(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤内圧力貯槽の周囲に水圧を加えて貯蔵物を封じ込める水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造であって、
複数の岩盤内圧力貯槽の間の上方に設けた水封トンネルと、前記水封トンネルから下方に向かって略鉛直に設けられた縦水封ボーリング孔とから成り、
前記縦水封ボーリング孔は水封トンネルの延在方向に沿って互いに平行となる態様で２列配列し、かつ一方の列を構成する縦水封ボーリング孔が他方の列を構成する縦水封ボーリング孔に対して千鳥状となるようにそれぞれを等間隔に配置したものであり、前記水封トンネルから給水されて水封カーテンを構成することを特徴とする水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造。
【請求項２】
水封式地下岩盤内圧力貯槽が、周囲の水圧を水封トンネルへの給水で人工的に高められることを特徴とする請求項１に記載の水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造に関し、特に近接して併設される岩盤内圧力貯槽間に水封カーテンを形成して貯蔵物の相互移動を防止する水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、原油、石油ガス、天然ガス等を貯蔵したり、電力のピーク時に対応するための手段として高圧の圧縮空気を貯蔵する等のように、各種の液体あるいはガス等の気体を貯蔵する圧力貯蔵方式が注目されている。
【０００３】
これらの圧力貯蔵方式としては、水封式による地下岩盤内庄力貯蔵方式が提案されており、我が国あるいは世界的な地域において一般的な貯蔵方式として広く普及してきている。
【０００４】
水封式地下岩盤内圧力貯蔵方式には、自然水封方式と人工水封方式がある。自然水封方式は、貯蔵する高圧の液体及びガスを自然の地下水圧により封じ込める方式であり、これに対する入工水封方式は、自然地下水圧を補強あるいは自然水封方式における水封をより確実にするために採用されている。
【０００５】
従って、この人工水封方式は、図５（ａ）に示すように、岩盤貯槽１、１の上方に水封トンネル２を設け、これから水平もしくは縦の水封ボーリング孔列３、４を配列することで、各岩盤貯槽１の周囲に水封カーテンを作るものであり、水封トンネル２に人工的な給水を行って、岩盤貯槽周辺の水圧をさらに高めて貯蔵物を確実に保持することで貯蔵物が外部に漏洩するのを防止している。
【０００６】
岩盤貯槽１は、一般的に1列もしくは図示のように並行した数列のトンネル方式の岩盤貯槽１、１’を1つの独立した貯槽群として設置されている。しかるに、このような1単位の岩盤貯槽を近接させて併設する場合には、隣り合う各岩盤貯槽１、１の貯蔵状態が貯蔵圧力、液位等において異なっている場合には、各岩盤貯槽中の貯蔵物が、岩盤内を通じて相互に移動するのを防止するために移流防止策を講じる必要がある。
【０００７】
移流防止策には、その1つとして、隣接する岩盤貯槽間の離間距離を移流が生じないだけの十分な距離を確保することが挙げられ、計画地点において、このような距離が確保できる場合には、この方法によって水封機能を確保することが可能である。
【０００８】
しかして、もう1つの方法は、図５（ｂ）に示すように隣接する貯槽間に縦水封ボーリング孔４を例えば５ｍ等の所定間隔で配置し、これによって、図５（ｃ）の平面図が示すような縦の水封カーテン５を構築する方法である。
【０００９】
この方法は、図７のように隣接する貯槽間に移流が生じないだけの十分な離間距離を取れない状況にあって、近接する両貯槽を併設せざるを得ない、例えば両貯槽間が４５ｍの場合や、水封機能上は、縦水封ボーリングが無くても移流が生じないと考えられるが、破砕帯、割れ目等の岩盤状況から、安全性を向上させたい場合に設けるものである。
【００１０】
いずれの場合においても、縦水封ボーリング孔４は、破砕帯、割れ目等の岩盤状況に応じて、図５（ｂ）及び図７（ａ）に示すように数ｍ〜十数ｍ程度の間隔で規則的に配置されるか、局所的な岩盤状況に応じて不規則な間隔で両貯槽間に１列に配置されるのが一般的である。
【００１１】
図５の場合には、縦水封ボーリング孔４の周辺に形成されるＰ＝１７０．０ｍ水頭の等高線で明らかなように、Ｐ＝１７０．０ｍ水頭の等高線から成る独立的な縦の水封カーテン５を構築している。
