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西谷 友幸*; 萩原 健司*; 藤枝 大吾; 青柳 和平
トンネルと地下, 57(2), p.135 - 145, 2026/02
幌延深地層研究センターでは高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する研究開発の一環で令和5年度より地下研究施設整備の第III期事業として、深度500mに向けた3本の立坑掘削および深度500mの水平坑道掘削を実施している。本事業のうち、立坑の施工は地下研究施設整備の早期完成に大きく影響し、施工の合理化が重要な課題のひとつであった。これに対し、数値解析による覆工コンクリートの仕様検討や発生応力の予測、覆工応力計測による情報化施工の取り組みなどを実施したので、その内容を報告する。
中山 雅; 石井 英一; 青柳 和平; 早野 明; 村上 裕晃; 大野 宏和; 武田 匡樹; 深津 勇太; 望月 陽人; 尾崎 裕介; et al.
JAEA-Review 2025-042, 136 Pages, 2025/12
JAEA-Review-2025-042.pdf:12.95MB
幌延深地層研究計画は、日本原子力研究開発機構(以下、原子力機構)が堆積岩を対象に北海道幌延町で実施しているプロジェクトである。令和6年度は、「令和2年度以降の幌延深地層研究計画」で示した、「実際の地質環境における人工バリアの適用性確認」、「処分概念オプションの実証」および「地殻変動に対する堆積岩の緩衝能力の検証」の3つの研究課題を対象に調査研究を実施した。具体的には、「実際の地質環境における人工バリアの適用性確認」では、人工バリア性能確認試験および物質移行試験を、「処分概念オプションの実証」では、人工バリアの定置・品質確認などの方法論に関する実証試験および高温度等の限界条件下での人工バリア性能確認試験を実施した。また、「地殻変動に対する堆積岩の緩衝能力の検証」では、ダクティリティインデックスを用いた透水性評価手法の検証および水圧擾乱試験から原位置の地圧の状態を推定する手法の検討などを実施した。地下施設整備を継続し、東立坑および換気立坑が深度500mまでの掘削を完了するとともに、西立坑および500m調査坑道の掘削を開始した。令和6年度末現在の掘削進捗は、東立坑および換気立坑が深度500m、西立坑が深度472m、500m調査坑道が112.9mである。幌延国際共同プロジェクト(Horonobe International Project: HIP)では、令和6年6月には合同タスク会合を幌延深地層研究センター国際交流施設にて開催し、坑道の整備状況や試験の準備状況について確認した。また、管理委員会やタスク会合を通じて参加機関との議論を行った。HIPは令和4年度後半から令和6年度までをフェーズ1、令和7年度から令和10年度までをフェーズ2に分けて実施することとしており、令和6年度はフェーズ1の研究成果を取りまとめた。
中山 雅; 石井 英一; 早野 明; 青柳 和平; 村上 裕晃; 大野 宏和; 武田 匡樹; 望月 陽人; 尾崎 裕介; 木村 駿; et al.
