JPH09203303A - 土壌堆積物により覆われた岩盤層上に建設されている施設 - Google Patents

土壌堆積物により覆われた岩盤層上に建設されている施設

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JPH09203303A
JPH09203303A JP8248428A JP24842896A JPH09203303A JP H09203303 A JPH09203303 A JP H09203303A JP 8248428 A JP8248428 A JP 8248428A JP 24842896 A JP24842896 A JP 24842896A JP H09203303 A JPH09203303 A JP H09203303A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 土壌堆積物により覆われた岩盤層上に標準設
計により建設された施設を提供する。 【解決手段】 発電複合体における原子炉建屋（２２、
２４）、タービン建屋、ラドウェスト建屋及び制御建屋
のようなすべての主要構造物は、弾性軸受け又は地震ア
イソレータ（１８）を収容している共通マット基礎上に
配置されている。基礎は、複数のペデスタル（１２）に
よって支持されているコンクリート平板（１０ａ）を含
んでいる。ペデスタルの各々は岩盤に埋め込まれてい
る。各々のペデスタルは、水中用コンクリート（１６）
で満たされた円形金属シェル（１４）であり、コンクリ
ート平板（１０ａ）は鋼のバーで補強されている。原子
炉建屋（２２、２４）はコンクリート平板（１０ａ）上
に装着された一組の地震アイソレータ（１８）により支
持されており、タービン建屋はコンクリート平板（１０
ａ）上に装着された他の一組の地震アイソレータ（１
８）により支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地震による事象に対す
る安全基準に適合するように設計されている原子力プラ
ントの構造に関する。具体的に言えば、本発明は、軟弱
な土壌基礎材料が深い岩盤の上を覆っているサイト（敷
地）にある原子力プラントの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子力プラントは、経験しそうな最も過
酷な地震により引き起こされる地面の動きに耐えるよう
に設計されている。地震解析では、地震のような事象発
生時に原子炉が安全に停止することが示されなければな
らない。安全な停止に絶対的に必要な構成要素及び構造
は、安全分類（セーフティ・クラス）Ｉの構造として考
えられるものである。
【０００３】岩盤が自然地表面から非常に（３０メート
ル又は約１００フィート以上の）深い所に位置している
とき、従来の建築マット基礎を利用して安全分類Ｉの基
礎を設けることは非常にコストがかかると共に時間を浪
費する。岩盤境界から放出される地震加速度は、土壌を
介して有意に増幅され、原子力プラントの構造、システ
ム及び構成要素にかかる非常に高い地震力になる。地震
励起状態における液化の可能性は、従来設計における地
下の基礎に激しい影響を及ぼす。
【０００４】従って、原子力プラントのために選択され
たサイトにおける深い岩盤の上を覆っている軟弱な土壌
基礎材料を克服する新たな建築設計に対する要求があ
る。この建築設計は、発電プラントの構造、システム及
び構成要素に対する地震事象の影響を最小限にしなけれ
ばならない。その設計は又、異なる形式のプラントに適
応可能であるべきである。
【０００５】
【発明の概要】本発明は、軟弱な土壌堆積物によって覆
われた深い岩盤上に原子力プラントを建設するための新
規な設計構造である。本発明は、軟弱な土壌を貫通して
いると共に適当な岩盤物質（柔らかい又は硬い岩盤）上
に埋設されている単純な基礎構造を採用している。構造
上のコンクリートが、軟弱な土壌材料を埋める（ブリッ
ジする）ために用いられる好ましい媒体である。本発明
の好ましい実施例に従えば、基礎構造が、水中用形式の
（トレミー（tremie））コンクリートで満たされた複数
のケーソンを含んでいる。代替的には、補強されたコン
クリートで形成されているパイル又は任意の形式の基礎
構造が、これによって支持されている構造上の負荷を軟
弱な土壌材料から適当な岩盤へ伝達するために使用され
得る。
【０００６】原子力プラントの構造、システム及び構成
要素への地震の影響を最小限にするために、弾性（ゴ
ム）軸受け又は地震アイソレータ（フィルタ）が、プラ
ント建物を支持するために使用されている。このような
