(57)【要約】【課題】構造不連続部における岩盤とプラグの挙動の差異に起因する金属ライニングへの影響を最小限に抑える。【解決手段】岩盤４内に形成された空洞部１の内側を、外側に弾力性の緩衝材１８を設けた金属ライニング５によってライニングすると共に、前記金属ライニング５と岩盤１の隙間６にコンクリート７を裏込めし、更に、空洞部１に連通している工事用トンネル２をコンクリート製プラグ３で密封する高圧ガス貯蔵地下空洞である。前記岩盤４とプラグ３の境界面である構造不連続部１０に対向する金属ライニング部に空洞部１内に向かって突出する断面凸形状の歪み吸収部１２を設ける。更に、この歪み吸収部１２の裏側に歪み吸収部１２と略同形の金属製の構造不連続部支持構造部材１４を設け、更に、構造不連続部支持構造部材１４の裏側に弾力性を有する歪み吸収材１６を設ける。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤内に形成された空洞部の内側を、外側に弾力性を有する緩衝材を設けた金属ライニングによってライニングすると共に、前記金属ライニングと岩盤の隙間にコンクリートを裏込めし、更に、前記空洞部に連通している工事用トンネルの先端部をコンクリート製のプラグで密封する高圧ガス貯蔵地下空洞において、
前記岩盤とプラグの境界面である構造不連続部に対向する金属ライニング部に空洞部内に向かって突出する断面凸形状の歪み吸収部を設け、更に、該歪み吸収部の裏側に前記歪み吸収部とほぼ同形の金属製の構造不連続部支持構造部材を設け、且つ、該構造不連続部支持構造部材の裏側に弾力性を有する歪み吸収材を設けたことを特徴とする高圧ガス貯蔵地下空洞のライニングの歪み吸収機構。
【請求項２】
前記構造不連続部支持構造部材及び歪み吸収材を、岩盤とプラグの内側に設けた溝内に嵌合させた請求項１記載の高圧ガス貯蔵地下空洞のライニングの歪み吸収機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天然ガスや圧縮空気などを、例えば、５０〜２００気圧の高圧状態で地下の岩盤内に設けた空洞に貯蔵する場合に、空洞のライニングの歪みを吸収する歪み吸収機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地下の岩盤内に設けた空洞に天然ガスや圧縮空気などの気体を高圧で貯蔵する場合に、この気体を気密に貯蔵するため、外側ライニングを構成する鉄筋コンクリートの内表面に、ゴム系やプラスチック系の非金属製のシートや、薄いステンレススチールシートなどの金属製のシート、或いはメンブレンなどの気密性ライニングを接着剤によって接着したり、溶接する方法が行なわれていた。その際、気密性シート自体の継手部は、金属系の場合は溶接、ゴム系やプラスチック系の場合は溶着する方法が考えられている（例えば、特許文献１。）。
【特許文献１】特開２００１−２３３４２５号公報（第３−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の気密ライニングは、例えば、ＬＮＧ貯槽などの場合、液圧と温度影響による比較的小さいライニングの変形を吸収すれば良く、外側ライニングへの定着や気密性ライニング自体の継手部の信頼性が、ある程度、確保される。
【０００４】
しかし、本発明は非常に高圧状態であるため、ライニングは塑性域での使用となり、貯蔵気体の払い出し、及び受け入れで、日々、貯蔵圧が変化する場合は、内圧の変化、すなわち、繰り返し荷重により外側ライニングの定着部、及び気密性ライニング自体の継手部に応力集中が生じ、このため、同部の疲労による気体の漏洩の畏れがある。
【０００５】
一方、図６に示すように、地下空洞１を形成するときに使用した工事用トンネル２の先端部は、工事終了後、コンクリート製のプラグ３によって密閉されるが、岩盤支持部とプラグ部では、同じ圧力を受けた状態での変位に差が生じるため、岩盤４とプラグ３の境界面（以下、構造不連続部という。）においては、岩盤４とプラグ３の挙動の差異により、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、符号ａで示す不連続変位部分に剪断及び開口変位が発生する。このため、金属ライニング５に歪み集中が発生し、５０年間の使用を考慮した場合、同部の疲労による気体の漏洩が発生する畏れがライニング一般部に比して非常に高い。
【０００６】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、岩盤とプラグとの境界面、即ち、構造不連続部における岩盤とプラグとの挙動の差異に起因する金属ライニングへの影響を最小限に抑えるようにする金属ライニングの歪み吸収機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の高圧ガス貯蔵地下空洞のライニングの歪み吸収機構は、岩盤内に形成された空洞部の内側を、外側に弾力性を有する緩衝材を設けた金属ライニングによってライニングすると共に、前記金属ライニングと岩盤の隙間にコンクリートを裏込めし、更に、前記空洞部に連通している工事用トンネルの先端部をコンクリート製のプラグで密封する高圧ガス貯蔵地下空洞において、前記岩盤とプラグの境界面である構造不連続部に対向する金属ライニング部に空洞部内に向かって突出する断面凸形状の歪み吸収部を設け、更に、該歪み吸収部の裏側に前記歪み吸収部とほぼ同形の金属製の構造不連続部支持構造部材を設け、且つ、該構造不連続部支持構造部材の裏側に弾力性を有する歪み吸収材を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の前記構造不連続部支持構造部材及び歪み吸収材は、前記構造不連続部支持構造部材及び歪み吸収材を、岩盤とプラグの内側に設けた溝内に嵌合させている。