JPH10332096A - 低温地下式貯槽周辺地盤の凍結制御装置及びその制御方法 - Google Patents

低温地下式貯槽周辺地盤の凍結制御装置及びその制御方法

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JPH10332096A
JPH10332096A JP9138393A JP13839397A JPH10332096A JP H10332096 A JPH10332096 A JP H10332096A JP 9138393 A JP9138393 A JP 9138393A JP 13839397 A JP13839397 A JP 13839397A JP H10332096 A JPH10332096 A JP H10332096A
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JP
Japan
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ground
storage tank
underground
freezing
low
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JP9138393A
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English (en)
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Iwao Horiuchi
巌 堀内
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Taisei Corp
Original Assignee
Taisei Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】LNG地下タンクの建設に際して、熱伝達係数
の異なった複数の地層分布の地盤構造に建設されるLN
G地下タンクであっても、地下タンクの周辺地盤に生ず
る凍結線の発生範囲を均一に形成するよう制御すること
により、LNG地下タンクとその周囲に配置される連続
地中壁への凍結土圧を均等なものとして、ひび割れやク
リープの発生の防止を可能とするとともに、凍結土が有
する止水機能と保温機能の確保を可能とする、低温地下
式貯槽周辺地盤の凍結制御装置及びその制御方法の提供
を課題とする。 【解決手段】低温地下式貯槽の周辺地盤に棒状放熱体を
埋設し、この棒状放熱体の加熱によって、前記周辺地盤
に発生する凍結土の発生範囲の制御を行う装置におい
て、前記棒状放熱体の外周部部位に、放熱部材を配置す
る構成を解決手段とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、液化天然ガス
(以下「LNG」と称す。)を貯留する低温地下式貯槽
(以下「地下タンク」と称す。)の周辺地盤の凍結制御
装置とその制御方法に係り、特に、地下タンク内のLN
Gによって、地下タンク周辺地盤に生ずる凍結土の発生
範囲の制御を行う、低温地下式貯槽周辺地盤の凍結制御
装置、及びその制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】LNGはメタンを主成分とする天然ガス
であるが、貯蔵や輸送の便宜のためにその体積を1/6
00とする液化が図られ、またこの液化によりその温度
を−162°とする超低温の無色・無臭の液体である。
このLNGを貯蔵する地下タンクは、LNG受入基地が
臨海地域に立設されるために、これに伴って臨海の埋立
地に建設される場合が多い。
【0003】これら埋立地の地盤は、一般に上層から軟
弱な埋立・沖積層、その下部に透水性の良い砂層の洪積
層、さらに不透水層の粘土層等の地層分布とする、透水
性の良い地盤構造とするもであり、また、上層から軟弱
な埋立・沖積層、その下部に節理が少ない泥岩の不透水
性土層の軟岩(土丹)、さらに不透水層の粘土層等の地
層分布とする地盤構造とするものもある。そして、各地
層の空隙率や含水比等は異なるものであるために、各地
層における熱伝達係数は一般的に異なるものとなってい
る。
【0004】これらいずれの地盤に建設される場合であ
っても、建設される地下タンクには種々の荷重が加わる
こととなるが、特に、地下タンク内に貯蔵されるLNG
は、前述の如く超低温であるために、地下タンクの周辺
地盤には凍結土が発生し、この凍結土による凍結土圧
が、地下タンクとこの地下タンクの周囲に配置される連
続地中壁に大きく作用する。一方、この地下タンクの周
辺地盤に発生する凍結土は、各地層の地下水が直接地下
タンクおよび連続地中壁に触れることを防止するため
の、いわゆる止水機能と保温機能を有するものである。
【0005】通常、低温下におけるコンクリートの物性
は、常温下のそれと比較した場合には強度が増加すると
いう特性を有する一方で、外部から繰り返し高低の温度
差を生ずる状況下とした場合にあっては、ひび割れやク
リープが発生し、その剛性については著しく低下する、
という性質を有している。
【0006】このようなコンクリートの性質を踏まえ、
LNG地下タンクを建設する場合には、周辺地盤に発生
する凍結土の凍結土圧と、さらには止水機能と保温機能
