説明

地下タンクの施工方法

【課題】盛土用の残土を保管するための用地を不要とすることができ、工期を短縮する。
【解決手段】地盤G中に円筒状の地中連続壁5を構築する地中連続壁構築工程と、地中連続壁5の内側で上方に突出する形態に側壁上部31を構築する側壁上部構築工程と、側壁上部構築工程の後に地中連続壁5の内部を掘削するとともに掘削で生じた残土を側壁上部31の周囲に盛土する内部掘削工程と、底版2を構築する底版構築工程と、側壁下部32を構築し側壁下部32を側壁上部31と一体化させる側壁下部構築工程と、側壁3の上端部3aに屋根4を設置する屋根設置工程と、を備える

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、液化天然ガス等の低温液体の貯蔵に用いられる地下タンクの施工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、液化天然ガス(LNG)等の低温液体の貯蔵タンクとして、底版と、底版の周囲に沿って構築された側壁と、側壁の上部を覆う屋根を備える地下タンクが使用されている。このような地下タンクは、掘削された地盤に建設されるため、その建設により地下タンクの容量と同程度の残土が生じている。
【0003】
近年では、側壁上部が、地下タンクが構築される前の地盤面よりも上方に位置し、この側壁上部の外周に盛土を行うことで、地中に埋設された形態とした地下タンクが提案され、建設されている(例えば、特許文献1および2参照)。このような地下タンクを建設する際に、側壁上部の外周の盛土に、掘削で生じた残土の一部を使用することで、残土の処分量を減らすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010−53891号公報
【特許文献2】特開2009−127263号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
このような掘削で生じた残土を側壁上部の外周に盛土する地下タンクの施工方法では、側壁の上部を構築した後に盛土を行っている。つまり、一般的には、盛土は地下タンク本体が完成した後に行われている。
このため、地盤が掘削されてから地下タンク本体が完成するまでの期間中(概ね1年〜1年半)、盛土に使用する残土を保管する必要があり、残土を保管するための用地の確保や、残土の管理に労力がかかっている。
特に、建設地が狭隘な場合には、建設地外に残土を仮置きする用地が必要となるため、この用地の確保にコストがかかるとともに、その手続も必要となり手間がかかる。さらに、残土を仮置きする用地と地下タンク建設地との間の残土の運搬に時間(工期)や費用がかかるという問題もある。
【0006】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、盛土用の残土を保管するための用地を不要とすることができ、工期を短縮することができる地下タンクの施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本発明に係る地下タンクの施工方法は、底版と、該底版の周囲に沿って構築された円筒状の側壁と、該側壁の上部を覆う屋根と、を備え、前記底版と前記側壁の下部が地中に埋設されて、前記側壁の上部の周囲が盛土された地下タンクの施工方法であって、地盤中に円筒状の地中連続壁を構築する地中連続壁構築工程と、前記地中連続壁の内側で上方へ突出する形態に前記側壁の上部を構築する側壁上部構築工程と、該側壁上部構築工程の後に前記地中連続壁の内部を掘削するとともに掘削で生じた残土の一部を前記側壁の上部の周囲に盛土する内部掘削工程と、前記底版を構築する底版構築工程と、前記側壁の下部を構築し該側壁の下部を前記側壁の上部と一体化させる側壁下部構築工程と、前記側壁の上端部に屋根を設置する屋根設置工程と、を備えることを特徴とする。
【0008】
