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論文

坑道掘削時の内空変位計測結果に基づく初期応力状態の推定

青柳 和平; 亀村 勝美*; 菅原 健太郎*; 萩原 健司*

第53回地盤工学研究発表会発表講演集(DVD-ROM), p.11 - 12, 2018/07

大規模な地下施設の設計・施工にあたっては、岩盤の不均質性を考慮して適切な初期応力状態を設定することが重要となる。幌延深地層研究センターでは、地下施設建設前のボーリング調査で水圧破砕試験により初期応力状態を設定したが、水圧破砕試験で評価できる領域は小さいため、不均質性の影響を含む広範囲な初期応力状態の設定については課題が残されていた。そこで本研究では、幌延深地層研究センターの深度350mに掘削された周回坑道で取得した内空変位に基づき、地下施設規模の初期応力状態を推定する手法を開発し、適用した。推定した初期応力値は、設計で用いた値より高い結果であるものの、ボーリング調査結果に矛盾するものではなかった。

論文

周回坑道掘削時に取得された内空変位と切羽観察結果に基づく初期地圧評価手法の開発

亀村 勝美*; 青柳 和平; 名合 牧人*; 菅原 健太郎*

第45回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(CD-ROM), p.43 - 48, 2018/01

大規模な地下施設の建設に当たっては、掘削対象岩盤の力学特性とともに適切な初期地圧を設定することが重要となる。堆積軟岩を対象とする幌延深地層研究センターにおいては、地上からのボーリング孔や地下調査坑道において実施した水圧破砕試験や応力解放法により初期地圧状態の評価を行ってきた。ここでは、設計段階において推定された初期地圧状態の妥当性を検討するため、深度350mの周回坑道掘削時の内空変位と切羽観察記録を活用し、断層を含む数百m四方の範囲の数値解析モデルを構築し、坑道で計測された内空変位挙動を、岩盤の不均質性を考慮して説明できる初期地圧状態を評価した。評価結果は、他の計測結果と整合的であり、地下施設建設段階における初期地圧状態の妥当性の確認手法として適用できる可能性が示された。

論文

Development of a back analysis method for the estimation of in situ stress based on the measured convergence in the Horonobe Underground Research Laboratory

青柳 和平; 亀村 勝美*; 名合 牧人*; 菅原 健太郎*; 松原 誠*

Proceedings of ITA-AITES World Tunnel Congress 2017 (WTC 2017) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2017/06

高レベル放射性廃棄物地層処分場の建設において、地下坑道の設計の高度化に資するために、処分場周辺の初期地圧状態の情報が重要である。これまで、初期地圧計測は、国内外の多くの現場で行われてきたが、評価結果のバラつきは大きいことがしばしばある。そのため、坑道の支保設計への反映が難しいという問題がある。この背景を踏まえ、本研究では、坑道で取得された内空変位計測結果に基づき、広域的な地圧状態を推定するための逆解析手法を構築することを目的とした。解析には、幌延深地層研究センターの深度350mの周回坑道において、様々な方向で計測された内空変位のデータを使用した。また、解析モデルには、周回坑道周辺の断層や不連続面を取り入れ、地質構造の影響も含めて詳細な検討を行った。解析による地圧の推定結果は、地下施設建設前に実施した水圧破砕法による測定結果に概ね整合するものであったため、広域地圧状態の推定における本手法の適用可能性が示された。

論文

坑道掘削時内空変位に基づく広域岩盤の初期地圧評価

亀村 勝美*; 青柳 和平; 名合 牧人*; 菅原 健太郎*; 松原 誠*

第14回岩の力学国内シンポジウム講演論文集(インターネット), 6 Pages, 2017/01

日本原子力研究開発機構が高レベル放射性廃棄物の地層処分技術開発として北海道幌延町で進めている幌延深地層研究計画は、平成12年度から開始された第1段階「地上からの調査研究」に引き続き、第2段階「坑道掘削(地下施設建設)時の調査研究」と第3段階「地下施設における調査研究」が実施されている。こうした地下施設の設計にあたっては、掘削対象の岩盤の力学特性は勿論、初期応力をいかに設定するかが重要であり、幌延においてもこれまでに、地上からのボーリング孔を用いた水平面内の初期地圧の評価や坑道掘削(地下施設建設)時に3深度に設けられた試験坑道における水圧破砕法による初期地圧の評価が行われている。今回深度350mの周回坑道掘削時の内空変位計測結果を用いて、数百m四方の岩盤の挙動を説明できる初期応力の推定を試みた。また、推定結果の精度をより高めるために岩盤の割れ目の発達状況を考慮して内空変位計測結果を評価し、検討を行った。その結果は、他の計測結果と整合しており、本解析手法の妥当性が確認された。

論文

Estimation of rock mass stress state based on convergence measurement during gallery excavation

青柳 和平; 名合 牧人*; 亀村 勝美*; 菅原 健太郎*

Proceedings of 9th Asian Rock Mechanics Symposium (ARMS-9) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2016/10

