Post-earthquake rapid resealing of bedrock flow-paths by concretion-forming resin

地震発生後のコンクリーション化による岩盤中の水みちの急速な再閉塞

吉田 英一*; 山本 鋼志*; 淺原 良浩*; 丸山 一平*; 刈茅 孝一*; 齊藤 朱音*; 松井 裕哉 ; 望月 陽人  ; 城 まゆみ*; 勝田 長貴*; 梅村 綾子*; Metcalfe, R.*

Yoshida, Hidekazu*; Yamamoto, Koshi*; Asahara, Yoshihiro*; Maruyama, Ippei*; Karukaya, Koichi*; Saito, Akane*; Matsui, Hiroya; Mochizuki, Akihito; Jo, Mayumi*; Katsuta, Nagayoshi*; Umemura, Ayako*; Metcalfe, R.*

地下空洞やボーリング孔のような母岩中の水みちの恒久的な閉塞は、例えば、地下を利用する二酸化炭素貯留や放射性廃棄物処分のような多くの地下利用における長期安全性やその効果の維持を確実にするため必要である。通常用いられるセメント系材料による閉塞では、化学的・物理的な性能低下により十分な恒久性を発揮しない可能性がある。天然のカルサイトのコンクリーションの形成に関する研究により、コンクリーション化剤を用いたより恒久的なシーリング技術が開発された。この技術は、地下研究施設の深度350mの坑道近傍に存在する水みちの閉塞のための原位置試験に適用された。その結果、水みちは短期間に急速に閉塞するとともに、地震(M5.4)による攪乱後も再閉塞していた。また、これにより、岩盤は初期の母岩相当まで透水性が低下しており、この方法による閉塞が恒久的でロバストであることが実証された。

A capability to permanently seal fluid flow-paths through bedrock, like boreholes or underground tunnels, is needed to ensure the long-term safety and effectiveness of many underground activities e.g. CO storage, hydrocarbon field abandonment, and nuclear waste disposal. Commonly used cementitious seals may not be sufficiently durable due to chemical and physical degradation. Learning from natural calcite (CaCO) concretion formation, a more durable sealing method was developed using a "concretion-forming solvent". The method was tested by sealing flow-paths next to a tunnel in an underground research laboratory at 350 meters depth. The flow-paths initially sealed rapidly, then resealed after disturbance by earthquakes (M5.4). The treated rock recovered its very low natural permeability, demonstrating permanent sealing that is robust.