低強度・高地圧地山における大深度立坑支保設計手法の研究

A Study on support design for deep shaft sinking in rock masses of low strength and anisotropic initial stress

本島 貴之*; 小池 真史*; 萩原 健司*; 青柳 和平  

Motoshima, Takayuki*; Koike, Masashi*; Hagihara, Takeshi*; Aoyagi, Kazuhei

大深度立坑掘削の標準工法であるショートステップ工法は、地山を緩ませずに断面を確保できる優れた工法である。ただし、国内に広く分布する堆積岩中への立坑構築を見据えた場合、特に低岩盤強度、初期地圧の異方性、もしくは高地圧といった不利な条件がある場合には覆工コンクリート応力が過大となることが想定される。本研究では支保への応力低減を目的としてショートステップ工法に二重支保・遅れ覆工の考え方を導入し、同手法の成立性について三次元逐次掘削解析にて検討を行うことで有効性を確認した。検証解析は日本原子力研究開発機構が実施している幌延深地層研究計画での原位置観測データを利用し、深度とともに地圧が増加するのに対し、岩盤強度が横ばいとなる厳しい条件下で実施した。

The short step construction method is the standard construction method for deep shaft excavation. However, considering the shaft construction in the sedimentary rock widely distributed in Japan, the support concrete stress can become excessive especially when there are bad conditions such as low rock strength, anisotropic initial stress, or high ground pressure. In this research, we introduced the dual support design to the short step construction method in order to reduce the support stress, and confirmed the validity by three dimensional numerical analysis. Validation analysis was conducted using the in-situ data in the Horonobe Underground Research Project conducted by Japan Atomic Energy Agency.