Estimates of rock mass stress state and the mechanical characteristics of rock mass are important in the design of deep underground structures such as high-level radioactive waste disposal repositories. Stress measurements are conducted in boreholes to provide estimates of stress state. However, measurement results can vary highly as a result of rock mass heterogeneity, which causes difficulty in stress state evaluation. This study establishes a practical and effective method for estimating in situ stress based on the convergence measurement results obtained during gallery construction of the Horonobe Underground Research Laboratory (URL) project. The convergence was measured in various directions of the URL loop gallery to allow determination of the stress state over a large area. A back-analysis method was developed using the convergence measured during gallery excavation at 350 m depth. This method was applied to estimate the stress state corresponding to the rock mass behavior around the URL. The analysis results show good agreement with the in situ stress state reported in previous studies and confirm the applicability of the proposed method.

論文

周回坑道掘削時の内空変位計測結果に基づく初期地圧の推定

亀村 勝美*; 藤田 朝雄; 青柳 和平; 名合 牧人*; 白瀬 光泰*; 菅原 健太郎*

第44回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(CD-ROM), p.109 - 114, 2016/01

地下深部岩盤構造物の設計にあたっては、対象岩盤の力学特性や初期地圧の設定が重要である。しかし、その設定に用いるボーリング孔を用いた初期地圧計測は、その方法論、結果の評価法など詳細な議論が行われているものの、得られた結果のばらつきが大きく岩盤としての初期地圧を設定することは難しい。幌延の深地層研究施設では、深度350mの周回坑道の掘削時に多くの内空変位計測を行った。そこで、周回坑道の計測変位を用いて数百m四方の岩盤挙動に対応する初期地圧を推定した。推定結果はこれまでの初期地圧測定結果と整合するものであり、本手法により岩盤の初期地圧推定が可能であることが示された。

論文

地下構造物建設における地盤・地質情報の三次元化適用事例

加藤 信義*; 津坂 仁和; 名合 牧人*; 山上 順民*; 松原 誠*; 重廣 道子*; 相澤 隆生*; 亀村 勝美*

地質と調査, (139), p.17 - 22, 2014/04

近年、地質調査業務において、地質情報の高度利用の観点から、土木構造物の設計や施工に携わる人への情報伝達ツールとして地盤・地質情報の三次元化が採用されてきている。これを踏まえて、本稿では、北海道電力による純揚水式発電所の地下空洞と原子力機構による幌延深地層研究計画の地下施設の2つの大規模地下施設の設計・施工の事例において、設計の最適化、施工の効率化, 高度化、そして、安全の確保のために利用した三次元地質構造・施工情報可視化システムの概要とともに、それぞれの事例における同システムの有用性を記述した。

論文

Relationship between rock mass properties and damage of a concrete lining during shaft sinking in the Horonobe Underground Research Laboratory Project

津坂 仁和; 稲垣 大介; 名合 牧人*; 亀村 勝美*; 松原 誠*; 重廣 道子*

Proceedings of ITA-AITES World Tunnel Congress 2013 (WTC 2013)/39th General Assembly, p.2014 - 2021, 2013/05

原子力機構は、幌延深地層研究計画において3本の立坑を深度500mまで建設する予定である。深度250m以深の立坑掘削においては、立坑の掘削径以上の断層が複数出現したため、立坑壁面岩盤の崩落が頻繁に生じるとともに、覆工コンクリートにクラックが顕著に発生した。本研究では、3本の立坑のうち、東立坑(内径6.5m)の施工を対象として、岩盤特性と立坑掘削に伴う支保部材の力学挙動の関係を詳細に調査した。掘削対象となった岩盤特性を調査するために、立坑掘削前に実施した湧水対策工のために掘削したボーリングコアの観察と立坑掘削時の壁面観察を実施した。また、実際の施工においては、岩盤崩落を抑制するために、複数の異なった支保構造を構築し、三次元レーザースキャナとコンバージェンス計測を実施して、立坑掘削に伴う崩落量や変形量・変形モードを比較した。これらの結果として、岩盤特性,支保構造,壁面崩落量及び覆工コンクリートの損傷の程度の関係に基づいて、覆工コンクリートの損傷を抑えることを目的とした支保構造の選定ための手順を提案した。本手順は、後続する西立坑(内径6.5m)の深度250m以深の施工における支保構造の選定に使用される予定である。

論文

Risk management methodology for construction of underground structures

松井 裕哉; 井尻 裕二*; 亀村 勝美*

Proceedings of ITA-AITES World Tunnel Congress 2012 (WTC 2012)/38th General Assembly (CD-ROM), 8 Pages, 2012/05

