(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤を掘削して空洞を形成するとともに、前記空洞の周囲をライニング材により被覆し、前記ライニング材の内方を高圧気体を貯蔵するための貯槽として形成した構造の高圧気体貯蔵施設に対して適用されて、前記貯槽の開放点検を行うための方法であって、
前記貯槽の点検を行うにあたって、前記ライニング材の外側の地盤内の地下水および空気を吸引することにより、前記ライニング材の外側の地盤を負圧状態としておき、しかる後に、前記貯槽内を開放することを特徴とする高圧気体貯蔵施設の開放点検方法。
【請求項２】
地盤を掘削して空洞を形成するとともに、前記空洞の周囲をライニング材により被覆し、前記ライニング材の内方を高圧気体を貯蔵するための貯槽として形成した構造の高圧気体貯蔵施設であって、
前記ライニング材の外側に配置される裏込め材と前記地盤との間に有孔パイプが設置され、
前記有孔パイプには、前記有孔パイプ内の水を排水可能な排水ポンプと、前記有孔パイプ内の空気を吸引可能な真空ポンプとが接続され、
前記排水ポンプおよび真空ポンプには、吸引した水および空気を地上に排水および排気可能な排水・排気設備が接続されていることを特徴とする高圧気体貯蔵施設。
【請求項３】
請求項２記載の高圧気体貯蔵施設であって、
前記排水ポンプは、前記貯槽の下部に設けられていることを特徴とする高圧気体貯蔵施設。
【請求項４】
請求項２または３記載の高圧気体貯蔵施設であって、
前記ライニング材の周囲の地盤のうち、他の部分に比較して透水性の高い高透水性領域に対して、グラウトが施されていることを特徴とする高圧気体貯蔵施設。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤内を掘削して設置された貯槽に高圧気体を貯蔵する高圧気体貯蔵施設に対して適用されて、貯槽の開放点検を行うための方法、および、このような方法が適用可能な高圧気体貯蔵施設に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、岩盤内に空洞を形成し、この空洞内を圧縮空気や天然ガスなどを貯蔵する貯槽として利用する施設が近年実現している。
図５に、このような高圧気体貯蔵施設１の例を示す。この高圧気体貯蔵施設１は、岩盤Ｇ内を掘削することにより形成された空洞２内をライニング材３により被覆し、このライニング材３の内方を高圧気体を貯蔵するための貯槽４として形成するとともに、ライニング材３と岩盤Ｇとの間に裏込めコンクリートＣを充填したものである。この高圧気体貯蔵施設１においては、岩盤Ｇが、貯槽４の内部に貯蔵される気体の貯蔵圧を、裏込めコンクリートＣを介して負担し、その一方、ライニング材３が貯槽４の気密性を保つ機能を発揮するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
こうした高圧気体貯蔵施設１の特徴から、ライニング材３には、不必要な力が作用しないことが望まれる。ここで、貯槽４内に高圧気体が貯蔵されている状態においては、図６（ａ）に示すように、ライニング材３は、貯槽４内の内圧Ｐに対して、裏込めコンクリートＣを通じて周辺岩盤Ｇから反力Ｐｓおよび間隙水圧Ｐｗを得て、内圧Ｐと釣り合い状態にある。
【０００４】
しかし、貯槽４を開放点検する際には、図６（ｂ）に示すように、内圧Ｐおよび反力Ｐｓが作用せず、裏込めコンクリートＣ内の間隙水圧Ｐｗが主要な外圧として作用することとなる。このため、不必要な力がライニング材３に作用し、特に、図７（ａ）のように、裏込めコンクリートＣにクラック５が生じている箇所などでは、岩盤Ｇの水圧がライニング材３に直接的に作用し、図７（ｂ）に示すように、ライニング材３に座屈や貯槽４内側の変位（剥離）などの損傷箇所３ａが発生することが危惧される。さらに、こうした施設では、内圧Ｐ作用時に貯槽４が膨張し、減圧時には収縮するために、貯槽４内部を大気圧状態にまで減圧した場合に、収縮によりライニング材３に面外変形が生じやすくなっている。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、従来に比較して安全に貯槽の開放点検を行うことができるような方法、および、このような方法を適用するのに好適な高圧気体貯蔵施設を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の高圧気体貯蔵施設の開放点検方法は、地盤を掘削して空洞を形成するとともに、前記空洞の周囲をライニング材により被覆し、前記ライニング材の内方を高圧気体を貯蔵するための貯槽として形成した構造の高圧気体貯蔵施設に対して適用されて、前記貯槽の開放点検を行うための方法であって、
前記貯槽の点検を行うにあたって、前記ライニング材の外側の地盤内の地下水および空気を吸引することにより、前記ライニング材の外側の地盤内の間隙を負圧状態としておき、しかる後に、前記貯槽内を開放することを特徴としている。
ここで、地盤には、ライニング材の外側に位置する領域、例えば、ライニング材の外側に充填された裏込めコンクリートを含むものとする。
