キーワード LPG 貯蔵，水理構造，水封機能評価
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波方ブタン/プロパン兼用貯槽水封機能評価
－作業トンネル充水における間隙水圧挙動－
㈱大林組 正会員 鈴木健一郎
㈱大林組 正会員 宮崎 裕光
㈱大林組 正会員 田中 達也
（独）石油天然ガス・金属資源開発機構 大久保秀一
１．はじめに
波方 LPG 貯槽の施工では，貯槽空洞周辺岩盤の飽和状態を維持して掘削するため人工水封を機能させて掘 削を行った．人工水封が機能し，貯槽への定常的な地下水の流れが存在していることは,貯槽周辺の間隙水圧 を監視することで評価できる．花崗岩および花崗斑岩を母岩とする亀裂性岩盤の間隙水圧は，掘削中のデータ を用いて次のように評価した．すなわち，周辺岩盤の水理特性を施工中の亀裂調査から亀裂分布の均質な領域 に分割し、各領域での先行ボーリング、プレ/ポストグラウトなどにおけるルジオン試験の異方性を亀裂の異 方性から推定し，領域内を等価異方透水テンソルを有する多孔質媒体，貯槽全体はそれらと大規模不連続面で 構成される不均質モデルとして近似することで行った
1）
．この報告では，貯槽掘削終了段階から作業トンネルを充水するという貯槽周辺の境界条件の変化に対して，
間隙水圧の挙動を掘削終了時に作成したモデルで検証し,気密・液密性を確保した結果を示す．
２．掘削終了時の間隙水圧分布からの追加計測
波方国家石油ガス備蓄基地を図―1 に鳥瞰する．図中，ピンク色が作業トンネル，緑色がブタン/プロパン 兼用貯槽である．長さ 430ｍの貯槽空洞周辺に設置した計 39 点の間隙水圧計設置位置を図-2 に水封ボーリン グの状況と代表断面とともに示す．3 次元異方媒体モデルによる掘削終了後の解析値は実測値を十分反映した
1）
ことから，分割された領域の間隙水圧は少なくとも領域内の平均的な透水性により再現されることが確認さ れた．このモデルに基づき，図-3 に貯槽周辺の動水勾配の分布を貯槽壁面の展開図として示した．気密試験 時の最大内圧 0.97MPa を負荷した状態で貯槽周辺の間隙水圧と貯槽内圧から動水勾配の分布状況を予測し，動 水勾配が小さい断面には，水封を強化するための追加水封ボーリングを設置し，また，青で示した追加計測断 面を設定し，気密試験での間隙水圧を管理することとした．
３．作業トンネル充水時の間隙 水圧挙動
貯槽を囲むように設置された 作業トンネルを充水すると，貯
ブタン/プロパン兼用貯槽 1-3（-135ｍ）
1-2（-150ｍ）
1-1（-180ｍ） 2-1（-180ｍ）
2-2（-150ｍ）
No.1水封トンネル No.2水封トンネル
図-1 波方国家石油ガス備蓄基地
鳥瞰図 図-2 波方ブタン/プロパン兼用貯槽周辺間隙水圧計設置位置 土木学会第68回年次学術講演会(平成25年9月)
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槽に連絡する頂設作業トンネルと底設作業トンネルは水封カーテン内に存在し，大気圧状態から地表までの 150m および 180m の水頭変化となる．その影響は，頂設トンネル付近の B 断面と底設付近の D 断面に設置した 間隙水圧に現れることになる．図-4 に作業トンネルの水位上昇と B 断面および D 断面の代表的間隙水圧計の 変化を示す．B1D-1 および B1D-2 は底設作業トンネルの充水に伴い上昇し，B1B-1～B1B-4 までの間隙水圧計は 頂設作業トンネルに水位が達する GL-150m から上昇が始まった．これらの計器のうち，B1D-2 は当初予測と比 較して作業トンネル水位の影響を受けず 7m 上昇に止まった．そこで，底設作業トンネルと B1D-2 に連続する 高透水領域をそれとは直接連続させないように当初モデルの領域区分の変更を行った．ピンクの点線が修正モ デルでの予測結果であり，実測との最大差は 10m 以内であるが，底設トンネル充水の影響を実際より強く受け る予測となっている．また B1B-2 は予測より上昇が大きかったが，安全側で 10m 以内の差であったためそのま ま予測を行った．掘削時の亀裂をデータと透水試験結果に基づく異方性多孔質媒体でモデル化した貯槽周辺岩 盤は，境界条件の変動に伴う間隙水圧分布変化を図-4 に示した以外の間隙水圧挙動も含めて十分に反映でき た．ただし，B1D-2，B1B-2 については，より詳細な水みちの位置を考慮した決定論的モデルでなければ表現 できず，等価異方性モデルの限界と考えられる．
４．まとめ
作業トンネル充水という外部境界条件の変化に基づき，掘削終了時の水理構造モデルの検証を行った．その 結果，間隙水圧の応答はよく再現したが，一部モデルの修正を行った．修正後のモデルを用いて，貯槽内圧を 一定に保った場合の定常解析結果から，貯槽周辺の最小動水勾配は 0.54＞0.50 となった．
参考文献
1)
鈴木ら：LPG貯蔵空洞周辺岩盤の3
次元異方媒体による水理構造のモデル化について、第39
回岩 盤力学に関するシンポジウム、pp. 249-254図-3 貯槽壁面動水勾配のコンター
図-4 B 断面および D 断面の作業トンネル充水過程における実測値と解析値（修正モデルによる）
土木学会第68回年次学術講演会(平成25年9月)
