(57)【要約】【課題】  地下岩盤に設けた空洞から周囲岩盤に注水するに際し、空洞内から岩盤への空気の漏出を防止して岩盤の不飽和状態を確実に解消させる。【解決手段】  地下岩盤中に無覆工の空洞１を掘削し、空洞周辺の岩盤中の地下水圧によって空洞内に貯蔵流体を封じ込める構成の水封式地下タンクにおいて、空洞の頂部に空気溜まり３を確保するとともにその空気溜まりから排気を行うための排気管６を設ける。トンネル全体あるいはトンネルの天端面のみを上り勾配となるように掘削して空洞とし、その空洞の頂部となる天端部に空気溜まりを確保してそこに排気管を設ける。アクセス坑４を空気溜まりの位置あるいは任意の位置に接続し、その接続部に装着したプラグ５に排気管を空気溜まりから直接あるいは横引きして貫通させる。【選択図】      図１
2005247330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下岩盤中に無覆工の空洞を掘削し、空洞周辺の岩盤中の地下水圧によって空洞内に貯蔵流体を封じ込める構成の水封式地下タンクであって、空洞の頂部に空気溜まりを確保するとともにその空気溜まりから排気を行うための排気管を設けたことを特徴する水封式地下タンク。
【請求項２】
トンネルを上り勾配となるように掘削して空洞とし、その空洞の頂部となる天端部に空気溜まりを確保してそこに排気管を設けたことを特徴とする請求項１記載の水封式地下タンク。
【請求項３】
トンネルをその天端面が上り勾配となるように掘削して空洞とし、その空洞の頂部となる天端部に空気溜まりを確保してそこに排気管を設けたことを特徴とする請求項１記載の水封式地下タンク。
【請求項４】
空洞に通じるアクセス坑を空気溜まりの位置に接続してその接続部にプラグを装着するとともに、排気管をそのプラグを貫通させて設けたことを特徴とする請求項１，２または３記載の水封式地下タンク。
【請求項５】
空洞に通じるアクセス坑を空気溜まりの位置を避けて接続してその接続部にプラグを装着するとともに、排気管を空気溜まりからアクセス坑の位置まで横引きしてプラグを貫通させて設けたことを特徴とする請求項１，２または３記載の水封式地下タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下岩盤中に設けた無覆工の空洞に各種の貯蔵流体を貯蔵して地下水圧によって封じ込める構成の水封式地下タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の水封式地下タンクは、石油やＬＰＧ等の地下備蓄用タンクとして、あるいは圧縮空気等の高圧ガスの貯蔵用タンク等としての活用が見込まれている。
【０００３】
この種の水封式地下タンクでは、施設の稼働時に周辺岩盤中に地下水が万遍なく存在して所望の地下水圧が維持されていることが必要不可欠であるが、空洞施工時などに地下水位が一時的に低下したような場合には、地下水位をもとのレベルまで回復させたとしても部分的に地下水が存在しない不飽和領域が残存してしまうことが想定される。そのため、このような不飽和領域を解消するために、たとえば特許文献１に示されるように空洞の上方に水封トンネルおよび水封ボーリングを設け、それらにより空洞の周囲岩盤にウォータカーテンを形成することにより、空洞の周囲を常に飽和状態に維持して水封効果を確保するという手法が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２９７６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような水封トンネルや水封ボーリングを設けることはその施工のために多大な手間と費用を要することから、そのような水封トンネルや水封ボーリングを設けることなく、施設の稼働前に空洞内に水を加圧給水して空洞内を一時的に充水し、それにより空洞内からその壁面を通して周囲岩盤に水を浸透させて注水することにより飽和状態を回復させるという手法も検討されている。
【０００５】
ところが、そのように空洞内から周囲岩盤に注水を行う場合には、空洞を充水する過程で空洞内の各所に空気溜まりが残ることが想定され、その場合には岩盤への注水とともに空気が岩盤に漏出して不飽和状態を有効に解消させることができないばかりか、新たな不飽和領域が形成されてしまうことも想定される。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明は空洞から周囲岩盤に注水するに際して空気の漏出を防止して岩盤の不飽和状態を確実に解消させることのできる構造の水封式地下タンクを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、地下岩盤中に無覆工の空洞を掘削し、空洞周辺の岩盤中の地下水圧によって空洞内に貯蔵流体を封じ込める構成の水封式地下タンクであって、空洞の頂部に空気溜まりを確保するとともにその空気溜まりから排気を行うための排気管を設けたことを特徴する。
【０００８】
本発明においては、トンネルを上り勾配となるように掘削して空洞とし、その空洞の頂部となる天端部に空気溜まりを確保してそこに排気管を設けることが良い。あるいは、トンネルをその天端面が上り勾配となるように掘削して空洞とし、その空洞の頂部となる天端部に空気溜まりを確保してそこに排気管を設けることも考えられる。
【０００９】
また、本発明においては、空洞に通じるアクセス坑を空気溜まりの位置に接続してその接続部にプラグを装着するとともに、排気管をそのプラグを貫通させて設ければ良い。あるいは、空洞に通じるアクセス坑を空気溜まりの位置を避けて接続してその接続部にプラグを装着するとともに、排気管を空気溜まりからアクセス坑の位置まで横引きしてプラグを貫通させて設けることも考えられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の水封式地下タンクは、空洞の頂部に敢えて空気溜まりを確保するとともにそこから積極的に排気するための排気管を設けたことにより、空洞内から周囲岩盤に注水するべく空洞内を充水する際には、空洞内の空気が自ずと空気溜まりに集まって排気管から排気されてしまい、したがって空洞内を完全に充水させることができるし、空洞内から岩盤への空気の漏出を防止でき、それにより周囲岩盤を確実に飽和状態に回復させることができる。
