(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤内に形成した空洞の内面をライニング材により覆って気密容器を形成するとともに、該気密容器の背面側には空洞との間に裏込コンクリートの充填空間を確保し、該充填空間にその底部から頂部に向かって段階的に裏込めコンクリートを打設充填していくことによって岩盤内貯槽を施工する方法であって、
裏込めコンクリートの充填空間の最底部への初段のコンクリート打設工程を実施した後、次段のコンクリート打設工程に先立って気密容器内に貯留水を注水してその水位を次段のコンクリート打設予定天端より高い位置に維持して、その状態で次段のコンクリート打設工程を気中にて実施し、
それ以降は、気密容器内へのさらなる注水による貯留水の水位上昇工程と、その水位よりも低い位置までの充填空間内への気中にてのコンクリート打設工程を段階的に繰り返していき、充填空間の最頂部へコンクリート打設工程は気密容器内を満水状態として行うことを特徴とする岩盤内貯槽の施工方法。
【請求項２】
請求項１記載の岩盤内貯槽の施工方法であって、
充填空間の最頂部へのコンクリート打設工程に先立って、充填空間の最頂部にグラウト材を加圧注入するための注入管とグラウト材を返送するための返送管とを予め配置しておき、
充填空間の最頂部への最終段のコンクリート打設工程を実施して前記注入管および返送管を裏込コンクリート中に埋設した後、
前記注入管を通して充填空間の最頂部にグラウト材をさらに加圧注入するための加圧注入工程を実施するとともに、該加圧注入工程をグラウト材が前記返送管を通して返送されてくるまで継続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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岩盤内に設けた空洞に高圧気体や低温液化ガスを貯蔵するための岩盤内貯蔵施設に係わり、特に空洞内にライニング材による気密容器を設けるライニング式の岩盤内貯槽を効率的に施工するための方法に関する。
なお、低温液化ガスを貯蔵するための岩盤内貯蔵施設においては液密性能と気密性能を確保するための材料としてメンブレン材を用いるが、メンブレン材もライニング材も機能上は同様のものであるので、本明細書ではメンブレン材も含めてライニング材と総称し、それによる岩盤内貯槽をライニング式の岩盤内貯槽という。
【背景技術】
【０００２】
この種のライニング式の岩盤内貯槽は、貯蔵内圧に対する耐圧性能を周囲の岩盤により確保し、貯槽（タンク）として要求される気密性能や液密性能をライニング材により形成する気密容器によって確保するものであり、その一事例を図１に示す。
これは、岩盤内に横置き卵形のような形状の空洞１を掘削して、その内面をライニング材により覆うことによって空洞１内に気密容器２を形成し、空洞１の表面と気密容器２の背面との間には裏込コンクリート３を打設充填して気密容器２を背面側から支持するようにしたものである。なお、符号４はこの貯槽へのアクセストンネルであり、５は貯槽の開口部を封止するプラグ、６はマンホールである。
【０００３】
ところで、このようなライニング式の貯槽を施工するためには、空洞１を掘削した後にその内側にライニング材を空洞表面から浮かせた状態で取り付けて気密容器２を組み立ててしまい、しかる後にその気密容器２の背面側に裏込コンクリート３を打設充填する、という工法の採用が好適であると考えられている。
その場合、気密容器２自体が裏込コンクリート３を打設充填するための型枠として機能するものとなるが、気密容器２を形成しているライニング材は厚さ６ｍｍ〜２０ｍｍ程度の薄い鋼板でしかないから、通常はそのライニング材自体では裏込コンクリート３の打設荷重に充分に耐えることができず、ライニング材が変形してしまうことが想定される。
【０００４】
したがって、上記のような工法による場合には裏込コンクリート３の打設の際のライニング材の変形を防止するための対策が不可欠であり、そのため、気密容器２を組み立てる際にその背面側にライニング材を補強するための適宜の補強材や補剛材を組み込んでおくか、あるいは裏込コンクリート３を打設する際には気密容器２の内部にライニング材を内側から支持するための仮設の支保工を設ける必要があるとされている。
【０００５】
また、特許文献１や特許文献２には、裏込コンクリート３を水中コンクリートの打設手法によって打設することが提案されている。これは、気密容器２の内外にそれぞれ注水して所定水位の貯留水を貯留させることにより、ライニング材の外側に作用するコンクリート打設圧をライニング材の内側に作用する水圧によって対抗しつつ、ライニング材の外側の水中にトレミー管を使用して裏込コンクリートを打設して水と置換するというものである。
