示すもので、トンネルに型枠を設置した状態を示す断面図である。実施の形態例にかかるトンネルへの機電設備の設置方法を示すもので、トンネルに型枠を設置した状態を示す平面図である。実施の形態例にかかるトンネルへの機電設備の設置方法を示すもので、コンクリートを打設した状態を示す断面図である。実施の形態例にかかるトンネルへの機電設備の設置方法を示すもので、コンクリートを打設した状態を示す平面図である。実施の形態例にかかるトンネルへの機電設備の設置方法を示すもので、機電設備を設置した状態を示す断面図である。実施の形態例にかかるトンネルへの機電設備の設置方法を示すもので、次の型枠を設置した状態を示す断面図である。

以下、実施の形態例にかかるトンネルへの機電設備の設置方法について、図１〜図１０を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

１．発電プラントの構成例
まず、実施の形態例（以下、「本例」という。）にかかる発電プラントの構成について、図１を参照して説明する。
図１Ａ及び図１Ｂは、本例の発電プラントの概略構成を示す図である。

図１Ａ及び図１Ｂに示す本例の発電プラント１００は、例えば原子力発電所又は火力発電所である。発電プラント１００は、既設建物１と、既設建物１の周囲に配置される周辺設備２、３と、高台９に設置された特別重大事故対処施設（以下、「特重施設」という）１０と、を有している。

第１建物を示す既設建物１としては、例えば、原子力発電所では、原子炉建屋や既設の電源室等が挙げられ、火力発電所では、冷却塔やタービン室等が挙げられる。

また、周辺設備２、３としては、例えば、原子力発電所では、冷却水を貯蔵する貯蔵タンクや、電源室等が挙げられ、火力発電所では、貯蔵タンクや電源室等が挙げられる。この既設建物１や周辺設備２、３は、本例の既存設備の一例を構成する。

第２建物を示す特重施設１０としては、例えば、緊急用の電源設備、制御室や燃料タンク等のその他各種の設備が挙げられる。この特重施設１０は、竜巻や津波等の自然災害や、意図的な航空機衝突等の外的要因から防護するために、既設建物１から離れた箇所に設けられている。そして、特重施設１０と既設建物１は、地下に設けられたトンネル２０を介して接続されている。

トンネル２０は、既設建物１の底部から地中を掘削することで形成された第１立坑２１Ａと、特重施設１０の底部から地中を掘削することで形成された立坑２１Ｂと、洞道２２とを有している。洞道２２は、第１立坑２１Ａと、第２立坑２１Ｂとを接続している。トンネル２０の立坑２１Ａ、２１Ｂ及び洞道２２には、ケーブル３１や配管３２等の機電設備３０（図２及び図３参照）が設置されている。

機電設備３０を地下に設けられたトンネル２０の立坑２１Ａ、２１Ｂ（以下、単に「建立坑２１」とする。）及び洞道２２に設置したことで、竜巻や津波等の自然災害や、意図的な航空機衝突等の外的要因から機電設備３０を防護することができる。

２．立坑の構成例
次に、立坑２１に設置された機電設備３０の構成について図２及び図３を参照して説明する。
図２は、立坑２１を示す断面図、図３は、立坑２１を示す平面図である。

図２及び図３に示すように、立坑２１の壁面２１ａには、補強用のコンクリート２５が打設されている。コンクリート２５は、所定の高さを有する複数の型枠２６により立坑２１内に打設されている。図２に示すように、複数の型枠２６は、立坑２１の高さ方向に沿って設置されている。また、図２及び図３に示すように、コンクリート２５を打設する際に用いられる型枠２６には、固定治具２７が設けられている。固定治具２７は、型枠２６の壁面から突出している。この固定治具２７には、後述する機電設備３０を構成するケーブル３１や配管３２等が固定される。

