JPH06322781A - 大規模lng地下タンクの2段階構築方法及び複合地下タンク構造物 - Google Patents

大規模lng地下タンクの2段階構築方法及び複合地下タンク構造物

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JPH06322781A
JPH06322781A JP5109339A JP10933993A JPH06322781A JP H06322781 A JPH06322781 A JP H06322781A JP 5109339 A JP5109339 A JP 5109339A JP 10933993 A JP10933993 A JP 10933993A JP H06322781 A JPH06322781 A JP H06322781A
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JP
Japan
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underground tank
lng
scale
tank
underground
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Application number
JP5109339A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Suzuki
善雄 鈴木
Katsutoshi Asai
勝稔 浅井
Takao Ueda
貴夫 上田
Hiroshi Iwamoto
宏 岩本
Yuichi Komura
雄一 甲村
Yasushi Kanzaki
靖 神崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takenaka Komuten Co Ltd
Takenaka Doboku Co Ltd
Original Assignee
Takenaka Komuten Co Ltd
Takenaka Doboku Co Ltd
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Publication date
Application filed by Takenaka Komuten Co Ltd, Takenaka Doboku Co Ltd filed Critical Takenaka Komuten Co Ltd
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Underground Structures, Protecting, Testing And Restoring Foundations (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大規模LNG地下タンクの2段階に分けた構
築方法と、前記の方法によって建設される複合タンク構
造物を提供する。 【構成】 大規模LNG地下タンク2の建設位置の外周
に、水平方向にリング状をなす地下トンネルを複数リン
グ掘削し、そのライニングは構造躯体の内面に断熱材6
及びメンブレン7を配置する。前記メンブレン7によっ
て気密性を確保して第一段階の小規模LNG地下タンク
1を構築する。前記小規模LNG地下タンク1にLNG
を貯蔵し供用し、供用により発生する地盤の凍結領域8
が問題がない程度にまで進展したことを確認後、前記リ
ングの内側地盤を掘削して非凍結型の大規模LNG地下
タンク2を構築する。 【効果】 小規模LNG地下タンク1に貯蔵されたLN
Gの冷熱による地盤の凍結を利用して凍結工法と同様な
内容で、大規模LNG地下タンク2を安全にローコスト
に建設できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、極低温の液化天然ガ
ス(以下、LNGと略す。)の地下貯蔵による地盤の凍
結現象を利用して実施される大規模LNG地下タンクの
2段階に分けた構築方法と、前記の方法によって建設さ
れる複合タンク構造物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、火力発電用のクリーンなエネルギ
