ショートステップ工法による立坑掘削時の覆工及び周辺岩盤の挙動について

Study on the behavior of concrete lining and rock mass during shaft excavation by means of short step method

坂井 一雄*; 小池 真史*; 青木 智幸*; 山本 卓也*; 羽出山 吉裕*; 山崎 雅直

Sakai, Kazuo*; Koike, Masashi*; Aoki, Tomoyuki*; Yamamoto, Takuya*; Hatsuyama, Yoshihiro*; Yamazaki, Masanao

原子力機構では、高レベル放射性廃棄物の地層処分における技術開発として、地下研究施設の建設を伴う研究プロジェクト(幌延深地層研究計画)を進めている。地下研究施設の構造部材である覆工コンクリートの挙動を理解し、その長期的な健全性を確保する設計手法を確立することは、重要な課題の一つである。本研究では、立坑にて計測されたショートステップ工法に特徴的な立坑周辺岩盤と覆工応力の挙動を理解し、将来の合理的な設計に資することを目的として、切羽・覆工形状や施工過程をできるだけ忠実に再現した三次元逐次掘削解析を実施した。その結果、地中変位や覆工コンクリート応力の計測結果に見られるショートステップ工法に特有の壁面近傍で顕著に圧縮する挙動を表現することができた。今後は、実際の覆工コンクリートの巻厚内における応力分布やひずみ分布を明らかにする計測を実施し、覆工コンクリートの複雑な応力変化等を解明することで、合理的な設計手法を確立する予定である。

In a construction project of the Horonobe URL, vertical shafts are excavated now by the Short Step method. This paper examines the behavior of concrete lining and rock mass around the shaft. To reflect the excavation sequence, a 3-D analysis is performed, modeling rock mass and support members around an advancing face. The analysis shows well specific phenomena of the Short Step method, as in the rock mass displacement and lining stress. It also reveals lining stress distribution are complex. In future, it is important to investigate lining stress through detailed measurements.