【特許文献１】特開２００１−１６４５８９号公報
【特許文献２】特開２００１−３２３４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のように、ライニング材の外側に補強材や補剛材を組み込むことは裏込コンクリート３中に複雑に配筋される多数の鉄筋との干渉が不可避であるので納まりや施工性の点で難があり、また、気密容器２の内部に仮設の支保工を設けることはライニング材に対する充分な養生が不可欠であるし工期や工費の点でも負担が大きく、いずれも有効ではない。
さらに、特許文献１や特許文献２に提案されているように裏込コンクリート３を水中コンクリート打設手法によって施工することは、水中コンクリート打設のための複雑な工程管理や品質管理が必要であってそれらの作業が徒に煩雑化してしまうので現実的ではない。
【０００７】
なお、いずれにしても気密容器２を全て組み立ててからその背面側に裏込コンクリート３を打設充填するという工法による場合には、気密容器２と空洞１との間の狭小かつ閉塞された空間に対して裏込コンクリート３を打設充填することになるので、その際には充填空間全体に良品質のコンクリートを完全に密実に打設充填するように充分に留意すべきであり、そのためには充填空間内に空気溜まりが生じることを確実に防止する必要があるが、そのようなことは必ずしも容易ではない。
【０００８】
上記事情に鑑み、本発明はこの種の岩盤内貯槽を施工するための有効適切な施工方法、特に気密容器を形成しているライニング材を変形させることなくその背面側に裏込コンクリートを効率的に打設充填することのできる施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、岩盤内に形成した空洞の内面をライニング材により覆って気密容器を形成するとともに、該気密容器の背面側には空洞との間に裏込コンクリートの充填空間を確保し、該充填空間にその底部から頂部に向かって段階的に裏込めコンクリートを打設充填していくことによって岩盤内貯槽を施工する方法であって、裏込めコンクリートの充填空間の最底部への初段のコンクリート打設工程を実施した後、次段のコンクリート打設工程に先立って気密容器内に貯留水を注水してその水位を次段のコンクリート打設予定天端より高い位置に維持して、その状態で次段のコンクリート打設工程を気中にて実施し、それ以降は、気密容器内へのさらなる注水による貯留水の水位上昇工程と、その水位よりも低い位置までの充填空間内への気中にてのコンクリート打設工程を段階的に繰り返していき、充填空間の最頂部へのコンクリート打設工程は気密容器内を満水状態として行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の岩盤内貯槽の施工方法であって、充填空間の最頂部へのコンクリート打設工程に先立って、充填空間の最頂部にグラウト材を加圧注入するための注入管とグラウト材を返送するための返送管とを予め配置しておき、充填空間の最頂部への最終段のコンクリート打設工程を実施して前記注入管および返送管を裏込コンクリート中に埋設した後、前記注入管を通して充填空間の最頂部にグラウト材をさらに加圧注入するための加圧注入工程を実施するとともに、該加圧注入工程をグラウト材が前記返送管を通して返送されてくるまで継続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、裏込コンクリートを段階的に打設していく際に気密容器内に水を注水して、その水位を次段のコンクリート打設予定天端よりも高い位置に維持することにより、その水圧によってライニング材を内側から支持しつつその背面側に裏込コンクリートを気中にて打設充填することにより、コンクリート打設圧によるライニング材の変形を有効に防止することができる。したがって本発明によれば、ライニング材に対して格別の補強や仮設の支保工を省略することができることはもとより、単に気密容器内に注水してその水位を適正に維持すれば良く、また施工進捗に伴って水位を単に段階的に上昇させていけば良いから、何ら格別面倒な手間やコストを必要としない。勿論、充填空間への裏込コンクリートの打設は単なる気中コンクリートの打設工程をそのまま実施すれば良いから、特許文献１〜２に示されるような水中コンクリート打設による場合のような面倒かつ複雑な施工管理が不要であり、それに比べて施工性を大きく改善することができる。
【００１２】
