JP6831510B2 - 汚染水貯蔵タンクの解体方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼構造物である汚染水貯蔵タンクの解体方法に関する。

貯蔵タンクなどの鋼構造物は、当該鋼構造物の構成部材同士を高力ボルトで結合して一体化している場合がある。よって、鋼構造物の解体時には、この高力ボルトを緩めれば各構成部材を分離することができる。
しかし、このボルトにネジ山の摩耗・つぶれ等の問題が起こると、ボルトを緩めて撤去することができなくなる。
この問題への対策として、ボルトそのものを切断する方法が知られている。
このボルトの切断方法としては、特許文献１に示すように特殊形状の刃を備えた装置を利用する方法や、ガス切断、プラズマ切断、ランス切断など、火を利用する方法などがある。

特開平１１−２６２８１４号公報

しかし、上記従来の切断方法では、以下に記載する問題を有する。
（１）特許文献１に示す特殊形状の切断装置は専用品となり、使用の幅が限られる。
（２）切断に火を利用する装置は、引火物が近隣にある場所や危険物を扱う工場敷地内など、火気厳禁の場所では使用することができない。

よって、本願発明は、汚染水貯蔵タンクの解体時に要するボルトの切断にあたって、より利便性の高い手段の提供を目的の一つとする。

上記課題を解決すべくなされた本願の第１発明は、放射性物質を含んだ汚染水を貯蔵していた汚染水貯蔵タンクの解体方法であって、タンクの構成部材同士を一体化するためのボルト結合部分をコンクリートで埋設してなる表層部を削孔して、タンクの構成部材間の隙間を露出し、前記隙間を拡張するように削孔して、ボルトと連通する注入孔を形成し、前記注入孔から液体窒素を注入してボルトを脆化し、前記ボルトに衝撃を与えることで、当該ボルトから前記表層部に伝達する割裂引張力でもって当該表層部をせん断破壊させて、前記構成部材同士の拘束力を喪失させ、前記拘束力の喪失に伴う、前記構成部材同士を平面方向に互いに離隔するように変位させる力によって前記ボルトを破断させて、前記構成部材を解体することを特徴とする。
また、本願の第２発明は、前記第１発明において、前記注入孔からボルトを削孔してから液体窒素を噴射することを特徴とする。

本願発明によれば、以下に記載する効果を有する。
（１）液体窒素でボルトを脆化してから衝撃を与えるのみで、簡便にボルトを切断することができ、特殊な専用品を用意する必要がない。
（２）火を使用しないため、火気厳禁の場所でも実施が可能である。
（３）ボルトの一部を削孔してから液体窒素を注入することでボルトの脆化を効率良く行うことができる。

ボルト結合部の初期状態を示す概略正面図。 表層部を削孔している状態を示す概略正面図。 フランジを削孔した状態を示す概略正面図。 ボルトを穿孔した状態を示す概略正面図。 液体窒素を注入した状態を示す概略正面図。 ボルトに衝撃力を与えている状態を示す概略正面図。 チゼル先端の形状を示す概略平面図。 表層部に剥離が起こった状態を示す概略正面図。 ボルトが破断した状態を示す概略正面図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。

本発明に係る汚染水貯蔵タンクの解体方法の手順について説明する。
なお、以下に示す手順は一例であり、現場条件に応じて各工程を省略したり、異なる工程を追加したりすることができる。また、各工程は矛盾のない範囲で適宜入れ換えても良い。

＜１＞ボルト結合部の構造（図１）
まず、解体前のタンクの底板構造について説明する。
タンクの底板を構成している複数の分割底板１０は、底面から上方に伸びたフランジ１１同士を互いに当接した状態で、ボルト２０でもって結合して一体化し、シーリング材３０で封止している。
そして、このボルト結合部をモルタルやコンクリートなどで埋設して表層部４０を形成した状態を呈している。
この状態から、ボルト２０の切断作業を進めていく。

＜２＞墨だし・表層部の削孔（図２）
始めに、ボルト２０の位置を特定して墨出しを行う。ボルト２０の位置が視認出来ない場合には、電磁波レーダーなどの検出装置を用いることもできる。
そして、図２に示すように、墨出しした箇所の表層部４０の削孔を行う。これは、ボルト２０が表層部４０によって埋設されているため、表層部４０の削孔を行ってボルト２０までの通路４１を確保するためである。
表層部４０の削孔には、ブレーカー５０などの公知の削孔機などを用いることができる。本実施例では、ブレーカー５０の削孔径を直径３０ｍｍ程度としている。
このとき、吸引式の削孔機を用いれば、表層部４０の削孔作業時に発生する粉じんの拡散を防止することができる。

＜３＞注入孔の形成（図３）
次に、表層部４０に設けた通路４１にドリル６０ａを差し込み、当接しあったフランジ１１の間の隙間を拡張するように削孔して、注入孔１１１を形成する。
前記ドリル６０ａの削孔径は、前記した表層部４０の削孔径と同等程度とすることができる。
このドリル６０ａによる削孔を進めていくと、前記注入孔１１１から締結中のボルト２０の軸部周辺と外部とが連通した状態となる。

