坑道閉鎖試験に基づく坑道掘削・閉鎖時の化学環境変化プロセスの考察

Evaluation of hydrogeochemical processes provoked by tunnel excavation and closure based on simulated experiment in a mock-up test drift

林田 一貴; 加藤 利弘*; 久保田 満*; 村上 裕晃  ; 天野 由記   ; 岩月 輝希  

Hayashida, Kazuki; Kato, Toshihiro*; Kubota, Mitsuru*; Murakami, Hiroaki; Amano, Yuki; Iwatsuki, Teruki

坑道の建設・操業により乱された地質環境の坑道閉鎖後の定常化過程の確認を目的として、岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所において深度500mの花崗岩中に模擬実験坑道を建設・閉鎖し、地下水の溶存成分や酸化還元電位、pHの経時変化の観測を行った。その結果、坑道建設時には坑道周囲の割れ目を介した地下水流動状態の変化に伴い坑道周囲の地下水水質が変化した。また坑道から坑道周囲の岩盤中への酸素の侵入により、酸化還元電位が上昇することが確認された。坑道閉鎖後は、微生物の還元作用により坑道内の地下水の酸化還元電位が低下するとともに、坑道周囲では岩盤中から還元的な地下水がもたらされることによって酸化還元電位が回復した。一方で、吹付コンクリートなどセメント材料の影響で坑道内の地下水がアルカリ化することが確認された。このアルカリ化に消費されたセメント材料はわずかであることから、その影響はセメント使用量に応じて長期的に続くと考えられた。

In this study, the simulated experimental drift was constructed in the granite of 500 m depth at Mizunami Underground Research Laboratory, and the hydrochemical process after the drift closure was observed. The groundwater chemistry around the drift changed with the change of the groundwater flow in the fractures when the gallery was constructed. The redox potential increased due to the infiltration of oxygen from the drift into the rock. After closing the drift, the redox potential of the groundwater plunged due to microbial activity, while the groundwater became alkalized conditon due to the influence of cement material such as shotcrete. The amount of cement material consumed for this alkalization was small, and it was considered that its influence would last long in accordance with the amount of cement used.