アイソレータは、非常に多くの震動入力をフィルタで除
去する。発電複合体におけるすべての主要な構造（即
ち、原子炉建屋、タービン建屋、ラドウェスト建屋及び
制御建屋）は、弾性軸受け又は地震アイソレータを収容
している共通のマット基礎の上に配置されていると共
に、建屋の間の差動移動を最小限にする。
【０００７】本発明に従った建築構造は、原子力プラン
トの非常に多くの異なる設計に適用されるであろう。代
替的には、本発明は、非原子力プラント又は石油精製所
及び化学プラントのようなその他の産業設備に適用され
得る。本発明は、発電複合体の設計を標準化すると共に
その設計を異なる形式のサイトで使用することを可能に
する。唯一変化するものは、基礎構造の詳細及び地震時
のエネルギを吸収する弾性軸受けのような地震アイソレ
ータの繊細なチューニングである。
【０００８】一般的に、原子力発電複合体にかかる地震
負荷は、構造、システム及び構成要素の設計に有意な影
響を及ぼす。地震負荷は、複合体が地震活動度の高い区
域に配置されているか、地震活動度の低い区域に配置さ
れているかに依存する。地震アイソレータのフィルタリ
ング又は隔離特性により、原子力発電複合体の構造、シ
ステム及び構成要素の震動は、アイソレータ上の構造に
対する標準的な一組の包絡設計値が地震活動度の高い位
置を含んだサイトとは無関係に定義され得るように制御
される。岩盤の高さも位置から位置へと変化するので、
ケーソンの長さのみを変化させることにより、標準的で
一般的な埋め込みがサイトとは無関係に選択され得る。
こうして、原子力発電複合体の標準設計が達成され得
る。
【０００９】
【実施例】図２を参照すると、本発明の好ましい実施例
に従った構造基礎が、ピット又は地下室１０を含んでお
り、ピット又は地下室１０は、発電複合体を支持してい
る水平な平板（スラブ）床１０ａと、平板床１０ａの周
囲から垂直上方に延在している壁１０ｂとを有してい
る。好ましくは、隔離地下室１０は、鋼のバーで補強さ
れたコンクリートで形成されている。平板床１０ａの厚
さは、３ｍのオーダであってもよい。周囲壁１０ｂは、
より薄い、即ち１．５ｍのオーダであってもよい。
【００１０】図１に最もよく示されているように、例示
的な発電複合体は、一対の原子炉建屋２２及び２４と、
一対のタービン建屋２６及び２８と、制御建屋３０と、
一対のラドウェスト建屋３２及び３４とを含んでいる。
これらの建屋は、平板床１０ａの上に配置されており、
好ましくは、複合体によって占められる区域が最小にな
るように配置されている。図１における例示的な平板床
は正方形状を有しているが、実際には平面床１０ａの形
状は、特定のプラントの構成及び／又は基礎を成す地形
に適合するように構成され得る。
【００１１】図２に示すように、隔離地下室１０は、複
数のペデスタル１２によって垂直に支持されており、複
数のペデスタル１２は、軟弱な土壌の上部層４の下方に
ある岩盤層２の上に立っている。４×４配列のペデスタ
ルが図１及び図２に示されているが、ペデスタルの数が
１６である必要がないことは地震技術に関する当業者に
は容易に明らかである。ペデスタルは行列状に配置され
ている必要もなく、又は互いに等しい距離で隔設されて
いる必要もない。ペデスタルの間隔及び配置は、平面床
の形状及び／若しくは基礎を成す地形に適合するよう
に、又は所定の負荷歪み特性をもたらすように調節され
得る。
【００１２】図２に最もよく示されているように、各々
のペデスタル１２は好ましくは、トレミー・コンクリー
ト１６で満たされたケーソン１４を含んでいる。トレミ
ー・コンクリート１６は水中に沈められたときに、コン
クリートの溶解を防止する添加物を含有している形式の
コンクリートである。各々のケーソン１４は、大きな
（例えば、直径３０ｍの）円形円筒形状のシェル（図３
に詳細に示されている）であり、好ましくは、構造用鋼
で製造されていると共に不十分な（lean）コンクリート
で満たされている。代替的には、各々のケーソンは、岩
盤層の上に位置しているコンクリート塊を取り囲んでい
るコンクリート部材を含んでいてもよい。シェルの厚さ
は、３．５ｍのオーダであってもよい。各々のケーソン
の高さは、各々のケーソンが埋め込まれている位置にお
ける岩盤層２の上部境界の深さに関連して変化するであ
ろう。各々のペデスタルの上端部は、隔離地下室１０の
平面床１０ａの下方の対応する区域を支持している。ペ
デスタルの配列は全体で、全体的に水平位置にある平面
床１０ａを支持している。
【００１３】ペデスタルを構成するためには先ず、土壌
層の上部数メートルにある軟弱な土壌層が掘り出され