また、型枠２６は、コンクリート２５が打設されて機電設備３０の設置が完了した後も立坑２１内に設置される。したがって、型枠２６は、強度が高く、耐久性に優れたものが好ましい。そのため、型枠２６の材質としては、例えば金属が挙げられるが、金属に限定されるものではなく、木材を用いてもよい。

さらに、図３に示すように、立坑２１内は、コンクリート２５及び型枠２６によって、複数の区画２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ、２９Ｅに仕切られている。複数の区画２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ、２９Ｅは、例えば、常用の機電設備３０が設置される区画２９Ａ、緊急用の機電設備３０が設置される区画２９Ｂ、特定の用途に用いられる専用の機電設備３０が設置される区画２９Ｃ、その他の機電設備３０が設置される区画２９Ｄや、エレベーターが設置される区画２９Ｅ等に仕分けられている。

図２及び図３に示すように、区画２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄには、ケーブル３１、配管３２や作業床３３等の機電設備３０が配置され、区画２９Ｅには、エレベーターが設置される。そして、各区画２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄに配置された機電設備３０は、型枠２６に設けた固定治具２７に固定されている。

なお、洞道２２内の構成は、図２及び図３に示す立坑２１と同様に、機電設備３０が設置されており、その構成は立坑２１と同様であるため、その説明は省略する。

３．立坑２１内への機電設備３０の設置方法
次に、上述した構成を有する立坑２１内への機電設備３０の設置方法について図４〜図１０を参照して説明する。
図４は、機電設備３０の設置方法を示すフローチャートである。図５〜図１０は、機電設備３０の設置方法における立坑２１内を示す平面図及び断面図である。

まず、立坑２１を掘削する（ステップＳ１１）。なお、予め掘削された立坑２１を用いてもよい。次に、図５及び図６に示すように、立坑２１内に所定の高さを有する型枠２６を設置する（ステップＳ１２）。図５に示すように、型枠２６は、立坑２１内における底面部から立設している。また、図６に示すように、型枠２６は、複数の区画２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ、２９Ｅに応じて立坑２１内を仕切るように設置される。上述したように、型枠２６には、機電設備３０を固定するための固定治具２７が設けられている。

次に、図７及び図８に示すように、立坑２１の壁面２１ａと型枠２６との間、又は２つの型枠２６、２６の間に、コンクリート２５を打設する（ステップＳ１３）。これにより、図７に示すように、立坑２１内には、型枠２６の高さまでコンクリート２５が打設される。このとき、図８に示すように、立坑２１内は、型枠２６とコンクリート２５により、複数の区画２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ、２９Ｅに仕切られる。

ステップＳ１３の工程におけるコンクリート２５の打設が完了すると、次に、図９に示すように、型枠２６を立坑２１内に残した状態で、所定の長さでブロック化された機電設備３０を立坑２１内に設置する（ステップＳ１４）。なお、ブロック化する機電設備３０のケーブル３１や配管３２の長さは、固定する型枠２６の長さ（高さ）に応じて設定される。

ここで、機電設備３０を構成するケーブル３１や配管３２は、区画２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ毎に連結部材３５によって予め連結されている。これにより、機電設備３０は、区画２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ毎にブロック化される。連結部材３５は、機電設備３０を型枠２６の固定治具２７に固定した後に、取り外される。

また、機電設備３０を区画２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ毎にブロック化する作業は、予め地上で行われる。このように、立坑２１内よりも広い地上で行うことで、作業効率を上げることができ、立坑２１内に行われる作業の簡略化を図ることができる。

また、機電設備３０を区画２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ毎にブロック化することで、機電設備３０を構成するケーブル３１や配管３２を同時に区画２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄに設置することができる。その結果、ケーブル３１や配管３２を個別に設置する手間を省くことができ、施工期間の短縮及び工事作業の簡略化を図ることができる。