【００１２】
これによって、図５（ｃ）のように一方の岩盤貯槽１が、貯槽底盤面において貯槽内圧Ｐ＝１０６．０２ｍ水頭の満液になっていて、これに対峙する他方の岩盤貯槽１が、貯槽内圧Ｐ＝０．０ｍ水頭の空液になっている場合には、満液岩盤貯槽１側と空液岩盤貯槽１との間に、Ｐ＝１６０ｍ水頭のレベルで形成される等高線が、巾６ｍの間隔で形成されることになる。
【００１３】
この結果として、満液岩盤貯槽１側からの漏洩は、この水頭帯によって防止されることになる。
【００１４】
これに対して、図６の場合は、岩盤状況に合わせて図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように縦水封ボーリング孔４の間隔を、図５の場合の半分に相当する２．５ｍに狭めている。この結果、縦の水封カーテン５’は、図６（ｃ）のように縦水封ボーリング孔４の両側に、Ｐ＝１７０．０ｍ水頭の等高線が幅７の間隔を持った高圧水の帯として形成され、Ｐ＝１６０．０ｍ水頭の等高線が幅６の間隔で形成されることになる。
【００１５】
従って、図５の例と同様に、一方の岩盤貯槽１が、貯槽底盤面における貯槽内圧Ｐ＝１０６．０２ｍ水頭の満液になって、これに対峙する他方の岩盤貯槽１が、貯槽内圧Ｐ＝０．０ｍ水頭の空液になっている場合であっても、両方の岩盤貯槽１、１間には、幅６の間隔を持ったＰ＝１６０．０ｍ水頭の高圧水の帯に追加して、幅７の間隔を持ったＰ＝１７０．０ｍ水頭の帯を形成して満液の移動を阻止しており、満液岩盤貯槽１側からの漏洩は、この水頭帯によってより確実に防止されることになる。
【００１６】
以上のように、この縦水封カーテンは、岩盤状況によって多様性のある対応が求められるものであり、場合によってはさらにボーリング間隔を狭める必要が生じる場合にはさらに追加ボーリングを行うことも考慮する必要がある。
【００１７】
このために、その配置は岩盤状況によって左右され、確実な水封機能を確保させるためには、図６の例でも充分でない場合も想定されるものであり、十分な地質情報とそれに対応した十分な検討を行うことで、そのボーリング間隔を設定する必要がある。
【００１８】
しかして、この検討が十分になされずに水封機能が十分に確保されていない場合には、これらの縦水封ボーリング間にある割れ目等を通して、移流が発生することも可能性としては考えられることから、このような移流を防止するために、さらに確実な水封方法が求められているのが現状における問題点である。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点に鑑みて、その解決のために提案されるものであり、近接して併設される岩盤内圧力貯槽間において、その間に形成される水封カーテンをより確実に形成することで貯蔵物の相互移動を防止する水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造を提供している。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明による水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造は、基本的に、岩盤内圧力貯槽の周囲に水圧を加えて貯蔵物を封じ込める水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造において、岩盤内圧力貯槽の上方に設けた水封トンネルと、岩盤内圧力貯槽間に２列に配列される縦水封ボーリング孔から構成されて成り、縦水封ボーリング孔には水封トンネルから給水されることで水封カーテンを構成することを特徴としており、具体的には、２列に配列する縦水封ボーリングを千鳥状に配置して、人工水封式地下岩盤内圧力貯槽に適用することを特徴にしている。
【００２１】
これによって、近接して併設される岩盤内圧力貯槽の間に形成される水封カーテンがより強固に形成されることで岩盤内圧力貯槽中の貯蔵物が相互に移動することを確実に防止している。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明による水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造は、岩盤内圧力貯槽の周囲に水圧を加えて貯蔵物を封じ込める水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造において、岩盤内圧力貯槽の上方に設けた水封トンネルと、岩盤内圧力貯槽間に２列に配列される縦水封ボーリング孔から構成し、縦水封ボーリング孔に水封トンネルから給水することで岩盤内圧力貯槽間に水封カーテンを形成しており、２列に配列する縦水封ボーリングを千鳥状に配置し、人工水封式地下岩盤内圧力貯槽に適用している。
