(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤中に形成された空洞内に応力伝達層を介して柔構造の高圧気体貯蔵容器体を設けてなる岩盤内高圧気体貯蔵施設において、応力伝達層と柔構造の高圧気体貯蔵容器体との間に、前記応力伝達層の局所的な亀裂による前記容器体への部分的な歪みの集中を阻止するための、吹き付け材料又はシート状材料からなる可変形の柔軟材料製の絶縁材を設けることを特徴とする岩盤内高圧気体貯蔵施設における亀裂防止方法。
【請求項２】
可変形の柔軟材料製の絶縁材を、応力伝達層の柔構造の高圧気体貯蔵容器体側に配置することを特徴とする請求項１に記載の岩盤内高圧気体貯蔵施設における亀裂防止方法。
【請求項３】
可変形の柔軟材料製の絶縁材を、柔構造の高圧気体貯蔵容器体の外側に予め設置しておくことを特徴とする請求項１に記載の岩盤内高圧気体貯蔵施設における亀裂防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧気体を貯蔵するために、岩盤中に形成される空洞内に気密性を有し、かつ地下水圧等の外力に対して変形を許容する柔構造の高圧気体貯蔵容器体を構成する岩盤内高圧気体貯蔵施設の保全方法に関し、特に周囲の岩盤に亀裂が発生した場合にもこれによる歪みを柔構造の高圧気体貯蔵容器体には進展させないようにして、高圧気体の漏洩を未然に防ぐ岩盤内高圧気体貯蔵施設における亀裂防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧ガスを地上に設置した球形タンク、あるいは円塔状の高圧ガス貯蔵要タンク等に貯蔵せずに地下の岩盤を利用して貯蔵することが検討されてきている。
この方式は、当初地下の岩盤空洞をそのまま利用し、空洞周辺の地下水圧により高圧気体を貯蔵する水封方式の概念が提唱されていたが、貯蔵気体の圧力を１００  ／ｃ  にしようとするとこの内圧とバランスする地下水圧をうるためには、単純計算で貯蔵空間は１０００ｍ以上の深度に形成する必要があり、この他にも地下水の貯蔵空間への浸出の問題もあって、改善が求められていた。
そして、この改善案の一つとして、岩盤内に形成した空洞内に、気密性を有しかつ外力に対して変形を許容する貯蔵容器を前記空洞の内壁面に沿って構成し、その貯蔵容器内に高圧気体を封入した際に、その内圧を貯蔵容器を介して空洞を構成する岩盤で支持させる高圧気体の岩盤内貯蔵方法が提案された。
この貯蔵施設１０は、図７に示すように、地上施設１１と岩盤１内の貯蔵容器１２とは気体の受け入れ・払い出し用のシャフト１３で接続されており、貯蔵容器１２は岩盤１内に形成され、ロックボルト１４によって支持・補強された空洞１５の内部に、岩盤壁面１６との間に圧力伝達層１７を介して設けられている。
岩盤壁面１６は、掘削による凹凸を均すために全体を吹付けコンクリート１８によってライニングされており、吹付けコンクリートの内側にはさらに打設コンクリートから成る壁体１９が構築され、前記圧力伝達層１７は、この吹付けコンクリート１８と壁体１９を以って構成されている。
前記貯蔵容器１２は、前記壁体１９の内壁面に組み立てられるもので、鋼板を溶接接続して気密性を保つように構成されている。鋼板の材質としては、一般の圧延鋼のほかにステンレス鋼や極軟鋼も考慮されるところであり、高い圧力に対して柔軟に追随変形するものであれば採用可能である。
このように構成することによって、岩盤１、圧力伝達層１７及び貯蔵容器１２が緊密に一体化して、貯蔵容器１２に高圧気体を受け入れ・払い出ししても、受入時には貯蔵容器１２が柔軟に膨張して気体の圧力を圧力伝達層１７を介して岩盤１に伝達することで実質的に岩盤１が気体圧力を支持し、払い出し時には容易に元の状態に復帰することができるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法は、上述のように専ら貯蔵気体の圧力伝達のみを意識して、岩盤１と圧力伝達層１７と貯蔵容器１２とを可能な限り緊密に一体化させて構築していた。