また、最頂部へのコンクリート打設に先立ってそこにグラウト材の注入管と返送管を予め配置しておいて、最頂部への裏込コンクリートを打設した後にさらにグラウト材の加圧注入工程を実施することにより、最頂部に生じる懸念のある空気溜まりをグラウト材の加圧注入により完全に塞ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態の施工方法は図１に示したライニング式の岩盤内貯槽を施工するに際して、上述したようにまず空洞１を掘削し、その内部にライニング材による気密容器２を組み立てた後、気密容器２を型枠として機能させてその背面側に裏込コンクリート３を打設充填することを基本とするものである。
そして本実施形態では、通常のように裏込コンクリート３の充填空間へのコンクリート打設工程を最底部から段階的に行っていくのであるが、気密容器２を形成しているライニング材がコンクリート打設圧によって変形することを防止するべく、気密容器２の内部に注水してその水圧でライニング材を内側から支持しつつ、気密容器２の外側に裏込コンクリート３を気中にて打設充填することとしている。
【００１４】
以下、具体的な施工手順を図２〜図１１を参照して説明する。
空洞１を掘削し、その内側に気密容器２を組み立ててそれらの間に裏込コンクリート３の充填空間を確保した後、図２に示すようにコンクリート打設管７を充填空間の頂部から側部を通して底部に達するように配管する。そして、アクセストンネル４内に配置したコンクリート搬送車８から、プラグ５の施工予定位置に配置したコンクリートポンプ車９によってコンクリート打設管７にコンクリートを圧送し、まず充填空間の最底部に初段の打設を行って最底部の裏込コンクリート３ａを打設形成する。初段での打設高さ（第１リフト）は貯槽の規模等を考慮して適宜設定すれば良いが、たとえば１ｍ程度とすれば良い。
【００１５】
次に、２段目の打設を行うに先立ち、図３に示すように気密容器２内に注水して貯留水Ｗを貯留し、その水位ＷＬを２段目のコンクリート打設予定天端より高い位置に維持し、その状態でコンクリート打設管７を引き上げながら２段目のコンクリート打設工程を実施して２段目の裏込コンクリート３ｂを打設形成する。この際の打設高さ（第２リフト）も適宜設定すれば良いがたとえば１ｍ程度とし、その場合には上記の水位ＷＬをそれよりもたとえば０．５ｍ程度高い位置に設定すると良い。
なお、貯留水Ｗの水位ＷＬ、および打設されるコンクリートの予定天端が気密容器２の開口部よりも高くなる場合には開口部に型枠を取り付ける。
これにより、ライニング材の背面側に作用するコンクリート打設圧は、気密容器２内の貯留水Ｗの水圧により内側から支持されてライニング材には大きな打設圧が作用せず、したがってライニング材が変形してしまうようなことがない。また、気密容器２の外側への裏込コンクリート３の打設は水中ではなく通常の気中でのコンクリート打設により行うので、特許文献１〜２に示されるような水中コンクリート打設手法による場合には必要となる面倒な施工手間や複雑な施工管理を一切必要としない。
【００１６】
以下、同様にして、図４〜図６に示すように気密容器２内の水位ＷＬを段階的に上昇させていきつつ、かつコンクリート打設管７を段階的に引き上げていきつつ、また開口部に取り付ける型枠を適宜嵩上げしていきつつ、第３段目、第４段目、第５段目の裏込コンクリート３ｃ、３ｄ、３ｅを段階的に打設形成する。なお、図示例の場合には図６に示すように第５段目の裏込コンクリート３ｅを打設する時点で気密容器２内を満水状態とし、それ以降は満水状態のままで打設を継続するものとしている。
【００１７】
図６に示したように開口部がほぼ塞がる高さまでの打設が完了した後は、気密容器２の頂部に対する打設を奥側と手前側に分けて行う。すなわち、図７に示すように頂部の打設空間を前後に区画するように妻型枠１０を取り付けて、まず図７〜図９に示すようにその妻型枠１０よりも奥側に対してコンクリート打設を３段階にわたって行って裏込コンクリート３ｆ、３ｇ、３ｈを打設形成する。
但し、図９に示すように最頂部に対する最終段階の打設に先立って、充填空間の最頂部にグラウト材を加圧注入するための注入管１１と返送管１２とを予め配置しておく。
【００１８】
その状態で充填空間の最頂部の奥側に対する裏込コンクリート３ｈを打設形成した後、妻型枠１０を解体し、図１０に示すように上記の注入管１１および返送管１２を開口部の外側まで延長する。
しかる後に、手前側に残された最後の充填空間に対して最終段階の打設を行い、裏込コンクリート３ｉを打設形成する。その際、コンクリート打設管７を引き抜いていきつつコンクリートを圧送するとともに、充填空間の頂部に予め設置した空気抜き用のホース（図示せず）からコンクリートのリターンが確認されるまで打設を行い、それにより最頂部に空気溜まりを残すことなくほぼ完全に裏込コンクリート３ｉを充填する。
【００１９】
以上により充填空間全体に裏込コンクリート３が充填されたので、気密容器２内の貯留水Ｗを適宜排水する。