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態を示し、そこに形成される水封カーテンの形成状態を示して詳細に説明するが、理解を容易にするために、従来と同様の部位については同一の符号で表示している。
【００２４】
図１は、本発明による水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造の実施の形態を概要的に示している。
【００２５】
本発明による水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造では、併設されている岩盤内圧力貯槽１、１の上方には水封トンネル２が設けられており、岩盤内圧力貯槽１、１の上方に水平の水封ボーリング孔列３を設けると共に、２列に構成された縦水封ボーリング孔８を岩盤内圧力貯槽１、１の間に配置している。
【００２６】
２列に構成された縦水封ボーリング孔８は、単独の縦水封ボーリング孔４を平行に配置しても良いが、本実施の形態では単独の縦水封ボーリング孔４を図１（ｂ）に示すように千鳥状に配置している。
【００２７】
縦水封ボーリング孔４の千鳥配置は、縦水封ボーリング孔４、４の間隔を密な状態にすることによって両貯槽間に形成する縦水封カ一テンに厚みを持たせて構築するものであるから、 岩盤内圧力貯槽１、１間に発生しようとする移流を確実に防止しており、岩盤内圧力貯槽間の水封効果を大きく向上させることができる。
【００２８】
図２〜４は、本実施の形態のように縦水封ボーリング孔４を千鳥状に配置した場合の解析結果であり、上述した水封効果を明確にしている。
【００２９】
図２は、本解析における断面位置の関係を示す配置図である。岩盤内圧力貯槽１０は、満液ユニットであり、岩盤内圧力貯槽１１は、空槽ユニットであって、岩盤内圧力貯槽の中心間を６０ｍに設定してある。岩盤内圧力貯槽１０、１１間には、２列の縦水封ボーリング孔１２、１２’が配置されている。
【００３０】
図３は、その解析モデルである。縦水封ボーリング孔１２、１２’は、幅６ｍの水封トンネルの底部から掘削造成されており、同一列において間隔５ｍに配置した縦水封ボーリング孔１２、１２’を２列に配列して、他列の縦水封ボーリング孔１２と縦水封ボーリング孔１２’との間には２．５ｍのずれ間隔を形成しながら、相互に３ｍの列間隔で千鳥状に配置されている。
【００３１】
又、満液ユニットである岩盤内圧力貯槽１０は、貯槽内圧Ｐ＝１０６．０２ｍ水頭の満液状態にし、両岩盤内圧力貯槽間は４５ｍの離間距離を保たせながら、空槽ユニットの岩盤内圧力貯槽１１は、貯槽内圧Ｐ＝０．０ｍ水頭の空槽状態にしており、両貯槽間の内圧差はほぼ１０気圧相当になることから、移流に関しては最も厳しい条件に設定してある。尚、本解析における水封ボーリング孔の水頭は、Ｐ＝１８２．０ｍに設定している。
【００３２】
解析は、両岩盤内圧力貯槽の底盤面を対象とした２次元平面ＦＥＭ浸透流解析により行なっており、図４は、その解析結果である。
【００３３】
同図は、解析面における間隙水圧分布を示しており、１列の縦水封ボーリング孔の間隔が、図５の従来例と同じ５ｍであるにもかかわらず、間隔を半分の２．５ｍにした図６の例と同様に、満液側の縦水封ボーリング孔の近傍にＰ＝１７０．０ｍの等圧線が構築されている。
【００３４】
しかして、本実施の形態におけるＰ＝１７０．０ｍの等圧線は、さらに満液側に近づいて水封効果を向上させると同時に、縦水封ボーリング孔１２、１２’の左右に形成されているＰ＝１６０．０ｍの等圧線の幅６が、図６の例に比べて厚みを拡大しており、Ｐ＝１７０．０ｍの等圧線においてもその幅７は、図６の例に比べて約４割強と大幅に拡大しており、水封カーテンとしての厚み効果が顕著に現れている。
【００３５】
本実施の形態における解析結果は、以上のように、縦水封ボーリング孔の間隔を単に狭めることで得られる水封効果だけでなく、移流防止のための水封カーテンがより強固に構築できることを明確にしている。
