JPH05321509A - 保護管を利用した地中タンクの設置構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 配管の鉛直度を容易に確保でき、下位地中タ
ンクの沈設施工が円滑に行なえ、配管肉厚を薄くでき、
配管の防食や保温施工を簡単に行なえる、保護管を利用
した地中タンクの設置構造を提供する。 【構成】保護管１６の胴体７の内面に縦方向にガイド部
材２を設け、配管カバーユニット１の内側に注入管ユニ
ット５と排出管ユニット６を縦方向に固着し、配管カバ
ーユニット１の連結アーム部１ａをガイド部材２に縦方
向から嵌め合わせ、最下位の配管カバーユニット１の注
入管ユニット５と排出管ユニット６を下位地中タンク９
の注入管５ａと排出管６ａに接続し、上下の配管カバー
ユニット１，１を順次に接合して得られた配管保護用空
間１９にグラウト材１３を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤に掘削した竪孔内
に保護管を利用して構築される地中タンクの設置構造、
更に詳細に述べれば、保護管を通して施工される下位地
中タンクへの配管の固定構造に関するものである。例え
ば、保護管部は冷暖房システムにおける温水または冷水
蓄熱用タンクとして使用され、下位地中タンクは電力貯
蔵システムにおける圧縮空気の貯蔵用タンクとして使用
されるが、利用分野はこれに限定されるものではない。

【０００２】

【従来の技術】図５と図６に示したような地中タンクの
配管設置構造が、本発明の開発過程で提案された（この
設置構造は未公開のものである）。この設置構造では、
下位地中タンク９は保護管１６の胴体７を通して沈設施
工される。下位地中タンク９の頂壁部の中央部には注入
管５ａと排出管６ａを直立に接続してあり、更に頂壁部
には注入管５ａと排出管６ａの両側にパッドアイ１７を
固着してある。吊り降ろし治具１４のウィンチ１５より
繰り出したワイヤーロープ１８の末端吊り金具を前記パ
ッドアイ１７に取り付けることによって、下位地中タン
ク９は竪孔１０内の深部へと順次吊り降ろされる。

【０００３】注入管５ａと排出管６ａに対する注入管ユ
ニット５と排出管ユニット６の接続作業は、下位地中タ
ンク９の沈設施工に並行して行なわれるのであるが、一
連に接続された注入管ユニット５と排出管ユニット６よ
り成る配管系が胴体７の中央部に貫通配置されているた
め、これが沈設施工の邪魔となり、円滑な作業が行なえ
ない。

【０００４】ワイヤーロープ１８で竪孔１０内に吊り降
ろされる下位地中タンク９は、各ワイヤーロープ１８の
繰り出しを互いに同期させて均等に行なっても、その前
後左右方向の微動を完全には防止できないため、竪孔１
０の中央部に立ち上がっている配管系には、いずれの方
向への微動によっても外力が作用する。竪孔１０内には
孔壁の崩壊防止のために泥水等の保護液１１が満たされ
るので、配管系や下位地中タンクのための支持手段を沈
設施工の途中で外部から講じることは、実際上不可能で
ある。

【０００５】したがって、前記微動による外力に対して
は、配管自体の剛性で対抗する他はなく、それには配管
の肉厚を厚く設計する必要があるが、厚肉の配管では材
料費が高くなるだけでなく、配管ユニット同志を接続す
るときの溶接時間が長くなる難点があり、また、厚肉化
によって配管重量が増すことから、配管施工費も高くな
る。

【０００６】この設置構造で例えば、保護管部を上位地
中タンクとして使用する場合、注入管ユニット５と排出
管ユニット６は、保護管１６の底壁部をなすグラウト材
層２０から突出しているので、保護管１６の貯蔵液体や
気体で腐食される。そのため、注入管ユニット５と排出
管ユニット６は、外面にも防食処理がなされた高価な管
材で構成する必要があるが、これでは配管材料費が嵩む
ことになる。一方、各配管ユニットに防食剤を現場塗布
する方策もあるが、防食剤が乾燥するまで配管ユニット
の接続作業を中断する必要があり、全体の作業時間が長
くなる。この上位地中タンクを蓄熱用タンクとして利用
する場合には、保温施工も必要となるので、配管接続作
業に時間がかかる。

