瑞浪超深地層研究所における新しい定量的岩盤分類法の適用性評価

浅井 秀明; 久慈 雅栄*; 堀内 泰治; 松井 裕哉

第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.13 - 18, 2011/01

高レベル放射性廃棄物の地層処分などの岩盤地下構造物建設においては、合理的・効果的な設計施工の観点より、地上からの調査や掘削中の壁面観察結果からサイト固有の岩盤力学的特徴を反映しつつ、設計等に必要な適切な岩盤分類を行う手法の構築が大きな課題と考えられる。このような観点から、筆者らは「岩盤の工学的分類方法JGS 3811-2004」をベースとした新しい定量的岩盤分類法を考案し、日本原子力研究開発機構の瑞浪超深地層研究所における立坑2本を含む研究坑道の堆積岩部及び結晶質岩部へ適用するとともに、電研式岩盤分類法の岩盤等級と比較することによってその適用性を評価した。

原位置測定結果に基づくシュミットハンマ物性値推定の妥当性に関する検討

久慈 雅栄*; 浅井 秀明; 松井 裕哉

土木学会平成22年度全国大会第65回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), p.139 - 140, 2010/09

瑞浪超深地層研究所は高レベル放射性廃棄物の地層処分の基盤となる深地層の科学的研究を行う施設として、2本の立坑と複数の横坑からなる研究坑道を掘削している。筆者らは、研究坑道の掘削において既存の岩盤分類法(電研式岩盤分類,RMR法,新JH法)の他に、「岩盤の工学的分類法JGS 3811-2004」をベースとした新しい定量的岩盤分類法を提案した。本報告では、新分類法評価点の一つの評価項目である岩盤強度について、現状の推定手法として適用しているシュミットハンマ測定の妥当性を原位置測定結果と掘削ずりの室内試験結果に基づき検討した。その結果、現在適用している岩盤強度の推定式が過大評価になる可能性があること等の知見が得られた。

瑞浪超深地層研究所・換気立坑における堆積岩部を対象としたポストグラウチング試験施工とその評価

久慈 雅栄*; 松井 裕哉; 原 雅人; 南出 賢司*; 見掛 信一郎; 竹内 真司; 佐藤 稔紀*; 浅井 秀明

JAEA-Research 2008-095, 54 Pages, 2009/01

JAEA-Research-2008-095.pdf:13.14MB

トンネル,地下発電所などの地下空洞建設にあたっては、掘削に伴い大量の湧水が発生することがある。空洞内への湧水は地上までの汲み上げや水質浄化に多大な費用を要することがあるため、場合によってはできるだけ湧水量を抑制することが望まれる。日本原子力研究開発機構で建設中の瑞浪超深地層研究所では、研究坑道の掘削に伴って発生する湧水の処理(水質調整)及び湧水抑制にかかわるコストを最小限に抑えることが施工上の課題となっている。さらに、今後掘削する領域の地質構造や地下水状況を調査した結果、特定の深度で大量湧水が発生する可能性が高いことがわかった。そこで瑞浪超深地層研究所においては、既に研究坑道掘削を終了した区間における湧水抑制対策としてポストグラウチング工法を採用し、その有効性を把握するために、換気立坑堆積岩部を対象としてポストグラウチングの基本的な設計・施工方法を検討し、試験施工を実施した。その結果、今回実施したポストグラウチング工法は、透水性の改良効果や、注入次数の増加に伴う注入量の減少傾向による改良効果を確認することができた。本報告書では、ポストグラウチング試験施工の概要とともに、その過程で得られた知見などをとりまとめた。

Countermeasures planned for reducing water inflow into deep shafts at the Mizunami Underground Research Laboratory

久慈 雅栄; 佐藤 稔紀; 見掛 信一郎; 原 雅人; 南出 賢司; 杉原 弘造

Journal of Power and Energy Systems (Internet), 2(1), p.153 - 163, 2008/00

https://doi.org/10.1299/jpes.2.153

瑞浪超深地層研究所(MIU)が岐阜県瑞浪市に建設中である。MIUは深さ1,000mの2本の立坑と水平坑道群から構成される。MIUプロジェクトの目標は、深い地質環境での調査技術,解析技術,評価技術の確立、及び花崗岩のような結晶質岩における大深度での工学技術の適用範囲の拡大を図ることである。主立坑の直径は6.5m,換気立坑の直径は4.5mである。2本の立坑を接続する水平トンネルが100m間隔で掘削される。科学的研究のため深度約500mに中間ステージ、及び深度約1,000mに最深ステージが設置される予定である。主立坑,換気立坑の2006年11月時点の深度はそれぞれ180mと191mである。掘削を進めるにつれ、立坑への湧水量が増加し、プロジェクト進行に支障が生じている。湧水量を低減するために、ポストグラウトとプレグラウトが計画されている。換気立坑においてポストグラウト試験施工を実施され、その適用性が評価された。

立坑における新しい定量的岩盤分類法の提案とその評価

久慈 雅栄; 佐藤 稔紀; 見掛 信一郎; 黒田 英高

第42回地盤工学研究発表会発表講演集(CD-ROM), p.105 - 106, 2007/07

日本原子力研究開発機構(JAEA)では、岐阜県瑞浪市において大深度立坑を掘削中である。立坑壁面において詳細な地質観察を実施し、電研式岩盤分類を基本に、RMR岩盤評価と新JH切羽評価を行うとともに、針貫入試験を実施している。筆者らは、風化の影響が少ない堆積軟岩について、これら既存の岩盤分類法は特に立坑において課題があることを示し、地盤工学会制定の「岩盤の工学的分類法」を基本にした新しい岩盤分類の定量的評価法を提案している。これまで、深度50m程度までの適用例を紹介しているが、ここではその後得られた深度168m付近まで堆積軟岩のデータに適用し、おおむね良好な結果が得られたので報告する。

超深地層研究所計画における地表からの調査予測研究段階(第1段階)研究成果報告書

三枝 博光; 瀬野 康弘; 中間 茂雄; 鶴田 忠彦; 岩月 輝希; 天野 健治; 竹内 竜史; 松岡 稔幸; 尾上 博則; 水野 崇; et al.