なお、機電設備３０を連結する連結部材３５としては、作業床３３を用いてもよい。これにより、部品点数の削減を図ることができる。

また、型枠２６を取り外さずに機電設備３０を設置しているため、型枠２６を取り外す作業を省略することができ、作業工程の簡略化を図ると共に施工期間の短縮を図ることができる。さらに、機電設備３０を固定する固定治具２７は、予め型枠２６に設けられているため、コンクリート２５を打設した後に、固定治具２７を設置する作業を省略することができる。

次に、立坑２１の底部から頂部まで全ての機電設備３０の設置が完了したか否かを判断する（ステップＳ１５）。立坑２１の底部から頂部まで全ての機電設備３０の設置が完了していない場合（ステップＳ１５のＮＯ判定）、ステップＳ１２の工程に戻る。

すなわち、図１０に示すように、ステップＳ１４の工程で機電設備３０が固定された型枠２６の上部に、新たな型枠２６Ｂを設置する。そして、立坑２１の底部から頂部まで全ての機電設備３０が設置されるまで上述したステップＳ１２からステップＳ１４の工程を繰り返す。そして、立坑２１の底部から頂部まで全ての機電設備３０の設置が完了すると、立坑２１への機電設備３０の設置作業が完了する。

なお、洞道２２への機電設備３０の設置作業も上述した立坑２１への機電設備３０の設置作業と同様であるため、その説明は省略する。

なお、本例では、立坑２１内に設置される機電設備３０を複数の区画２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ毎にブロック化した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、立坑２１内が複数の区画２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄに仕切られていない場合は、機電設備３０を構成するケーブル３１や配管３２を全て連結部材３５で連結させてもよい。

さらに、本例では、所定の高さの型枠２６を設置し、コンクリート２５を所定の高さまで打設してから機電設備３０を設置する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、立坑２１の底部から頂部までコンクリート２５を打設してから、機電設備３０を設置してもよい。

また、本例では、型枠２６を設置し、コンクリート２５を打設してから機電設備３０を設置する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、予め地上において型枠２６の固定治具２７に機電設備３０を固定し、この機電設備３０が固定された型枠２６を立坑２１内に設置してからコンクリート２５を打設してもよい。これにより、機電設備３０と型枠２６を固定する作業を地上で行えるため、工事作業の簡略化を図ることができる。

なお、本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

１…既設建物（第１建物）、２，３…周辺設備、９…高台、１０…特別重大事故対処施設（第２建物）、２０…トンネル、２１、２１Ａ、２１Ｂ…立坑、２２…洞道、２５…コンクリート、２６、２６Ｂ…型枠、２７…固定治具、２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ、２９Ｅ…区画、３０…機電設備、３１…ケーブル、３２…配管、３３…作業床、３５…連結部材、１００…発電プラント

Claims

掘削されたトンネルに固定治具が設けられた型枠を設置し、前記トンネルを複数の区画に仕切る工程と、
前記型枠が設置された前記トンネルに補強用のコンクリートを打設し、前記トンネルを前記型枠と前記コンクリートにより複数の区画に仕切る工程と、
連結部材により構成する複数の部材が連結された機電設備を前記型枠に設けられた前記固定治具に固定する工程と、
を含み、
前記型枠は、所定の長さで形成されて前記トンネルに複数設置され、
前記機電設備は、前記型枠の長さに応じて所定の長さでブロック化され、
前記機電設備を構成する複数の部材は、前記区画毎に分けられて、予め地上により前記連結部材により連結され、
前記連結部材として、作業床が用いられる
トンネルへの機電設備の設置方法。
前記トンネルは、
第１建物と、前記第１建物から離れた箇所に設置された第２建物とを接続し、
前記第１建物の底部から地中を掘削することで形成された第１立坑と、
前記第２建物の底部から地中を掘削することで形成された第２立坑と、
前記第１立坑と前記第２立坑を接続し、地中に設けられた洞道と、を有する
請求項１に記載のトンネルへの機電設備の設置方法。