Monitoring Result of Rock Mass Behavior during Excavation of Deep Cavern

대심도 지하 공간 굴착시의 암반거동 - 일본 SUPER KAMIOKANDE의 사례 -

  • 이홍규 (두산산업개발주식회사 토목사업본부 토목턴키팀)
  • Published : 2006.02.01

Abstract

The world's largest nucleon decay experiment facility is constructed at a depth of approximately 1,000 meters, in the Kamio Mine, Japan. The excavated cavern is consisted of a cylinder of 42.4 m high and a semi elliptical dome of 15.2 m high, with a bottom diameter of 40 m. The total excavation volume is approximately $69,000\;m^3$. Because of the character as a large cavern excavation in deep underground, there is many unknown factors in rock mechanics. Based on the results of rock test and numerical analysis, the monitoring of rock mass behavior accompanying progress of construction was performed by various instruments installed in the rock mass surrounding the cavern. The monitoring data was used in the study of measures for cavern stability.

일본 기후현의 카미오카광산은, 채광후의 지하공간을 연구나 실험시설로서 재활용하고 있는 광산중의 하나이다. 동 광산의 지하 약 1,000 m의 대심도에, 우주에서 도래하는 소립자의 관측과 양자의 붕괴현상 등을 연구하기 위한 실험시설 SUPER-KAMIOKANDE(KAMIOKA Nucleon Detective Experiment)가 건설되었다. 이 시설을 수용하는 지하공간은 직경 40m, 높이 42.4 m의 원통부와 그 상부에 높이 15.2 m의 반 타원형 돔부로 구성되어 있으며, 총 굴착 량은 $69,000\;m^3$ 균이었다. 지하공동 단면의 크기는 대형지하발전소와 비슷한 규모이지만, 공동의 형상이 종래에 그 예를 찾아 볼 수 없는 원통형이라는 것, 지하 10 m의 대심도이기 때문에 커다란 초기지압이 존재한다는 것, 그리고 굴착방법으로서 높이 10 m의 장공발파를 이용한다는 특수조건 하에서 공동의 굴착을 안전하고 경제적으로 실시하기 위해 초기지압결과를 이용하여 계측단면을 설정하여, 암반거동에 관한 계측계획 을 입안하였고, 지중 변위 측정, 록볼트 축력측정, 응력변화 측정을 실시하면서 시공관리를 실시하였다.

Keywords

References

  1. 李弘揆.橫山幸也,1994, 大規模空洞岩盤掘削時の岩盤擧動計測結果, 應用地質株式會社 第8 回東京事業本部技術發義會講演集, 9-14
  2. 竹村友之.藤井伸一朗.中川哲夫.橫山幸也, 1995, 大規模空洞岩盤掘削時の岩盤擧動計測結果, 第26回岩盤力學に關るシンポジウ厶講演論文集, 291-295
  3. Kanagawa T., Hibino S. and Ishida T, 1986, In-situ stress mesurements by overcoring method -Development of 8element gauge for 3 dimentional estimation-, CRIEPI Report E385033
  4. Sugahara K. and Obara Y., 1986, Mesurements of in-situ rock stress by hemispherical-ended borehole technique. J. Min. Sci. Technol. 3, 287 - 300 https://doi.org/10.1016/S0167-9031(86)90632-8
  5. Sugahara K., Sakaguchi K., Obara Y., Nakayama T. and Hyun-Kuk Jang, 1992, Rock Stress Measurement and Numerical Approach for Cavern Designing, J. KSRM, TUNNEL AND UNDERGROUND SPACE, Vol. 2, 164 -176
  6. Amadei B, 1985, Applicability of the theory of hollow inclusion for overcoring stress measurements in rock, Rock Mechanics and Rock Engineering, Vol. 18, 107 -130 https://doi.org/10.1007/BF01019601