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報告書

結晶質岩を対象とした坑道掘削における湧水抑制対策の計画策定と施工結果に関する考察

見掛 信一郎; 山本 勝; 池田 幸喜; 杉原 弘造; 竹内 真司; 早野 明; 佐藤 稔紀; 武田 信一; 石井 洋司; 石田 英明; et al.

JAEA-Technology 2010-026, 146 Pages, 2010/08

JAEA-Technology-2010-026.pdf:41.08MB
JAEA-Technology-2010-026-appendix(CD-ROM).zip:83.37MB

現在、瑞浪超深地層研究所において進めている研究坑道掘削工事では、坑道掘削に先立ちボーリング調査を行い、掘削範囲の地質や地下水状況を把握したうえで坑道を掘削している。調査の結果、深度200m付近の換気立坑側や深度300m研究アクセス坑道で大量湧水が発生する可能性が高いことがわかった。このため坑道掘削時の湧水を抑制する技術として、坑道掘削に先立ち掘削範囲周辺の割れ目にセメントを注入する工法(プレグラウチング)を行った。本報告書は、プレグラウチングの計画と実施過程で得られた技術的知見を取りまとめたものである。

報告書

超深地層研究所計画 年度報告書(2006年度)

西尾 和久; 松岡 稔幸; 見掛 信一郎; 鶴田 忠彦; 天野 健治; 大山 卓也; 竹内 竜史; 三枝 博光; 濱 克宏; 吉田 治生*; et al.

JAEA-Review 2009-001, 110 Pages, 2009/03

JAEA-Review-2009-001.pdf:49.84MB

独立行政法人日本原子力研究開発機構(原子力機構)東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる約20年の計画であり、現在は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めている。本報告書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所基本計画」に基づき、超深地層研究所計画の第2段階「研究坑道の掘削を伴う研究段階」における2006年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

報告書

超深地層研究所計画 年度報告書(2005年度)

西尾 和久; 松岡 稔幸; 見掛 信一郎; 鶴田 忠彦; 天野 健治; 大山 卓也; 竹内 竜史; 三枝 博光; 濱 克宏; 吉田 治生*; et al.

JAEA-Review 2008-073, 99 Pages, 2009/03

JAEA-Review-2008-073-1.pdf:37.33MB
JAEA-Review-2008-073-2.pdf:37.16MB

独立行政法人日本原子力研究開発機構(原子力機構)東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、第1段階「地表からの調査予測研究段階」,第2段階「研究坑道の掘削を伴う研究段階」,第3段階「研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる約20年の計画であり、現在は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めている。本報告書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所基本計画」に基づき、超深地層研究所計画の第2段階「研究坑道の掘削を伴う研究段階」における2005年度に実施した(1)調査研究,(2)施設建設,(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

報告書

超深地層研究所計画の工学技術へのACROSSの応用に関する検討; 2007年度年報

長谷川 健; 國友 孝洋; 中島 崇裕; 熊澤 峰夫*; 黒田 英高*; 弥富 洋介; 浅井 秀明; 松井 裕哉

JAEA-Evaluation 2008-002, 60 Pages, 2009/03

JAEA-Evaluation-2008-002.pdf:4.92MB

陸域地下構造フロンティア研究プロジェクトの一環として研究開発されたアクロス(ACROSS: Accurately Controlled Routinely Operated Signal Systemの頭文字をとったもの)は地震研究をその目的としていたが、そこで培われた技術(信号の送受信技術並びにデータの解析技術)は非常に汎用性に富むものであり、超深地層研究所計画における工学技術の一環として、坑道掘削による坑道周辺の地質環境の時間的変化や研究坑道の健全性の監視技術として利用可能かどうかについて2007年度から3年間を目途に検討を進めることとした。3年間の内訳は、1年目がアクロス観測網の整備,2年目がデータの収集,3年目がデータの解析及び適用性の評価となっている。本報告書では、1年目の成果であるACROSS観測網の整備並びにアクロスの基盤的研究の成果について述べる。

報告書

瑞浪超深地層研究所研究坑道予備解析; 平成17年度(委託研究)

渋谷 旬*; 鈴木 隆*; 黒田 英高

JAEA-Research 2008-052, 138 Pages, 2008/07

JAEA-Research-2008-052.pdf:43.42MB

平成16年度までにMIZ-1号孔の削孔と各種試験が終了し、超深地層研究所研究坑道(立坑及び水平坑道)工事の花崗岩最深部(深度1,000m)までの岩盤の状況が明らかになった。昨年度には、これらの試験結果を反映し、堆積岩部2深度,花崗岩部4深度について支保の妥当性を確認するための修正解析を実施している。本研究では、これに引き続き深度1,000mまでの立坑と、深度500mまでの水平坑道を対象とした修正解析を実施するとともに、湧水抑制のために計画されている立坑周辺のグラウトの効果と覆工コンクリートへの水圧負荷による影響について解析的な検討を行い、構造物の健全性や施工の安全性を確認した。

