本資料のうち，枠囲みの内容は東海第二発電所 工事計画審査資料

営業秘密又は防護上の観点から

資料番号

工認-104 改 1

公開できません。

提出年月日

平成 30 年 9 月 13 日

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1Ⅴ-2-2-23-3 常設代替高圧電源装置用カルバート（トンネル部）の耐震性についての計算書

目次
1. 概要

12. 基本方針

22.1 位置22.2 構造概要

32.3 評価方針

42.4 適用基準

6NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

3. 耐震評価

73.1 評価対象断面73.2 許容限界

93.3 評価方法

144. 耐震評価結果

174.1 構造部材の健全性に対する評価結果

174.2 基礎地盤の支持性能に対する評価結果

27

1.

概要
本資料は，添付資料「Ⅴ-2-1-9 機能維持の基本方針」にて設定している構造強度及び機能維持の設計方針に基づき，常設代替高圧電源装置用カルバート（トンネル部）（以下，「トンネル」という。）が基準地震動Ｓ ｓ に対して十分な構造強度及び支持機能を有していることを確認するものである。
トンネルに要求される機能の維持を確認するにあたっては，地震応答解析に基づく構造部

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

材の健全性評価及び基礎地盤の支持性能評価により行う。

12.

基本方針
位置

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

トンネルの平面配置図を第 2−1 図に示す。

第 2−1 図（1）

第 2−1 図（2）トンネルの平面配置図（全体平面図）

トンネルの平面配置図（拡大図）

2構造概要トンネルは，軽油移送配管，電気ケーブル及び水配管を間接支持する鉄筋コンクリート構造物であり，延長約 140 m である。トンネルは内径 4.6 m，覆工 1.2 m であり，全線に亘り一定間隔でブロック割し，施工する。構造物は，十分な支持性能を有する岩盤内に設

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1置する。トンネルの縦断断面図を第 2−2 図に，標準断面図を第 2−3 図に示す。

第 2−2 図トンネルの縦断断面図

第 2−3 図トンネルの標準断面図

3

評価方針
トンネルは，設計基準対象施設においては，Ｓクラス施設の間接支持構造物に，重大事故等対処施設においては，常設耐震重要重大事故防止設備及び常設重大事故緩和設備が設置される重大事故等対処施設に分類される。
トンネルの耐震評価は，添付資料「Ⅴ-2-2-22-3 常設代替高圧電源装置用カルバート（トンネル部）の地震応答計算書」により得られた解析結果に基づき，設計基準対象施設及び重大事故等対処施設の評価として，第 2−1 表に示すとおり，構造部材の健全性評価及び基礎地盤の支持性能評価を行う。
構造部材の健全性評価については，構造部材の発生応力が許容限界以下であることを確認する。基礎地盤の支持性能評価については，基礎地盤に生じる接地圧が極限支持力に基づく許容限界以下であることを確認する。
トンネルの耐震評価フローを第 2−4 図に示す。
ここで，トンネルは，運転時，設計基準事故時及び重大事故時の状態における圧力，温NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

度等について，耐震評価における手法及び条件に有意な差異はなく，評価は設計基準対象施設の評価結果に包括されることから，設計基準対象施設の評価結果を用いた重大事故等対処施設の評価を行う。

評価方針

評価項目

構造強度構造部材のを有する健全性

こと

基礎地盤の

第 2−1 表トンネルの評価項目

部位

評価方法

許容限界

発生応力が許容限界以短期許容応力下であることを確認

度

接地圧が許容限界以下

極限支持力 ＊

全構造部材

基礎地盤支持性能
Ｓクラス

構造部材のの設備を健全性であることを確認
全構造部材

発生応力が許容限界以短期許容応力下であることを確認

度

接地圧が許容限界以下

極限支持力 ＊

支持する機能を損

基礎地盤のなわない支持性能

基礎地盤であることを確認

こと
注記＊：妥当な安全余裕を考慮する。

4

評価開始
評価方針
評価対象断面の設定

Ⅴ-2-2-22-3
常設代替高圧電源装置用カルバート（トンネル部）の地震応答計算書
機器・配管系への加速度応答

構造物の変位量NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1許容限界の設定

構造部材の応答値算定

支持地盤に発生する接地圧の算定

構造部材の健全性評価＊1

基礎地盤の支持性能評価＊2

評価終了＜耐震性評価＞

注記＊1：構造部材の健全性を評価することで，第 2−1 表に示す「構造強度を有すること」及び「Ｓクラスの設備を支持する機能を損なわないこと」を満足することを確認する。
＊2：基礎地盤の支持性能評価を実施することで，第 2−1 表に示す「構造強度を有すること」及び「Ｓクラスの設備を支持する機能を損なわないこと」を満足することを確認する。

第 2−4 図トンネルの耐震評価フロー

5

適用基準
適用する規格，基準等を以下に示す。
コンクリート標準示方書［構造性能照査編］（（社）土木学会，2002年制定）
原子力発電所耐震設計技術指針

ＪＥＡＧ４６０１−1987（（社）日本電気協会）

道路橋示方書（Ⅰ共通編・Ⅳ下部構造編）・同解説（（社）日本道路協会，平成24NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1年3月）63.

