JPS60500219A - 岩石中に地下洞「くつ」を掘削する方法 - Google Patents

岩石中に地下洞「くつ」を掘削する方法

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JPS60500219A
JPS60500219A JP59500589A JP50058984A JPS60500219A JP S60500219 A JPS60500219 A JP S60500219A JP 59500589 A JP59500589 A JP 59500589A JP 50058984 A JP50058984 A JP 50058984A JP S60500219 A JPS60500219 A JP S60500219A
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サーゲフオルス カルル イヴアール
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ボリデン アクテイエボラ−グ
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 岩石中に地下洞窟を掘削する方法 技術分野 本発明は岩石中に洞窟を掘削する方法に関し、特に石油製品などの流体類、乾物 製品、各種製品装置などを適当に貯蔵可能な、実質的に垂直な円筒形洞窟の掘削 方法例関する。
本発明の目的は、岩石洞窟に隣接した区域からの排水が簡単、かつ合理的な方法 で可能であり、それによって該洞窟中への漏水の恐れを最少にする掘削方法を提 供することにある。
本発明のその上の目的は、前記岩石洞窟中に円錐屋根形空所を簡単、かつ合理的 な、方法で発破により形成することが可能であり、その後かかる洞窟を防水被覆 で覆工可能とするような方法を提供することにある。
従来技術 石油製品の貯蔵を目的として現今使用されている岩石洞窟は、横長で水平な半球 形空洞の形をしていて、この空洞は底が少なくとも300mX、23mの広さで 、高さが、30mのものである。かかる洞窟に貯蔵されている石油は、当然水の ベッドによって支えられることになるので、水と油との境界面において微生物が 増殖し、石油乃至石油製品を完全に使用不能な状態にしてし甘う程に破壊すると いうことが知られている。このよう々方法で精製石油製品を貯蔵しようとする場 合、かかる製品の有効性を保証するため該製品の再精製が必要になることも知ら れている。
この問題の解決法として実質的に円筒形の、垂直な岩石洞窟を掘削することが提 案されている。この提案に関する記述としては、就中、スエーデン国特許第5E −B−79θ/2’1g−7号公報と1.その後になって、スエーデンのストッ クホルムで刊行されたに、1. Sagefors及び他の論文[w −p S ystemJが公知である。上述の提案によれば、岩石洞窟の掘削は次のように して行なわれる。
先ず、洞窟の頂設導孔から円錐屋根形ドームを形成するが、それは形成しようと するドームの円筒表面にそって外側に掘削穴を下向きに穿′ち、発破用装薬を各 掘削穴に@填し、装薬を発破させることによって行なう。次に、最終的に得られ る円筒形洞窟の内壁に通じる7個以上の輸送用トンネルを切抜く。最後に、該輸 送用トンネルから岩石を掘削するが、それは垂直な発破用穴を芽って周りの岩石 を発破させることによって行なう。なお、発破による岩石砕片はr’AMの底面 に落下し、そこから排出される。洞窟の底面は下向きに傾斜した円錐形をしてい て、排出トンネルに通じる。この排出トンネルには・やイブが通っていて、貯蔵 製品が排出される。
第5E−s−790/、;t’7g−’7号公報には、一連の穴を貯蔵プラント の全域、又はその選択区域にカーテン状様式で周設することと、地下水位の低下 を阻止するため、及び貯蔵製品が割れ目や裂は目などを通じて周囲に拡がること を阻止するために、前記穴を水で満たすことが情案されている。換言すれば、貯 蔵70ラントは水圧によって確実に遮蔽されるのである。