報告書

瑞浪超深地層研究所研究坑道予備解析; 平成16年度(委託研究)

渋谷 旬*; 鈴木 隆*; 黒田 英高

JAEA-Research 2008-027, 274 Pages, 2008/03

JAEA-Research-2008-027-01.pdf:17.64MB
JAEA-Research-2008-027-02.pdf:41.84MB

瑞浪超深地層研究所研究坑道の設計検討は、平成14年度に実施設計が、平成15年度に深さ300mまでを対象とした予備解析が、それぞれの検討時点までに得られている地質調査結果を反映して実施されてきた。本業務では、MIZ-1号孔の調査が終了し、深度1,000m付近までの地質データが得られたことから、これに基づき、地質モデル,岩盤物性・初期地圧などを見直すとともに、それに伴う修正解析(二次元)の実施,応力集中等が懸念される連接部については三次元解析を実施し、設計の妥当性を評価した。

報告書

超深地層研究所計画 年度計画書(2007年度)

西尾 和久; 水野 崇; 大山 卓也; 中間 茂雄; 三枝 博光; 竹内 竜史; 天野 健治; 鶴田 忠彦; 濱 克宏; 弥富 洋介; et al.

JAEA-Review 2007-038, 31 Pages, 2007/12

JAEA-Review-2007-038.pdf:11.5MB

独立行政法人・日本原子力研究開発機構(原子力機構)東濃地科学センターでは、地層処分技術に関する研究のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階;地表からの調査予測研究段階」,「第2段階;研究坑道の掘削を伴う研究段階」,「第3段階;研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる約20年の計画であり、現在は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めている。本計画書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所基本計画」に基づき、2007年度の超深地層研究所計画の(1)調査研究計画,(2)施設建設計画,(3)共同研究計画等を示したものである。

報告書

超深地層研究所計画 年度計画書(2006年度)

西尾 和久; 水野 崇; 大山 卓也; 中間 茂雄; 三枝 博光; 竹内 竜史; 天野 健治; 鶴田 忠彦; 濱 克宏; 弥富 洋介; et al.

JAEA-Review 2007-037, 29 Pages, 2007/12

JAEA-Review-2007-037.pdf:13.06MB

独立行政法人・日本原子力研究開発機構(原子力機構)東濃地科学センターでは、地層処分技術に関する研究のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階;地表からの調査予測研究段階」,「第2段階;研究坑道の掘削を伴う研究段階」,「第3段階;研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる約20年の計画であり、現在は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めている。本計画書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所基本計画」に基づき、2006年度の超深地層研究所計画の(1)調査研究計画,(2)施設建設計画,(3)共同研究計画等を示したものである。

論文

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。

報告書

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。

論文

ショートステップ立坑の変形挙動に関する計測と解析

延藤 遵*; 福田 和寛*; 佐藤 稔紀; 黒田 英高

トンネル工学報告集(CD-ROM), 16, p.1 - 8, 2006/11

瑞浪超深地層研究所の立坑は切羽を掘削後順次コンクリート覆工で巻き立てていくショートステップ工法で掘削している。本報ではこのショートステップ立坑における変形メカニズムを理解するために、覆工コンクリートが存在し、ゆるみの生じる地山における立坑切羽付近の岩盤と覆工コンクリートの力学挙動を予備的に解析し、その特徴を調べた。また、現場計測で、立坑切羽付近の各種挙動を計測し、その結果と予備解析結果の比較検討を行った。さらに、平面ひずみによる逆解析を試行し、ショートステップ立坑に対する適用性についても考察した。

口頭

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)研究成果報告書の概要,7; 深地層の工学技術に関する研究

久慈 雅栄; 見掛 信一郎; 黒田 英高; 杉原 弘造; 佐藤 稔紀

no journal, , 

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)研究成果報告書の概要として、深地層の工学技術に関する研究の内容を紹介する。第1段階における目標は、「研究所用地における深部地質環境に関する情報や次段階以降の調査・研究計画などに基づいて、研究坑道の詳細レイアウトを決定する。また、実際に適用する施工技術並びに機械・設備を選定し、具体的な施工計画を策定する。」ことである。これに対し、実際の地質環境情報と調査研究計画等に基づいて、研究坑道の詳細レイアウトを決定するとともに、実際に適用する施工技術並びに機械・設備を選定し、具体的な施工計画を策定した。また、「設計・施工技術」「建設技術」「施工対策技術」「安全確保技術」について種々の検討を行い、施工計画等に反映した。

口頭

瑞浪超深地層研究所における工学技術の基礎の開発

佐藤 稔紀; 見掛 信一郎; 久慈 雅栄; 黒田 英高

no journal, , 

超深地層研究所計画の一環として、深地層における工学技術に関する研究開発を実施している。地表からの調査予測研究段階(第1段階)においては、研究坑道の設計・施工計画,対策工の計画立案などが主な研究課題であり、本報告ではこれらの検討結果と今後の予定について報告する。

