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本島 貴之*; 矢吹 義生*; 南出 賢司*; 名合 牧人*; 青柳 和平
トンネル工学報告集(CD-ROM), 24, p.I_10_1 - I_10_5, 2014/12
幌延深地層研究計画の一環として堆積軟岩中に周回状の大深度地下施設を建設するにあたり、事前に初期地圧の調査を行って、掘削方向と主応力の方向の関係に応じて支保パターンを変更する経済設計を試みている。さらに筆者らは、施工時において内空変位の計測を行って掘削方向と内空変位計測結果の関係を整理し、事前に調査を行った初期地圧測定結果が妥当であったかを念頭に、計測結果と予測解析結果との比較をおこなった。その結果、両者の間は正の相関が認められ、値の大小についても変形係数の設定値と実測値との差から想定される範囲に収まっていることが確認された。これらのことから、地上からの調査で実施した初期地圧の測定結果はほぼ妥当であるものと確認された。
谷口 直樹; 川上 進; 森田 光男*
JNC TN8400 2001-025, 27 Pages, 2002/03
JNC-TN8400-2001-025.pdf:1.16MB
炭素鋼オーバーパックの寿命評価では処分環境における炭素鋼の腐食形態を把握することが重要である。日本における地下水条件を想定した場合、第2次取りまとめにおいて設定された仕様の緩衝材中で炭素鋼は不動態化せず、全面腐食の進展する可能性が高いことがこれまでの研究により確認されている。しかし、軟岩系岩盤における処分では緩衝材のまわりにコンクリート製の支保工を施工することが想定され、緩衝材に浸潤する地下水のpHが高くなることによって、腐食形態に変化を及ぼす可能性がある。そこでコンクリート材料として普通ポルトランドセメントおよび低アルカリ性セメントを用い、アノード分極測定によりセメントと接触した水溶液中での炭素鋼の不動態化条件を検討した。その結果、第2次とりまとめにおける緩衝材の仕様において炭素鋼が不動態化するのは外部から浸潤する地下水のpHが約13以上の場合であり、支保工として低アルカリ性セメントを使用すれば炭素鋼は不動態化しないことが確認された。また、緩衝材の因子(乾燥密度とケイ砂混合率)に対する炭素鋼の不動態化条件を検討した。その結果、第2次取りまとめにおいて設定された緩衝材仕様は十分に裕度をもって炭素鋼が不動態化せず、全面腐食を受ける領域にあることが確認された。
磯貝 武司*; 小田 治恵
JNC TN8400 2000-025, 48 Pages, 2000/09
現在、地層処分システムを構成するプラグ、支保工材料として低アルカリ性セメントを用いることが検討されている。核種移行やオーバーパックの腐食挙動および緩衝材の長期安定性を評価する上では、緩衝材中の間隙水化学が重要となる。よって本報告では低アルカリ性セメント浸出溶液中での緩衝材間隙水のpH測定を行った。緩衝材材料であるNa型ベントナイト(乾燥密度1.6[g/cm3],直径2[cm],高さ4[cm]の円柱状)の圧縮成型体にpH指示薬含浸樹脂を埋め込み、Ar雰囲気制御下(酸素濃度1ppm以下)にて低アルカリ性セメント浸出溶液(pH≒11)に浸漬させた。1,3,6ヶ月に取り出した樹脂の呈色状態より、間隙水のpHはそれぞれpH≒9、pH≒9、pH≒11と判断した。本試験でみられたベントナイト間隙水のpHの経時変化は、前報告での蒸留水やNaCl水溶液を試験溶液(pH≒9)として用いた場合の試験結果と同じ傾向であった。これより、低酸素濃度条件下におけるベントナイト間隙水は、接する溶液のpHが9
11の範囲にあるとき、本試験に用いたベントナイト形状においては、13ヶ月の試験期間ではカラム外側溶液のpHよりも低くなり、67ヶ月以降にはカラム外側溶液のpHと同等かそれ以上となることが判った。