＜４＞ボルトの削孔（図４）
なお、注入孔１１１の形成後に、必要に応じてボルト２０に穿孔部２１を形成することもできる。
図４に示すように、ボルト２０が高力ボルトの場合には、削孔に時間がかかるため、前記ドリル６０ａに代えてより小口径のドリル６０ｂを用いて穿孔部２１を形成する。その他、フランジ１１の削孔に用いたドリル６０ａによる削孔をそのまま進めて形成しても良い。
穿孔部２１は、ボルト２０を部分的に削孔してなる窪みや、ボルト２０を貫通してなる貫通孔の態様で形成することができる。
ボルト２０を貫通する態様であれば、後述するボルト２０の冷却効果をより効率よく発揮することができる。

＜５＞液体窒素の注入（図５）
締結中のボルト２０の軸部が視認できる状態となったら、ボルト２０へと液体窒素７０を注入し、ボルト２０を冷却または凍結する。
液体窒素７０の注入方法としては、液体窒素７０を収容した容器から前記通路４１に流し込む方法や、注入用のノズルを通路４１に差しこんでボルト２０の近傍に直接注入する方法などがある。
前記したように、ボルト２０に穿孔部２１を形成した場合には、液体窒素７０が穿孔部２１に流れこむようにすると、より高い冷却効果を得ることができる。
液体窒素７０によって冷却または凍結されたボルト２０は、脆化すなわちボルトの伸びしろが無くなって破断しやすい状態となる。

＜６＞衝撃力の導入（図６，図７）
次に、脆化したボルト２０に衝撃力を与えてボルトを脆性破壊する。
衝撃力を与える方法は、公知の方法を採用することができる。
図６では鍛造鋼で製作したチゼル８０をエアハンマーに設置し、該チゼル８０をボルト２０に繰り返し衝突させる態様で衝撃力を与えている。
図７に示すように、チゼル先端８１の形状は、平面視してボルト２０の軸方向と直交する方向を長軸とした菱形形状としておくと、ボルト２０の切断が容易となる点で好ましい。

＜７＞ボルト破断の作用（図６、図８）
図６に示すように、ボルト２０に衝撃力が導入されると、ボルト２０の締付による軸力Ｐと反対方向に、割裂引張力Ｔが作用する。
この割裂引張力Ｔが、軸力Ｐよりも大きくなると、（Ｔ−Ｐ）の力がボルト２０から表層部４０へと伝達し、表層部４０にせん断破壊が生じる。
そして、図８に示すように、せん断破壊した表層部４０の上部分（剥離部４２）が上方に変位することにより、フランジ１１を拘束していた力が喪失し、各フランジ１１が互いに離れるように平面方向に変位する。
ボルト２０は脆化しているため、このフランジ１１の変位によって軸部が容易に破断することとなる。

＜８＞構成部材の分離（図９）
ボルト２０の破断後は、各分割底板１０の一体化が解け、分離解体することができる。
このとき、分割底板１０上に残った表層部（残部４３）が存在していても、分割底板１０から残部４３を剥がさずにそのまま運搬することで、余計な粉じんの発生を避けることもできる。

＜９＞まとめ
このように、本実施例に係る方法によれば、液体窒素でボルトを脆化してから衝撃を与えて脆性破壊することで簡便にボルトの切断を行うことができるため、火気を使用できない場所での実施が可能である。
また、放射性物質を含んだ汚染水を貯蔵していた汚染水貯蔵タンクの解体時には、ボルト結合部がモルタルなどの表層部によって埋設されている場合、従来では表層部を人力で全て斫ってからボルトの撤去を行わなければならなかったのに対し、本実施例によれば、表層部の削孔作業を最低限に抑制することができるため、粉じんの吸引等による作業員の被曝のおそれを低減することもできる。

１０ 分割底板
１１ フランジ
１１１ 注入孔
２０ ボルト
２１ 穿孔部
３０ シーリング材
４０ 表層部
４１ 通路
４２ 剥離部
４３ 残部
５０ ブレーカー
６０ ドリル
７０ 液体窒素
８０ チゼル
８１ チゼル先端

Claims (2)

1. 放射性物質を含んだ汚染水を貯蔵していた汚染水貯蔵タンクの解体方法であって、
   タンクの構成部材同士を一体化するためのボルト結合部分をコンクリートで埋設してなる表層部を削孔して、タンクの構成部材間の隙間を露出し、
   前記隙間を拡張するように削孔して、ボルトと連通する注入孔を形成し、
   前記注入孔から液体窒素を注入してボルトを脆化し、
   前記ボルトに衝撃を与えることで、当該ボルトから前記表層部に伝達する割裂引張力でもって当該表層部をせん断破壊させて、前記構成部材同士の拘束力を喪失させ、
   前記拘束力の喪失に伴う、前記構成部材同士を平面方向に互いに離隔するように変位させる力によって前記ボルトを破断させて、前記構成部材を解体することを特徴とする、
   汚染水貯蔵タンクの解体方法。
2. 前記注入孔からボルトを削孔してから液体窒素を噴射することを特徴とする、請求項１に記載の汚染水貯蔵タンクの解体方法。

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