(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水封式地下タンク等に用いられる水封施設であって、地下地盤中に略水平方向に延在するよう掘削された水封トンネルと、該水封トンネルから地下地盤中に向けて延出するよう形成された複数本の水封ボーリングとからなり、
前記複数本の水封ボーリングが、少なくとも前記水封トンネルの一端側へ向けて傾斜する第一の方向と前記水封トンネルの他端側へ向けて傾斜する第二の方向とに向けて掘削され、
前記第一の方向に延出された水封ボーリングと、前記第二の方向に延出された水封ボーリングとが、地下地盤中で所定方向から見て互いに交差した略格子状に配置されるとともに、それぞれが互いに直接交差しないように前記水封ボーリングの延出の始端および終端の少なくともいずれかの位置が前記所定方向においてずらされていることを特徴とする水封施設。
【請求項２】
請求項１記載の水封施設において、前記水封ボーリングが略下方向に延在するよう掘削されていることを特徴とする水封施設。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、液化石油ガス等を貯蔵する水封式地下タンク等に用いて好適な水封施設に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、原油、石油ガス、天然ガス等の石油類の貯蔵、あるいは電力のピーク時対応の手段としての高圧の圧縮空気の貯蔵等に代表される、各種液体あるいはガス等の貯蔵方式の一つとして、水封式地下タンクを用いる技術が普及してきている。この技術は、基本的には、岩盤等からなる地下地盤中の地下水面レベルよりも下方に水平方向に連続するよう掘削形成した横型の空洞を地下タンクとし、周囲地盤中の地下水圧によって各種液体やガス等を地下タンク内に封じ込めておく構成となっている。
【０００３】
このような水封式地下タンクには、自然の地下水圧のみによって水封を行う自然水封方式と、貯蔵圧の高いものを貯蔵する場合や地下地盤中に亀裂が多く存在する場合等に、水封施設から地下地盤中に人工的に給水して自然の地下水圧を補ったり水封性を高める人工水封方式とがある。
【０００４】
人工水封方式においては、図６および図７に示すように、岩盤Ｇ中に設けた地下タンク１の上方にウォータカーテン（水封施設）２を設けている。ウォータカーテン２は、一般には地下タンク１の長手方向（長手に直交方向あるいは斜交する方向となる場合もある）に沿って延在する水封トンネル３と、水封トンネル３から岩盤Ｇ中に向けて延出する複数の水封ボーリング４，４，…とから構成されている。ウォータカーテン２から岩盤Ｇに水が浸み出すことによって地下水圧を高めて水封効果をより向上させるようになっている。
【０００５】
ところで、これら水封ボーリング４は、数ｍから十数ｍ程度の間隔で、互いに平行に、あるいは岩盤Ｇに存在する亀裂の状況に応じて不規則に配列するのが一般的である。このとき、水封ボーリング４が亀裂と平行に近い状態となっていると、この亀裂には水封ボーリング４から給水される水が十分に浸透しないことから、水封効果を確実なものとするには水封ボーリング４を水みちとなる亀裂に交差させるのが望ましい。このために、設計・施工に先立って岩盤Ｇの亀裂状況等の調査を行ったうえで、水封ボーリング４の方向や間隔等を決定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の水封施設には、以下のような問題が存在する。
ウォータカーテン２を構築するに際しては、その水封効果を確実なものとするために岩盤Ｇの調査を事前に行っているが、亀裂には方向性があるとは限らず、一つのウォータカーテン２を設置する範囲の岩盤Ｇ内においても、場所により亀裂の方向が異なるのが通常である。そして、亀裂状況を詳細に把握するには調査を綿密に行わなければならず、これによりコストがかかるうえに、それでも亀裂状況を完全に把握できるとは限らない。
このように、ウォータカーテン２を設置する全域にわたって水封ボーリング４を全ての亀裂に交差させるのは困難であるため、現状では水封ボーリング４の間隔を小さくして密に配列したり、部分的に水封ボーリング４を増設したりして対応しているが、水封ボーリング４の数が増えればその分コストが嵩むことになる。
【０００７】
したがって、岩盤Ｇ内の亀裂状況に応じて水封ボーリング４の方向や間隔を決定している従来の技術では、必ずしも経済的とは言えず、それでも確実に水封効果を確保できるとは限らないのが現状である。