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように、本発明は、高圧ガス貯蔵地下空洞において、岩盤とプラグの境界面である構造不連続部に対向する金属ライニング部に空洞部内に向かって突出する断面凸形状の歪み吸収部を設け、更に、該歪み吸収部の裏側に前記歪み吸収部とほぼ同形の金属製の構造不連続部支持構造部材を設け、且つ、該構造不連続部支持構造部材の裏側に弾力性を有する歪み吸収材を設けたから、岩盤とプラグの境界面、即ち、構造不連続部における岩盤とプラグの挙動の差異が発生した場合には、断面凸形状の金属ライニングの歪み吸収部、ほぼ同形の金属製の構造不連続部支持構造部材及び弾力性を有する歪み吸収材が変形して岩盤とプラグの境界面、即ち、構造不連続部における岩盤とプラグの挙動の差異に起因する金属ライニングへの影響を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１１】
図１は高圧ガス貯蔵地下空洞の断面図である。図１において、１は、岩盤４内に形成された地下空洞部であり、その内側は、不錆鋼製の金属ライニング５でライニングされている。その上、この金属ライニング５と岩盤４の隙間６には、コンクリート７が裏込めされている。尚、金属ライニング５の外側には、合成樹脂製の緩衝材１８が層状に設けられている（図３参照。）。この緩衝材１８の設け方としては、吹き付けによる方法、貼り付けによる方法などがある。
【００１２】
更に、上記空洞部１に連通している工事用トンネル２の先端部をコンクリート製のプラグ３により密封している。尚、この工事用トンネル２を利用してバルブ８を備えたガス管９を設け、天然ガスなどの高圧ガスを出し入れするようにしている。このガス管９の先端部は、金属ライニング５に固定されている。
【００１３】
図３に示すように、上記金属ライニング５は、岩盤４とプラグ３の境界面である構造不連続部１０に対向するライニング部分が空洞部１の内方Ｉに向かって断面凸形状に突出し、歪み吸収部１２となっている。また、この歪み吸収部１２の背面側には、歪み吸収部１２とほぼ同形に形成され、かつ、その両側にフランジ１３を備えた金属製の構造不連続部支持構造部材１４を設けている。更に、この構造不連続部支持構造部材１４の背面側には、空洞部１の内方Ｉに向かって突出する断面凸形状に形成され、かつ、その両側にフランジ１５を備えた弾性体から成る歪み吸収材（ダンパー材）１６が充填されている。
【００１４】
上記構造不連続部支持構造部材１４及び歪み吸収材（ダンパー材）１６は、岩盤４とプラグ３のそれぞれの内側に設けた共同溝２０内に嵌合されているので、内圧負荷時は摩擦力が期待でき、その両端を岩盤４及びプラグ３に固定する必要がないが、若し、必要であれば、アンカーにて固定することも考えられる。
【００１５】
その場合には、例えば、金属製のアンカー１７によって構造不連続部支持構造部材１４及び歪み吸収材１６の外側のフランジ１３，１５を岩盤４に固定し、構造不連続部支持構造部材１４及び歪み吸収材１６の内側のフランジ１３，１５をプラグ３に固定する。
【００１６】
尚、符号Ｏは、空洞部１の外方を示している。また、構造不連続部支持構造部材１４の寸法、すなわち、幅Ａ及び高さＢは、岩盤４とプラグ３との相対的な変位量に応じて最適な寸法とする。
【００１７】
図２に示すように、上記構造不連続部１０は、円形であるから金属ライニング５の歪み吸収部１２、構造不連続部支持構造部材１４及び歪み吸収材１６は、それぞれ、正面視でリング状に形成されている。
【００１８】
ここで、金属ライニング、構造不連続部支持構造部材、アンカーの素材としては、例えば、不錆鋼や炭素鋼が好ましい。また、歪み吸収材の素材としては、例えば、ゴムやポリウレタンが好ましい。また、緩衝材の素材としては、例えば、ポリウレタンが好ましい。
【００１９】
しかして、図４に示すように、プラグ３が、矢印Ｅのように、空洞部１の内方Ｉ側に変位する場合は、金属ライニング５の歪み吸収部１２が二点鎖線で示すように変形してプラグ３の挙動に起因する金属ライニング５の歪みが吸収される。
【００２０】
一方、図５に示すように、プラグ３が、矢印Ｆのように、空洞部１の外方Ｏ側に変位する場合は、金属ライニング５の歪み吸収部１２が二点鎖線で示すように変形してプラグ３の挙動に起因する金属ライニング５の歪みが吸収される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】高圧ガス貯蔵地下空洞の断面図である。
【図２】図１において矢印Ｃで示す部分の部分正面図である。
【図３】図２のＤ−Ｄ’断面図である。
【図４】プラグ前進時における歪み吸収部の作用説明図である。
【図５】プラグ後退時における歪み吸収部の作用説明図である。
【図６】従来の高圧ガス貯蔵地下空洞の断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）岩盤とプラグとの相対的な挙動を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  空洞部
２  工事用トンネル
３  プラグ
４  岩盤
５  金属ライニング
６  隙間
７  コンクリート
１０  構造不連続部
１２  歪み吸収部
１４  構造不連続部支持構造部材
１６  歪み吸収材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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