前述のように、実質的に円筒形の岩石洞窟を掘削する従来の方法は、次の掘削を 行なうための頂設導抗をあちこちと動かすことを必要とする。これらの方法は発 破用穴を多数掘削することを必要とし、その結果重い発破用製薬を過度に装填す ることになり、それによって洞窟の屋根構造部分に不必要に高い歪の作用が及ぼ される。又、頂設導抗をあちこちと動かすことによって洞窟の上方に位置する岩 石は撹乱されて動揺し、その結果がかる岩石の上に位置する岩屑の安定性と残層 が接なわれるという恐れを生じる。
微生物が洞窟に貯蔵の製品と共存する水との墳界聞で増殖するという発見の結果 、該洞窟中には最少限の水しか存在しないようにすべしとの要求が提唱されるに 到った。この要求に応えて、岩石側屈の内壁をブナイト又はブナイト混合物の層 、強化材で補強されたブナイト又はブナイト混合物の層、エポキシ樹脂層、ガラ ス繊維域物層、及びエポキシ樹脂のもう7つの層の各層から成る多層被膜の防水 材料で被覆するという提案がなされた。かかる壁用被覆の応用については、Be ckersとS i gmaの共著、”different C0LTLIRI E Products (各種COL TURI E製品)″に記賊されている 。
しかしながら、上=a被被覆岩石に接する方の側で絶えず水圧を受けているもの とすれば、かかる被覆は耐久力のある防水保護を行々うことが不可能である。そ の結果、防水被覆の抵抗性と耐久性とを保証するために、洞窟の岩壁に接する水 の存在を無くする方向でその一トの対策を3青ずべしとの要求が種々4f% ’ fAさねている。
本発明の開示 上〕ホの諸問題が不発明によって解決されるということが、驚くべきことに、明 らかになった。本発明の特償とするところは、7つの輸送用トンネルから、掘削 しようとしている岩石洞窟の実暫的に円筒形の部分の直径よりも大きな最大直径 を有する円周室を、掘削しようとしている円錐形屋根構造部分に近接して横たわ るレベルに形成すること、該屋根構造部分を発破によって掘削するだめ前記円周 室から発破用穴を穿つこと、掘削しようとしている岩石+I’l Mの実質的に 円筒形の部分の直径よりも大きな最大直径を有する下部円周室を形成すること、 掘削しようとしている、実質的に円筒形の岩石洞窟の直ぐ外側に位置する領域に おいてこの領域から排水する目的で、前記室間を連結する実質的に垂直な掘削穴 を穿設すること、及び前記上部室と前記下部室とを連結する実質的に円筒形の岩 石洞窟をそれ自体周知の方法で形成することにある。
本発明のその上の、間有な諸特帯は後述の請求の師団に記敞しである。
つきに、添付図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。添付図面において 、第1図は岩石洞窟の垂直断面図、第2図は水平断面図、第3図は複数個の岩石 洞窟から成る貯蔵制窟複合体を示す。
第1図において、符号]はT質的に円筒形の、垂直な岩石洞窟の円筒表面を示す 。水平断面で見て、岩石洞秘超、円形又は卵形の配船、好ましくは円形の配倣を ■する。
岩石洞窟の最終的に得られる外形は太い実線で示されているのに対して、細い英 枳と破線は構築中の側屈の形状を示す。輸送用トンネルすなわちドリフト2が最 終的に得らJする屋根状構造部分3の基底部に進入しているが、該トンネルはそ の一部が岩石洞窟の円筒形外表面と連通すると共にその更に先の部分が屋根構造 部分の表面と連理するように適当な位置に配設されている。岐送用トンイ・ル2 の所から、最終的に得られる岩石刺穿の外径(30m乃至90m)よりも大きな 直径を有する拶払トンイ・ル4が形成される。環状トンネル4の内側で半径方向 に拡がった位置を占める残存芯部5の中には、延びて垂直竪抗7に達するトンネ ル6が形成される。との竪抗7は前述の岩石洞窟を発破により掘削するとき主空 洞として使用する(はずのものであり、この岩石側屈の掘削は一体岩翔、+8中 に取残された1つ以上の中実段丘を発破によって吹飛ばして行なわれる。発破用 穴9は環状トンネル4から、最終的に得られる屋根構造部分3の、形成しようと している表面に沿い」二に向かって穿たれる。この屋根構造部分は成句が4’5 0乃至乙θ°、従って頂角が乙θ。