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、低コストでかつ水封効果を確実に確保することのできる水封施設を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、水封式地下タンク等に用いられる水封施設であって、地下地盤中に略水平方向に延在するよう掘削された水封トンネルと、該水封トンネルから地下地盤中に向けて延出するよう形成された複数本の水封ボーリングとからなり、前記複数本の水封ボーリングが、少なくとも前記水封トンネルの一端側へ向けて傾斜する第一の方向と前記水封トンネルの他端側へ向けて傾斜する第二の方向とに向けて掘削され、前記第一の方向に延出された水封ボーリングと、前記第二の方向に延出された水封ボーリングとが、地下地盤中で所定方向から見て互いに交差した略格子状に配置されるとともに、それぞれが互いに直接交差しないように前記水封ボーリングの延出の始端および終端の少なくともいずれかの位置が前記所定方向においてずらされていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の水封施設において、前記水封ボーリングが略下方向に延在するよう掘削されていることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る水封施設の第一および第二の実施の形態について、図１ないし図５を参照して説明する。
【００１２】
［第一の実施の形態］
まず、ここでは、ウォータカーテンを略水平に設ける場合の例を用いて説明する。
【００１３】
図１および図２に示すように、岩盤Ｇ中には、地下タンク１０が所定の深さに構築されている。この地下タンク１０は、岩盤Ｇを掘削することにより形成したもので、水平方向に所定長にわたって連続する横型のものとなっている。
【００１４】
地下タンク１０には、その上方に略水平に位置するウォータカーテン（水封施設）１１が設けられている。ウォータカーテン１１は、水封トンネル１２と水封ボーリング１３とから構成されている。
【００１５】
水封トンネル１２は、地下タンク１０の中心軸線の略鉛直上方の位置に、地下タンク１０の全長にわたって略水平に延在するよう設けられている。
【００１６】
図２に示したように、水封ボーリング１３，１３，…は、水封トンネル１２の両側に、それぞれ水封トンネル１２の長さ方向所定間隔ごとに、水封トンネル１２からその側方の岩盤Ｇ中に向けて延出するよう形成されている。
【００１７】
これらの水封ボーリング１３は、水封トンネル１２の軸線に沿って、第一の方向に延出する水封ボーリング１３Ａと、第二の方向に延出する水封ボーリング１３Ｂとが交互に配置された構成となっている。このとき、第一の方向に延出する水封ボーリング１３Ａは、平面視すると、水封トンネル１２の一端１２ａ側に向けて、水封トンネル１２に対して所定角度、例えば４５〜６０゜の角度をなして延出している。第二の方向に延出する水封ボーリング１３Ｂは、平面視すると、水封トンネル１２の他端１２ｂ側に向けて、水封トンネル１２に対して例えば４５〜６０゜の所定角度で延出している。これにより水封ボーリング１３Ａと水封ボーリング１３Ｂは、平面視すると、岩盤Ｇ中において互いに交差して略格子状をなした構成となっている。
【００１８】
ところで、図１に示したように、これら水封ボーリング１３Ａ，１３Ｂは、水封トンネル１２の軸線と直交する鉛直断面で見ると、それぞれ、水封トンネル１２から斜め下方に向けて延出するよう勾配を付けて形成されている。このとき、水封ボーリング１３Ａ，１３Ｂの勾配は略同じであるが、水封トンネル１２からの延出位置が、水封ボーリング１３Ａの方が水封ボーリング１３Ｂよりも高い位置となっている。これにより、互いに異なる方向に延出する水封ボーリング１３Ａと水封ボーリング１３Ｂとは段差を持って配置され、直接交差しないようになっている。
【００１９】
上述したようなウォータカーテン１１は、地下タンク１０の上方に設けられ、略水平方向に延在するよう形成された水封トンネル１２と、水封トンネル１２から岩盤Ｇ中に向けて延出するよう形成された複数本の水封ボーリング１３とからなり、これら複数本の水封ボーリング１３は、水封トンネル１２から第一の方向に延出する水封ボーリング１３Ａと、第二の方向に延出する水封ボーリング１３Ｂとから構成されて、これら水封ボーリング１３Ａと１３Ｂとが平面視略格子状をなした構成となっている。このようにして、水封ボーリング１３，１３，…を略格子状に配置することにより、地下タンク１０の周囲の岩盤Ｇ中にいかなる方向の亀裂が存在していても、水封ボーリング１３Ａまたは１３Ｂの少なくともいずれか一方が亀裂と交差することになる。したがって、従来のように多大なコストをかけて事前調査を行うことなく最小限の調査のみで、また従来よりも少ない本数の水封ボーリング１３で、水封効果を確実に得ることができる。この結果、確実な水封効果を確保することのできるウォータカーテン１１を、より低コストかつ短工期で構築することができる。
