堆積軟岩における立坑掘削の内空変位計測に基づく岩盤挙動分類の提案

Proposal of rock mass behavior classification based on convergence measurement in shaft sinking through sedimentary soft rocks

津坂 仁和

Tsusaka, Kimikazu

深地層の坑道掘削には、地上からの調査では適切な岩盤物性を十分に把握することが困難であるため、情報化施工を必要とする。同施工では、掘削に伴って、岩盤の変形量や支保部材応力を逐次計測・分析し、原位置の岩盤性状に合わせた合理的な支保構造へと変更していく。原子力機構は、幌延深地層研究所の地下施設建設において、情報化施工プログラムを策定し、運用している。2009年2月末には、換気立坑が深度250m,東立坑が深度140mに到達している。同プログラムでは、各種計測結果を迅速に評価し、後続の施工区間や西立坑掘削時の岩盤挙動を予測できる指標を必要としている。本研究では、2本の立坑で計測した内空変位量から、掘削初期段階の初期変形率と、覆工コンクリートの構築までに生じる断面変形率の関係を考察し、両者の関係を岩盤挙動分類として提示した。初期変形率は、初期地圧と岩盤の弾性係数の比と関係があり、岩盤性状を表す指標の一つである。これを踏まえ、初期変形率と立坑底盤で実施した孔内載荷試験結果に基づく弾性係数との関係を分析した。同分類に基づけば、立坑底盤から先行ボーリングを利用した孔内載荷試験を実施し、岩盤の弾性係数を得ることにより、載荷深度付近の立坑掘削に伴う岩盤挙動を迅速に予測することができる。

Japan Atomic Energy Agency has been excavating deep shafts through sedimentary soft rocks in Horonobe. From the viewpoint of the observational construction, the site engineers need a practical guide to evaluate the field measurements conducted with the shaft sinking. The author proposed a rock mass behavior classification for the results from convergence measurement. It consists of four categories based on the relationship between initial deformation rate, observed deformation and the ratio of the modulus of elasticity of rock mass to the initial stress. The classification is useful to predict the deformation of rock mass caused by excavation work at the earlier stage.