直下型地震と化学プラント
東京大学 環境安全研究センター 教授
安全工学会 地震被害調査委員会 委員長

新井1. はじめに

2. 被災状況2011 年 3 月 11 日の東日本大震災は、東日

16（1）3月11日

本にマグニチュード 9.0 の地震とそれに伴う14 時 46 分に発生した地震は、気象庁発表

津波による甚大な被害をもたらした。特に津では三陸沖を震源地としたマグニチュ ー ド

波による被害は、福島の原発被災の映像とと9.0（図 1）、株式会社クレハいわき事業所（いもに大きくクローズアップされたが、一方で、わき市錦町）（図 2）
では、震度 6、加速度 310

同じ福島県内で 500 ガルガルが記録されている。

※1を超える直下型地震の被害を受けた化学プラントが存在した

海岸線より 2km、 海抜 5 ～ 6m の場所にことは必ずしも広く知られていない。このよある事業所では、地震直後、事業所内用水路

うな巨大な直下型地震被害を受けた化学プラにて 50cm 程度の水面上昇を記録したが直接ントは、世界的にも歴史的にも例がない。安的な津波被害は無く、被害は地震によるもの

全工学会では、震災後の比較的早い時期からのみであった。人的被害としては、水素ガス

この事実に注目してきたが、今回、被災企業ホルダ配管からの水素漏洩による爆発の影響である株式会社クレハの協力を得て、地震被で付近の建家の窓ガラス、スレートなどが破害調査を行うことができたので、簡単に報告損し、それらの破片による顔面裂傷およびプする次第である。

ラント潤滑油漏れにより階段にて滑ったこと

図1※1
ガル（gal）
加速度の単位で人間や建物にかかる瞬間的な力のこと。
地震動の加速度で 1 秒間にどれだけ速度が変化したかを表す単位。

充 Mitsuru Arai図2©Google（3月11日地震による被災状況）

図5 液状化によるパイルラック下道路陥没―パイプラック本体（杭基礎）に影響なし

図3 鉄架構柱脚ブレース部破損による転倒があった。物的被害は、図 3 ～図5 に示すように鉄架構柱脚ブレース部破損、図4 ベッセル上部配管の破損

ベッセル上部配管の破損、液状化によるパイルラック下道路陥没などが挙げられる。
ユーティリティに関しては、電気、蒸気、計装空気および水道と、プラント操業に必要なほぼすべてのユーティリティが停止した。
これらのうち電気は、東北電力からの供給が15 時 21 分に復旧、蒸気はパッケージボイラにより 24 時 00 分に復旧、 計装空気は 17 時00 分に復旧、水道の供給は 3 月 14 日 16 時 00分に再開された。一方、工業用水および窒素
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（いわき市錦町）では震度 7、加速度 509 ガル

窒素については、停電時間が短かったことがが記録されている。震源となったのは、事業停止を免れた要因である。また、安定状態を所の北西に位置する井戸沢断層および湯ノ岳

維持するにあたり冷却が必要な過酸化物の触断層であり、3 月 11 日の地震の影響で活断層媒があったが、関連メーカーからの冷蔵車の化したとみられている。

提供があり安全が保たれた。通信手段として両日とも津波被害は無く、地震による被害は、携帯電話が 1 週間ほど通話困難となったのみであった。また、棚の転倒を避けようとが、固定電話ならびに無線は問題なく使用可して右手小指骨折という人的被害があった。

能であった。窒素については、ガスメーカー

物的被害は、 図 6 から図 10 に示すようにとの合弁で窒素製造設備を構内に設置し、合ベッセル上部配管の脱落、鉄架構柱脚部の基わせて液体窒素をホルダーにて所有すること

礎立ち上がり（アンカーボルト）部の破損、重で、プラントを安全に停止させるために必要

油タンク2000kl スロッシングによる側壁、天な窒素の供給が絶えなかったことは非常に有板の破損、不等沈下による配管のストレス、効であり、ほかのプラントに参考になると考500kl タンクの底盤部の破損などであった。

える。

ユーティリティに関しては、電気、蒸気、水道および工業用水が停止した。このうち、電気（2）4月11・12日

は 12 日 15 時 00 分にディーゼル発電機により11 日 17 時 16 分に発生した地震は、気象庁供給再開、蒸気は 12 日にパッケージボイラに

発表では福島県浜通りを震源地としたマグニ

より供給再開、水道水は 13 日に復旧、工業用チュード 7.1、
株式会社クレハいわき事業所で水は、事業所内のポンド水を使用することでは震度 7、加速度 410 ガルが記録されている。