【００２０】
また、水封ボーリング１３Ａと水封ボーリング１３Ｂとが互いに直接交差しないよう、上下方向に段差を持って配置された構成となっている。これにより、水封ボーリング１３Ａと水封ボーリング１３Ｂとが短絡することなく、岩盤Ｇ内に水封水をより広く浸透させることができる。
【００２１】
なお、上記実施の形態において、水封ボーリング１３Ａと１３Ｂとの交差角度，傾斜角，ピッチについては何ら限定するものではなく、亀裂の大きさ，数等に応じて適宜設定すればよい。
また、図３に示すように、岩盤Ｇ中に存在する亀裂Ｋに特定の方向性がある場合、一方の水封ボーリング１３Ｂを亀裂Ｋに略直交するよう配置し、これを基準として他方の水封ボーリング１３Ａを配置するのが好ましい。
【００２２】
［第二の実施の形態］
次に、水封施設を、例えば上下方向に配置する場合の例を用いて説明する。以下に説明する第二の実施の形態において、前記第一の実施の形態と共通する構成については同符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
図４に示すように、地下タンク１０の周囲には、ウォータカーテン（水封施設）２０が設けられている。このウォータカーテン２０は、水封トンネル２１と、水封ボーリング２２，２３とから構成されている。
【００２４】
水封トンネル２１は、地下タンク１０の上方であってかつ側方にずれた位置に、地下タンク１０の略全長にわたって略水平に延在するよう形成されている。
【００２５】
水封ボーリング２２は、水封トンネル２１の長さ方向所定間隔毎に、略水平方向に延出し、地下タンク１０の上方を覆うように形成されている。
【００２６】
また、図４および図５に示すように、水封ボーリング２３は、水封トンネル２１から略下方に向けて延出するよう形成されている。これらの水封ボーリング２３は、水封トンネル２１の長さ方向所定間隔毎に、第一の方向に延出する水封ボーリング２３Ａと、第二の方向に延出する水封ボーリング２３Ｂとが交互に配置された構成となっている。このとき、第一の方向に延出する水封ボーリング２３Ａは、水封トンネル２１の軸線と平行な鉛直面で断面視すると、水封トンネル２１の一端２１ａ側に向けて、例えば７０〜８０゜の角度をなして延出している。第二の方向に延出する水封ボーリング１３Ｂは、水封トンネル２１の他端２１ｂ側に向けて、例えば７０〜８０゜の所定角度で延出している。これにより水封ボーリング２３Ａと水封ボーリング２３Ｂは、立断面視すると、岩盤Ｇ中において互いに交差して略格子状をなした構成となっている。
【００２７】
さらに、図４に示したように、水封ボーリング２３Ａ，２３Ｂは、水封トンネル２１の軸線と直交する鉛直断面において、水封トンネル２１に対して一方の側と他方の側とに延出するよう、逆Ｖ字状に配置されている。
【００２８】
上述したように、ウォータカーテン２０は、略水平方向に延在するよう形成された水封トンネル２１と、水封トンネル２１から下方に向けて延出するよう形成された複数本の水封ボーリング２３とからなり、これら複数本の水封ボーリング２３は、水封トンネル２１から第一の方向に延出する水封ボーリング２３Ａと、第二の方向に延出する水封ボーリング２３Ｂとから構成されて、これら水封ボーリング２３Ａと２３Ｂとが立断面視すると略格子状をなした構成となっている。このようにして、地下タンク１０の側方に置いて、水封ボーリング２３，２３，…を２方向に向けて形成して格子状とすることにより、水封ボーリング２３Ａまたは２３Ｂの少なくともいずれか一方が亀裂と交差し、水封効果を壁状の範囲で発揮することができ、例えばこの地下タンク１０に隣接して他の地下タンク（図示なし）等がある場合等に、双方の貯蔵物が混ざるのを防止するために好適に用いることができる。しかも、従来のように多大なコストをかけて事前調査を行うことなく最小限の調査のみで、岩盤Ｇ中にどのような亀裂が分布していても水封効果が確実に得られ、また従来よりも少ない本数の水封ボーリング２３で、前記水封効果を得ることができる。この結果、このように確実な水封効果を確保することのできるウォータカーテン２０を、より低コストかつ短工期で構築することができる。
【００２９】
また、ウォータカーテン２０は、地下タンク１０の上方にも水封ボーリング２２を備えた構成となっている。これによっても水封効果を高めることができる。