本発明では、側壁上部構築工程の後に内部掘削工程を行うため、地中連続壁の内部を掘削して生じた残土の一部をそのまま側壁の上部の外周に盛土することができる。これにより、盛土に使用する残土を保管する必要がなく、残土を保管する用地の確保や残土の管理などの必要がないため、残土の保管にかかるコストや労力を削減することができる。
また、内部掘削と共にその残土をそのまま盛土することができるため、地下タンクが構築された後に盛土を行う従来の地下タンクの施工方法と比べて、工期を短縮することができる。
【0009】
また、本発明に係る地下タンクの施工方法では、前記内部掘削工程の後に前記底版構築工程を行い該底版構築工程の後に前記側壁下部構築工程を行い、該側壁下部構築工程では、前記側壁の下部を下方から上方に向って段階的に構築し、前記屋根設置工程では、前記側壁下部構築工程と並行して前記底版上で前記屋根を形成し、前記側壁下部構築工程の後に、前記屋根を上昇させて前記側壁の上端部に設置してもよい。
このように、屋根設置工程では、側壁下部構築工程と並行して底版上で屋根を形成し、側壁下部構築工程の後に、屋根を上昇させて側壁の上端部に設置することにより、側壁下部の構築と屋根の形成を同時に行うことができるため、工期を短縮することができる。
【0010】
また、本発明に係る地下タンクの施工方法では、前記側壁下部構築工程では、前記内部掘削工程と並行して前記側壁の下部を上方から下方に向って段階的に構築し、前記側壁下部構築工程の後に前記底版構築工程を行ってもよい。
このように、側壁下部構築工程では、内部掘削工程と並行して側壁の下部を上方から下方に向って段階的に構築することにより、内部掘削工程と同時に側壁の下部を構築することができるため、工期を短縮することができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、地中連続壁の内部を掘削して生じた残土の一部をそのまま側壁上部の外周に盛土することができることにより、盛土に使用する残土を保管する必要がなく、残土を保管する用地の確保や残土の管理などの必要がないため、残土の保管にかかるコストや労力を削減することができる。
また、内部掘削と共にその残土を盛土することができるため、地下タンクが構築された後に盛土を行う従来の地下タンクの施工方法と比べて、工期を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施形態による地下タンクの一例を示す図である。
【図2】地盤改良工程を説明する図である。
【図3】地中連続壁構築工程を説明する図である。
【図4】側壁上部構築工程を説明する図である。
【図5】内部掘削工程を説明する図である。
【図6】底版構築工程を説明する図である。
【図7】側壁下部構築工程を説明する図である。
【図8】屋根設置工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態による地下タンクの施工方法について、図1乃至図8に基づいて説明する。
(地下タンク)
図1に示すように、本実施形態による地下タンク1は、例えば、LNG貯蔵タンクとして使用されるものであり、地盤G面より下方に配された平面視略円形状の底版2と、略円筒状の側壁3と、側壁3の上端部3aに支持されたドーム状の屋根4と、を備えている。
【0014】
また、側壁3の下端部3b側の外周の地盤Gには、側壁3の外周面に沿った形状で平面視円環状の地中連続壁5が設けられていて、地中連続壁5の外周の地盤Gには、地盤改良体6が施工されている。また、地中連続壁5と地盤改良体6との間には、LNGの冷熱が底版2を通して地盤Gに伝わることで地盤Gが凍結することを防止する底部ヒーター12が設置されている。
【0015】
底版2は、鉄筋コンクリート造で、掘削された地盤G上に設けられた砕石層11の上部に構築されている。底版2の内部には、地下タンク1内の温度調整を行う底部ヒーター12が設置されている。
【0016】
側壁3は、鉄筋コンクリート造で、下端部3bが底版2の外縁部2aに剛に接合されている。つまり、底版2および側壁3は有底円筒状に構成されている。