引き続いて、最頂部にわずかな空気溜まりも残すことのないように、図１１に示すように上記の注入管１１を通して最頂部にグラウト材をさらに加圧注入するための加圧注入工程を実施する。すなわち、流動性の高いモルタル等のグラウト材をグラウトポンプミキサー車１４から注入管１１を通して最頂部に圧送し、圧送したグラウト材が返送管１２から返送されてくるまでその作業を継続する。これにより、充填空間の最頂部にわずかな空気溜まりや未充填部が残っていたとしても、その隅々にまでグラウト材を充填することができ、充填空間全体に完全にかつ充分に密実に裏込コンクリート３を打設形成することができる。なお、注入管１１および返送管１２はそのまま埋め殺してしまえば良い。
【００２０】
以上で説明したように、本実施形態の施工方法によれば、裏込コンクリート３を段階的に打設していく際に気密容器２内に水を注水して貯留水Ｗを貯留し、その水位ＷＬを次段のコンクリート打設予定天端よりも高い位置に維持することにより、その水圧によってライニング材を内側から支持し得てコンクリート打設圧によるライニング材の変形を有効に防止することができる。そして、そのためには単に気密容器２内のみに注水してその水位ＷＬを適正に維持すれば良く、また施工進捗に伴って水位ＷＬを単に所望水位まで段階的に上昇させていって最終的には満水にすれば良いから、何ら格別面倒な手間やコストを必要としない。
したがって本発明によれば、ライニング材に対して格別の補強や仮設の支保工を不要とすることができることはもとより、その背面側への裏込コンクリート３の打設は単なる気中コンクリートの打設手法によって実施すれば良いから、特許文献１〜２に示されるような水中コンクリート打設手法による場合のような面倒かつ複雑な手間や管理が不要であって施工性を大きく改善することができる。
【００２１】
また、気密容器２を予め組み立ててその背面側の狭隘な閉鎖空間への裏込コンクリート３を充填する際には最頂部に空気溜まりが生じて完全に充填できないことも想定されるが、上記実施形態のように最頂部へのコンクリート打設に先立って予め注入管１１と返送管１２を配置しておき、最頂部への裏込コンクリート３ｈを打設した後にさらにグラウト材を加圧注入することにより、最頂部に空気溜まりが生じてもそれにグラウト材を充填して完全に塞ぐことができる。ただし、最頂部に有効な空気抜きを設けることができる場合等、空気溜まりが生じる懸念がない場合にはグラウト材の加圧注入工程を省略しても差し支えない。
【００２２】
以上で本発明の一実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例であって本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の具体的な工程や細部の構成、たとえばコンクリートの打設段数や各段の打設範囲の設定等については、施工するべき貯槽の形状や規模その他の条件に応じて、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更すれば良いことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、本実施形態の方法により施工するべきライニング式の岩盤内貯槽の概要を示す図である。
【図２】同、裏込コンクリートの初段の打設工程を示す図である。
【図３】同、次段の打設工程を示す図である。
【図４】同、次段の打設工程を示す図である。
【図５】同、次段の打設工程を示す図である。
【図６】同、次段の打設工程を示す図である。
【図７】同、次段の打設工程を示す図である。
【図８】同、次段の打設工程を示す図である。
【図９】同、次段の打設工程を示す図である。
【図１０】同、次段の打設工程を示す図である。
【図１１】同、グラウト材の加圧注入工程を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  空洞
２  気密容器（ライニング材）
３（３ａ〜３ｉ）裏込コンクリート
４  アクセストンネル
５  プラグ
６  マンホール
７  コンクリート打設管
８  コンクリート搬送車
９  コンクリートポンプ車
１０  妻型枠
１１  注入管
１２  返送管
１４  グラウトミキサーポンプ車
Ｗ  貯留水
ＷＬ  水位
【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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【図９】
0004800274.tif 000010
【図１０】
0004800274.tif 000011
【図１１】
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