を考慮すべく、図4に示すような棒状放熱体である側部
ヒータ10の、連続地中壁3を配置するLNG地下タン
ク2の外周位置への埋設が行われている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような状況が配慮
されて建設されるLNG地下タンク2ではあるが、前述
の如く、建設される地盤構造は熱伝達係数の異なった複
数の地層A、B、C、Dの分布構造からなるものであ
り、この熱伝達係数の相違によって凍結土の発生範囲に
部分的な厚薄が生じ、従って、凍結土の発生位置を示す
凍結線Eが凹凸状に形成されることとなり、この凹凸状
に形成された凍結線Eの形成状況によっては、LNG地
下タンク2の外壁に加わる凍結土圧は不均一なものとな
る。不均一な凍結土による荷重は、コンクリートからな
るLNG地下タンク2とその周囲に配置される連続地中
壁3の、ひび割れやクリープ発生の要因ともなり、ま
た、不均一な凍結土の発生は、止水機能と保温機能をも
損なう要因ともなりかねない。
【0008】そこで、本発明はこのようなLNG地下タ
ンクへの悪影響を及ぼす要因を排除すべく、LNG地下
タンクの建設に際して、熱伝達係数の異なった複数の地
層分布の地盤構造に建設されるLNG地下タンクであっ
ても、地下タンクの周辺地盤に生ずる凍結線の発生範囲
を均一に形成するよう制御することにより、LNG地下
タンクとその周囲に配置される連続地中壁への凍結土圧
を均等なものとして、ひび割れやクリープの発生の防止
を可能とするとともに、凍結土が有する止水機能と保温
機能の確保を可能とする、低温地下式貯槽周辺地盤の凍
結制御装置及びその制御方法の提供を課題とするもので
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するための特徴としては、低温地下式貯槽の周辺
地盤に棒状放熱体を埋設し、この棒状放熱体の加熱によ
って、前記周辺地盤に発生する凍結土の発生範囲の制御
を行う装置において、前記棒状放熱体の外周部部位に、
放熱部材を配置する構成とすることである。
【0010】そして、前記放熱部材は、複数枚数の金属
製からなるプレート板とすることである。
【0011】また、その方法の特徴としては、低温地下
式貯槽の周辺地盤に棒状放熱体を埋設し、この棒状放熱
体の加熱によって、前記周辺地盤に発生する凍結土の発
生範囲の制御を行う方法において、前記棒状放熱体を埋
設する各地層構造の異なった熱伝達係数に対応させて前
記棒状放熱体の外周部部位に配置した低温地下式貯槽周
辺地盤の凍結制御装置の放熱部材の放熱を用い、当該地
層構造の凍結土の発生範囲の制御を行う方法とすること
である。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明に係る低温地下式貯槽周辺
地盤の凍結制御装置及びその制御方法についての実施の
形態を、添付する図面に基づいて説明を行う。
【0013】図1は本発明に係る低温地下式貯槽周辺地
盤の凍結制御装置及びその制御方法の実施の形態を説明
する低温地下式貯槽の周辺地盤の断面図であり、図2は
図1の棒状放熱体である側部ヒータの側部断面図であ
り、図3は図1のF部の放熱部材である放熱フィンを説
明する部分斜視図であり、図4は従来の側部ヒータを埋
設する低温地下式貯槽の周辺地盤の断面図である。
【0014】図1において、低温地下式貯槽であるLN
G地下タンク2の周辺地盤の地表面GLには,棒状放熱
体であってその外周部部位に放熱部材である複数の金属
プレートからなる放熱フィン11を配置する側部ヒータ
10が埋設されていて、この側部ヒータ10の加熱に伴
って加熱される放熱フィン11によって、前記周辺地盤
の地層A、B、C、Dに生ずる凍結線Eの発生範囲の制
御が行われる。
【0015】即ち、前述の如く、LNG地下タンク2が
建設される周辺地盤は、熱伝達係数の異なった複数の地
層A、B、C、Dの分布からなるものであるために、こ
の熱伝達係数の相違によって凍結土の発生範囲に部分的
な厚薄が生じ、凍結線Eが凹凸状に形成される。この凍
結線Eの凹凸状部の凸部E1により、LNG地下タンク
2の外壁への凍結土圧は不均一なものとなるために、こ
の凸部E1を放熱フィン11の加熱をすることにより、
凍結線Eの発生範囲をLNG地下タンク2の外壁方向に
移動させる制御が行われることとなる。
【0016】次に、低温地下式貯槽周辺地盤の凍結制御
装置1の具体的な構成と制御方法についての説明を行
う。図2に示す凍結制御装置1の側部ヒータ10は、そ
の外周部に連続地中壁3を配置したLNG地下タンク2
の周辺地盤に穿設された埋設孔DHに埋設配置されてい
る。この埋設孔DHは、側部ヒータ10を埋設配置する
とともに、側部ヒータ10を埋設配置する地層A、B、
C、Dの地質を知るうえでの調査を兼ねて穿設されるも
のであって、この地質調査により、各地層の熱伝達係数
等の詳細データの把握のために穿設されるものである。
【0017】この地質調査の結果に基づいて、特に各地
層A、B、C、D間における熱伝達係数の判定が行わ
れ、この判定結果によって熱伝達係数の高い箇所、即
ち、図1に示す凍結線Eの凹凸状部の凸部E1が生ずる
と推測される箇所の地表面GLからの位置の算定が行わ
れる。
【0018】図2は、温水、蒸気等の流体を熱媒体とす