この地下タンク1が施工される前の地盤面を施工前地盤面Gaとすると、側壁3は上部31が施工前地盤面Gaの上方に位置し、下部32が施工前地盤面Gaの下方に位置している。側壁3の上部31の外周は、施工前地盤面Gaより上側に盛土Gcが施されている。このため、地下タンク1は地下に配された構成となっている。
ここで、側壁3の上部31を側壁上部31とし、側壁3の下部32を側壁下部32として以下説明する。
【0017】
地中連続壁5は、土留めとして地盤Gの崩落を防ぐ機能や止水機能を備えている。地中連続壁5は、地下タンク1の底版2よりもさらに深く構築されており、下端部5bは難透水層(洪積粘性土層)13まで達している。
地中連続壁5は、例えば、コンクリートなどで構築されている。
地盤改良体6は、例えば、サンドコンパクションパイル工法などにより形成されていて、地下タンク1の周辺の地盤Gの液状化対策として設けられている。
【0018】
屋根4は、平面視において円形状に形成され、側壁3の上端部3aに架設される複数の骨組材15と、骨組材15の下側に配される保冷材16と、骨組材15の上側に配される屋根材17と、を備えている。
側壁3の上端部3aには、側壁3に骨組材15を固定するためのリングプレート19が設置されている。リングプレート19は、側壁3の上端部3aに沿った平面視円環状の円錐台状に鋼板で形成されている。
なお、屋根4の構造は、上記以外の構造であってもよい。
底版2と側壁3との内面には、図示しない保冷材と、この保冷材の内側に取り付けられた例えば、ステンレス薄鋼板製のメンブレン材と、を備える保冷層(内槽)18が形成されている。
【0019】
(地下タンクの施工方法)
次に、上述した地下タンク1の施工方法について図面を用いて説明する。
本実施形態による地下タンクの施工方法は、図1に示す地下タンク1が構築される地中連続壁5の内側の地盤Gの掘削に先行して、側壁上部31を構築するものである。
(地盤改良工程)
まず、図2に示すように、地下タンク1外周側の地盤Gの地盤改良を行う。
この地盤改良は、例えば、サンドコンパクションパイル工法などにより行う。地盤改良体6の形状や大きさは、地下タンク1の形状や地盤Gの強度を考慮して決定する。
【0020】
(地中連続壁設置工程)
続いて、地盤改良体6の内側に、平面視円環状の地中連続壁5を構築する。
図3に示すように、地中連続壁5の構築は、地下タンク1の設置予定箇所の周囲に沿って地中連続壁掘削機で掘削溝を設け、その溝内に鉄筋を配してコンクリートを打設する周知技術により構築する。このとき、下端部5bが難透水層13に達するように地中連続壁5を構築する。
【0021】
(側壁上部構築工程)
続いて、図4に示すように、地中連続壁5の内周側に地中連続壁5より上方へ突出する形態に側壁上部31を構築する。
側壁上部31は、その形状に沿って鉄筋を配し、コンクリートを打設して構築する。このように構築された側壁上部31は、円筒状に形成され、地中連続壁5に支持されている。
側壁上部31を地中連続壁5に支持させるには、例えば、側壁上部31の外周に側壁3に固定された張り出し部(不図示)を設け、この張り出し部を地中連続壁5の上端部に引っ掛けてもよく、鉄筋(不図示)で側壁上部31と地中連続壁5とを固定してもよい。
【0022】
(内部掘削工程)
続いて、図5に示すように、地下タンク1の内部の地盤Gの掘削を行う。
この工程では、地中連続壁5の内側を、砕石層11(図1参照)を設置可能な深さまで掘削する。そして、掘削によって発生した残土の一部を直接側壁上部31の外周に運搬し、側壁上部31の外方に盛土Gcを行う。なお、盛土量を超える分の残土については、建設地の他の場所で使用したり、外部へ搬出して処分したりする。
このとき、側壁上部31は、盛土Gcによって外方から土圧を受けるが、平面視リング状に形成されていることにより、土圧のような外方からの荷重に対して強固な構造となるため、安定した状態に保たれている。
なお、盛土を行う時期は、内部掘削工程の中で適宜選択される。一般的には、内部掘削工程の初期に行われるが、残土が盛土に適さない土質の場合は内部掘削工程の中期や後期で行われることもある。
【0023】
(底版構築工程)