ー源として、埋蔵量に富み、燃焼後のNOX 、SOX
による大気汚染の心配がないLNGの積極的利用の気運
が高まっている。その一環として、国内の天然ガスパイ
プライン網の建設に向けて活発な討議が進められてい
る。従って、従来以上に大規模な、例えば容量が20〜
30万KLにも及ぶLNG貯蔵タンクを建設する必要性
が認識されている。
【0003】従来の容量が10〜20万KLの大規模L
NG地下貯蔵タンクの建設は、建設地の地盤条件に対応
した大規模な土留め掘削工法の実施により行なうのが一
般的であった。この場合の土留め掘削工事は、土留め用
として大規模な連続地下壁等の築造工事のほか、地盤改
良工事、止水工事等を伴う大掛かりな地下工事が実施さ
れるのが普通であり、莫大な建設費を必要とする。
【0004】
【本発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目
的は、極低温のLNGを地下に貯蔵することによって発
生する地盤の凍結を積極的に利用して、云わば現状にお
いて地盤補強、止水工法として最も信頼性が高い(しか
し、最も高価であると言われる)凍結工法と同様な内容
で大規模なLNG地下貯蔵タンクを2段階の施工方法に
よって低コストに安全に構築する方法と、前記方法によ
って建設された複合タンク構造物を提供することであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した従来の課題を解
決するための手段として、この発明に係る大規模LNG
地下タンクの2段階構築方法は、後で構築する大規模L
NG地下タンク2の建設位置の外周部分に、前記タンク
2の外径よりも少し大きいリング径で、且つ前記タンク
の地下深さと同等又は少し深い部分まで後で発生する地
盤の凍結領域8の適正な形成に有効なピッチで水平方向
にリング状をなす地下トンネルを複数リング掘削すると
共に前記トンネルのライニングは構造躯体の内面に必要
に応じて断熱材6を配置し、更にその内面にメンブレン
7を配置する。前記メンブレン7は溶接又は接着型の貼
り合わせによって気密性を確保して第一段階の小規模L
NG地下タンク1を構築すること、前記の小規模LNG
地下タンク1にLNGを貯蔵し供用すること、前記小規
模LNG地下タンク1の供用により発生する地盤の凍結
領域8が次の第二段階施工に問題がない程度にまで進展
したことを確認した後、前記小規模LNGタンク1であ
るリングの内側地盤を掘削して非凍結型の大規模LNG
地下タンク2を構築すること、をそれぞれ特徴とする。
【0006】本発明はまた、前記第一段階の小規模LN
G地下タンク1の建設時に、トンネルの外方へ放射状の
配置で温度センサー10を設置しておき、同小規模LN
G地下タンク1の供用期間中は前記温度センサー10を
通じて地盤の凍結領域8の進展状況をモニタリングし第
二段階施工に問題がないか否かを確認することも特徴と
する。
【0007】次に、本発明に係る複合タンク構造物は、
前記の2段階構築方法によって、外周部分に円形多重リ
ング構造の小規模地下タンク1が建設され、その内側に
独立して大規模地下タンク2が建設されていることを特
徴とする。
【0008】
【作用】第1段階の施工により構築した小規模LNG地
下タンク1は、例えば容量が5〜10万KL程度のもの
としてLNGの地下貯蔵に供用できる。地上とのアクセ
スは立坑3,4を利用して行われる。前記LNGの地下
貯蔵に小規模LNG地下タンク1を供用していると、L
NGの冷熱によって周辺の地盤の凍結が進展する。凍結
領域8の形成は、トンネルのライニングにおける断熱材
6及び9の配置によりコントロールされる。前記小規模
LNG地下タンク1は、地盤の凍結を積極的に利用する
構成になっているので、ある程度の供用期間を経ると、
リング状の地下タンク1に沿って地上付近から地下の深
い位置まで垂直方向に円筒形状の凍結領域8が発生し、
あたかも凍結工法を実施したと同様な凍結山留めを形成
できる。
【0009】従って、第二段階の施工は、前記の凍結山
留めをそのまま信頼性の高い地盤補強、止水工法として
利用でき、同凍結山留めの内側の地盤を安全に効率良く
掘削することができ、非凍結型の大規模LNG地下タン
ク2を構築できる。かくして建設された大規模LNG地
下タンク2には、勿論、LNGを大量に貯蔵して、火力
発電などの用途へ供給できる。他方、外周の小規模LN