また、負圧とは、大気圧（１気圧）より低い圧力をいい、例えば、−Ｐｖの負圧は、絶対圧であらわすと（１−Ｐｖ）気圧となる。
【０００７】
請求項２記載の高圧気体貯蔵施設は、地盤を掘削して空洞を形成するとともに、前記空洞の周囲をライニング材により被覆し、前記ライニング材の内方を高圧気体を貯蔵するための貯槽として形成した構造の高圧気体貯蔵施設であって、
前記ライニング材の外側に配置される裏込め材と前記地盤との間に有孔パイプが設置され、
前記有孔パイプには、前記有孔パイプ内の水を排水可能な排水ポンプと、前記有孔パイプ内の空気を吸引可能な真空ポンプとが接続され、
前記排水ポンプおよび真空ポンプには、吸引した水および空気を地上に排水および排気可能な排水・排気設備が接続されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の高圧気体貯蔵施設は、請求項２記載の高圧気体貯蔵施設であって、
前記排水ポンプは、前記貯槽の下部に設けられていることを特徴としている。
【０００９】
請求項４記載の高圧気体貯蔵施設は、請求項２または３記載の高圧気体貯蔵施設であって、
前記ライニング材の周囲の地盤のうち、他の部分に比較して透水性の高い高透水性領域に対して、グラウトが施されていることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態を模式的に示す図であり、図中、符号１１は
高圧気体貯蔵施設を示す。この高圧気体貯蔵施設１１は、上述の高圧気体貯蔵施設１と同様に、岩盤（地盤）Ｇ内を掘削することにより形成された空洞１２内をライニング材１３により被覆し、このライニング材１３の内方を高圧気体を貯蔵するための貯槽１４として形成するとともに、ライニング材１３と岩盤Ｇとの間に裏込めコンクリートＣを充填したものである。
【００１１】
そして、この高圧気体貯蔵施設１１においては、上述の高圧気体貯蔵施設１と同様に、裏込めコンクリートＣと岩盤Ｇとの間に、図２に示すような有孔パイプ１５が設置された構成となっている。このような有孔パイプ１５は、図３に示すように、貯槽１４の外周面全体に亘って張り巡らされている。
【００１２】
また、この高圧気体貯蔵施設１１においては、図１、図３に示すように、それぞれの有孔パイプ１５が貯槽１４の下部に集結して、貯槽１４の下部に設けられた排水ポンプ１６および真空ポンプ１７に対して接続された構成となっている。
【００１３】
これらのうち、排水ポンプ１６は、有孔パイプ１５内の水を吸引して排水するためのものであり、真空ポンプ１７は、排水ポンプ１６によって有孔パイプ１５内の水を排水した後に、有孔パイプ１５内の空気を吸引して有孔パイプ１５内を負圧状態とすることができるものである。ここで、負圧とは、大気圧（１気圧）より低い圧力をいい、例えば、−Ｐｖの負圧は、絶対圧であらわすと（１−Ｐｖ）気圧となる。
また、これら排水ポンプ１６および真空ポンプ１７は、地上にまで至る接続管１８を有するとともに吸引した水および空気を地上に排水・排気可能な排水・排気設備１９に対して接続されている。
【００１４】
さらに、この高圧気体貯蔵施設１１においては、ライニング材１３の周囲の岩盤Ｇ内に、断層、破砕帯などによって、他の部分に比較して透水性の高い高透水性領域２１が存在する場合に、高透水性領域２１を含む一定領域２２にコンクリートグラウト２３が施された構成となっている。
【００１５】
次に、この高圧気体貯蔵施設１１における開放点検方法について説明する。
この高圧気体貯蔵施設１１において、貯槽１４の開放点検を行う必要がある場合には、貯槽１４を開放するに先だって、まず、排水ポンプ１６を稼働させ、これにより有孔パイプ１５内に滞留する地下水を、排水・排気設備１９を通じて地上に排出する。そして、有孔パイプ１５内の水が排水されたら、今度は真空ポンプ１７を駆動することにより、有孔パイプ１５内の空気を地上に排出する。
【００１６】
これにより、ライニング材１３の外側の岩盤Ｇ内および裏込めコンクリートＣ内においては、滞留する地下水が、図１中矢印Ｗで示すように岩盤Ｇ内および裏込めコンクリートＣ内を移動して地上に排出されるとともに、間隙水圧Ｐｖが負圧にまで低減される。そして、この状態で、貯槽１４の内部を減圧して開放状態とし、さらに、貯槽１４の点検を行うようにする。
【００１７】
図４は、ライニング材１３の外側の岩盤Ｇ内および裏込めコンクリートＣ内の間隙水圧Ｐｖを負圧とし、さらに貯槽１４の内部を開放状態とした際において、ライニング材１３に作用する力の釣り合い状態を示した図である。この場合、貯槽１４内の圧力は大気圧であり、また、岩盤Ｇと裏込めコンクリートＣには、負圧の間隙水圧−Ｐｖが作用する。これに伴い、ライニング材１３には、裏込めコンクリートＣ側に圧力−Ｐｖが作用することとなる。そして、この圧力−Ｐｖに対して裏込めコンクリートＣから作用する反力Ｐｓが対抗し、ライニング材１３における力の釣り合いが保たれる。
【００１８】