JAEA-Review 2025-027, 80 Pages, 2025/09
JAEA-Review-2025-027.pdf:6.22MB
幌延深地層研究計画は、日本原子力研究開発機構が堆積岩を対象に北海道幌延町で実施しているプロジェクトである。令和7年度は、「令和2年度以降の幌延深地層研究計画」で示した、「実際の地質環境における人工バリアの適用性確認」および「処分概念オプションの実証」について、引き続き調査研究を行う。令和7年度に実施する主な調査研究は以下のとおりである。「実際の地質環境における人工バリアの適用性確認」では、人工バリア性能確認試験のデータ取得を継続するとともに、解体試験計画の具体化や原位置試験を対象とした解析検討の準備を行う。「処分概念オプションの実証」では、坑道スケール
ピットスケールでの調査・設計・評価技術の体系化について、坑道スケールピットスケールにおける閉じ込め性能の評価手法の整理を行う。500m調査坑道において先行ボーリング調査を行い、岩石の強度や岩盤の透水性などのデータを取得するとともに、トモグラフィ調査による試験坑道周辺の掘削損傷領域の広がりに関するデータを取得する。埋め戻し材や止水プラグの施工については、原位置施工試験に向けた計画検討を進める。深度500mの坑道掘削に伴う湧水量を観測するとともに、解析において予測された湧水量の範囲に収まるかどうかを確認する。500m調査坑道で施工予定のピット周辺の掘削損傷領域の広がりについて原位置における掘削損傷領域の把握のための試験計画を検討する。また、割れ目からの湧水量やピット周辺の掘削損傷領域の広がりについて調査・評価手法の整理を進める。地下施設の建設・維持管理では、令和6年度に引き続き西立坑と500m調査坑道の掘削を行い、令和7年度末に施設整備を完了する予定である。国内外の資金や人材の活用に関する取り組みとして、幌延国際共同プロジェクトにて「実際の地質環境における人工バリアの適用性確認」および「処分概念オプションの実証」に関わる3つのタスク(タスクA:物質移行試験、タスクB:処分技術の実証と体系化、タスクC:実規模の人工バリアシステム解体試験)について調査研究を継続する。
桑原 和道*; 板本 昌治*; 大山 勝悦*; 本島 貴之*; 西谷 友幸*; 藤枝 大吾; 戸賀瀬 和輝; 青柳 和平
資源・素材講演集(インターネット), 12(2), 7 Pages, 2025/09
日本原子力研究開発機構の幌延深地層研究所においては、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術の研究開発を目的とした地下研究施設として東立坑、西立坑、換気立坑の3本の立坑と深度140m、250m、350mに水平坑道が建設されている。筆者らは、日本原子力研究開発機構の幌延深地層研究所の東立坑(内径6.5m)深度約320m地点の覆工コンクリート壁面3か所で応力測定を行った。測定手法は直径40mmのモールドに設置した4枚のひずみゲージを壁面に瞬間接着剤で貼り付けてオーバーコアリングする壁面ひずみ法で実施し、各測点のコンクリート壁面の応力状態を評価した。次にこれらの3測点の応力測定結果を用いて弾性厳密解による逆解析から立坑周辺の水平面内地山応力状態を推定した。その結果、最大主応力の方位はほぼ東西方向で既報の測定結果と調和的であった。また、最大、最小主応力の大きさは既報の250m調査坑道の値の1/2程度の値と推定された。立坑周りは掘削の影響により初期地圧状態ではないことや解析の前提条件と実際の環境が一致していないことが主な原因と考えている。
池谷 正太郎; 鈴木 武; 横堀 智彦; 菅原 聡; 横田 顕; 菊地 絃太; 村口 佳典; 北原 理; 瀬谷 真南人; 黒澤 剛史; et al.
JAEA-Technology 2025-001, 169 Pages, 2025/08
JAEA-Technology-2025-001.pdf:14.22MB
原子力科学研究所の放射性廃棄物処理場は、多様な施設により構成されており、その中に、第3廃棄物処理棟、解体分別保管棟及び減容処理棟がある。これらの3建家は、核原料物質、核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律による規制を受けており、耐震重要度分類でCクラスに分類されている。東京電力福島第一原子力発電所の事故を契機として原子力規制委員会が策定した新規制基準に対応するため、最新の建築基準法に基づき3建家の耐震評価を実施したところ、許容応力度評価で一部基準を満足しない箇所が認められた。これに対応すべく、令和3年3月5日に設計及び工事の計画の認可(設工認)を取得し、令和3年(2021)から令和4年(2022)までの期間にて耐震補強を行った。本報告書は、第3廃棄物処理棟、解体分別保管棟及び減容処理棟の各建家の耐震設計の概況をはじめ、耐震改修工事の工事概要、作業体制、安全管理、使用前事業者検査について取りまとめたものである。