乃至90°の円錐体の形をしている。洞膵の屋根を発破により掘削するだめの穴 9を設けるに当っては、かがる穴を全部が屋根の頂に丑で延びるように穿つ必要 はなくて、該屋根構造部分が所望の形状を取るように゛するに光分な数だけの穴 を頂捷で延ばして穿てばよい。残りの穴は頂に到達する前に掘削を終結させる。
こうすることによって、発破用装薬を過度に装填する可能性がなくなる。
屋根形成用発破穴、例えば9A、9B、9Cなどを穿つのと同時に、岩石層から 掘削されるはずの岩石の中に円形配列に掘削穴を垂直下方に穿つ。これらの垂直 な掘削穴はり0m乃至40mの深さを有しているが、その深さは岩石洞芽か必要 とする容積によって変化する。
輸送用トンネル2は第3図に図示するような輸送用I・ンネル連絡網の部分であ って、この連絡網の該部分は最終的に掘削される岩石刺穿にその底面のレベルで 通じる。
本実施例においては、出入トンネル1oが延ひて岩石洞窟にその底面のレベルで 通じているが、そこに岩石洞窟の直径よりも大きな直径、適切には上部環状トン ネル4の直径と同じ直径を勺゛する円)多、っ捷り咳の形状の円周幸11が発破 によって形成される。一連の掘削穴】2が上部環状トンイ・ル4から下部室11 に通じるように穿たれるが、これらの掘削穴12は7m乃至:1.3 mの距離 を相互に隔てると共に最終的に形成される岩石洞窟の壁面]からもこの距離を曜 てられている。又、これらの掘削穴】2は導管、即ちダクト16を介して前記洞 窟の底面14の下のレベルに配設された排水溝中に収納されている排水パイプ] 3と連結されるか1、この排水・母イブ13d:岩石洞窟の全体を取囲んで延び ている。岩石洞窟の底面の下のレベルに配設された前記排水システム(は下降し て、多数の相互連結岩石洞窟から成る貯枦洞窟抄合体として何1く主集水ステー /ヨ/を選択自任に経由して、水を、+?ンノて汲トげる別のステーションに到 達する。前記穴12を設けた目的は岩石洞窟に侵入している水を運ひ去ることに ある。屋根構造部分3の上方には紐状掘削穴15か配投さflているが、これら の掘削穴15はコンク、リート中に打込1れた導管、即ちダクト17を介して垂 直な掘削穴12と連結される。前記ダクト、)5ijち4猟・】6と前6己排水 バイブ13も又コンクリート甲に打込lれている。効果的排水を保証するため、 排水バイア°(図示せず)を岩石id+ wの辰に埋tzすることも可能である 。
こうすれば、周設・ぞイブ13のどこかの部分が閉塞したとしても、任怠所望の 方法で水を排出することが可能である。岩石側屈の底部は適当に下降して1つの ステーションに到達し、このステーションにおいて水、スラツジ及び、/′又は 貯蔵水がポンプによって直ちに汲出される。
岩石測圧の屋根構造部分を掘出すに肖っては、環状トンネル4の内側で半径方向 に延びて砿がる下部5を発破によって除去し2、然る後に屋根構造部分を段階的 に掘下げて行く。屋根構造部分を形成し終えたら、部送トンネル2を介して岩石 砕片を排除し、つぎに子実の一体岩が・8を発破で吹飛ばし、下部輸送トンネル ]Oを介して岩石砕片を排除する。
こうして構算された屋根状構造部分にdl、前述の方法に従って、防水被覆のラ イニングを適当にM口す。、このライニング施工は洞窟の主部を掘削するに先立 ち適当に天於されるが、それは掘削に必要な作業装妬′を一体々”;塊8の上表 面に瞳いて組立てることができるからである。岩石洞窟の主要部分、即ち該徊在 の円節部分は中実族碑8の破砕後にライニングを施工される。