この場合、ライニング材１３には、裏込めコンクリートＣ側への圧力−Ｐｖが作用するために、貯槽１４からライニング材１３に貯蔵気体の内圧Ｐが作用する場合と同様の力の釣り合い状態が実現されることとなり、従って、ライニング材１３が、岩盤Ｇおよび裏込めコンクリートＣの間隙水圧により貯槽１４の内方に押圧される心配が無い。しかも、貯槽内圧が大気圧であるにも関わらず、裏込めコンクリートＣおよびライニング材１３に対して、貯槽１４の外方側へ圧力−Ｐｖを作用させることができるために、貯槽１４内を減圧した際に生じる貯槽１４の収縮を抑制することができる。これにより、ライニング材１３に面外変形が生じることを防止することができ、貯槽１４を開放した際に懸念されるライニング材１３の損傷を未然に防ぐことができる。
【００１９】
このようなライニング材１３の損傷防止機能は、ライニング材１３の周囲の岩盤Ｇおよび裏込めコンクリートＣの間隙水圧を低減させることにより効果を期待するものであり、排水ポンプ１６により多量の地下水を揚水する必要はない。しかし、岩盤Ｇに透水性が高い領域が存在する場合には、揚水量が多大になるものの、十分に間隙水圧を低減できない懸念がある。
【００２０】
しかしながら、本実施の形態の高圧気体貯槽施設１１においては、ライニング材１３の外側の岩盤Ｇのうち、高透水領域２１を含む一定領域２２にグラウトが施され、この部分の透水性が低下されるために、有孔パイプ１５から排水を行った際に、周囲の岩盤Ｇから多量の地下水がライニング材１３の近傍に流入することを防ぐことができる。これにより、ライニング材１３の周囲の岩盤Ｇの間隙水圧を十分に低下させ、ライニング材１３の損傷防止機能を確保することが可能となる。
【００２１】
さらに、上述の高圧気体貯蔵施設１１においては、有孔パイプ１５と排水・排気設備１９との間に設けられた排水ポンプ１６を貯槽１４の下部に設けたので、貯槽１４の下部に自然流下した地下水を、排水ポンプ１６により排水することができる。これにより、地下水の排水と岩盤Ｇ内の間隙水圧の低下を速やかに実現することが可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る高圧気体貯蔵施設の開放点検方法および請求項２に係る高圧気体貯蔵施設によれば、ライニング材の外側の（裏込め材を含む）地盤を負圧状態とすることによって、貯槽からライニング材に貯蔵気体の内圧が作用する場合と同様の力の釣り合い状態が実現することができる。したがって、貯槽内を減圧した場合に、ライニング材が、地盤（および裏込め材）の間隙水圧により貯槽の内方に押圧される心配が無く、しかも、この場合の貯槽の収縮を抑制することができる。これにより、ライニング材に面外変形が生じることを防止し、ライニング材の損傷を未然に防ぐことができる。
【００２３】
請求項３に係る高圧気体貯蔵施設によれば、貯槽の下部に自然流下した地下水を、排水ポンプにより排水することによって排水を行うことができ、これにより、地下水の排水と地盤および裏込め材内の間隙水圧の低下とを速やかに実現することが可能である。
【００２４】
請求項４に係る高圧気体貯蔵施設によれば、有孔パイプ内を排水した際に、周囲の岩盤から多量の地下水がライニング材の近傍に流入することを防ぐことができる。これにより、ライニング材の周囲の岩盤の間隙水圧を十分に低下させ、ライニング材の損傷防止機能を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明の一実施の形態を模式的に示す高圧気体貯蔵施設の立断面図である。
【図２】   図１に示した高圧気体貯蔵施設に用いられた有孔パイプを拡大して示す斜視図である。
【図３】   図１に示した高圧気体貯蔵施設の外周面の立面図である。
【図４】   図１に示した高圧気体貯蔵施設において、貯槽の開放点検を行う際に、ライニング材に作用する力の釣り合いを示すための貯槽の要部拡大立断面図である。
【図５】   従来の高圧気体貯蔵施設の立断面図である。
【図６】   図５に示した高圧気体貯蔵施設において、ライニング材に作用する力の釣り合いを示すための図であって、（ａ）は、貯槽に内圧が作用する場合、（ｂ）は貯槽内部を開放した場合の貯槽の要部拡大立断面図である。
【図７】   同、裏込めコンクリートにクラックが生じている場合のライニング材に作用する力の釣り合いを示すための図であって、（ａ）は、貯槽に内圧が作用する場合、（ｂ）は貯槽内部を開放した場合の貯槽の要部拡大立断面図である。
【符号の説明】
１１  高圧気体貯蔵施設
１２  空洞
１３  ライニング材
１４  貯槽
１５  有孔パイプ
１６  排水ポンプ
１７  真空ポンプ
１９  排水・排気設備
２１  高透水領域
【図１】
0004403530.tif 000002
【図２】
0004403530.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004403530.tif 000005
【図５】
0004403530.tif 000006
【図６】
0004403530.tif 000007
【図７】
0004403530.tif 000008