耐震評価
評価対象断面トンネルの評価対象断面位置を第 3−1 図に示す。
評価対象断面は，トンネルの設置標高及び周辺地質を踏まえて，第 3−1 図に示す L3
断面位置において埋戻土の層厚を最も薄く設定した断面とする。
トンネルの断面図を第 3−2 図に，評価対象断面を第 3−3 図に示す。

L2(L2')

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

L1トンネル第 3−1 図トンネルの評価対象断面位置図

7L3（L3’）

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

第 3−2 図トンネルの断面図

ＷＥ

トンネル

第 3−3 図トンネルの評価対象断面図（L38断面）

許容限界
許容限界は，添付資料「Ⅴ-2-1-9 機能維持の基本方針」に基づき設定する。

(1)

構造部材の健全性に対する許容限界
トンネルの構造部材は，許容応力度法による照査を行う。評価位置においてコンクリートの曲げ圧縮応力，鉄筋の引張応力，コンクリートのせん断応力が短期許容応力度以下であることを確認する。
短期許容応力度については，「コンクリート標準示方書［構造性能照査編］（（社）土木学会，2002 年制定）」及び「道路橋示方書（Ⅰ共通編・Ⅳ下部構造編）・同解説（（社）日本道路協会，平成 24 年 3 月）」に基づき，コンクリート及び鉄筋の許容応力度に対して割増係数 1.5 を考慮し，第 3−1 表のとおり設定する。

第 3−1 表構造部材の健全性に対する許容限界
許容限界

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

評価項目
コンクリート ＊1（fｃｋ=30N/mm2）(N/mm2)

短期許容曲げ圧縮応力度σ ｃａ16.5

短期許容せん断応力度τ ａ１0.75＊3

短期許容引張応力度σ ｓａ （曲げ）435

短期許容引張応力度σ ｓａ （せん断）300

短期許容引張応力度σ ｓａ294

鉄筋(SD490)＊2鉄筋(SD345)＊1
注記＊1：コンクリート標準示方書[構造性能照査編]（（社）土木学会，2002 年制定）
＊2：道路橋示方書（Ⅰ共通編・Ⅳ下部構造編）・同解説（（社）日本道路協会，平成24 年 3 月）
＊3：斜め引張鉄筋を考慮する場合は，「コンクリート標準示方書［構造性能照査編］（（社）土木学会，2002 年制定）」に基づき，次式により算定する短期許容せん断力（Ｖ ａ ）を許容限界とする。各部材における許容限界を第 3−2
表に示す。

Ｖ ａ ＝Ｖ ｃａ ＋Ｖ ｓａ

ここで，Ｖ ｃａ：コンクリートの短期許容せん断力
Ｖ ｃａ ＝1／2･τ ａ１ ・ｂ ｗ ・ｊ・ｄ9

Ｖ ｓａ：斜め引張鉄筋の短期許容せん断力
Ｖ ｓａ ＝Ａ ｗ ・σ ｓａ２ ・ｊ・ｄ／ｓτ ａ１：斜め引張鉄筋を考慮しない場合の短期許容せん断応力度

ｂｗ

：有効幅

ｊ：1／1.15ｄ：有効高さＡｗ：斜め引張鉄筋断面積

σ ｓａ２ ：鉄筋の短期許容引張応力度
ｓ：斜め引張鉄筋間隔
第 3−2 表斜め引張鉄筋を配置する部材のせん断力に対する許容限界
断面形状

部材

部材
かぶり位置

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

せん断補強鉄筋

有効高幅

高(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

1000

1200

15010501000

600130470130470

1000

600

径

Ｓｂ

許容せん断力

短期許容ｺﾝｸﾘｰﾄ

鉄筋

せん断力Ｖ ａＶｃａ

Ｖｓａ(=Ｖ ｃａ +Ｖ ｓ ａ )

Ｓｓ

(mm)

(mm)

(kN/m)(kN/m)(kN/m)

D22300300

342.3911154.571496

D13300200

153.261253.731406

153.261

1014.721167

D25300200(136.957)(906.773)(1043)RC トンネル
覆工
RC 隔壁RC
インバート(180)(420)※（）は二段鉄筋側

10(2)