棚井 憲治; 岩佐 健吾; 長谷川 宏; 三浦 一彦*; 奥津 一夫*; 小林 正明*
JNC TN8400 99-046, 177 Pages, 1999/11
アクセス坑道、連絡坑道、主要坑道及び処分坑道から構成される地下施設の建設においては、大深度に総延長百km以上にも及ぶ多数の坑道群を施工することになる。したがって、大量のずりの搬出、換気や事故時の避難ルートの確保などに対して通常のトンネル工事以上に留意する必要がある。これに加え、通常のトンネル工事でもしばしば遭遇する弱層部における切羽の崩壊や膨張など切羽の不安定現象、湧水やそれに起因する地山の崩壊、ガスの発生、山はね現象などの事象についてもさらに注意を払う必要がある。本報告書では、上記の事柄を念頭に、既存の建設工法を整理するとともに、現状で施工可能な工法を選択し、その施工手順や必要な設備類について検討を行った。また、地下深部で遭遇する種々の事象に対する対策工法事例調査等をもとに整理し、その適用可能性について検討を行った。処分孔竪置き方式における処分孔の掘削については、現状で考えられる掘削技術の調査、諸外国での事例等をもとに現状で候補としてあげられる掘削技術を抽出し、その施工概要等を示した。さらに、品質管理に対する考え方を整理するとともに、品質管理項目及び品質管理内容の検討を実施した。これらの検討から、大深度地下を対象とした処分場の建設技術としては、基本的に現状のトンネルや地下空洞の掘削技術を適用または準用することが可能である。さらに、地下深部で遭遇する環境下で安全かつ合理的な施工を行うため、適正な対策工法の選択あるいは組み合わせによる対応が必要であるとともに、従来のトンネル工事にも増してより綿密な施工管理や計測結果を適切に判断するためのシステムの構築等が必要となる。
黒木 繁盛; 谷口 航; 小尾 繁*; 長谷川 宏; 杉野 弘幸; 窪田 茂*; 出羽 克之*
JNC TN8400 99-037, 281 Pages, 1999/11
高レベル放射性廃棄物の地層処分場において、人間の安全な生活環境を維持するという基本的な考え方のもと、地下数百m1,000m程度の地下深部に坑道を掘削し、廃棄体を埋設することが計画されている。その際、建設・操業・閉鎖の作業安全性を確保するため、各段階を通して坑道が力学的に安定していることが求められる。ここでは、第2次取りまとめで求められる処分技術の技術的信頼性を示すため、その要件となる坑道の力学的安定性を解析により評価した。具体的には、各坑道で必要となる断面を設定し、理論解析、有限要素法解析を用いて坑道掘削時の安定性、坑道交差部および地震時の安定性について検討を行った。本検討により得られた結果を以下に示す。・現状の技術で坑道の掘削が可能であると考えられ、適切な支保工を設置し、十分な坑道離間距離および処分孔間隔をとれば坑道の力学的安定性は確保できる。・坑道交差部においては、適切な補強工を施すことにより坑道の力学的安定性は確保される。なお、補強が必要となる範囲は、今回検討を行った交差角度30
では鋭角側に4D、鋭角側に1Dの範囲である。・過去に起こった巨大著名地震を想定して検討を行ったところ、坑道の力学的安定性に及ぼす地震の影響は小さく、坑道の掘削時の安定性が確保されれば地震に対しては安定であることが分かった。
納多 勝*
JNC TJ1400 99-035, 256 Pages, 1999/02
