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中西 達郎; 鵜山 雅夫*; 田中 達也*
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.95 - 96, 2010/09
地層処分施設におけるグラウト技術の高度化開発では、天然バリアの変質を軽減する低アルカリ性の注入材料の開発、深度1,000m程度までを想定した注入技術の開発、及びグラウト材料が地質環境へ与える影響評価技術の開発を実施している。この中で原位置適用性試験は、開発した材料の施工性及び湧水抑制効果(改良効果)の確認に加え、グラウト影響評価において初期条件となる注入範囲を予測するグラウト浸透モデルの適用性を検証することを目的としている。上記の観点からスイス・グリムゼル岩盤試験場にて原位置適用性試験に先立ち実施した予備調査結果を報告するものである。
岸 裕和; 泉 敦; 戸井田 克*
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.91 - 92, 2010/09
地層処分施設建設におけるグラウト技術の高度化研究において原位置適用性試験を実施し、開発したグラウト材料及び高圧対応機器の施工性及び適用性の確認、グラウト注入範囲の推定に用いるグラウト浸透モデルの適用性の評価を行った。本稿では、原位置適用性試験における低アルカリ性セメントによるグラウト材料のグラウト注入試験結果について報告する。原位置試験では、適用ステージの数ルジオン程度・以下の透水性の地質に対して、岩盤への有効な注入量を得るために、限界圧力程度による割裂注入が必要となった。割裂注入は選択的な割れ目への注入を促すため、均質なグラウト改良が得られにくいが、グラウトを注入したステージ割れ目の水理的開口幅が50
m程度もしくはそれ以下であるため、当グラウトの粒径から必要な方法であったと考えた。
山本 陽一; 前川 恵輔; 横田 秀晴; 向井 和行*; 石井 啓滋*
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.525 - 526, 2010/09
幌延深地層研究計画の一環として北海道幌延町で進めている表層水理調査では気象観測,河川流量調査及び地下水位,土壌水分,水質の観測等を行っており、これらの観測値に基づいて地下水流動解析の境界条件や初期条件の把握を行うこととしている。調査・研究の進展により、例えば地下水涵養量の推定では観測点の空間代表性に関して無視できない問題が顕在化した。そこで、幌延町のような積雪寒冷地に適用可能な気象要素の空間分布推定方法を検討し、推定された気象要素を入力データとした長期流出解析を実施した。気象要素の空間分布推定法を検討した結果、降雨量は流域全体でほぼ一様、降雪量は植生や地形に応じて推定する必要があると判断された。タンクモデルによる流出解析は流出量を良好に再現することができたことから、降雪水量・融雪水量の推定手法は妥当と考えられた。また、再現された水収支から、流域間の地下水流動や貯留量の年変動が示唆された。なお、本件の成果は表層水理調査における領域設定や調査手法の妥当性評価の基礎資料に資する。
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。
鈴木 健一郎*; 三浦 律彦*; 入矢 桂史郎*; 納多 勝*; 岸 裕和
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.85 - 86, 2010/09
高レベル放射性廃棄物地層処分における湧水対策としてグラウチングの検討を進めている。しかし、一般に用いられているセメント系のグラウト材はアルカリ性が高く、長期にわたりセメントから溶出する高アルカリ成分がバリア材である岩盤やベントナイトなどの鉱物に化学的な影響を与え、結果としてバリアシステムの長期性能に大きな不確実性をもたらすことが懸念されている。そこで、ポゾラン材などを高含有することによる低アルカリ性セメント系グラウト材料の開発,改良を進め最適配合を得た。今後は、低アルカリ性セメント系グラウト材の基礎物性及び亀裂への浸透特性に関する室内試験データの拡充を行う。
浅井 秀明; 久慈 雅栄*; 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.137 - 138, 2010/09