G地下タンク1も、勿論、LNGの貯蔵用に使用できる
が、場合によっては他の液体の貯蔵、例えば大規模LN
G地下タンク2から漏れ出てくる冷熱を利用して保冷が
必要な液体を効果的に貯蔵すること、又は前記LNGの
冷熱を効率よく吸収する液体を循環させて地上の広域冷
房等に活用することも可能である。
【0010】
【実施例】次に、図示した本発明の実施例を説明する。
図1A,Bは、第1段階施工で構築された外周部分の円
形多重リング構造による小規模LNG地下タンク1と、
前記円形多重リング構造の内側に構築された大規模LN
G地下タンク2とから成る複合タンク構造物の概念図を
簡単化して示している。二つのタンク1と2は完全に独
立した構造物となっている。従って、各々の用途も独立
にできる。前記大規模LNG貯蔵タンク2の容量は20
〜30万KLの大きさであり、従って、その直径は50
〜100mぐらい、地下の深さは50〜60mとされ
る。外周部分の小規模LNG地下タンク1は、前記大規
模LNG地下タンク2とは完全に独立した構造物として
構築されるだけでなく、当該小規模LNG地下タンク1
内にLNGを貯蔵しLNGの冷熱を利用して周辺地盤を
凍結させ、第2段階施工による大規模LNGタンクの建
設に必要十分な、制御された凍結山留めを意図的に形成
する役割が重視される。そのため、小規模LNG地下タ
ンク1のリングの直径は大規模LNG地下タンク2の前
記した直径よりも更に十分大きく、また、リングの数は
大規模LNG地下タンク2の前記した地下深さと同等又
は更に深い部位から地上付近までを、凍結領域8の適正
な形成(制御)に有効な上下方向のピッチで必要数だけ
構築することになる。従って、本発明は、沖積地盤、洪
積地盤又は軟岩地盤で地下水の影響が大きい場所での実
施に特に有効である。
【0011】本発明の場合、第一段階施工で、多重円形
リング構造の小規模LNG地下タンク1を構築するが、
同小規模LNG地下タンク1の上述した役割り、条件を
考慮するとき、そのレイアウト図は、およそ図2の(a)
〜(d) のように分類される。(a) と(b) は水平方向のリ
ング1が上下に独立して並列された構成であり、(c),
(d) はリング1が一連の螺旋状に形成されている。いず
れのレイアウト図も、上述した沖,洪積地盤又は軟岩に
対応できるシールド工法の採用によって地下トンネルを
掘削することを基本とし、シールド発進用の立坑3及び
必要に応じてシールド到達用立坑4が施工される。但
し、地下水の影響が少ない場合には、シールド工法より
もはるかに安価なナトム(NATM)工法の採用が有効
である。前記シールド発進用立坑3とシールド到達用立
坑4は、この小規模LNG地下タンク1をLNGの地下
貯蔵に供用するとき、地上とのアクセスにも利用され
る。地下100m程度までの立坑の構築技術は、既に開
発されている(例えば、特願平4−186860号、同
4−188088号、同4−210258号、同4−2
99716号、同4−338590号など参照)。
【0012】この小規模LNG地下タンク1の容量は
2.5万KLぐらいである。従って、シールド直径は5
〜10mぐらいの大きさとされる。水平方向のリング状
に掘削された地下トンネルについては、勿論、セグメン
トによる構造躯体が完成されるが、LNGタンク用のラ
イニング施工も行われる。具体的には図3に示したよう
に、通常のシールド工法の実施と同様に、セグメント5
による構造躯体を組立て、必要に応じてその内面に断熱
材6を設置し、更にその内面に例えばステンレス鋼板等
によるメンブレン7が配置される。前記メンブレン7の
継目は、伸縮が可能なコルゲーションを介して全周溶接
又は接着型の貼り合わせによって気密性を確保してLN
G用タンクが完成される。この場合、前記断熱材6の配
置は、地盤の凍結領域8の大きさ、凍結速さを意図的に
制御するため、適切に設計して設置する。
【0013】上記のようにして、小規模LNG地下タン
ク1が完成した段階で建設工事は一時中断され、前記タ
ンク1にLNGを貯蔵して実際の供用が行われる。その
結果、−162℃という極低温のLNGが放つ冷熱が周
辺の地盤中へ伝播してゆき、地盤の凍結が進展する。地
盤の凍結は前述したように断熱材6の配置によって凍結
領域8の大きさ、凍結速さを制御された状態で、小規模
LNG地下タンク1を形成するリング状のトンネルに沿
って進行し、それはまた一例を図4に模式図的に示した