続いて、図6に示すように、内部掘削工程で掘削された地盤G上に底版2を構築する。 底版2の構築は、地盤G上に砕石層11を配し、その上部に鉄筋を配してコンクリートを打設することで底版2を構築する。このとき、底版2に底部ヒーター12を設置する。
【0024】
(側壁下部構築工程)
続いて、図7に示すように、側壁下部32を構築する。
側壁下部32は、底版2と一体化させ、下方から上方に向って、所定高さ毎に鉄筋を配してコンクリートを順次打ち継いで打設することで構築する。
本実施形態では、側壁下部32は、底版2の上部に構築されるハンチ部32aと、ハンチ部32aの上部に構築される第1側壁下部32bと、第1側壁下部32bの上部に構築されるとともに側壁上部31と連結される第2側壁下部32cと、から構成されている。
このため、ハンチ部32a、第1側壁下部32b、第2側壁下部32cの順に構築し、第2側壁下部32cを側壁上部31と連結させて一体化させる。この第2側壁下部32cと側壁上部31とを一体化させる具体的な方法としては、例えば、第2側壁下部32cのコンクリート打設に際して、そのコンクリート天端を側壁上部31の下端より若干下げて打設し、第2側壁下部32cと側壁上部31との間に形成された若干の隙間に、無収縮コンクリートを充填する方法があり、この方法により第2側壁下部32cと側壁上部31との一体化を図ることができる。
これにより、側壁下部32が完成するとともに側壁3が完成する。
【0025】
また、この側壁下部構築工程と前後または並行して、側壁3の上端部3aに、リングプレート19(図1参照)を取り付ける。リングプレート19を取り付ける際に、側壁3の上端部3aにコンクリートで形成された側壁頂部材(不図示)を側壁3の上端部3aと一体化するように設置し、この側壁頂部材にリングプレート19を支持させてもよい。
【0026】
(屋根設置工程)
続いて、屋根4を設置する。
まず、図8に示すように、底版2上で屋根4を組み立てる。屋根4の組み立ては、骨組材15を組み立てた後に、この骨組材15に保冷材16および屋根材17を取り付ける。この屋根組立工程は、側壁下部構築工程と並行して行ってもよいし、側壁下部構築工程が完了してから行ってもよい。
次に、屋根4を、例えば、エアリフトやジャッキアップ、クレーン等による吊り上げなどの上昇手段(不図示)を使用して上昇させ、骨組材15をリングプレート19に固定する。これにより、図1に示すように、屋根4が側壁3の上端部3aに設置される。
【0027】
そして、この屋根設置工程の後に、側壁3の内周側に保冷材およびメンブレンを設置する内槽工事を行う。また、側部ヒーター8の設置を行うとともに、盛土Gcの表面を平坦に整える。なお、盛土Gcの表面を平坦に整える際に、盛土されている地盤の表面に更に盛土Gcを行ってもよい。
このようにして地下タンク1が完成する。
【0028】
本実施形態による地下タンク1の施工方法によれば、側壁上部構築工程の後に内部掘削工程を行うため、地中連続壁5の内部を掘削して生じた残土をそのまま側壁上部31の外周に運搬し、側壁上部31の外周の盛土Gcに使用することができる。これにより、従来の地下タンクの施工方法のように、盛土Gcに使用する残土を地下タンク1の本体が構築される期間中に保管する必要がない。このため、残土を保管する用地の確保や残土の管理などの必要がなく、残土の保管にかかるコストや労力を削減することができる。
また、内部掘削を行うとともに、盛土を行うため、地下タンクが構築された後に盛土Gcを行う従来の地下タンクの施工方法と比べて、工期を短縮することができる。
【0029】
以上、本発明による地下タンクの施工方法の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施形態では、地中連続壁5の内部を掘削した後に底版2を構築し、この後に側壁下部32を下方から上方に向って構築する順巻工法を用いているが、順巻工法に代わって、地中連続壁5の内部掘削と並行して、その掘削深度に合わせて側壁下部32を上方から下方に向って構築し、側壁下部32が構築された後に底版2を構築して側壁下部32と底版2とを一体化させる逆巻工法を用いてもよい。