【０００７】大深度の竪孔に設置される下位地中タンク
では、必然的に配管が長大化し、配管の総重量が増大す
るため、配管途中に撓み変形が生じたり、下位地中タン
クとの接続部に過大な曲げ応力が負荷されることになる
が、先に提案された設置構造では、長い配管系を全長に
わたって鉛直状態に的確に保持する手段がない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、配管の鉛直度を容易に確保できると共に、配管
に邪魔されずに下位地中タンクの沈設施工が円滑に行な
え、また、下位地中タンクの微動が抑えられ、配管が的
確に補強されているため、配管肉厚を薄くすることがで
き、更にまた、保護管部を上位地中タンクとして使用す
る場合、配管に対する所要の防食施工や保温施工を簡単
に行なえる、保護管を利用した地中タンクの設置構造を
提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以下、添付図面中の参照
符号を用いて説明すると、本発明の地中タンクの設置構
造では、地盤１２に掘削した竪孔１０の上部に保護管１
６が構築され、保護管１６の胴体７の内側を貫通して竪
孔１０の下部に下位地中タンク９が設置される。該胴体
７の内面には縦方向に配列してガイド部材２を設けてあ
る。配管カバーユニット１の連結アーム部１ａは、ガイ
ド部材２に縦方向から嵌め合わされ、前記胴体７の一部
とガイド部材２と結合して、全側面が閉鎖されて上下面
が開放された配管保護用空間１９を形成する。

【００１０】配管カバーユニット１の内側には、縦方向
に配列して注入管ユニット５および排出管ユニット６を
固着してある。最下位の配管カバーユニット１の注入管
ユニット５と排出管ユニット６は、下位地中タンク９の
注入管５ａと排出管６ａに接続される。最下位の配管カ
バーユニット１は、保護管１６の胴体７の内面下端部に
固着された支持台８によって支持される。

【００１１】所定深さに沈設施工された下位地中タンク
９の外周面と竪孔１０の孔壁面の間の隙間を埋めたグラ
ウト材層２０は、最下位の配管カバーユニット１の注入
管ユニット５と排出管ユニット６を埋め込み、保護管１
６の底壁部を形成する。注入管ユニット５同志と排出管
ユニット６同志を接続しながら、上下の配管カバーユニ
ット１，１を順次接合することによって、前記配管保護
用空間１９，１９は縦方向に連通する。該配管保護用空
間１９に充填されたグラウト材層１３は、一連の注入管
ユニット５群と排出管ユニット６群を包囲する。

【００１２】

【作用】胴体７のガイド部材２に連結アーム部１ａを縦
方向から嵌め合わせることによって、各配管カバーユニ
ット１は胴体７の内面に沿って鉛直に案内され、各配管
カバーユニット１の注入管ユニット５と排出管ユニット
６は正確に位置決めされて鉛直に降ろされる。

【００１３】配管カバーユニット１は、前記胴体７の一
部およびガイド部材２と一緒にグラウト材の充填用型枠
として使用される。配管カバーユニット１はグラウト材
１３の充填後も取り外されない。硬化したグラウト材層
１３を介して、配管カバーユニット１とガイド部材２と
注入管ユニット５と排出管ユニット６は緊密な一体構造
を形成する。

【００１４】ガイド部材２の下側に隣接して胴体７に設
けた支持台８は、配管保護用空間１９に充填されたグラ
ウト材層１３が硬化するまでの間、一連に接合された配
管カバーユニット１の重量と、それぞれ一連に接続され
た注入管ユニット５群と排出管ユニット６群の重量を支
える。

【００１５】また、この支持台８は、最下位の注入管ユ
ニット５および排出管ユニット６と下位地中タンク９の
注入管５ａおよび排出管６ａとの各接続部、ならびに、
該注入管５ａおよび排出管６ａと下位地中タンク９との
接続部に過大な過重が負荷されるのを阻止する。

【００１６】

【実施例】図示の実施例では、竪孔１０は地表面まで地
下水がある地盤１２に泥水掘削工法等によって掘削され
ている。この竪孔１０は全深さが約８００メートルに達
する大深度掘削孔である。竪孔上部に約４００メートル
の長さにわたって構築されている保護管を、冷暖房シス
テムの蓄熱タンクとして使用し、竪孔下部の約４００メ
ートルの長さにわたって設置されている下位地中タンク
９は、電力貯蔵システムの圧縮空気の貯蔵タンクとして
使用される。下位地中タンク９の直径は約５メートルで
ある。竪孔１０の上部は下部よりも大径に掘削されてい
る。

【００１７】竪孔１０の上部に挿入された保護管１６の
胴体７は、竪孔１０の崩壊を防止するだけでなく、冷暖
房システムの蓄熱タンクの側壁としても機能している。
鋼管製の胴体７は一定長さの胴体ユニットに分割して構
成される。単一の胴体ユニットまたは溶接によって地上
で所定長さに接合された複数個の胴体ユニットは、適当
な吊り降ろし手段によって竪孔１０内に吊り降ろされ
る。竪孔１０より突出した胴体ユニットに対して次の胴
体ユニットが接合され、更に一定長さ吊り降ろされる。
以下、これを繰り返すことによって所要長さの胴体７が
竪孔上部に挿入設置される。胴体７の外周面と竪孔１０
の孔壁面の隙間にはセメントモルタル等のグラウト材２
１が充填される。

