幌延深地層研究センターの深度500mの調査坑道を対象とした掘削損傷領域の事前予測

Prediction analysis of the development of the excavation damaged zone around the gallery excavated at 500 m depth at Horonobe Underground Research Laboratory

青柳 和平  ; 田村 友識 ; 尾崎 裕介  ; 石井 英一   ; 本島 貴之*; 菅原 健太郎*

Aoyagi, Kazuhei; Tamura, Tomonori; Ozaki, Yusuke; Ishii, Eiichi; Motoshima, Takayuki*; Sugawara, Kentaro*

高レベル放射性廃棄物の地層処分において、処分場設計や施工時の坑道や処分孔の掘削可否の判断根拠として、坑道掘削時に生じる掘削損傷領域(EDZ)の発達状況を把握することが重要である。本研究では、幌延深地層研究センターで現在掘削中の深度500mの双設坑道を対象として、三次元で掘削の進捗を再現した水理・力学連成解析によりEDZの発達と吹付けコンクリートに作用する応力や坑道の変位を予測した。結果として、EDZは坑道側壁面において約1.52.0mの範囲で発達すると予測した。また、吹付けコンクリートに作用する応力は、設計規準強度より計算される終局限界よりも小さく、変位も小さいことから、支保の安定性も見込めることを予測した。

In a high-level radioactive waste disposal, it is important to understand the extent of the Excavation Damaged Zone (EDZ) because it can be one of the factors to determine whether disposal galleries or pits can be excavated or not in the design or construction phases. In this study, we performed a hydro-mechanical coupling analysis to simulate the three-dimensional excavation of the twin galleries which were excavated at a depth of 500 m in the Horonobe Underground Research Laboratory. The analysis revealed that the EDZ was developed 1.5-2.0 m from the gallery wall. The stress acting on the shotcrete was within the ultimate limit state. Based on these results, we estimated that the stability of the twin galleries will be maintained, despite the relatively large extent of the EDZ.