図示の実施例において、岩石(同窟の底部は張出壁を有する。理解てきるように 、コンクリート壁を岩石洞窟の主壁の直下に設けることが可能であり、それによ って該主壁の下に真直円筒形空所が形成される。このようにして、検査用及び排 水/ステムの下部への出入用の後部開口が設けられることになる。
第Ω図は環状トンイ・ル4中に残され/ζ芯部5と、岩石の中実岩功8を掘削す るために配列された多数の発破用穴と、さらに排水用の掘削穴12とを図示する 。
第3図は出入トンネル2と10とによって連結されたり個の岩石洞窟から成る貯 蔵洞窟複合体を図示する。
本発明によれは、水が貯蔵側屈に侵入するのを阻止する看守用排水/ステムが提 供される。
直径//開の細長い棒状装薬をこの直径よりも大きな、’73 mtn乃至70 0mmの直径を有する掘削孔12の中で燗。
発させ、それによって微細な亀裂を掘削穴12と掘削穴]2との間に形成させる ことにより、掘削穴12と掘削穴]2との間の区域において排水容it増してや ることも可能である。
前に述べたように、第3図に示す貯蔵洞窟複合体は複数個の連結された岩石洞窟 から構成され、各洞窟は実質的に円筒形をしていて、円形又は卵形の断面を有す る。
各洞窟は貯蔵用空所を形成し、洞窟に貯蔵されている流体の圧力は該(1δ1窟 の壁によって面接に吸収される。前述のように、各洞窟の幾何学的中心軸は皆垂 直に延びている。その結呆、各洞窟の乗置方向の長さは洞窟の水平断面の幾何学 的寸法より大きく相隣接する洞窟間の距離、すなわち各側W、の断面形の中心点 間距離は各洞窟の幾何学的断面寸法の高々λ倍に等しく、各洞窟の断面の中心点 は、全洞窟複合体を水平面で切断して見たとき1.2次元がターン内:て存在す る。
洞窟複合体の各洞窟は以下に運べるように配列するものとする。すなわち、全洞 窟を相隣接する3個の洞窟から成るグループに分け、実質的に全ての各グループ 0について、水平横断平面で切断して見た時、該洞窟の垂直中心軸を結ぶ線分が 前記水平横町平面内で7つの三角形を形成し、この三角形の頂角が皆30°乃至 /、20°となるような位置を前記洞窟の各垂直軸が占めるような配列である。
貯蔵洞窟複合体はコン・やクトであり、最小限の設置面積を必要とするに過ぎな い。よって、限られた区域内に非常に大きな貯蔵ステーションを構築することが 可能である。貯蔵区域の大きさは最小限で済む。従って、周囲の地下水位の低下 を回避するために8者な装置類をいっそう容易に抱翠することが可能である。水 力、−テン会−いっそう容易に配設できるような幾何学的設計を貯蔵洞窟複合体 に行なうことも可能である。この水カーテンは水を/ii!!iだした垂直掘削 穴の列から構成される。かかる水カーテンを利用すれば、貯蔵洞窟複合体の内と 外とで地下水位を一定にすることが、髄−に簡卯な方法で実現可能である。貯蔵 洞窟複合体の設置に8波な面積が比較的小さくてすむことから、洞窟を形成しよ うとする、岩屑の均質部分内に該複合体をいっそう容易に設i??するととが可 能であり、それによって撹乱が洞窟を取囲んでいる岩屑中に発生するのをいっそ う容易に回避するととも可能である。
)向念は皆その直径よりも大きな高さを泪゛シていることから、貯蔵徊棺を中に 形成しようとする岩床は深さを有効に活用することかでき、そのためよりコン・ マクトな洞窟複合体の@築が可nヒになると共に、岩石の使用床面積に関する経 済性も改善される。加えて、製品を加熱してノ′ 貯蔵しようとする場合に、熱経済江も改善される。
各洞窟はその貯′M製品が該M窟からその下に配役されたポノフ0によって容易 に空にされるのに充分な静水頭を得ることのできるような高さを有するものとす る。・やイフ0なとを設置すべき規模(d貯蔵洞窟複合体のコン・Qりl・な設 計に因りはるかに小さくて済む。