少量確保できた。計装用空気ならびに窒素は

12 日 14 時 07 分に発生した地震は、気象庁停止せず供給可能であった。なお、通信手段

発表では福島県浜通りを震源地としたマグニ

としては、無線基地局が被災したため無線が（4月11日・12日地震による被災状況）
図6 ベッセル上部配管の脱落

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図7 鉄架構柱脚部の基礎立ち上がり（アンカーボルト）部の破損

図8 重油タンク2000kl
スロッシングによる側壁、天板の破損

人員が通常の 2 倍と多かったため、初動対応としての装置の停止措置、現場点検、人員の安全確保の確認などを速やかに行うことができた。
14:46 地震発生
地震の際の加速度が 150 ガルを超えた時に設備を停止するという事業所ルールに基づき、 ボイラーを除く全設備を自動および手動で停図 9 不等沈下による配管のストレス止した。
（ただし、ボイラーは地震により配管が損傷したため停止）
14:49 本社に対策本部設置。
14:58 現場の水素着火地点付近に現場指揮本部を設置、現場指揮本部はクレハ環境、クレハ病院、関連会社を含む相互協力の下に、災害現場での鎮圧作業について直接指揮を執ることを任務としたもの。要対応個所が図10 500kl タンクの底盤部の破損（アスファルト膨らみ）多数あったため、6月までは毎日会議を繰り返し、2011年の7月21日に解散した。
保安停止措置、現場点検、人員安全確保など、20 ～ 30 分で順調に完了した。連絡は携帯が通話困難であったことから無線を使用した。

（2）4月11・12日
3 月 11 日から 1 ヵ月後の 4 月 11 日 17 時 16分および 12 日 14 時 07 分に、3 月 11 日の地震使用不能となったほか、携帯電話は通話が困の余震が発生、これらの地震のマグニチュー難になったが、固定電話は使用可能であった。

ドは、それぞれ 7.1, 6.3 と 3 月 11 日のマグニ
チュード 9.0 を下回るものの、震源は福島県

3. 震災対応

浜通りで、いわき事業所の直下に当たること（1）3月11日

7、加速度はそれぞれ 410, 509 ガルと、ともこの日は本社から社長が事業所を訪問してから、いわき事業所における震度は両日ともに 3 月 11 日の記録を上回った。

いたため、地震直後の速やかな対策本部、現ただし、プラントの運転再開前で稼働状態場指揮本部の設置が可能であった。また、地ではなかったため、 特に緊急措置は必要な震発生の時刻がシフトの交代時間と重なり、かった。
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194. 事前準備状況（1）
プラント設備の地震対策について
いわき事業所では、 2005, 2006, 2009 年に重要設備および建家の耐震調査を、 2008

・職長判断による停止権限（自動停止に優先）・熱媒加熱炉に感震器（インターロック）を設置、150ガル超で自動停止
・ボイラーを除く各プラントの感震計に基づき、150ガル超で停止

年には地盤の液状化調査を行っている。以下

・プラント毎の机上での検討、訓練の実施に各プラントの耐震補強の状況を示す。

・起こり得る緊急事態シナリオに基づく年2回の教育・訓練A プラント（’50年代）・災害想定結果の緊急時対応計画への反映：鉄筋コンクリートの中性化箇所の更新

・緊急車両のルート、避難経路の規定（1994年：重合建家、2004年：乾燥建家）

・耐震診断結果をリスクの大きさに応じてB プラント
（’80年代）：柱更新・補強、H 形鋼サイズアップ、コンクリート劣化補修
C プラント（’70年代）：耐震調査実施（2005 〜 2007年）
D プラント
（’80年代）：柱の補強（2010年）
E プラント（’50年代）

設備更新計画に反映
・地盤調査、リスク想定に基づく優先順位に応じた地震対策の実施・リスクに応じた緊急遮断弁や事業所全体のシャットダウンの考え方
・ユーティリティ喪失時の重要設備への影
響度解析実施・シナリオを設定した危機対応訓練の実施：建屋の耐震補強（補強部材設置、 コンクリー ト根巻き：以上の準備が行われてきたことにより地震発2010年）