【0030】
また、上述した実施形態では、側壁下部32が、ハンチ部32a、第1側壁下部32b、第2側壁下部32cの3つから構成され、側壁下部32をハンチ部32a、第1側壁下部32b、第2側壁下部32cの3段階で構築しているが、側壁下部32全体を一度に構築してもよいし、側壁下部32を2段階や4以上の段階で構築してもよい。また、底版2とハンチ部32aとを同時に構築してもよい。
また、上述した実施形態では、側壁3の上端部3aにリングプレート19取り付けて、このリングプレート19に屋根4の骨組材15を固定しているが、屋根4を側壁3の上端部3aへ固定する方法は、これ以外の方法でもよい。
【0031】
また、上述した実施形態では、屋根4を底版2上で形成し、エアリフト等で上昇させて側壁3の上端部3aに設置しているが、底版2以外の場所で屋根4を形成してもよい。また、上部側壁31が構築されたら、すぐに屋根4を上部側壁31に取り付けてもよい。このとき、屋根4の一部に開口部を設けて、この開口部から資機材の出し入れや残土の搬出などを行うようにすれば、全天候において内部掘削工程を行うことができる。
要するに、本発明は、側壁上部構築工程後に内部掘削工程を行うものであり、底版構築工程、側壁下部構築工程、屋根設置工程、の施工時期や順序は実現可能な限りにおいて限定するものではない。
【符号の説明】
【0032】
1 地下タンク
2 底版
3 側壁
3a 上端部
3b 下端部
4 屋根
5 地中連続壁
6 地盤改良体
31 側壁上部
32 側壁下部
G 地盤
Gc 盛土

【特許請求の範囲】
【請求項1】
底版と、
該底版の周囲に沿って構築された円筒状の側壁と、
該側壁の上部を覆う屋根と、を備え、前記底版と前記側壁の下部が地中に埋設されて、前記側壁の上部の周囲が盛土された地下タンクの施工方法であって、
地盤中に円筒状の地中連続壁を構築する地中連続壁構築工程と、
前記地中連続壁の内側で上方へ突出する形態に、前記側壁の上部を構築する側壁上部構築工程と、
該側壁上部構築工程の後に前記地中連続壁の内部を掘削するとともに掘削で生じた残土の一部を前記側壁の上部の周囲に盛土する内部掘削工程と、
前記底版を構築する底版構築工程と、
前記側壁の下部を構築し該側壁の下部を前記側壁の上部と一体化させる側壁下部構築工程と、
前記側壁の上端部に屋根を設置する屋根設置工程と、を備えることを特徴とする地下タンクの施工方法。
【請求項2】
前記内部掘削工程の後に前記底版構築工程を行い
該底版構築工程の後に前記側壁下部構築工程を行い、該側壁下部構築工程では、前記側壁の下部を下方から上方に向って段階的に構築し、
前記屋根設置工程では、前記側壁下部構築工程と並行して前記底版上で前記屋根を形成し、前記側壁下部構築工程の後に、前記屋根を上昇させて前記側壁の上端部に設置することを特徴とする請求項1に記載の地下タンクの施工方法。
【請求項3】
前記側壁下部構築工程では、前記内部掘削工程と並行して前記側壁の下部を上方から下方に向って段階的に構築し、
前記側壁下部構築工程の後に前記底版構築工程を行うことを特徴とする請求項1に記載の地下タンクの施工方法。



【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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【図8】
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【公開番号】特開2012−36661(P2012−36661A)
【公開日】平成24年2月23日(2012.2.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−178692(P2010−178692)
【出願日】平成22年8月9日(2010.8.9)
【特許番号】特許第4702674号(P4702674)
【特許公報発行日】平成23年6月15日(2011.6.15)
【出願人】(000002299)清水建設株式会社 (2,433)
【Fターム(参考)】