【００１１】
特に、空洞をトンネルにより形成してその空洞全体あるいはその天端面のみを上り勾配とすることにより、その頂部に自ずと空気溜まりを確保でき、したがって空気溜まりを設けるために空洞の形態が複雑になったりその施工が面倒になることもなく、在来のトンネル掘削工法によって空洞を何等支障なく容易に施工することができる。
【００１２】
また、地表から空洞に通じるアクセス坑を空気溜まりの位置あるいは任意の位置に接続してその接続部にプラグを装着し、空気溜まりに設けた排気管を空気溜まりから直接あるいは横引きしてプラグを貫通させることにより、アクセス坑を排気管として利用することが可能であるので排気管の施工は最少限で済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に本発明の一実施形態である水封式地下タンクの概要を示す。これは岩盤中に掘削したトンネルを無覆工の空洞１としてそれに各種の貯蔵流体を貯蔵するとともに、その周囲の岩盤中の地下水圧によって空洞１内に貯蔵流体を封じ込めるようにしたものであるが、空洞１としてのトンネルはその全体が一端側（図では左側）から他端側（右側）に向かってたとえば数％〜数‰程度のわずかな上り勾配となるように形成されている。
【００１４】
したがって、施設稼働前にこの空洞１内から周囲岩盤に注水して不飽和状態を解消させるべく空洞１内に水２を加圧供給して空洞内を充水する際には、図示しているように空洞１内の頂部に自ずと空気溜まり３が形成されて空洞１内の空気は最終的にその空気溜まり３に集まってくることになる。
【００１５】
そして、その空気溜まり３となる位置に、地表から空洞１にアクセスするための立坑であるアクセス坑４が接続されていて、そのアクセス坑４と空洞１との接続部には通常のようにプラグ５が装着されているが、そのプラグ５には排気管６が貫通状態で設けられており、空気溜まり３にたまった空気はその排気管６を通してアクセス坑４に排気され、アクセス坑４から地表に排気されるようになっている。
【００１６】
この水封式地下タンクでは、空洞１内を充水する際には空洞１内の空気が自ずと空気溜まり３から排気管６、アクセス坑４を通して確実にかつ支障なく排気されてしまい、それにより空洞１内を完全充水することができるし、空洞１内の空気が周囲岩盤に漏出してしまうようなことはなく、したがって従来のように不飽和状態を有効に解消させることができなかったり、新たな不飽和領域が生じてしまうようなことを確実に回避することができ、地下水による水封効果を確実に得ることができる。勿論、施設可動時には排気管６を封止するだけで空洞１の気密性を支障なく確保することができる。
【００１７】
また、このような水封式地下タンクは、この種の水封式地下タンクにおける一般的な構造を基本として、空洞１としてのトンネルを若干の上り勾配を付けて掘削し、かつプラグ５に排気管６を貫通状態で設けるだけの構造であるので、空洞１の構造や形態が複雑になったり、特殊な工法を必要とするものでもなく、実質的に従来と同様に施工することができるし、コスト増の要素も殆どない。但し、上記のようにして空洞１の頂部に確保する空気溜まり３以外の位置に他の空気溜まりが不用意に生じてしまうことのないように、空洞１の天端面は充分に滑らかな上り勾配となるように仕上げておく必要はある。
【００１８】
なお、上記実施形態のように空洞１としてのトンネル全体を上り勾配となるように掘削することに代えて、図２に示すように空洞１としてのトンネルをその天端面のみが上り勾配となるように掘削しても良く、それによっても同様の空気溜まり３を確保することができ、同様の効果が得られる。
【００１９】
また、図３に示すように空洞１としてのトンネル全体を（あるいはトンネルの天端面のみを）両端側から中央部に向かって上り勾配となるように掘削して、トンネルの中央部に空気溜まり３を確保することでも良い。その場合、図１〜図２に示したようにその空気溜まり３の位置にアクセス坑４を接続してそこに装着したプラグ５に排気管６を設ければ、上記と同様に空気溜まり３から排気管６により直接的に排気することができるが、空気溜まり３の位置を避けてアクセス坑４を設けることが有利な場合、あるいは空気溜まり３の位置にアクセス坑４を設けることができないような場合には、図３に示しているように適宜の位置にアクセス坑４を設けて、排気管６をプラグ５と空気溜まり３との間で横引きすれば良い。
【００２０】
以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、さらに様々な変形、応用が可能である。たとえば、上記各実施形態では空洞１をいずれも馬蹄形断面のトンネルにより形成したが、空洞は円形や任意断面のトンネルとしても良いし、また球状やドーム状等のトンネル以外の任意の形態とすることでも良い。
【００２１】
また、上記各実施形態のようにアクセス坑４に装着したプラグ５に排気管６を貫通させて設ければ、アクセス坑４を排気管として利用できるのでそのようにすることが最も有効であり現実的であるが、それに限るものでもなく、排気管として機能する排気専用の立坑やトンネルをアクセス坑とは独立に設けることでも良い。勿論、空洞が大規模であるような場合には、複数箇所に空気溜まりを確保してそれぞれの空気溜まりから排気管により排気するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の水封式地下タンクの一実施形態を示す図である。
【図２】同、他の実施形態を示す図である。
【図３】同、さらに他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  空洞（トンネル）
２  水
３  空気溜まり
４  アクセス坑
５  プラグ
６  排気管
【図１】
2005247330.tif 000003
【図２】
2005247330.tif 000004
【図３】
2005247330.tif 000005