ようにトンネルの横断面を中心として放射状に形成され
る。総合的に見れば、各リング1を中心として前記のよ
うに形成される地盤の凍結領域8は上下方向にラップし
て一連につながってゆき、結局は図5に幾何図形を誇張
して表現したように上下方向に円筒形状をなす凍結領域
8が凍結山留めとして必要な層厚に形成される。
【0014】従って、前記凍結山留めが十分に発達した
後に、第二段階の施工として、前記円筒形状の凍結領域
8の内側地盤をオープンカット工法として掘削してゆ
き、大規模LNG地下タンク2の建設が進められる。前
記第二段階施工における地盤の掘削の容易性を考慮する
と、地盤の凍結領域8は、凍結山留めとしての働き(機
能)に必要十分な層厚を得られる限り、図4あるいは図
6Bに誇張して表現しているように、トンネルの横断面
において、リング外周側が厚くなるように形成させるの
が有利であり、そのように地盤の凍結を制御することが
望まれる。その制御手段として、図6A,Bでは、トン
ネルの横断面において、リングの内周側に所定の円弧角
にわたって断熱材9を貼り付けた構成を示している。
【0015】ところで、上述した第二段階の施工におい
て、上記の凍結領域8を凍結山留めに利用して地盤の掘
削工事その他を実施する関係上、第二段階の建設工事を
開始するにあたっては、凍結領域8が工事の安全性を確
保できる状況にまで発達しているか否かを確認すること
が重要である。その手段として、図7A,Bに例示した
ように、第1段階の小規模LNG地下タンク1のトンネ
ル工事の段階で、トンネルの外周地盤中に放射状の配置
で熱電対のような温度センサー10を多数、広域に配置
しておく。そして、小規模LNG地下タンク1によるL
NGの地下貯蔵の供用が開始された時点から、前記温度
センサー10を通じて地上から温度観測のモニタリング
を行ない、温度分布の変化によって凍結領域8の発達状
況を具体的に的確に確認する。その確認が行われた上
で、第二段階の施工を始める。
【0016】なお、第二段階の施工を開始するに際して
は、小規模LNG地下タンク1に貯蔵しているLNGを
不燃性の例えば液化窒素ガス(−192°C)の貯蔵に
切り替えるのが好ましい。第二段階施工の安全性を確保
するためである。また、大規模LNG地下タンク2の建
設を完成し、それがLNGの地下貯蔵に供用される段階
からは、前記小規模LNG地下タンク1は、LNGの貯
蔵に使用することも勿論可能であるが、保冷が必要な種
々な液体又はガスの地下貯蔵に利用することも有効的で
ある。とりわけ、冷熱媒体として有用な液体又はガスを
小規模LNG地下タンク1に循環させることにより、大
規模LNG地下タンク2に貯蔵されたLNGが放つ冷熱
を効率良く吸収させ、地上の広域冷房等に利用すると、
同時に周辺地盤のむやみな凍結の防止にも効果的であ
る。つまり、小規模LNG地下タンク1を周辺地盤の凍
結防止システムとして活用し、同時に大規模LNG地下
タンク2に貯蔵されたLNGの冷熱を有効活用できる訳
である。
【0017】
【本発明が奏する効果】本発明に係る大規模LNG地下
タンクの2段階構築方法によれば、第一段階施工により
建設した小規模LNG地下タンク1に貯蔵されたLNG
の冷熱による地盤の凍結を利用して、格別な地盤凍結費
用及び手間をかけることなく、現状では地盤補強、止水
性能の面で最も信頼性が高い凍結工法と同様な内容で、
大規模LNG地下タンク2を安全にローコストに建設す
ることができ、近年のLNGの積極的利用の気運に寄与
することができる。しかも、外周に位置する小規模LN
G地下タンク1の利用方法の如何によって、外周地盤の
むやみな凍結の防止も行なえる。
【0018】そして、前記大規模LNG地下タンク2と
小規模LNG地下タンク1との組合せより成る複合地下
タンク構造物によれば、特に小規模LNG地下タンク1
の用途は多様であり、例えば要保冷の液体やガスの地下
貯蔵、或いは地下に貯蔵されたLNGが放つ冷熱の有効
利用を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】A,Bは複合地下タンク構造物の構成を概念的
に示した垂直断面図と平面図である。
【図2】a〜dは小規模LNG地下タンクの種々なレイ
アウトを概念的に示した斜視図である。
【図3】地下トンネルのライニング構造を示した斜視図
である。
【図4】小規模LNG地下タンクに沿う地盤の凍結を概
