幌延深地層研究計画における地下施設の建設

Construction of the Horonobe Underground Research Laboratory

津坂 仁和; 杉田 裕 ; 工藤 元

Tsusaka, Kimikazu; Sugita, Yutaka; Kudo, Hajime

幌延深地層研究計画では、深度約500mの3本の立坑(アクセス(東・西)立坑2本(内径6.5m),換気立坑1本(内径4.5m))とそれらを結ぶ4つの深度での調査坑道からなる地下施設を建設する。地下施設建設の特徴的な施工条件は、以下の3つである。1つ目は、平均的な一軸圧縮強さが約20MPa以下の岩盤(声問層と稚内層)での大深度の立坑掘削が挙げられる。2つ目は、声問層と稚内層の地質境界付近には、割れ目が顕著に発達した高透水性を示す岩盤(割れ目帯)が分布することから、地下施設の建設に伴う湧水量を適切に抑制するための湧水抑制対策工(以下、プレグラウト工という)が実施されている点である。3つ目は、幌延地域の地下水には1ccあたり約2ccのガス(全体の約80%がメタンで約20%が二酸化炭素)が溶存しており、坑道掘削時に湧出する地下水とともにこのガスが発生するため、坑道内の通気システムを整備するとともに、メタン濃度の常時モニタリングを実施していることである。地下施設の工事については、2011年末現在、換気立坑を深度331mまで、東立坑を深度289mまで、西立坑を深度47mまで掘削し、250m調査坑道を整備した。

In this paper, the authors described a summery of the construction of the Horonobe Underground Research Laboratory and the technical features from the viewpoint of civil engineering. There are three important technical points in the construction. The first is the construction of shafts at great depth (500 m below the ground surface) through the soft sedimentary rocks. The second is pre-excavating grouting operation to fracture zone with high permeability. The third is to build gas-sensing system of methane dissolving in the groundwater in the drifts.