る一般的な側部ヒータ10の側部断面図を示すものであ
るが、この側部ヒータ10は内管10Bと外管10Aか
ら構成されており、内管10Bの流入口10Baから熱
媒体を流入させて吐出口10Bbから吐出させ、外管1
0Aの吐出口10Aaから吐出させる循環式の側部ヒー
タ10とするものである。
【0019】そして、図3に示す如く、外管10Aの外
周部にあって、前記した熱伝達係数が高く凍結線Eの凹
凸状部の凸部E1が生ずると推測される箇所に対応する
箇所には、各地層A、B、C、D間における熱伝達係数
の整合を図るべく複数の放熱フィン11が取り付けられ
ている。
【0020】なお、この放熱フィン11の表面積、即
ち、放熱面積は、地層間の異なった熱伝達係数の整合を
図るだけの放熱量を発する面積とするものであればよ
く、従って、その形状については特にフィン形状とする
形状に限定されるものではない。例えば、放熱フィン1
1に代えてコイル状のパイプ部材からなる放熱部材を当
該箇所の外管10Aに配管し、このパイプ部材内に熱媒
体を循環させる形態とするものであっても同様の放熱効
果を得ることができる。
【0021】また、熱媒体を温水、蒸気等の流体とする
側部ヒータに代えて、電気ヒータによる側部ヒータとす
るとともに、凍結線Eの凹凸状部の凸部E1が生ずると
推測される箇所の放熱量を、熱伝達係数の整合を図るべ
く側部ヒータ若しくは他のヒータを配置したものとして
も同様の放熱効果を得ることができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明を行った本発明の低温地下式貯
槽周辺地盤の凍結制御装置及びその制御方法によれば次
のような効果を奏する。
【0023】LNG地下タンクの建設に際して、熱伝達
係数の異なった複数の地層分布の地盤構造に建設される
LNG地下タンクであったとしても、地下タンクの周辺
地盤に生ずる凍結線の発生範囲を均一に形成するよう制
御することにより、LNG地下タンクとその周囲に配置
される連続地中壁への凍結土圧を均等なものとすること
が可能となる。また、凍結土圧を均等なものとすること
により、ひび割れとクリープの発生の防止が可能となる
とともに、凍結土が有する止水機能と保温機能の確保が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る低温地下式貯槽周辺地盤の凍結制
御装置及びその制御方法の実施の形態を説明する低温地
下式貯槽の周辺地盤の断面図である。
【図2】図1の棒状放熱体である側部ヒータの側部断面
図である。
【図3】図1のF部の放熱部材である放熱フィンを説明
するための部分斜視図である。
【図4】従来の側部ヒータを埋設する低温地下式貯槽の
周辺地盤の断面図である。
【符号の説明】
1 凍結制御装置 2 LNG地下タンク 3 連続地中壁 10 側部ヒータ 10A 外管(側部ヒータ) 10Aa 吐出口(外管) 10B 内管(側部ヒータ) 10Ba 流入口 10Bb 吐出口(内管) 11 放熱フィン A 地層 B 地層 C 地層 D 地層 DH 埋設孔 E 凍結線 E1 凸部(凍結線) GL 地表面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低温地下式貯槽の周辺地盤に棒状放熱体
    を埋設し、この棒状放熱体の加熱によって、前記周辺地
    盤に発生する凍結土の発生範囲の制御を行う装置におい
    て、 前記棒状放熱体の外周部部位に、放熱部材を配置するこ
    とを特徴とする、低温地下式貯槽周辺地盤の凍結制御装
    置。
  2. 【請求項2】 前記放熱部材は、複数枚数の金属製から
    なるプレート板とすることを特徴とする、請求項1に記
    載の低温地下式貯槽周辺地盤の凍結制御装置。
  3. 【請求項3】 低温地下式貯槽の周辺地盤に棒状放熱体
    を埋設し、この棒状放熱体の加熱によって、前記周辺地
    盤に発生する凍結土の発生範囲の制御を行う方法におい
    て、 前記棒状放熱体を埋設する各地層構造の異なった熱伝達
    係数に対応させて前記棒状放熱体の外周部部位に放熱部
    材を配置した請求項1又は請求項2に記載の低温地下式
    貯槽周辺地盤の凍結制御装置の放熱部材の放熱を用い、
    当該地層構造の凍結土の発生範囲の制御を行うことを特
    徴とする、低温地下式貯槽周辺地盤の凍結制御方法。
JP9138393A 1997-05-28 1997-05-28 低温地下式貯槽周辺地盤の凍結制御装置及びその制御方法 Pending JPH10332096A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017057594A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 鹿島建設株式会社 地下構造物、地下構造物の構築方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017057594A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 鹿島建設株式会社 地下構造物、地下構造物の構築方法

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