貯藍製品が加執を必要とする場合、軌jd各側σの選択された部分に対し、しか も該部分中に選択されたレベルで供給可能である。
スラツジが貯蔵製品から沈漬したとしても、かかるスラッジを貯蔵洞窟複合体か ら容易に拮興し汲出すことができるので、F蔵洞窟複合体の底面にスラツジを滞 積しで置くための大きなスーξ−スを用意する必要がなくなる。
才だ、洞窟は、湿度計やレベル検出器のような変換器や制御機器の配萌をいっそ う容易にする役割が可能であるO 第3図に図示の貯蔵洞窟複合体は21乃至24の符号を(=1された9個の洞窟 を包含する。各洞窟は実質的に円筒形をしている。個屈は皆地表下の所πの深さ にある基礎岩盤の中に構築される。
l洞窟は、その上部と下部との両方で、共に並べられる。
各洞窟の上部を連結するトンネルには符号2を、又該洞窟の下部を連結するトン ネルには符号+o&(tしてある。
洞窟の整列状態の点検を四N2にする天井クレーン(図示せず)は、トンネル4 によって形成された棚であって、前記洞窟の円筒部分中で最上位の位置を占める 押の上に配備可能である。
洞窟を機械収納庫として使用するとき、機器の運搬は天井クレーンによって行な うことが可能である。
岩石洞窟の封止は適当な封止材料を掘削穴から注入すること(lζよって実が6 可能である。従って、図示の実施例の場合、列設穴を前記ぞ石洞窟の壁面と排水 用掘削穴12との間に掘削し、該穴の中に封止利料を注入可能である。該封止材 料は岩石中に存在し7ている微lド亀裂中に侵入する。適当な封止イ:A利はシ リ:1−ンエシストマ−な5どを包含する。
II′;縫刺Wは軟硬しているから 、f)7.述のような各種製品の貯蔵に加 えて、原子力発電所や原子カ研究所から得られた、低強度及び平均強度の放射能 を有する核燃料会棄物の有効貯蔵にも使用可能である。
FIG 2 0G3 国際調査報告 98 we

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 / 岩石中に洞窟を掘削する方法、特に石油製品などの流体か、乾物製品及び加 工装置を貯蔵可能な、実質的に垂直な可使形洞窟を掘削する方法であって、輛送 トンネル2から、佑終的に形成される岩石洞窟1の実質的に円筒形の部分の直径 」:りも大きな外径を有する、円周方向に延びる上部室4を、前記最終的に形成 される岩石側M(の屋根構造部分の底面に近接した位置を占めるレベルに形成す る段階と、前記最終的に形成される岩石洞窟1の実質的に円筒形の部分の直径よ りも大きな外径を有する、円周方向に延びる下部室を11Jし成する段階と、最 終的に形成される、実質的に円筒形の岩石洞窟1の直ぐ外側の領域においてこの 領域から水を排出するため前=a室間を連結する垂直な掘削穴12を穿設する段 階と、前記上部室4と前記下部室11とを連結する実質的に円筒形の岩石洞窟を それ自体周知の方法で形成する段階とから成ることを特徴とする方法。 コ 円錐形屋根構造部分3を流削する目的で、前記上部室4から外に向かって穴 を穿つ請求の範囲第1項に言1載の方法。 3 第スの摂削穴15を円錐形屋根構造部分3の上方に穿設し、該第スの掘削穴 15が前記垂直な掘削穴12と連結するようにする請求の範囲第1項に記載の方 法。 ダ 前記垂直な掘削穴12が岩石洞窟1の底面14を取囲んで延びる排水手段1 3と連結されるd青水の範囲第1項に記載の方法。 5 細長い棒状装薬を爆発さぜることによって微小亀裂を前記掘−II穴12と 前記掘削穴15との間に形成する請不の範囲第1項、第3項、及び第7項に記載 の方法。
JP59500589A 1983-01-14 1984-01-09 岩石中に地下洞「くつ」を掘削する方法 Pending JPS60500219A (ja)

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