【００３０】
なお、上記第一または第二の実施の形態において、第一の方向に延出する水封ボーリング１３Ａ，２３Ａと、第二の方向に延出する水封ボーリング１３Ｂ，２３Ｂとを、水封トンネル１２，２１に沿った方向において一本毎に交互に配置する構成としたが、これに限定するものではなく、互いに異なる二方向に延出する水封ボーリング１３Ａと１３Ｂ、２３Ａと２３Ｂとが格子状をなすのであれば、例えば二本毎、あるいは三本毎等に交互に延出する構成としても良い。
【００３１】
また、水封ボーリング１３Ａと１３Ｂ，２３Ａと２３Ｂを、互いに異なる二方向に延出させる構成としたが、全体として略格子状をなすのであれば、水封ボーリングを互いに異なる三以上の方向に延出させる構成としても良い。
さらに、水封ボーリング１３Ａと１３Ｂ，２３Ａと２３Ｂを、段差を持って配置して互いに直接交差させない構成としたが、これを直接交差させて短絡させる構成としても基本的には問題は無い。
【００３２】
また、ウォータカーテン１１，２０で水封効果を得るための水については、自然の地下水を利用しても良いし、また人工的に水を供給するようにしても良い。
さらに、地下タンク１０で貯蔵する物質の種類は何ら問うものではない。
加えて、地下タンク１０や水封トンネル１２，２１、水封ボーリング１３，２３の形状や、それ以外の他の部分の構成等についても、本願発明の主旨を逸脱しない限り他の構成を適宜採用することが可能である。
【００３３】
さらに加えて、前記第一あるいは第二の実施の形態で示したウォータカーテン１１，２０の構成は、地下タンク１０における圧力貯蔵以外にも、例えば地下水位保持、あるいは水封機能を保持する等を目的とするのであれば、他のいかなる構造物に対しても適用が可能である。
これ以外にも、水封目的だけでなく、グラウト等を岩盤の亀裂中に浸透させることによって岩盤の透水係数を改良する工事等においても、上記と同様の構成が適用可能であることを記しておく。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る水封施設によれば、地下地盤中に略水平方向に延在するよう掘削された水封トンネルと、該水封トンネルから地下地盤中に向けて延出するよう形成された複数本の水封ボーリングとからなり、前記複数本の水封ボーリングが、少なくとも前記水封トンネルの一端側へ向けて傾斜する第一の方向と前記水封トンネルの他端側へ向けて傾斜する第二の方向とに向けて掘削され、前記第一の方向に延出された水封ボーリングと、前記第二の方向に延出された水封ボーリングとが、地下地盤中で所定方向から見て互いに交差した略格子状に配置されるとともに、それぞれが互いに直接交差しないように前記水封ボーリングの延出の始端および終端の少なくともいずれかの位置が前記所定方向においてずらされている構成となっている。
このようにして、水封ボーリングを略格子状に配置することにより、地下地盤中にいかなる方向の亀裂が存在していても、高い水封効果を発揮することができるとともに、互いに交差する水封ボーリングどうしが短絡することなく、地下地盤内に水封水をより広く浸透させることができる。
したがって、確実な水封効果を確保することのできるウォータカーテンを、より経済的に、かつ短工期で構築することができる。
【００３５】
請求項２に係る水封施設によれば、水封ボーリングが略下方向に延在するよう掘削された構成となっている。これにより、水封効果を略鉛直面内で発揮することができ、例えば二つ以上の地下タンクどうしが隣接する場合等に、それらの間で水封効果を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る水封施設の第一の実施の形態を示す図であって、前記水封施設を適用した地下タンクを示す立断面図である。
【図２】  図１の平断面図である。
【図３】  前記地下タンクの他の一例を示す平断面図である。
【図４】  本発明に係る水封施設の第二の実施の形態を示す図であって、前記水封施設を適用した地下タンクを示す立断面図である。
【図５】  図４の平断面図である。
【図６】  従来の水封式地下タンクの一例を示す立断面図である。
【図７】  図６の平断面図である。
【符号の説明】
１１，２０  ウォータカーテン（水封施設）
１２，２１  水封トンネル
１３，２３  水封ボーリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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