このことを詳細に検討してみると、結果的に周囲の岩盤１に生ずる歪みを圧力伝達層１７と貯蔵容器１２とに同様に伝達することになってしまい、岩盤１に生ずる歪みと同程度の歪みをこれらにも一様に与えることになり、図８に示す如く、仮に貯蔵容器１２の周囲の岩盤１に局所的な亀裂２０が発生した場合には、一体化した圧力伝達層１７と貯蔵容器１２にも同様の亀裂２０が進展してしまい、貯蔵している高圧気体の漏洩を引き起こす怖れがあることが判った。
本発明は、このような実情に鑑みて検討されたものであり、高圧気体貯蔵容器の周囲の岩盤に局所的な亀裂が発生した場合にも、同貯蔵容器に亀裂が発生することを防止して貯蔵している高圧気体の漏洩が生じないようにする岩盤内高圧気体貯蔵施設における亀裂防止方法を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、岩盤中に形成された空洞内に応力伝達層を介して柔構造の高圧気体貯蔵容器体を設けてなる岩盤内高圧気体貯蔵施設を対象にしており、岩盤中に形成された空洞内に構築される応力伝達層と柔構造の高圧気体貯蔵容器体との間に、吹き付け材料又はシート状材料からなる可変形の柔軟材料製の絶縁材を設けることで、同容器体の周囲の岩盤に局所的な亀裂が発生した場合にも柔構造の高圧気体貯蔵容器体ヘの亀裂の進展を阻止する、岩盤内高圧気体貯蔵施設における亀裂防止方法である。
そして、上記絶縁材は、具体的に応力伝達層の柔構造の高圧気体貯蔵容器体側に配置したり、同容器体の外側に予め設置しておいてもよいものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による岩盤内高圧気体貯蔵施設における亀裂防止方法の具体的な実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明による亀裂防止方法を施した岩盤内高圧気体貯蔵施設の例を斜視的に示す部分断面図である。図２は本発明を適用することによって岩盤に発生した亀裂を柔構造の高圧気体貯蔵容器体にまで進展させること無く防止した状態を示す部分断面図であり、図３〜図６は、本発明による亀裂防止方法の施工状態を部分的に順次に示す工程図である。
本発明を適用する岩盤内高圧気体貯蔵施設は、基本的には従来例として図７に示したものと同じであるから、同様の部分の符号は従来図と同じ符号を以って表示して説明する。
図１は、高圧気体貯蔵施設として、従来と同様に岩盤内に形成されロックボルトによって支持・補強された空洞の内部に構築され、地上施設と接続している岩盤１内の柔構造の高圧気体貯蔵容器体２を部分的に断面で示したものである。
本発明による亀裂防止方法を施した高圧気体貯蔵施設は、岩盤１に掘削されロックボルト１４によって支持・補強された空洞の岩盤壁面１６に応力伝達層３と可変形の柔軟材料製の絶縁材４とを介在配置させてから柔構造の高圧気体貯蔵容器体２を構築することで構成されている。
応力伝達層３は、岩盤壁面１６の掘削による凹凸を均すためにライニングされる吹付けコンクリート５とこの吹付けコンクリート５の内側に構築される壁体６で構成されている。壁体６は、打設コンクリート８から成っており、現場打ちもしくはプレキャストコンクリート等の通常の施工法で打設される。
前記柔構造の高圧気体貯蔵容器体２は、前記壁体６の内壁面に組み立てられるもので、鋼板９を幅方向及び長さ方向に多数溶接によって接続して高い気密性を保つように構成される。
柔構造の高圧気体貯蔵容器体２と上記応力伝達層３との間には可変形の柔軟材料製の絶絶縁材４が設けられている。
同絶縁材４は、アスファルト、粘土、グラファイト、パラフィン、テフロン、ゴム、鉛等の可変形の柔軟な材料から適宜選択されてよく、一方から加えられる応力を吸収・解消して他方には伝達しない機能を発揮するものであればよい。