【００１８】この竪孔１０内には孔壁保護のために泥水
より成る保護液１１が充填されている。下位地中タンク
９は底蓋部と頂壁部と複数個の胴体ユニットに分割して
構成されている。前記胴体７内の保護液に下位地中タン
ク９の底盤部を浮かべ、個の底蓋部に溶接によって最下
位の胴体ユニットを接合する。この構築途中の地中タン
クに水等の浮力調整液を注入し、地上での次の胴体ユニ
ットの接合作業がしやすい位置まで地中タンクを沈設す
る。以下、この胴体ユニットの接合と沈設を繰り返すこ
とによって下位地中タンク９を構築し、最後に頂壁部を
最上位の胴体ユニットに接合する。

【００１９】下位地中タンク９の頂壁部にはパッドアイ
１７が中央部に固着され、排出管６ａはパッドアイ１７
に隣接して頂壁部に接続され、注入管５ａは胴体壁の側
に接近して接続されている。注入管５ａと排出管６ａは
斜め外向きに立ち上げられている。吊り降ろし治具１４
のウィンチ１５より繰り出したワイヤーロープ１８の末
端吊り金具をパッドアイ１７に取り付けることによっ
て、下位地中タンク９は竪孔１０内の深部へと順次吊り
降ろされる。

【００２０】下位地中タンク９の頂壁部が上位地中タン
ク１６の胴体７内に入り込む直前の段階で下位地中タン
ク９の降下を一旦停止し、最下位の配管カバーユニット
１の注入管５と排出管６を保護液１１の液面付近で下位
地中タンク９の注入管５ａと排出管６ａに溶接によって
接続する。そして。最下位の配管カバーユニット１の連
結アーム部１ａをガイド部材２に嵌め合わせる。下位地
中タンク９の降下を続行することによって、最下位の配
管カバーユニット１もガイド部材２に案内されて下動す
る。

【００２１】この最下位の配管カバーユニット１が前記
胴体７に入り込む直前の段階で下位地中タンク９の降下
を再度一旦停止し、次の配管カバーユニット１を保護液
１１の液面付近で最下位の配管カバーユニット１と溶接
によって接合すると共に、次の配管カバーユニット１の
注入管５と排出管６を最下位の注入管５と排出管６に接
続し、次の配管カバーユニット１の連結アーム部１ａを
ガイド部材２に嵌め合わせる。以下、これを繰り返すこ
とによって、縦方向に一連に接合された配管カバーユニ
ット１が鉛直方向に順次降下して行くことになる。

【００２２】最下位の配管カバーユニット１が胴体７の
下端部の支持台８に到達した段階で、まず下位地中タン
ク９の外周面と竪孔１０の孔壁面との間の隙間にセメン
トモルタル等のグラウト材を充填した後、下位地中タン
ク９の注入管５ａと排出管６ａおよびパッドアイ１７を
埋め込むようにグラウト材を充填する。このグラウト材
層２０が硬化した後、上位地中タンク１６の胴体７の一
部と配管カバーユニット１とガイド部材２で構成された
配管保護空間１９に、セメントモルタル等のグラウト材
１３を充填する。最後に適当な切断治具によってワイヤ
ーロープ１８を切断する。

【００２３】本実施例では、レール状のガイド部材２が
前記胴体７の内面に２本平行に溶接されており、矩形樋
状の配管カバーユニット１には平行に２枚の連結アーム
部１ａが設けられている。これらガイド部材２と連結ア
ーム部１ａの嵌め合いによって、配管カバーユニット１
は胴体７に対して何ら揺動することなく、安定に取り付
け支持される。また、注入管５と排出管６は連結部材４
によって適当な長さ間隔で相互に連結されている。これ
らの連結部材４は固定アーム部材３によって配管カバー
ユニット１の内面に直角に固着されている。そのため、
注入管５と排出管６の周囲には、十分な余裕空間が確保
され、該空間にグラウト材１３が充填されることによっ
て、必要十分な防食および保温断面が得られる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の設置構造では、保護管１６の胴
体７の内面に縦方向に配列したガイド部材２を固着し、
連結アーム部１ａをガイド部材２に縦方向から嵌め合わ
せて配管カバーユニット１を前記胴体７に装着し、胴体
７の一部とガイド部材２と配管カバーユニット１とで配
管保護用空間１９を形成し、該配管保護用空間１９内に
縦方向に一連に接続した注入管ユニット５群と排出管ユ
ニット６群を収容したものであり、配管固定箇所が前記
胴体７の内面に近接した部分に設定されているため、下
位地中タンク９の沈設施工に当たって配管が邪魔になる
ことがなく、作業が円滑に行なえる。