青柳 和平; 村上 裕晃; 田村 友識; 藤枝 大吾; 戸賀瀬 和輝; 櫻井 彰孝
JAEA-Data/Code 2025-007, 62 Pages, 2025/08
JAEA-Data-Code-2025-007.pdf:5.64MB
JAEA-Data-Code-2025-007-appendix(DVD-ROM).zip:2959.56MB
幌延深地層研究センターでは、「令和2年度以降の幌延深地層研究計画」で示された研究課題である、「実際の地質環境における人工バリアの適用性確認」、「処分概念オプションの実証」、「地殻変動に対する堆積岩の緩衝能力の検証」に取り組んでいる。さらに、深度500mまで坑道を展開してこれらの研究課題に取り組むこととしている。2023年度以降は掘削工事を再開し、350m調査坑道の拡張工事として、3本の試験坑道(試験坑道6、7、東立坑側第1ボーリング横坑)を掘削するとともに、深度500mに向けた東立坑、西立坑、換気立坑および500m調査坑道の掘削が実施される。本データ集は、現在掘削している切羽や後続施工箇所の設計・施工にフィードバックする情報化施工プログラムを実施していくための基礎データとすること、地下施設建設時に取得した調査・計測データの共有化ならびに散逸防止を図ることを目的として、換気立坑および東立坑掘削時の調査・計測結果を取りまとめたものである。
長田 翔平*; 市田 雄行*; 藤枝 大吾; 青柳 和平
Tunnelling into a Sustainable Future; Methods and Technologies; Proceedings of the ITA-AITES World Tunnel Congress 2025 (WTC 2025), p.3517 - 3524, 2025/05
幌延深地層研究センターの深度500mまでの立坑掘削に先立ち、支保パターン選定のために、覆工コンクリートの強度や厚さ、打設長をさまざまに設定した三次元逐次掘削解析を行い、コンクリートに作用する応力状態を評価した。この結果に基づき、支保パターンを選定し、立坑の掘削を開始した。掘削中のコンクリートに作用する応力の実際の計測結果も参照しながら、東立坑の深度500mまでの掘削を完了させることができた。また、事前の解析や実際のコンクリートに作用する応力の計測結果を踏まえて、適切な支保パターンを選定できることを実証できた。この成果は、立坑掘削を対象とした情報化施工手法の信頼性向上に資するものとなる。
櫻井 彰孝; 青柳 和平; 村上 裕晃; 田村 友識; 藤枝 大吾; 戸賀瀬 和輝
JAEA-Data/Code 2024-005, 48 Pages, 2024/07
JAEA-Data-Code-2024-005.pdf:6.54MBJAEA-Data-Code-2024-005-appendix(DVD-ROM).zip:1029.9MB
幌延深地層研究センターでは、「令和2年度以降の幌延深地層研究計画」で示された研究課題である、「実際の地質環境における人工バリアの適用性確認」、「処分概念オプションの実証」、「地殻変動に対する堆積岩の緩衝能力の検証」に取り組んでいる。さらに、深度500mまで坑道を展開してこれらの研究課題に取り組むこととしている。2023年度以降は掘削工事を再開し、350m調査坑道の拡張工事として、3本の試験坑道(試験坑道6、7、東立坑側第1ボーリング横坑)を掘削するとともに、深度500mに向けた東立坑、西立坑、換気立坑の掘削や、500m調査坑道の掘削が実施される。本データ集は、現在掘削している切羽や後続施工箇所の設計・施工にフィードバックする情報化施工プログラムを実施していくための基礎データとすること、地下施設建設時に取得した調査・計測データの共有化ならびに散逸防止を図ることを目的として、350m調査坑道の拡張に伴う掘削時の調査・計測結果を取りまとめたものである。
廣岡 真一*; 藤枝 大吾; 戸賀瀬 和輝
