Fracture characterization and rock mass behavior induced by blasting and mechanical excavation of shafts in Horonobe Underground Research Laboratory

幌延センターの発破掘削および機械掘削で施工した立坑周辺岩盤の力学挙動と割れ目性状の検討

青柳 和平  ; 常盤 哲也*; 佐藤 稔紀  ; 早野 明  

Aoyagi, Kazuhei; Tokiwa, Tetsuya*; Sato, Toshinori; Hayano, Akira

本研究では、幌延深地層研究センターの発破掘削で施工された東立坑および機械掘削で施工された換気立坑において、掘削損傷領域の定量的な違いを検討することを目的とした。両立坑で実施した壁面観察の結果、発破掘削では、機械掘削と比較して、掘削に伴い発生したと考えられる割れ目が多く確認された。また、壁面で計測された弾性波速度に関しても、発破掘削で施工された東立坑の方が、機械掘削で施工された換気立坑よりも小さい値であった。これらの結果から、発破掘削の方が壁面岩盤に与える損傷の度合いが大きいことがわかった。さらに、発破掘削では、切羽前方の岩盤を補強するような支保パターンが、壁面の損傷を低減するのに最適である可能性が示された。

In high-level radioactive disposal projects, it is important to investigate the extent of the excavation damaged zone (EDZ) for safety assessment because EDZ can provide a migration pathway for radionuclides from the facility. To investigate the quantitative differences between EDZs formed because of blasting and mechanical excavation, we studied the characteristics of fractures induced by excavation based on fracture mapping performed during shaft sinking (V- and E-Shafts). As a result, it was found that blasting excavation can lead to the formation of a large number of newly created fractures (EDZ fractures) compared with mechanical excavation. In addition, the seismic velocity (P-wave velocity) measured during blasting excavation (E-Shaft) was lower than that measured during mechanical excavation (V-Shaft). Furthermore, we found that the support pattern that reinforces forward rocks to be appropriate for limiting damage to the shaft wall.