【００２５】本発明の設置構造では、最下位の配管カバ
ーユニット１の注入管ユニット５と排出管ユニット６を
下位地中タンク９の注入管５ａと排出管６ａに接続し、
注入管ユニット５同志と排出管ユニット６同志を接続し
ながら上下の配管カバーユニット１，１を順次接合し
て、配管カバーユニット１をガイド部材２に案内させな
がら鉛直方向に降下させるので、下位地中タンク９の沈
設施工は、下位地中タンク９と竪孔１０の孔壁との間に
一定間隔を保ったまま行なえる。すなわち、下位地中タ
ンク９は、注入管５ａと排出管６ａと配管カバーユニッ
トとガイド部材を介して胴体７に拘束されながら降下す
るため、下位地中タンク９の有害な前後左右方向への微
動が抑えられ、注入管５ａと排出管６ａに余分な外力が
作用しないため、これらの肉厚を薄くできる。

【００２６】本発明の設置構造では、一連に接続された
注入管ユニット５と排出管ユニット６より成る配管系
は、配管保護用空間１９に充填したグラウト材層１３で
包囲されるものであり、配管カバーユニット１とガイド
部材２およびグラウト材層１３の各材質として、上位地
中タンク１６の貯蔵液体や気体に対する化学的安定性が
あり、断熱性が良好なものを適宜選択すれば、これら配
管の防食施工と保温施工が配管の固定施工それ自体によ
って同時に行なわれることになり、作業工程が簡略化さ
れる。配管に防食剤を塗布する必要がなく、防食剤が乾
燥するまで配管の接続作業を中断する必要がないので、
全体の作業時間が短縮化される。

【００２７】更にまた、一連に接続された注入管ユニッ
ト５群と排出管ユニット６群は、前記ガイド部材２と配
管カバーユニット１によって鉛直状態を全長にわたって
的確に保持されているため、配管系が撓み変形したり、
下位地中タンク９との接続部に過大な過重が負荷される
ことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の設置構造による地中タンクの完成状態
の実施例図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図３】図１に示した地中タンクの施工途中の状態を示
す垂直断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線拡大断面図である。

【図５】先に提案された設置構造による地中タンクの完
成状態の垂直断面図である。

【図６】図５に示した地中タンクの施工途中の状態を示
す垂直断面図である。

【符号の説明】

１ 配管カバーユニット １ａ 配管カバーユニットの連結アーム部 ２ ガイド部材 ３ 固定アーム部材 ４ 連結部材 ５ 注入管ユニット ５ａ 下位地中タンクの注入管 ６ 排出管ユニット ６ａ 下位地中タンクの排出管 ７ 保護管の胴体 ８ 支持台 ９ 下位地中タンク １０ 竪孔 １１ 保護液 １２ 地盤 １３ グラウト材層 １４ 吊り降ろし治具 １５ ウインチ １６ 保護管 １７ パッドアイ １８ ワイヤーロープ １９ 配管保護用空間 ２０ グラウト材層 ２１ グラウト材層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤に掘削した竪孔の崩壊の防止用に構
   築される保護管と；保護管の胴体内側を貫通して竪孔の
   下部に構築される下位地中タンクと；保護管の胴体内面
   に縦方向に配列して設けたガイド部材と；該ガイド部材
   に縦方向から嵌め合わされる連結アーム部を有し、保護
   管の胴体の一部と前記ガイド部材と結合して、全側面が
   閉鎖されて上下面が開放された配管保護用空間を形成す
   る配管カバーユニットと；配管カバーユニットの内側に
   縦方向に配列して固着された注入管ユニットおよび排出
   管ユニットと；保護管の胴体内面の下端部に固着され、
   最下位の配管カバーユニットを支持する支持台と；所定
   深さに沈設施工された下位地中タンクの外周面と竪孔の
   孔壁面の間の隙間を埋め合わせ、下位地中タンクの注入
   管と排出管に接続された最下位の配管カバーユニットの
   注入管ユニットと排出管ユニットを埋め込むように充填
   され、保護管の底壁部を形成するグラウト材層と；注入
   管ユニット同志と排出管ユニット同志を接続しながら上
   下の配管カバーユニットを順次接合することによって縦
   方向に連通した前記配管保護用空間に充填され、一連の
   注入管ユニット群と排出管ユニット群を包囲するグラウ
   ト材層とから成る、保護管を利用した地中タンクの設置
   構造。