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発を目的として、北海道幌延町で深地層研究施設整備にかかる掘削工事を実施している。本施設は深度500mの3つの立坑と各立坑を繋ぐ水平坑道から構成されており、2025年3月現在で施工を継続中である。掘削工事に伴って排出される地下水については、工事用水や地上から流入する雨水等とともにポンプアップして地上の貯留槽に集水されている。また、掘削工事にて発生した掘削土(ズリ)については、地上の掘削土(ズリ)置場へ搬出し保管しており、雨水等による浸出水はズリ置場に併設した調整池に集水されている。これらの排水については、水質に影響を及ぼす浮遊物質量(SS)やホウ素(B)や窒素(N)を高濃度で含んでおり、適切な水質改善処理後に用地外へ放流する必要がある。このため、本工事では、トンネル現場で一般的に整備される濁水処理設備に加えて、脱ホウ素・脱窒素処理設備を用地内に整備し運転している。本稿は、各排水処理設備の概要について紹介するとともに、処理前後の排水の水質分析結果について報告するものである。
八木 啓介*; 横江 憲一*; 齋藤 拓弥*; 藤枝 大吾; 戸賀瀬 和輝
no journal, ,
幌延深地層研究センターでは、幌延深地層研究計画の一環で、地層処分技術の信頼性向上のために地下研究施設を建設し、実際の地下環境を対象とした調査研究を実施している。2023年度からは深度500mまでの3本の立坑と水平坑道の掘削工事を再開し、2025年3月時点において施工を継続している。掘削に伴い排水される地下水には、ホウ素や窒素が高濃度で含まれており、水質改善処理における経済性、立坑・水平坑道掘削時の安全性の観点から、湧水量を低減するために、プレグラウチングを実施した。本発表は、改良目標値0.1Luとして想定最大水圧5.0MPaの堆積岩を対象としたプレグラウチングの施工概要とその改良結果について報告するものである。
三田 隆義*; 前野 克治*; 佐ノ木 哲*; 藤枝 大吾; 菜花 良平
no journal, ,
幌延深地層研究センターでは、高レベル放射性廃棄物の地層処分に係る深地層の調査技術や工学技術の向上を目的とし、令和5年度より深度500m水平坑道の整備及び深度350m水平坑道の拡張を行う工事を開始した。当工事の施工箇所付近の地下水にはメタンガスを主成分とする可燃性ガスを含んでいるため、坑内換気によってメタンガス濃度が爆発下限界未満になるように希釈する必要がある。また、吹付けコンクリート施工中の粉塵対策といった観点からも坑内を適切に換気するために、坑内の熱環境を考慮した通気網解析を用いて、実施工にあたり換気計画について検討した。本稿は、これらの結果について報告するものである。
八木 啓介*; 佐ノ木 哲*; 早野 明; 藤枝 大吾; 菜花 良平
no journal, ,
(国研)日本原子力研究開発機構が北海道幌延町において進める幌延深地層研究計画の一環で、地層処分技術の信頼性向上のために地下研究施設を建設し、実際の地下環境を対象とした調査研究を実施している。今後、深度500mを対象とした原位置試験を含む調査研究を行うために、2023年度から最深部分で深度380mの立坑を深度500mまで延伸する掘削工事を再開している。ここでは、岩盤掘削時に地山を観察し割れ目の分布などの性状等を把握することは、施工管理の観点だけでなく地層処分技術の調査研究の観点からも必要である。しかしながら、観察者の安全確保の観点から切羽近傍での観察は難しく、観察のために素掘り面を長時間露出させた状態は切羽の安定性にも影響する。さらには、観察時間が施工サイクルに影響することも課題である。そこで、現場での地山観察時間を短縮し且つ割れ目の分布をより正確に把握することを目的に、地山観察に三次元レーザースキャナ計測を適用し、取得した点群データを用いて割れ目の可視化を試みた。
市田 雄行*; 石井 祥旭*; 長田 翔平*; 大塚 勇*; 藤枝 大吾; 菜花 良平
no journal, ,
幌延深地層研究センター(以下、幌延URL)の換気立坑、東立坑および西立坑を対象に、三次元逐次掘削解析を実施し、各種条件における覆工応力を評価することで、合理的な設計支保パターンについて検討した。本報は、前報1で整理した解析条件をもとに実施した三次元逐次掘削解析の解析結果および決定した支保パターンに基づいた立坑の施工状況を報告するものである。
石井 祥旭*; 長田 翔平*; 大塚 勇*; 市田 雄行*; 藤枝 大吾; 菜花 良平
no journal, ,