同絶縁材４がこのような機能を持っていることから、図２に示すように、周囲の岩盤１に発生した局所的な亀裂１０が岩盤と一体化している応力伝達層３をも巻き込んで、応力伝達層３を構成する吹付けコンクリート５と壁体６とに亀裂が進展して来ても、同絶縁材４の段階で進展してくる応力の集中が緩和されるために壁体６の歪みの集中も緩和され、柔構造の高圧気体貯蔵容器体２に部分的に歪みが集中されるのを阻止してしまい、柔構造の高圧気体貯蔵容器体２が亀裂によって破断されることを未然に防止して高圧気体の漏洩が起こることを防止できる。
【０００６】
次に、本発明による岩盤内高圧気体貯蔵施設における亀裂防止方法の施工について、図３〜図６に基づいて説明する。
図３は、岩盤１内に掘削された空洞の岩盤壁面１６に掘削による凹凸を均すためにライニングされた吹付けコンクリート５を示している。このライニングは、岩盤を掘削する土木工事で通常に行われる方法で施工され滑らかな壁面が得られる。
図４では、上記吹付けコンクリート５の表面に壁体６を施工した状態を示しており、壁体６の具体的な構成は前述のように補強筋を埋設した打設コンクリートから成っている。
本発明では、前記吹付けコンクリート５と壁体６を一体にして「応力伝達層」３と称し、柔構造の高圧気体貯蔵容器体２の高圧気体による膨張圧を円滑に岩盤に伝える手段として位置付けている。
図５は、打設した応力伝達層３の内側表面に絶縁材４を設ける状態を示している。絶縁材の材質については上述したとおりであるが、応力伝達層３への施工方法としては、液体状にしたものをノズルから吹き付けるようするか、予めシート状に加工しておいてこれを応力伝達層の表面に貼り付けるようにする。
図６は、岩盤１の岩盤壁面内に応力伝達層３と絶縁材４とを介在して柔構造の高圧気体貯蔵容器体２を設けた状態を示している。該容器体２は、一般の圧延鋼のほかにステンレス鋼や極軟鋼等の鋼板９を多数気密性を保つように溶接接続して構成され、高い圧力に対して柔軟に追随変形する。
可変形の柔軟材料製の絶絶縁材の施工については応力伝達層３への施工方法を図５で述べたが、応力伝達層３への施工が困難な場合には、柔構造の高圧気体貯蔵容器体２を構成する個々の鋼板に工場等で予め同絶縁材を貼り付けておいて、一体化した鋼板を現場に持ち込んで柔構造容器体を構築することも可能である。この際に、鋼板に貼り付ける同絶縁材は、液体状にしたものをノズルから吹き付けるようにするか、又は予めシート状に加工しておいてこれを鋼板に貼り付けるようにする。
【０００７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明による岩盤内高圧気体貯蔵施設における亀裂防止方法は、岩盤中に形成された空洞内に応力伝達層を介して柔構造の高圧気体貯蔵容器体を設けてなる岩盤内高圧気体貯蔵施設において応力伝達層と柔構造の高圧気体貯蔵容器体との間に、前記応力伝達層の局所的な亀裂による前記容器体への部分的な歪みの集中を阻止するための、吹き付け材料又はシート状材料からなる可変形の柔軟材料製の絶縁材を設けたものであるから、同貯蔵容器の周囲の岩盤に局所的な亀裂が発生した場合にも柔構造の高圧気体貯蔵容器体ヘの亀裂の進展を阻止する効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】岩盤内高圧気体貯蔵施設の部分断面図
【図２】柔構造の高圧気体貯蔵容器体の亀裂防止状態を示す部分断面図
【図３】吹付けコンクリートの施工断面図
【図４】壁体の施工断面図
【図５】絶縁材の施工断面図
【図６】柔構造の高圧気体貯蔵容器体の施工断面図
【図７】岩盤内貯蔵施設の従来図
【図８】貯蔵容器の亀裂発生状態を示す部分断面図
【符号の説明】
１：岩盤
２：柔構造の高圧気体貯蔵容器体
３：応力伝達層
４：可変形の柔軟材料製の絶縁材
５：吹付けコンクリート
６：壁体
【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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【図８】
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