【００３６】
又、移流防止の指標になっている満液側の岩盤内圧力貯槽１０は、その壁面近傍における動水勾配が、空槽側の岩盤内圧力貯槽１１方向に向かって、３．４４になっており、図５の例における２．９６や図６の例における３．２８と比較して水封効果がさらに向上していることを裏付けている。
【００３７】
さらに、本実施の形態における縦水封ボーリング孔の本数は、図６における縦水封ボーリング孔の本数と同数であるにも拘わらず、上述した効果の向上が認められると言うことで、費用対効果の大幅な向上が明白である。
【００３８】
以上のように、本発明による水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造は、岩盤内圧力貯槽間に配列される縦水封ボーリング孔を２列に構成して、厚み効果の顕著な水封カーテンを岩盤内圧力貯槽間に形成しているので、移流防止に対する水封効果が大きく向上すると共に、水封機能を効率的かつ経済的に構築できるものである。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、本発明による水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明は水封カーテンを移流防止等の目的で構築する全ての構造物に対しても適用可能である等、発明の主旨を逸脱しない範囲において種々に変更可能であることは当然のことである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明に係る水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造は、岩盤内圧力貯槽の周囲に水圧を加えて貯蔵物を封じ込める水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造において、岩盤内圧力貯槽の上方に設けた水封トンネルと、岩盤内圧力貯槽間に２列に配列される縦水封ボーリング孔から成り、縦水封ボーリング孔は水封トンネルから給水されて水封カーテンを構成することを特徴としているので、近接して併設される岩盤内圧力貯槽の間に形成される水封カーテンをより強固に形成することで岩盤内圧力貯槽中の貯蔵物が相互に移動することを確実に防止する効果を奏している。
【００４１】
しかも、２列の縦水封ボーリングを千鳥状に配置することを特徴としているので、上記効果に加えて、縦水封ボーリング孔の間隔を密な状態にして縦水封カ一テンを両貯槽間に厚みを持たせて構築することによって移流防止効果を大きく向上させる効果を奏している。
【００４２】
また、水封式地下岩盤内圧力貯槽が周囲の水圧を水封トンネルへの給水で人工的に高めることを特徴としているので、上記効果に加えて、人工水封式の水封機能を効率的かつ経済的に確立する効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【  図１】本発明による水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造の実施の形態図
【  図２】本発明による水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造の解析断面図
【  図３】本発明による水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造の解析モデル図
【  図４】本発明による水封式地下岩盤内圧力貯蔵構造の解析結果図
【  図５】従来における人工水封式地下岩盤内圧力貯蔵の概念図
【  図６】従来における他の人工水封式地下岩盤内圧力貯蔵の概念図
【  図７】従来における他の人工水封式地下岩盤内圧力貯蔵の概念図
【符号の説明】
１、１’  岩盤貯槽、  ２  水封トンネル、  ３  水封ボーリング孔列、
４  縦水封ボーリング孔、  ５、５’  水封カーテン、
６、７等水圧線の巾、  ８  縦水封ボーリング孔、
１０、１１  岩盤内圧力貯槽、  １２、１２’ 縦水封ボーリング孔、
【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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