本研究は、核燃料サイクル開発機構が平成10年9月に公表した「第2次取りまとめ第l次ドラフト」における「処分技術開発」の内容を対象に、別途構築される評価検討手法の高度化に資することを目的として、国内の大学、民間企業の専門家の意見等をとりまとめたものである。地層処分システムの設計・建設技術に関する検討では、処分空洞建設時に発生が予想されるゆるみ領域の評価手法、空洞安定性解析手法と支保工の設計手法、緩衝材の仕様決定手法等、「処分技術開発」の評価について、主として現状技術を基本とした工学的な観点から各専門家の意見をとりまとめた。人工バリアシステムの長期力学安定性評価については、ベントナイト緩衝材を対象に、周辺の岩盤、オーバーパックの腐食膨張等時系列に発生する事象を解析する手法の現状について、専門家の意見を反映し今後の研究の方向を示唆する事項としてとりまとめた。処分場の管理に関する検討では、閉鎖前後の管理の考え方を中心に、世界各国での議論を調査し、専門家の意見を反映して管理の考え方を助言としてとりまとめた。オーバーパックの腐食に関する検討としては、ベントナイト共存下における腐食試験を実施し、腐食生成物が腐食プロセスに与える影響の評価に資する知見をとりまとめた。
五月女 敦; 藤田 朝雄; 原 啓二; 納多 勝
PNC TN1410 92-055, 99 Pages, 1992/01
高レベル廃棄物の地層処分における地下空洞は、比較的長期にわたる建設、操業、閉鎖の作業期間中、安定性が確保されていることが要求される。ここでは、処分深度、岩盤物性をパラメータとして理論解および有限要素法による空洞安定解析により坑道の支保工の程度を概略検討した。処分深度については、地下数100メートル以深を想定していることから、3001,000mの範囲で、空洞の安定解析を行った。岩盤の力学物性については、結晶質岩系岩盤としては日本に広く分布するカコウ岩を、堆積岩系岩盤としては第三紀の堆積岩を代表的な岩種とし、いくつかの実測例を参考にして、結晶質岩系岩盤については2種類の物性を、堆積岩系岩盤については岩盤強度が小さく、支保が重要なことから、3種類の物性を検討用に設定した。空洞安定解析の計算により得られた主な結果は以下の通りである。(1)支保工の程度は、深度(初期応力)、岩盤物性、岩盤壁面の直ひずみや塑性領域をどの程度許容するかに依存する。(2)結晶質岩系岩盤の支保は、無支保または空洞壁面の剥離を抑える目的のロックボルトと吹き付けコンクリート程度と考えられる。(3)堆積岩系岩盤については、結晶質岩系岩盤に比べて岩盤壁面の変位が大きく、吹き付けコンクリートとロックボルトに加えて鋼製支保および内巻コンクリートを用いた複合構造が考えられる。(4)理論解による空洞安定解析結果は、偏圧条件下での詳細な有限要素法による解析結果とほぼ同様な結果が得られている。
not registered
PNC TJ7449 91-002, 580 Pages, 1991/05
岩盤における立坑等の坑道の掘削は岩盤本来の力学的・水理学的特性に影響を与え,また坑道周辺の水理環境の変化を促し,地下水流動へ影響を与える。したがって,立坑掘削による岩盤および周辺地下水への影響を正確に把握し,評価することは非常に重要である。立坑掘削影響試験は,これらの影響を既存の掘削技術,計測技術,評価技術を用いて計測し,評価を行うことを目的としている。このような目的のもとに,昨年度は「立坑掘削影響試験のうち岩盤挙動の調査(II)」として,動力炉・核燃料開発事業団中部事業所,東濃鉱山において,実規模の立坑(内径6m,深さ150m)を新規に建設し,立坑の掘削前から深さ25mまでを対象として,立坑掘削前の周辺地盤の弾性波探査,傾斜計による立坑掘削中の周辺地盤の変位計測および支保工の応力,覆工に加わる背面土圧の計測を実施した。今年度は,さらに立坑の掘削を進め,覆工と周辺岩盤の挙動の測定および力学・水理学的特性の変化の測定を実施した。前者は,覆工の応力・変形測定および周辺岩盤の変位測定から成る。後者は,変形特性・透水係数・弾性波速度の測定,ボアホールテレビによる亀裂観察および室内試験から成る。これらの調査・試験結果は,立坑掘削による影響領(緩み領域)の規模や物性の変化等に着目して評価され,調査・試験結果の一部は,空洞掘削に伴う周辺岩盤の挙動を把握するための解析に供された。
