(57)【要約】【課題】ライニング材と裏込めコンクリートとを一体化する場合の効果と縁切りする場合の効果の双方が得られる岩盤内貯槽と、その施工方法を提供する。【解決手段】ライニング材を一次ライニング材４１と二次ライニング材４２とによる二重構造として、裏込めコンクリート３の表面に一次ライニング材４１を面内相対変形不能な状態で一体に設けるとともに、一次ライニング材４１の表面に縁切り材５を介して二次ライニング材４２を面内相対変形可能な状態で積層する。二次ライニング材４２を溶接により組み立て、その背面側に縁切り材５を取り付け、二次ライニング材４２の背面側において一次ライニング材４１を非溶接により組み立てて縁切り材５を介して二次ライニング材４２に積層し、一次ライニング材４１と空洞２との間に裏込めコンクリート３を打設充填する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤中に形成した空洞の表面に裏込めコンクリートを介してライニング材を設けた構造の岩盤内貯槽であって、ライニング材を一次ライニング材と二次ライニング材とによる二重構造として、裏込めコンクリートの表面に一次ライニング材を面内相対変形不能な状態で一体に設けるとともに、一次ライニング材の表面に縁切り材を介して二次ライニング材を面内相対変形可能な状態で積層したことを特徴とする岩盤内貯槽。
【請求項２】
請求項１記載の岩盤内貯槽を施工する方法であって、空洞の表面との間に裏込めコンクリートの打設空間を確保して二次ライニング材を溶接により組み立てた後、その二次ライニング材の背面側に縁切り材を取り付け、次いで、二次ライニング材の背面側において一次ライニング材を非溶接により組み立てて縁切り材を介して二次ライニング材に積層し、しかる後に、一次ライニング材と空洞との間に裏込めコンクリートを打設充填することを特徴とする岩盤内貯槽の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、岩盤中に高圧蒸気や圧縮空気、天然ガス等の高圧気体、あるいは高温高圧の熱水を貯蔵するために設けられる岩盤内貯槽、およびその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の岩盤内貯槽の構造として図３に示すようなライニング構造と言われるものが提案されている。これは、岩盤１に形成した空洞２の表面に裏込めコンクリート３を介してライニング材４を設けるもので、貯槽としての気密性能や液密性能をライニング材４により確保するとともに、貯蔵圧は裏込めコンクリート３を介して周囲の岩盤１により支持するというものである。
【０００３】
このようなライニング構造の貯槽においては、ライニング材４として薄肉鋼板を採用してそれを裏込めコンクリート３の表面に一体化させた状態で設けることが一般的であるが、その場合にはライニング材４が裏込めコンクリート３と一体に挙動するものとなるので、裏込めコンクリート３が貯蔵圧を受けて膨縮するような変形を生じた際にはライニング材４もそれに追従して全体的に伸縮するような繰り返し歪を生じる。したがって、ライニング材４はそのような繰り返し歪が生じても疲労して亀裂や破断を生じることのないような設計とする必要がある。
【０００４】
ところで、上記のようにライニング材４を裏込めコンクリート３と一体に設けたライニング構造の貯槽にあっては、ライニング材４の外側の裏込めコンクリート３に大きな亀裂が生じることを想定した場合にはその亀裂発生箇所においてライニング材４にも局部的な大きな歪が生じることが想定される。そのため、ライニング材４にそのような局部的な歪が生じることを防止するための対策が必要とされ、たとえば特許文献１には、図４に示すようにライニング材４を裏込めコンクリート３に対して一体化するのではなく、それらの間に縁切り材（絶縁材）５を介装するという構造が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１１４９５５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に示される構造では、裏込めコンクリート３とライニング材４とを縁切り材５により縁切りすることで裏込めコンクリート３の変形がライニング材４に直接的に伝達されず、そのため仮に裏込めコンクリート３に大きな亀裂が生じたとしてもライニング材４が直ちに亀裂や破断を生じるようことを抑制できると考えられるが、その反面、この種の岩盤内貯槽における空洞２の周囲岩盤の変形量は縁切り材５の有無とは拘わりなくほぼ一定と考えられることから、ライニング材４を裏込めコンクリート３から縁切りすることは裏込めコンクリート３に大きな亀裂が生じやすくなるので好ましくないとの指摘もある。