JAEA-Research 2007-043, 337 Pages, 2007/03

JAEA-Research-2007-043.pdf:28.14MB

本報告書は、結晶質岩を対象として、日本原子力研究開発機構が岐阜県瑞浪市で進めている深地層の研究施設計画である超深地層研究所計画における第1段階(地表からの調査予測研究段階)の調査研究成果をまとめたものである。この報告書では、第1段階の目標に対して調査研究の成果を適切に取りまとめるとともに、課題を抽出・整理し、第2段階(研究坑道の掘削を伴う研究段階)以降の調査研究の必要性について言及した。具体的には、結晶質岩(硬岩)を対象とした調査・評価のための方法論を示すとともに、重要な調査技術や解析技術を整備した。また、処分事業の基盤技術となる技術的知見やノウハウなどを整理した。さらに、第1段階において残された課題を整理し、第2段階以降の調査研究の必要性を明確化した。ここで取りまとめる成果は、地層処分技術の知識基盤として整備されるばかりでなく、処分事業並びに安全規制の両面を支える技術基盤の強化を図っていくうえで、有効に活用されるものである。

堆積岩地域の特徴を考慮した地下水流動現象の解明とモデル化に関する研究 概要報告書

井上 博之*; 石黒 健*; 久慈 雅栄*; 吉野 尚人

JNC TJ8400 2004-014, 59 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2004-014.pdf:5.57MB

本委託業務では、幌延地域における地下深部の特徴を堆積岩地域の特徴の一例として取り上げ、それらが性能評価上重要となる地下水の流動や移行経路にどのように影響を及ぼすのかを把握することを目的として、以下の項目の検討を行った。1) 堆積岩地域における密度流解析手法の研究 2) 幌延地域のモデル化および間隙水圧、塩分濃度に関する基礎検討 3) 地下水流動、地温勾配および岩盤応力変形の連成解析手法に関する基礎研究 4) 堆積岩地域の地下水流動シミュレーション解析の高速化に関する検討その結果、既往の研究(今井他2002など)を参考として、2002年度までの調査データを入力データとして盛り込んだ幌延地域の水理地質構造をモデル化した。また、堆積岩地域における密度流解析手法として多成分多層流解析コードTOUGH2(Karsten Pruess, et al., 1999)の適用性を確認し、岩盤中の異なる塩分濃度や特異な間隙水圧を考慮した解析が可能であるとの見通しを得た。また、TOUGH2と岩盤応力変形解析コードFLAC3D(Itasca Consulting Group 1997)をカップリングしたTOUGH-FLAC(Rutquvist J, et al.,2002)の適用性についても見通しを得た。さらに、大規模な計算に対応するためにTOUGH2の高速化に関する検討を行い、効率的な高速化の方法と高速化が可能であることを示した。

幌延深地層研究計画における試錐調査(HDB-5孔)

山本 卓也*; 下茂 道人*; 藤原 靖*; 服部 弘通*; 名合 牧人*; 田所 照夫*; 久慈 雅栄*

JNC TJ5420 2004-005, 855 Pages, 2003/03

JNC-TJ5420-2004-005.pdf:76.83MB
JNC-TJ5420-2004-005(errata).pdf:0.08MB

北海道天塩郡幌延町における幌延深地層研究計画の一環として,深度520mの試錐孔3孔を掘削し,深部堆積岩の地質学的,水理学的,地球化学的及び岩盤力学的データを取得した。本試錐調査における調査結果は,地質環境モデル(地質構造モデル,地下水の水理モデル,地下水の地球化学モデル及び,岩盤力学モデル)の構築及び数値解析の実施等へ反映される。本報告書は,HDB-5孔で実施された調査の結果を取りまとめたものである。

瑞浪超深地層研究所における工学技術に関する研究の概要

佐藤 稔紀; 久慈 雅栄

no journal, , 

瑞浪超深地層研究所における工学技術に関する研究の概要を紹介する。MIUの工学技術は、大きく6項目に分けられる。このうち、現時点では「設計・施工技術」「建設技術」「施工対策技術」「安全確保技術」について、実際のMIUの施工を通じて研究が進められている。一方、「掘削影響修復軽減技術」「長期影響評価試験」については、第3段階で必要に応じて実施する予定としている。ここでは、「設計・施工技術」のうちの岩盤分類適用性評価、「施工対策技術」のうちの高抜け崩壊解析について、詳細に報告する。

瑞浪超深地層研究所における研究と建設の現状と課題,5; ポストグラウチング試験施工の注入次数による注入量評価

久慈 雅栄; 原 雅人; 南出 賢司; 見掛 信一郎; 佐藤 稔紀; 池田 幸喜

no journal, , 

瑞浪超深地層研究所は、結晶質岩を主な対象として深度約1,000mの2本の立坑と複数の水平坑道群の建設を進めている。研究所の掘削に伴って発生する湧水抑制対策としてポストグラウチングを検討し、その試験施工を実施した。その結果、注入前後,注入領域内外でのルジオン試験等により、注入効果としての透水性低下を示した。本報告では、さらに注入次数による注入量から見た注入効果の評価を行い、注入次数に伴う注入量の低減傾向が確認されたことより注入効果が確認できたと評価された。