生後の迅速な対応が可能となり、被害の軽減

F プラント（’70年代）化が図られたと考えられる。

：撤去、新規プラントに更新（2010年）
今回の地震で倒壊や損壊などの大きな被害

5. 教訓（反省点も含む）

は見られなかったことから、ここに挙げた耐緊急電話・メー ル連絡システムである「お震補強がある程度は有効であったと言える。

伝え君」
は必ずしも十分に機能しなかったが、震度 5 弱で管理職、重要部門スタッフが出社

（2）
体制など
いわき事業所では、地震、異常事象、ユーティリティ停止などの緊急事態に対して以下の準備を行ってきた。

するというルールは機能した。また、窒素供給が途絶えなかったことが安全確保に大きく役立った。

3 月 11 日はプラント操業中であったが、構内基準により自動シャットダウンおよび手動・地震発生時の対策本部、現場指揮本部の設置方針の明確化

反応の暴走や火災、爆発はなく、無事にプラ・地震時行動基準の策定

ント停止することができ、二次災害を免れた

・危機管理時の権限は、事業所長が不在のと考えられる。

場合、管理職60名に順番に委譲
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緊急シャットダウンオペレーションにより、

また、4 月 11 日・12 日は 3 月 11 日発生の大地

震に対する復旧工事中であり、プラント停止

月の震災により休業中だったため、地震被害中であったことが幸いしていると考えられる。

が小さく済んだ。

復旧工事の件数を比較しても、 4 月 11 日・復旧については、協力会社との連携が有効

12 日の直下型地震による被災件数の増加がであった。また、傘下の病院の開放、社員ク顕著である。

ラブの風呂の一般への提供等の社会貢献、ボランティア活動が、企業イメージを高めたと
A プラント B プラント

3月11日震災

77件

68件

4月11・12日震災

138件

97件

社員食堂にて食事の提供を行ったが、復旧思われる。

7. 今後の対策
・窒素ガスの確保作業に当たって効果的であった。社員食堂で・水利の確保の食事は関連会社の社員にも提供された。食

・耐震補強・老朽化施設対策

環境に関しては、自宅より快適だった可能性

・安全弁の機能点検頻度をあげるもある。

・過酸化物触媒対応

設備的には、計画的な耐震補強工事の成果・社員への連絡方法の確保が見られた一方、 未対応のところは被害が・社内での連絡方法の確保（衛星電話など）あった。また、岩着杭と摩擦杭、杭基礎と直・リスクの洗い出し接基礎の違いが明確になった。

・ボイラー配管の地震対策

6. その他（特筆すべきこと）

8. まとめ今回の震災では、大きなプラント破損や危震災前より計画的に耐震補強工事を実施し険有害物の漏洩は起きなかった。塩素が漏洩ていたことが、今回の大地震にも大きな被害を免れたのは、40 年前の塩素漏洩事故後の対をもたらさなかった一因であるが、建築基準策が有効であったためと考えられる。3 月 11法、高圧ガス保安法、消防法などの現行耐震日はシフトの交代時期だったため、人員が 2基準を満足している設備においてはほぼすべ倍でマンパワーが豊富であったため復旧が容ての健全性が示された。

易になった。

ただし、今回の被災状況の傾向から考え、特復旧については、社長裁定によりいわき事にプラント配管、タンク基礎、地盤（液状化、業所に全権を委ね、そのことを全社に告知し不等沈下）に関しては、設備の重要性、取りた。これにより指揮系統が明確になり、決済扱い物の危険性などを加味して耐震設計（立事務や予算の請求や執行が容易になったもの

体配置など、強度以外の観点、揺れ対策としと推定される。て配管の固定や支持方法の見直しも重要）を良い意味での企業城下町意識が強く、社員考慮すべきと考える。

が極めて積極的、協力的だった。

4 月 11 日・12 日には、3 月 11 日をしのぐ直下型地震に襲われ、12 日の加速度は 500 ガルを越えた。しかしながら、4 月 11・12 日は、3あらい●みつる
1982年 3月東京大学大学院工学系研究科反応化学専門課程博士課程修了、工学博士、新日本製鐵株式会社基礎研究所勤務を経て、1991年東京大学講師、1993 年東京大学助教授、2007年 9月より現職。

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