【０００７】
すなわち、通常のようにライニング材４を裏込めコンクリート３に一体に設けた場合には、ライニング材４が裏込めコンクリート３の変形を拘束する効果を期待できることから、岩盤１の変形に起因して空洞２の周囲に発生する亀裂の発生パターンは多数の微小な亀裂が全体的に分散して生じるようなパターンとなると考えられる。それに対し、裏込めコンクリート３とライニング材４との間に縁切り材５を介装してそれらを縁切りしてしまうと、ライニング材４による裏込めコンクリート３に対する変形拘束効果が期待できないため、亀裂の発生パターンは少数の亀裂が集中的に生じるようなパターンとなり、そのため裏込めコンクリート３に大きな亀裂が生じて逆効果になる場合もあり得ると考えられる。
【０００８】
以上のように、この種のライニング構造の岩盤内貯槽においては、図４に示したようにライニング材４と裏込めコンクリート３とを縁切りすることでライニング材４に局部的な大きな歪が生じることを防止する効果と、逆に、図３に示したようにライニング材４と裏込めコンクリート３とを一体化させることで裏込めコンクリート３に大きな亀裂が生じることを防止する効果のいずれかを選択するかが、この種の貯槽の構造的な安定性や信頼性を確保する上で重要な課題となっていたが、いずれにしても万全ではなく、より有効な構造が模索されているのが実情である。
【０００９】
上記事情に鑑み、本発明は、ライニング材と裏込めコンクリートとを一体化するか、もしくはそれらを縁切りするかのいずれかを選択するのではなく、それら双方の利点を併せ持つ有効な岩盤内貯槽の構造とその施工方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、岩盤中に形成した空洞の表面に裏込めコンクリートを介してライニング材を設けた構造の岩盤内貯槽であって、ライニング材を一次ライニング材と二次ライニング材とによる二重構造として、裏込めコンクリートの表面に一次ライニング材を面内相対変形不能な状態で一体に設けるとともに、一次ライニング材の表面に縁切り材を介して二次ライニング材を面内相対変形可能な状態で積層したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明の岩盤内貯槽を施工する方法であって、空洞の表面との間に裏込めコンクリートの打設空間を確保して二次ライニング材を溶接により組み立てた後、その二次ライニング材の背面側に縁切り材を取り付け、次いで、二次ライニング材の背面側において一次ライニング材を非溶接により組み立てて縁切り材を介して二次ライニング材に積層し、しかる後に、一次ライニング材と空洞との間に裏込めコンクリートを打設充填することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の岩盤内貯槽の概要を示すものである。これは、基本的には岩盤１に設けた空洞２の表面に裏込めコンクリート３を介してライニング材を設けたライニング構造のものであるが、従来のライニング構造ではライニング材４を単層で用いているのに対し、本例では一次ライニング材４１と二次ライニング材４２とからなる二重のライニング構造とし、しかも、一次ライニング材４１を裏込めコンクリート３の表面に対して面内相対変形不能な状態で一体に設けるとともに、二次ライニング材４２は一次ライニング材４１の表面に対し縁切り材５を介して面内相対変形可能な状態で積層するようにしている。
【００１３】
上記構造では、裏込めコンクリート３に対して一次ライニング材４１が一体に設けられていることから、その一次ライニング材４１が裏込めコンクリート３の変形を拘束する効果が期待でき、したがって裏込めコンクリート３に大きな亀裂が集中的に生じることを有効に防止することができる。また、一次ライニング材４１と二次ライニング材４２とは縁切り材５により縁切りされていることから、仮に一次ライニング材４１に大きな歪や亀裂、破断が生じたとしても、二次ライニング材４２に大きな歪が集中して亀裂や破断が生じることを未然に防止することができる。
【００１４】
すなわち、上記構造によれば、図３に示した構造のようにライニング材４を裏込めコンクリート３に一体に設けることでその変形を拘束できる効果（裏込めコンクリート３に大きな歪が集中的に生じることを防止できる効果）と、図４に示した構造のようにライニング材４を裏込めコンクリート３に対して縁切り材５により縁切りすることによる効果（ライニング材４に大きな歪が集中的に生じることを防止できる効果）の双方を併せて得ることができ、極めて有効である。