口頭

精密調査の基盤技術の開発; 新しい定量的岩盤分類法の検討

久慈 雅栄; 見掛 信一郎; 黒田 英高; 松井 裕哉

no journal, , 

瑞浪超深地層研究所の研究坑道(立坑及び水平坑道)掘削では、掘削時の支保パターンの妥当性検討と実施支保パターンを選定するために既存の分類法(電研式,RMR,新JH式)による岩盤分類を行っている。しかし、今回対象とした堆積軟岩は岩盤強度が低く(数MPa)、風化作用もほとんどないことから、RMR及び新JH式では岩盤の性状の違いを十分に評価できていないと考えられる。一方、電研式は岩盤強度の違いは相応に考慮されているが、岩盤状態を数種類(例えばA, B, CH, CM, CL, D)で評価するため、連続した岩盤の性状変化を表現することが難しい。そこで、地盤工学会基準「岩盤の工学的分類法JGS3811-2004」をベースとした新しい岩盤分類法を、深度約45mまでの堆積軟岩で試行したうえで、深度約168mまでの堆積軟岩全体に適用した。その結果、同じ評価点法であるRMR及び新JH式と比較して深度方向の岩盤の性状変化(強度等)をより忠実に反映して、評価点の変化を得ることができた。

口頭

地上からの調査予測研究段階(第1段階)の研究成果,7; 深地層の工学技術に関する研究

久慈 雅栄; 見掛 信一郎; 黒田 英高; 松井 裕哉

no journal, , 

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)研究成果報告書の概要として、深地層の工学技術に関する研究の内容を紹介する。第1段階における目標は、「研究所用地における深部地質環境に関する情報や次段階以降の調査・研究計画などに基づいて、研究坑道の詳細レイアウトを決定する。また、実際に適用する施工技術並びに機械・設備を選定し、具体的な施工計画を策定する」ことである。これに対し、実際の地質環境情報と調査研究計画に基づいて、研究坑道の詳細レイアウトを決定するとともに、実際に適用する施工技術並びに機械・設備を選定し、具体的な施工計画を策定した。また、「設計・施工技術」「建設技術」「施工対策技術」「安全確保技術」について種々の検討を行い、施工計画等に反映した。

口頭

精密調査の基盤技術の開発; 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

黒田 英高; 久慈 雅栄; 見掛 信一郎; 松井 裕哉

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は、設計・施工技術,建設技術,施工対策技術,安全確保技術,掘削影響軽減・修復技術,長期影響評価試験の6つに分類される。今回は、これらのうち、施工対策技術について、グラウト技術の開発及び高度化,安全確保技術について、リスクマネジメントをとりあげて成果を紹介する。グラウト技術の開発では、グラウトの高圧注入試験装置を開発して、注入試験を実施し、低加圧時に比べて高加圧時の方がより高濃度のグラウト注入ができること,今後の課題として、目詰まり特性とその発生メカニズムの把握が重要であることがわかった。また、リスクマネジメントでは、湧水対策としてのグラウトが湧水リスクに及ぼす影響を、割れ目ネットワークモデルを用いて解析的に検討し、グラウトにより岩盤全域の透水性を改善するよりも、湧水帯に絞った対策が効果的であることがわかった。これらの知見は、今後の瑞浪超深地層研究所での立坑の施工に反映させていく。

口頭

瑞浪超深地層研究所における湧水対策工の現状と課題

草野 隆司*; 田村 秀行*; 矢萩 良二*; 牛田 和仁*; 延藤 遵*; 黒田 英高; 原 雅人; 竹内 真司; 松井 裕哉; 山本 勝; et al.

no journal, , 

日本原子力研究開発機構は、瑞浪超深地層研究所において深度約1,000mの2本の研究坑道建設を進めている。坑道掘削に伴う湧水対策工とその課題について換気立坑を中心に述べる。研究坑道は、パイロットボーリング調査結果に基づき、大量湧水が予想される換気立坑においては、プレグラウチングを実施しながら掘削を行っており、2008年2月時点で深度200mに達している。今後施工箇所が深くなることと、これまでのプレグラウト結果を考慮しつつ、施工の合理化とコストダウンを図っていく。

口頭

土岐花崗岩を対象としたRMR法の適用性と岩盤物性の推定方法に関する考察

延藤 遵*; 松井 裕哉; 見掛 信一郎; 草野 隆司*; 黒田 英高*

no journal, , 

瑞浪超深地層研究所では、立坑掘削時の岩盤分類として支保選定のためには電研式岩盤分類を使用し、さらに研究の観点からBieniawskiのRMR法も適用している。そこで、本検討では深度200m掘削段階までに得られている切羽観察結果に基づいて電研式とRMR法による岩盤分類結果を比較し、瑞浪サイトの土岐花崗岩に関するRMR法の適用性について考察する。また、RMR法に関しては、評点から岩盤物性を定量的に推定するための各種の相関式が提案されているため、これらの提案式の土岐花崗岩への適用性について検証するとともに、土岐花崗岩の岩盤物性を推定する相関式の構築に向けた今後の方向性を提示する。

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