念的に示した模式図である。
【図5】小規模LNG地下タンクに沿う地盤の凍結状況
を概念的に示した垂直断面図である。
【図6】A,Bは地盤の凍結領域を制御する断熱材の配
置を示した正面図とb−b線矢視断面図である。
【図7】A,Bは温度センサーの配置を示した立面図と
横断面図である。
【符号の説明】
2 大規模LNG地下タンク 5 セグメント(構造躯体) 6 断熱材 7 メンブレン 1 小規模LNG地下タンク 8 凍結領域 10 温度センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 貴夫 東京都江東区南砂二丁目5番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 岩本 宏 東京都江東区南砂二丁目5番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 甲村 雄一 東京都江東区南砂二丁目5番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 神崎 靖 東京都中央区銀座八丁目21番1号 株式会 社竹中土木内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】後で構築する大規模LNG地下タンクの建
    設位置の外周部分に、前記タンクの外径よりも少し大き
    いリング径で、且つ前記タンクの地下深さと同等又は少
    し深い部分まで後で発生する凍結領域の適正な形成に有
    効なピッチで水平方向にリング状をなす地下トンネルを
    複数リング掘削すると共に前記トンネルのライニングは
    構造躯体の内面に断熱材を配置し更にその内面にメンブ
    レンを配置し、前記メンブレンは溶接又は接着型の貼り
    合わせによって気密性を確保して第一段階の小規模LN
    G地下タンクを構築すること、 前記の小規模LNG地下タンクにLNGを貯蔵し供用す
    ること、 前記小規模LNG地下タンクの供用により発生する地盤
    の凍結領域が第二段階施工に問題がない程度にまで進展
    したことを確認した後、前記小規模LNGタンクである
    リングの内側地盤を掘削して非凍結型の大規模LNG地
    下タンクを構築すること、をそれぞれ特徴とする、大規
    模LNG地下タンクの2段階構築方法。
  2. 【請求項2】第一段階の小規模LNG地下タンクの建設
    時に、トンネルの外方へ放射状の配置で温度センサーを
    設置しておき、同小規模LNG地下タンクの供用期間中
    は前記温度センサーを通じて地盤の凍結領域の進展状況
    をモニタリングして第二段階施工に問題がないか否かを
    確認することを特徴とする、請求項1に記載した大規模
    LNG地下タンクの2段階構築方法。
  3. 【請求項3】外周部分に円形多重リング構造の小規模地
    下タンクが建設されており、その内側に独立して大規模
    地下タンクが建設されていることを特徴とする複合地下
    タンク構造物。
JP5109339A 1993-05-11 1993-05-11 大規模lng地下タンクの2段階構築方法及び複合地下タンク構造物 Pending JPH06322781A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007120064A (ja) * 2005-10-26 2007-05-17 Shimizu Corp 低温地下タンク施設の施工方法
JP2017089267A (ja) * 2015-11-11 2017-05-25 鹿島建設株式会社 プレキャスト構造体、地下構造物、洋上浮体構造物およびセグメント
CN115539816A (zh) * 2022-12-02 2022-12-30 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 可独立运行的无岔口式压气储能地下高压储气系统及方法
US11884359B2 (en) 2022-02-25 2024-01-30 Sram, Llc Bicycle suspension components

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