【００１５】
なお、一次ライニング材４１および二次ライニング材４２としては従来のライニング材４と同様に薄肉鋼板が好適に採用可能であるが、貯槽としての気密性能や水密性能は主として内側の二次ライニング材４２により確保すれば良く、一次ライニング材４１は気密性能や水密性能を確保するうえでは補助的なもので良い。勿論、貯蔵圧は裏込めコンクリート３を介して岩盤１により支持することは従来のこの種の貯槽と全く同様である。
【００１６】
上記構造の貯槽の施工方法の一例を図２を参照して説明する。（ａ）は途中までの施工が完了した状態を示すものであり、この状態から（ｂ）に示すように施工済みの二次ライニング材４２に対して新たな二次ライニング材４２を溶接により接合して組み立てる。この際、必要に応じて適宜の足場や支保工を設ければ良い。
【００１７】
次に、（ｃ）に示すように二次ライニング材４２の背面側に縁切り材５を取り付ける。縁切り材５としては従来のものと同様にたとえばアスファルトや各種の樹脂等が採用可能であり、二次ライニング材４２の背面に対して塗布あるいは予めシート状としたものを貼り付ければ良い。なお、二次ライニング材４２の背面側に予め縁切り材５を取り付けておくことも考えられようが、その場合は二次ライニング材４２を溶接する際に溶接熱や火花により縁切り材５が損傷を受けてしまうので好ましくなく、上記のように二次ライニング材４２を溶接した後に縁切り材５を取り付けるようにすべきである。
【００１８】
次に、（ｄ）に示すように縁切り材５を介して一次ライニング材４１を二次ライニング材４２の背面側に取り付けるが、この際、一次ライニング材４１を溶接することは縁切り材５が損傷を受けるので好ましくなく、たとえば接着や機械的な締結等による非溶接での接合とすべきである。なお、図示しているように二次ライニング材４２の接合部と一次ライニング材４１の接合部とが重ならないようにそれらの位置をずらすことが好ましい。
【００１９】
以上のようにして二次ライニング材４２、縁切り材５、一次ライニング４１を組み立てたら、（ｅ）に示すように一次ライニング材４１と空洞２との間に裏込めコンクリート３を打設充填する。これにより一次ライニング材４１は打設された裏込めコンクリート３に対して自ずと一体化される。
【００２０】
以上の施工方法によれば、図１に示した構造の貯槽を効率的に施工することができる。特に、二重構造の一次ライニング材４１と二次ライニング材４２とが裏込めコンクリート３を打設する際の型枠として機能するので、型枠として充分な剛性が確保できて施工性の向上を図ることができる。また、上記施工方法によれば、二次ライニング材４２や一次ライニング材４１の組み立て時あるいは裏込めコンクリート３の打設時に縁切り材５を傷める懸念もない。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明の岩盤内貯槽は、ライニング材を一次ライニング材と二次ライニング材とによる二重構造として、裏込めコンクリートの表面に一次ライニング材を面内相対変形不能な状態で一体に設けるとともに、一次ライニング材の表面に縁切り材を介して二次ライニング材を面内相対変形可能な状態で積層した構造であるので、一次ライニング材による裏込めコンクリートに対する変形拘束効果と、縁切り材による二次ライニング材に対する歪低減効果の双方を併せて得ることができ、極めて有効である。
【００２２】
請求項２の発明の施工方法は、二次ライニング材を溶接により組み立てた後、その背面側に縁切り材を取り付け、二次ライニング材の背面側において一次ライニング材を非溶接により組み立てて縁切り材を介して二次ライニング材に積層し、しかる後に裏込めコンクリートを打設充填するので、上記構造の岩盤内貯槽を効率的に施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である岩盤内貯槽の概要を示す図である。
【図２】同、施工方法の一例を示す図である。
【図３】従来の岩盤内貯槽の一例を示す図である。
【図４】従来の岩盤内貯槽の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１  岩盤
２  空洞
３  裏込めコンクリート
４１  一次ライニング材
４２  二次ライニング材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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