る。次いで、各々のケーソンの１４の下端部が、ケーソ
ンの頂部すべてが水平平面内の所望の高さに位置するま
で、残りの土壌層を通り抜けて岩盤層２内に埋め込まれ
る。ケーソン内部の容積がばらの岩石、土壌及び水を除
去するように浚渫された後に、ケーソンは非常に堅固で
しっかりした支持構造を形成するようにトレミー・コン
クリートで埋め戻される。この構造は、隔離地下室１０
にかかるすべての荷重を支持すると共に岩盤基礎２に伝
達する。
【００１４】本発明の好ましい実施例に従って、発電複
合体の各々の建屋（図１の参照番号２２、２４、２６、
２８、３０、３２及び３４）は、それぞれ一組の弾性軸
受け１８によって隔離地下室１０の平板床１０ａ上に独
立に支持されている。これらの弾性軸受けは、地震時の
建屋の構造的健全性を維持すると共にそれらの建屋と支
持隔離地下室との間の連結していない移動を可能にする
地震アイソレータとして作用する。設計及び建設におい
て伝統的であるかもしれない地震アイソレータは、隔離
地下室１０の平板床１０ａの上部表面の上方の所定の高
さで建屋の底部を支持している。好ましくは、その所定
の高さは、発電プラントの作業員がアイソレータの検査
及び保守を実行するための出入り（アクセス）を行う通
路を形成するのに十分（例えば、２ｍのオーダ）であ
る。
【００１５】上述した基礎の設計を用いて、発電複合体
は実質的に、深い岩盤上に支持されている。大きな円形
のペデスタルは、すべての荷重を岩盤基礎に伝達する非
常に堅固でしっかりした構造を形成している。提案され
た構造は簡易であると共に、十分な公差でよく達成され
る。隔離地下室も同様に、従来の材料及び技術で建設さ
れた。弾性軸受けは、発電複合体構造を岩盤基礎に向い
ている横からの地震負荷から隔離するように選択されて
いる。弾性軸受けは、せん断ばね（ｓｈｅａｒｓｐｒｉ
ｎｇｓ）として作用する。これらは大きな変位に適応す
ると共に、水平方向に移動する過程におけるエネルギを
吸収する。これらは、各々個別のサイトへの適用に対し
て寸法決めされている。隔離地下室の横方向の振動は、
垂直壁１０ｂの外側周囲に沿った安定化された土壌６の
配置により減少する可能性がある。この土壌は、振動を
用いた付加材をしみ込ませることにより安定化されてい
る。
【００１６】岩石に対するコンクリートの大幅な質量低
下と組み合わせて地震アイソレータ（フィルタ）を使用
することは、上述した構造の標準化としてのアイソレー
タを可能にする独特の概念である。好ましい埋め込みに
ついて原子力発電複合体との関連で記載してきたが、地
震事象からの保護を要求するいかなる種類の設備も本発
明の隔離地下室の上に建設され得ることは明らかであろ
う。
【００１７】ここに述べた観念及び概念は、適当な（柔
らかい又は硬い）岩盤を覆っている軟弱な土壌の上に位
置している原子力プラント（又はその他の産業施設）の
経済的な基礎（土台）をもたらす概念設計としての手段
を提供する。この設計は、原子力プラントの構造、シス
テム及び構成要素にかかる地震負荷を最小限にするであ
ろう。更に、この設計は、基礎を建設するために必要と
される総時間を最小限にする。
【００１８】本発明の結果として、標準的な原子力発電
プラント設計の使用が、そのサイトが軟弱な土壌の上に
位置しているか及び地震活動度の高い区域に位置してい
るかにかかわりなく可能になる。又、この設計は、発電
複合体の主要な構成要素の配置を同時に接近させること
を可能にする。これにより、必要とされるプラントの面
積を最小限にすると共に、建屋の間の差動移動を減少さ
せる。最初は、原子力施設に対する基礎支持を試験、監
視及び調節をすることが可能であろう。
【００１９】好ましい埋め込みを例示の目的のみのため
に開示してきた。ここに開示された構造の変更及び改変
は、当業者には容易に明らかであろう。例えば、本発明
の隔離の概念は、（土壌の深さに依存する）基礎建設の
異なる方法を考慮に入れるのに十分なほど用途が多い。
図２は、岩盤表面が隔離地下室１０の平面床の底部の下
方約３５ｍにあると仮定された場合の実例的なサイトに
対して示されている。ケーソンの寸法は、比較的浅いサ
イトではケーソンが使用されないと言ってもよい程度ま
で減少させることができ、コンクリートの充填は従来の
形態で成される。より頑丈なケーソン又は一組の同心の
ケーソンが、岩盤層２のより深い頂部表面を有している
サイトに対して使用され得る。ケーソンが使用される場
合、ケーソンの間の空間は、設計要求に応じて砂、セメ
ント又はその他任意の適当な材料で満たされる。このよ
うなすべての変更及び改変は、本発明によって包含され
ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施例に従った深い岩盤サイ
トの構造基礎のサイト平面図である。
【図２】図１に描いた構造基礎を図１に示した切断線２
−２に沿って切った概略断面立面図である。
【図３】図２に示した細部Ａの拡大図である。
【符号の説明】
２ 岩盤層 ４ 土壌の上部層 ６ 安定化された土壌 １０ 地下室 １０ａ 平板（スラブ）床 １０ｂ 壁 １２ ペデスタル １４ ケーソン １６ コンクリート ２２、２４ 原子炉建屋 ２６、２８ タービン建屋 ３０ 制御建屋 ３２、３４ ラドウェスト建屋
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペルング−フェイ・ゴウ アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サラ トガ、スター・リッジ・コート、12609番 (72)発明者 トーマス・サトル・ヒガ アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サ ン・ノゼ、サマーフィールド・ドライブ、 971番 (72)発明者 ハロルド・エドワード・タウンセント アメリカ合衆国、カリフォルニア州、キャ ンベル、ハイランド・パーク・レーン、 2293番

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 土壌堆積物（４）により覆われた岩盤層
    （２）上に建設されている施設であって、 それぞれが、前記岩盤層の上に位置している底端部と、
    所定の高さに配置されている頂端部とを有している複数
    のコンクリートの集合体（１６）と、 該複数のコンクリートの集合体の頂端部により水平位置
    において垂直方向に支持されている床（１０ａ）を含ん
    でいる隔離地下室（１０）と、 該隔離地下室の前記床上に装着されている第１の複数の
    地震アイソレータ（１８）と、 該第１の複数の地震アイソレータのみにより支持されて
    いる第１の建屋（２２、２４、２６、２８又は３０）
    と、 前記隔離地下室の前記床上に装着されている第２の複数
    の地震アイソレータ（１８）と、 該第２の複数の地震アイソレータのみにより支持されて
    いる第２の建屋（２２、２４、２６、２８又は３０）と
    を備えており、 前記第１及び第２の建屋は、その間に所定の間隔を有し
    ている土壌堆積物（４）により覆われた岩盤層（２）上
    に建設されている施設。
  2. 【請求項２】 前記第１の建屋は、第１の原子炉建屋
    （２２）である請求項１に記載の施設。
  3. 【請求項３】 前記第２の建屋は、第２の原子炉建屋
    （２４）である請求項２に記載の施設。
  4. 【請求項４】 前記第１の建屋は、原子炉建屋（２２又
    は２４）であり、前記第２の建屋は、タービン建屋（２
    ６又は２８）である請求項１に記載の施設。
  5. 【請求項５】 複数のケーソン（１４）を更に含んでお
    り、該ケーソンの各々は、前記コンクリートの集合体の
    うちの対応する１つの集合体を取り囲んでいると共に閉
    じ込めている金属シェルを含んでいる請求項１に記載の
    施設。
  6. 【請求項６】 複数のケーソン（１４）を更に含んでお
    り、該ケーソンの各々は、前記コンクリートの集合体の
    うちの対応する１つの集合体を取り囲んでいると共に閉
    じ込めているコンクリート部材を含んでいる請求項１に
    記載の施設。
  7. 【請求項７】 前記ケーソンの各々の下端部は、前記岩
    盤層に埋め込まれている請求項５に記載の施設。
  8. 【請求項８】 前記金属シェルは、円形円筒形状である
    請求項５に記載の施設。
  9. 【請求項９】 前記コンクリート部材は、円形円筒形状
    である請求項６に記載の施設。
  10. 【請求項１０】 前記床は、補強されたコンクリートで
    形成されている請求項１に記載の施設。
  11. 【請求項１１】 前記隔離地下室は更に、前記床の周囲
    から上方に延在している垂直壁（１０ｂ）を含んでいる
    請求項１に記載の施設。
  12. 【請求項１２】 前記垂直壁を取り囲んでいると共に該
    垂直壁に隣接している土壌（６）が、当該密集した土壌
    を取り囲んでいる他の土壌よりも密集しており、前記垂
    直壁から取り除かれている請求項１１に記載の施設。
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