(国研)日本原子力研究開発機構は、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発を行うことを目的に、幌延深地層研究センター(以下、幌延URL)において、令和5年度から掘削工事を再開し、350m調査坑道を拡張するとともに、深度500mに向け順次掘削を開始している。これらの立坑は、ショートステップ工法と呼ばれる、1ステップ分の岩盤を掘削した後に、即座に覆工コンクリートを構築して坑壁を支保し、次ステップの掘削に移行するサイクルを繰り返す工法で施工する。ショートステップ工法では切羽離れが数mの段階、すなわち地山応力が完全に解放されていない状況で分厚く高強度なコンクリートを打設するため、解放力を受け止める形となり、特に幌延URLのような大深度立坑では、覆工コンクリートに大きな応力が発生することが課題として挙げられる。そこで、幌延URLの換気立坑、東立坑および西立坑を対象に、三次元逐次掘削解析を実施し、各種条件における覆工応力を評価することで、合理的な設計支保パターンについて検討した。本報では、三次元逐次掘削解析における解析条件を整理した。
山口 肇*; 長田 翔平*; 大塚 勇*; 西谷 友幸*; 藤枝 大吾; 戸賀瀬 和輝; 青柳 和平
no journal, ,
幌延深地層研究センターでは、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発の一環として、令和5年度より、深度500mまでの立坑および水平坑道の整備にかかる掘削工事を実施している。立坑と水平坑道の接続部(以降、連接部と称す)については、当初設計の仕様では計画段階にて実施した予測解析により吹付けコンクリートおよび覆工コンクリートの許容値を上回る応力が発生する可能性があり、さらに、作業基地として使用するスカフォード上の狭隘な空間に吹付けコンクリート施工時に使用する資機材を常設した場合、作業員の段取り等に時間を要することで、施工性が低下する懸念も考えられた。このため、連接部において、資機材のスリム化が図れ、小断面トンネル等で実績のある吹付けモルタルによる施工を前提に、数値解析により支保構造の検討を実施した。本報は、連接部に吹付けモルタルを使用した場合における三次元逐次解析の解析条件および解析結果ならびに決定した支保パターンを示すとともに、連接部の実施工時における実績を報告するものである。
前野 克治*; 市田 雄行*; 長田 翔平*; 藤枝 大吾; 菜花 良平
no journal, ,
幌延深地層研究センターでは、高レベル放射性廃棄物の地層処分に係る深地層の調査技術や工学技術の向上を目的とし、令和5年度より深度500m水平坑道の整備および深度350m水平坑道の拡張を行う工事を開始した。当工事では、立坑と水平坑道の接続部(以降、連接部と称す)は人の乗り降りを想定し、立坑部を約1.0m拡幅する設計となっている。本報は東立坑の深度GL-420mにおける連接部を対象として、支保構造および仕様を検討し、検討結果に基づく施工実績について報告するものである。
縞居 公介*; 西谷 友幸*; 藤枝 大吾; 戸賀瀬 和輝
no journal, ,
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構は、幌延深地層研究センターにおいて高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する研究開発を行っている。令和5年度からは深度350mから深度500mに向けた3本の立坑掘削および深度500mの水平坑道掘削を実施しており、令和7年度末の施設整備工期までの工事完了へ向けて施工を進めている。本工事では、坑道掘削に伴うメタンガスの発生が懸念されており、安全管理が重要な課題であった。これに対し、メタンガス発生に対する安全管理対策として、適切な監視・換気体制の構築やリスク評価に基づく対策の強化などの取り組みを実施した。また、施設の早期完成を目指し施工の合理化も重要な課題であり、これに対しては、立坑覆工仕様の合理化を中心に、数値解析による覆工応力の予測、PFモルタル等の材料の見直し、覆工応力測定による支保仕様の評価と施工へのフィードバックなど、技術的な工夫と改善を図った。本発表では、本工事で実施した安全管理対策と立坑覆工仕様の合理化について報告するものである。
廣岡 真一*; 前野 克治*; 押野 善之*; 藤枝 大吾; 菜花 良平
no journal, ,
幌延深地層研究センターでは、高レベル放射性廃棄物の地層処分に係る深地層の調査技術や工学技術の向上を目的とし、令和5年度より深度500m水平坑道の整備および深度350m水平坑道の拡張を行う工事を開始した。当工事の施工箇所付近の地下水にはメタンガスを主成分とする可燃性ガスを含んでいる。そのため、メタンガスに起因する事故防止を図るため、安全対策を実施している。本報では、深度350m水平坑道における3本の調査坑道の施工時に行った安全対策について、紹介する。