日本原子力研究開発機構が進める超深地層研究所計画では、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する技術基盤の整備を行う研究施設の建設工事を進めており、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、研究坑道掘削時に適用している既存の岩盤分類法(電研式岩盤分類,RMR法,新JH法)のほかに、「岩盤の工学的分類法JGS3811-2004」をベースとした新しい定量的岩盤分類法(以下、新分類法と呼ぶ)を提案した。本報告では、平成21年度までの報告で提案した新分類法を、複数の横坑掘削に適用するとともに、新分類法に関する適用性の再評価を行った結果を報告する。
辻 正邦*; 延藤 遵*; 沖原 光信*; 杉田 裕; 藤田 朝雄; 新貝 文昭
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.93 - 94, 2010/09
湧水抑制のために必要となるグラウトの代表的材料であるセメント材料は、高アルカリ影響などにより他のバリアへ悪影響を与えることが懸念される。このため、グラウト注入時には湧水抑制対策の観点から要求される範囲に限定してグラウトを注入することが、経済性だけではなく長期安全性の観点からも望まれる。これまでに、グラウト浸透距離を推定するためのGustafsonとStilleの理論(GSモデル)の適用性を室内実験により検討してきた。本報告では、幌延深地層研究所の換気立坑大型試錐座(GL-250m)で実施された原位置適用性試験の結果をGSモデルを用いて分析することにより、同モデルの適用性を考察した。その結果、原位置注入試験の結果は、GSモデルを用いた事後分析により説明可能であり適用性が示された。しかし、亀裂特性に関するデータが不足している場合は浸透経路のモデル化が恣意的となるため、限定的な調査結果から浸透モデルを推定する手法については、今後さらなる研究が必要である。
杉山 博一*; 延藤 遵*; 福岡 奈緒美; 新貝 文昭; 島田 俊介*; 小山 忠雄*; 木嶋 正*; 寺島 麗*
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.87 - 88, 2010/09
高レベル放射性廃棄物等の地層処分では、処分施設の長期性能に及ぼす影響や許容湧水量の観点を考慮してグラウト材料の適用性の研究を行ってきた。その中でも微小な亀裂を対象として、浸透性や耐久性に優れる溶液型グラウト材料に着目し、これまで基礎的な物性試験を行ってきた。本報では、溶液型グラウト材料の長期耐久性に着目した試験結果を報告した。長期耐久性にかかわるゲルからのシリカ溶脱量は、周囲の地下水との接触条件(地下水流量,地下水のシリカ濃度,亀裂内でのゲルと地下水の接触面積など)が大きく影響することが示した。ただし、長期耐久性を定量的に評価するためには、今後周囲の地下水との接触条件を適切に評価する必要があることが課題としてあげられた。
山田 勉*; 関根 一郎*; 関口 高志*; 石田 秀朗*; 岸 裕和; 福岡 奈緒美
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.89 - 90, 2010/09
高レベル放射性廃棄物の地層処分における地下坑道への湧水抑制対策として、岩盤亀裂を対象にグラウト注入が検討されている。そのグラウト材料として、低アルカリ性セメント系グラウト材料の開発、溶液型グラウト材料の適用性検討が進められている。しかしながら、地下深部の高水圧環境において許容湧水量が厳しく制限されることなどを考慮すると、期待する止水効果が得られない可能性がある。そのため、セメント系と溶液型双方の弱点を補う性能が期待される代替材料として、超微粒子球状シリカグラウトを開発した。本稿では各種試験及び推奨配合の選定を行い、推奨配合として、SFCa/B=40.9%, W/B=201%, SP/B=5.5%を選定した。この配合は浸透性に優れるばかりでなく、分散性のよいスラリーで供給されるため、超微粒子粉体を取り扱ううえでのさまざまな課題についても改善されている。
中村 隆浩; 真田 祐幸; 杉田 裕; 加藤 春實*
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.129 - 130, 2010/09