日本原子力研究開発機構は、岐阜県瑞浪及び北海道幌延町において結晶質岩と堆積岩中に研究施設を掘削し研究開発を実施している。本報告では、既往の地下構造物の建設事例や瑞浪超深地層研究所の建設で得られた経験等に基づき、個々のリスクアセスメント手法を示した。その結果、地層処分プロジェクトにおける個々のリスクアセスメントが、安全評価や処分場の設計に必要となるサイト特性モデルの構築、すなわち第1段階の調査で取得されデータ取得と評価により、提示した手法を適用することで可能であることが示された。それゆえ、提案した方法論は広範囲への適用可能性を有しており、リスクマネジメントのために特別な調査は必要としないと考えられる。

論文

堆積軟岩での発破による掘削影響の現場計測に基づく検討

杉原 弘造; 亀村 勝美*; 二宮 康郎*

土木学会論文集, (589), p.239 - 251, 1998/03

強度が約5MPa の堆積岩中の地表下約140mに、水平坑道を発破工法により掘削し、地質観察、各種力学調査、水理試験、数値解析を行い、坑道周囲の力学、水理学的性状の変化した岩盤領域の広がりと物性および、その計測と解析の手法を研究した。その結果、既存の計測解析技術により、坑道壁面から約1mの範囲に、発破の衝撃により発生したと推定される。健岩部と比較して弾性波速度と弾性係数が低下し、透水係数が上昇した岩盤領域が計測された。また、岩盤の変形鼓動挙動を正確に解析するためには、切羽の進行、岩盤の応力条件、掘削の影響を受けた岩盤領域をモデルに考慮することが必要であることが分かった。一方、弾性波トモグラフィーの結果評価上の留意点、水理試験機器の開発必要性が明らかとなった。

口頭

立坑掘削に伴う岩盤挙動に関する高精度傾斜計測結果と弾性解析の比較

羽出山 吉裕*; 井尻 裕二*; 名合 牧人*; 亀村 勝美*; 里 優*; 佐ノ木 哲*; 國丸 貴紀

no journal, , 

幌延深地層研究所周辺に設置した高精度傾斜計は、掘削の進行に時間遅れを伴って立坑方向に傾斜する傾向がある。そこで、掘削の工程を反映した3次元弾性解析を実施して、計測データとの対比結果について報告する。

口頭

幌延深地層研究所施設工事における高精度傾斜計データの分析

井尻 裕二*; 羽出山 吉裕*; 名合 牧人*; 亀村 勝美*; 里 優*; 佐ノ木 哲*; 國丸 貴紀

no journal, , 

幌延深地層研究所周辺に設置した高精度傾斜計データから地震などの短期的なノイズと気圧や潮汐に起因した長期的なノイズを除去した後に、立坑掘削の進行との比較を行い、傾斜が生じる要因について分析を行った。

口頭

地下構造物建設におけるリスクマネジメント手法に関する提案

井尻 裕二*; 本島 貴之*; 亀村 勝美*; 見掛 信一郎; 松井 裕哉; 杉原 弘造

no journal, , 

現在掘削中の瑞浪超深地層研究所を対象として地下構造物建設におけるリスクマネジメント手法の構築に取り組んでいる。本論では、地下構造物建設で想定されるリスクを抽出して各リスクの発生確率を評価する手法を提案するとともに、研究所周辺で取得されたデータを利用して岩盤の不確実性に起因したリスクを評価する手法を具体的に例証した結果について報告する。

口頭

地層処分におけるグラウト技術の高度化開発,8; 高水圧環境下を対象としたグラウト注入装置の性能確認試験

井尻 裕二*; 進藤 彰久*; 三浦 均*; 亀村 勝美*; 巴 直人*; 永井 典久*; 安部 章正*; 藤田 朝雄; 泉 敦

no journal, , 

我が国では高レベル放射性廃棄物の地層処分場は深度300m以深の高水圧環境下に建設され、緩衝材の施工には湧水を極力低減させる必要があることから、透水性の高い領域において処分坑道周辺へのプレグラウトの施工が課題となっている。本研究は、高水圧環境下でのグラウト施工技術を開発することを目的として、高水圧下での装置の圧力・流量制御性能及び耐摩耗性、また高水圧対応装置を用いた動的注入の効果をそれぞれ確認するための性能試験を実施したので、その結果について報告する。

口頭

地下空間開発における社会的リスクについて

亀村 勝美*; 松井 裕哉; 見掛 信一郎; 井尻 裕二*

no journal, , 

地下空間の開発においてはさまざまなリスクがあり、特に地質に関するものはジオリスクとして近年さまざまな分野で議論されている。大規模な地下空間開発に対する社会的な合意形成を得るためには科学的な情報の提供にとどまらず、ステークホルダーである住民に対する積極的なコミュニケーションが重要である。ここに工学的なリスクだけでなく、社会的リスクを考慮した対応の重要性がある。本研究では、瑞浪超深地層研究所の立坑掘削に伴う湧水処理に関連し発生した工事中断を事例とし、新たな地下施設開発の推進において避けることのできない社会的リスク(社会的批判)への対応について検討した。なお、本検討は、すべて対象とした事例に関する公開情報(HP,新聞,パンフレットなど)に基づいて実施した。

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