原子力機構は、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として地下研究施設の建設を伴う幌延深地層研究計画を進めている。本報告は地下研究施設周辺の初期地圧の把握とこれまで地上からの調査によって得られている初期地圧結果の妥当性の確認を目的とし、深度140m換気側・東側第1ボーリング横坑において水圧破砕法・ブレイクアウト法を利用した初期地圧測定を実施し、その結果について示したものである。2か所で実施した初期地圧の主応力方向の分布・大きさとも、比較的良い一致が認められた。水平面内の最大主応力の値は、その深度の土被り圧にほぼ一致しているものの、既往の結果と比較するとわずかに小さな値であった。また、水平面内の最大主応力の方向については、既往の調査でほぼ東西方向であったが、今回の結果では、東西方向から反時計回りに26, 46の方向にある結果が得られた。
山西 毅; 関谷 美智; 佐高 裕之; 北川 義人*; 加藤 欣也*
no journal, ,
日本原子力研究開発機構が、北海道幌延町において建設を進めている深度500m程度の立坑等からなる深地層の研究施設において、平成22年2月末で換気立坑約250m、東立坑約210mまでの掘削を完了した。本建設に伴い発生する掘削土は、自然由来ではあるものの環境基準値を超過する特定有害物質が含まれていることから、土壌汚染対策法の「遮水工封じ込め型」に準じた掘削土置場に搬出し盛土している。平成22年3月末で搬出開始から33か月以上が経過したことから、搬出した掘削土の性状を建設現場内に設置した分析室にて確認した。本稿においては径年変化に伴う掘削土の酸性・中和化の現象と、今後の展望について報告する。
山西 毅; 関谷 美智; 鈴木 達也; 北川 義人*; 加藤 欣也*; 齋藤 綾佑*
no journal, ,
日本原子力研究開発機構が、北海道幌延町において建設を進めている深度500m程度の立坑等からなる深地層の研究施設において、平成22年2月末で換気立坑約250m、東立坑約210mまでの掘削を完了した。本建設に伴い発生する掘削土は、自然由来ではあるものの環境基準値を超過する特定有害物質が含まれていることから、土壌汚染対策法の「遮水工封じ込め型」に準じた掘削土置場に搬出し盛土している。平成22年3月末で搬出開始から33か月以上が経過したことから、搬出した掘削土の性状を建設現場内に設置した分析室にて確認した。本稿においては経年変化に伴うズリの酸性化によって、重金属類の溶出量など性状の変化について現状確認を行い、今後の課題について整理したので、報告するものである。
関谷 美智; 下山 正; 穴田 英樹*; 金谷 次男*; 山西 毅
no journal, ,
3本の立坑と3層の水平坑道からなる地下350mの地下施設の通気システムに関し、9ステップの施工段階ごとに坑内の風量・熱環境の通気網解析を実施し、適切な換気設備及び通気制御方法を検討した結果について発表するものである。
関谷 美智; 下山 正; 平川 芳明*; 楢島 好正*; 山西 毅
no journal, ,
3本の立坑からなる地下350mに至る大深度地下施設の防災システムに関して、施工段階を9ステップに分け、100
C, 800Cの火災温度を想定し、制御なし・制御ありの通気網解析を実施し、地下空間における火災の広がり状況を把握するとともに、ファン・風門等の制御により退避の可能性について検討した結果を発表するものである。
人見 尚*; 入矢 桂史郎*; 中山 雅
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分施設を建設・操業するにあたり、堆積岩を対象とした場合には、坑道の空洞安定性を確保するために、支保部材としてコンクリート材料の使用が考えられる。一方で、コンクリート材料は周辺の地下水を高アルカリ化し、周辺岩盤や緩衝材を変質させ、天然バリア及び人工バリアとして要求される性能に影響を及ぼす可能性が考えられる。このような影響を低減するため、JAEAでは、ポゾラン反応を利用した低アルカリ性セメントの開発を行っている。本報告においては、幌延の地下水環境を模擬した溶液に対する低アルカリ性セメント(HFSC)の溶脱挙動について検討した結果を報告する。普通ポルトランドセメント(OPC)との比較を行った結果、HFSCはOPCに比べ、溶脱抵抗性が優れているとの結果を得た。
藤田 朝雄; 笹本 広; 内藤 守正; 油井 三和
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物などの地層処分に求められる性能を満足するグラウト技術の高度化開発プロジェクトにおける5か年計画の3年目にあたり、これまで開発してきた新たなグラウト技術及びグラウト影響評価技術をプロトタイプとして提示した。
津坂 仁和; 常盤 哲也; 稲垣 大介
no journal, ,
幌延深地層研究所の地下施設建設をとおして、筆者らは、坑道掘削に伴う岩盤の変形や物性・透水性の変化を計測し、掘削影響領域の範囲や程度の評価を行っている。岩盤は新第三紀の堆積軟岩であり、経験的には、堆積軟岩に坑道を掘削した際の岩盤の挙動は、割れ目の開口・伸展・閉口といった挙動よりも岩盤実質部の変形が支配的となると予測できる。しかし、これまでの原位置計測結果を分析すると、岩盤中の割れ目がその挙動に大きく影響していることが明らかとなってきた。本論文では、換気立坑の施工で得た地中変位計測結果に基づいて、岩盤挙動の分析結果について述べた。立坑周辺岩盤に内在する断層及び引張性割れ目の分布状況を示したうえで、地中変位計測の結果に基づいたひずみ分布を、数値解析結果と比較した。その結果、堆積軟岩を対象としたショートステップ工法での立坑掘削においては、岩盤実質部の変形よりも、岩盤中の割れ目の起因した変形が顕著に生じること、さらに、その範囲は坑壁1m以内であることを明らかにした。今後は、この結果をもとに、現在調査中の掘削影響領域の透水性の変化のメカニズムを分析していく。
苗村 由美*; 井尻 裕二*; 天野 健治; 横田 秀晴; 前川 恵輔; 澤田 淳
no journal, ,
割れ目を対象とした原位置トレーサー試験結果に対する1次元モデルの適用性に着目し、放射状揚水トレーサー試験及び注入圧のあるダイポール試験のシミュレーションを実施した結果、1次元モデルにより同定された分散長は、トレーサー注入孔と回収孔間の2次元的な流れの影響により過大に評価されることが明らかとなった。本論では、これらの分散長に影響を与えうる他の要因の一つとしてバックグラウンドの地下水流れに着目し、放射状揚水トレーサー試験及びダイポール試験をシミュレーションした結果について検討した。検討の結果、ダイポール比が0である放射状揚水トレーサー試験、かつバックグラウンドの地下水流れが注入孔と回収孔の位置関係に対して平行なトレーサー試験により、得られる分散長に対するバックグラウンドの地下水流れの影響を小さくできるとともに、実際の分散長を評価できる可能性が明らかとなった。今後は、個別に検討されてきた分散長に影響を与える要因を統合的に評価し、原位置試験計画の立案と連携した方法論を整備していく。
佐藤 伸*; 納多 勝*; 畑 浩二*; 松井 裕哉; 見掛 信一郎
no journal, ,
瑞浪超深地層研究所研究坑道掘削工事のうち、主立坑は、深度180m程度までの堆積岩層の掘削中に、当初設計では見込んでいない想定外の断層に遭遇するとともに、湧水等の問題から以深の施設の掘削計画等の見直しを行うため2008年にパイロットボーリング調査を実施した。そこで本検討では、パイロットボーリング調査の有効性を力学的な観点から検証するため、実施設計時の岩盤モデルとパイロットボーリング調査から得られた地質・力学的情報に基づき設定した岩盤モデルの比較、及び当モデルに基づく掘削解析結果と、主立坑にて実測された地中変位,覆工コンクリート応力及び鋼製支保工応力との比較により、パイロットボーリング調査の有効性を検討した。
鵜山 雅夫*; 野田 正利*; 納多 勝*; 長谷川 宏*; 松井 裕哉; 鈴木 庸平*; 浜子 正*; 田中 裕治*
no journal, ,
動的注入工法は、注入圧力に強制的に波状に脈動を加えることにより注入の抵抗となるグラウトの見かけの粘性を低下させて、流動性の向上と目詰まりの抑制を図り、細かい割れ目へのグラウト注入効果を高めるものである。本報では、瑞浪超深地層研究所地下坑道におけるボーリング掘削で必要な止水対策として、前報(その1)の動的注入システムによるグラウチングを試行し、高水圧下での実用性と有用性を確認した結果について述べる。なお、本実証試験は産業技術総合研究所が日本原子力研究開発機構との共同研究において、原子力安全・保安院からの委託業務である「平成21年度地層処分にかかわる地質情報データの整備」の委託費により掘削したボーリング孔において行った。