基礎地盤の支持性能に対する許容限界
極限支持力は，添付資料「Ⅴ-2-1-3 地盤の支持性能に係る基本方針」に基づき，道路橋示方書（Ⅰ共通編・Ⅳ下部構造編）・同解説（（社）日本道路協会，平成 14 年 3月）より設定する。
道路橋示方書によるケーソン基礎の支持力算定式を以下に示す。
なお，支持性能評価における保守的な配慮として，以下の支持力算定式の第３項を0 と仮定し，極限支持力を算定する。

1ｑ ｄ ＝αｃＮ ｃ ＋ βγ １ ＢＮ γ ＋γ ２ Ｄ ｆ Ｎ ｑ
2

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

ここで，
ｑｄ：基礎底面地盤の極限支持力度（kN/m2）

ｃ：基礎底面より下にある地盤の粘着力（kN/m2）

γ１：基礎底面より下にある地盤の単位体積重量（kN/m3）ただし，地下水位以下では水中単位体積重量とする

γ２：基礎底面より上にある周辺地盤の単位体積重量（kN/m3）ただし，地下水位以下では水中単位体積重量とする

α,β：第 3−3 表に示す基礎底面の形状係数

Ｂ：基礎幅（m）

Ｄｆ：基礎の有効根入れ深さ（m）

Ｎ ｃ ,Ｎ ｑ ,Ｎ γ ：第 3−4 図に示す支持力係数11

第 3−3 表

基礎底面の形状係数「道路橋示方書（Ⅰ共通編・Ⅳ下部構造編）・同解説（(社)日本道路協会，平成 14 年 3 月）」

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

より「道路橋示方書（Ⅰ共通編・Ⅳ下部構造編）・同解説（(社)日本道路協会，平成 14 年 3 月）」より

第 3−4 図支持力係数を求めるグラフ

12トンネルの極限支持力の算定結果を第 3−4 表に示す。

第 3−4 表極限支持力算定の諸元と算定結果

項目

算定結果

極限支持力度ｑ ｄ （kN/m2）4596

αｃＮ ｃ （kN/m2）4596

1βγ １ ＢＮ γ （kN/m2）

0γ'２ Ｄ ｆ Ｎ ｑ （kN/m2）

0

粘着力ｃ（kN/m2）

919

せん断抵抗角φ（°）

02NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

地盤の単位体積重量 γ'１ （kN/m3）

備考

保守的な配慮として0 と仮定
非排水せん断強度 ＊7.085

周辺地盤の単位体積重量 γ'２ （kN/m3）−

形状係数α1.000

形状係数β1.000

基礎幅Ｂ（m）

7.000

有効根入れ深さＤ ｆ （m）

−

Ｎｃ

5

第 3−4 図より

Ｎγ0

第 3−4 図より

Ｎｑ−

注記＊：非排水せん断強度Ｃ ｃｕｕ ＝（0.837 − 0.00346・Ｚ）×1000（kN/m2）
基礎底面標高Ｚ＝EL.-23.8（m）

13

評価方法
トンネルの耐震評価は，添付資料「Ⅴ-2-2-22-3 常設代替高圧電源装置用カルバート（トンネル部）の地震応答計算書」に基づく地震応答解析により算定した照査用応答値が「3.2許容限界」において設定した許容限界以下であることを確認する。

(1)

構造部材の健全性評価
コンクリートの曲げ軸力に対する照査については，地震応答解析により算定した曲げ圧縮応力が許容限界以下であることを確認する。
鉄筋の曲げ軸力に対する照査については，地震応答解析により算定した曲げ引張応力が許容限界以下であることを確認する。
せん断力に対する照査については，地震応答解析により算定したせん断応力が許容限界以下であることを確認する。
構造部材の健全性評価において最も厳しい照査結果となったのは，せん断力照査にNT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1おける最大照査値である。せん断力照査における最大照査値の評価時刻での断面力図を第 3−5 図に示す。

14

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

曲げモーメント（kN・m）（＋：圧縮，−：引張）軸力（kN）

せん断力（kN）

第 3−5 図

照査値が最も厳しくなる部材（RC 覆工）の断面力（Ｓ ｓ −３１（Ｈ＋，Ｖ＋），ｔ＝8.74s）（検討ケース②：地盤物性のばらつきを考慮（＋1σ）した解析ケース）
15

(2)

基礎地盤の支持性能評価
基礎地盤の支持性能評価においては，基礎地盤に生じる接地圧が極限支持力に基づく許容限界以下であることを確認する。
接地圧が許容限界に対して最も厳しくなる検討ケースにおいて，基礎地盤に生じる最大接地圧分布を第 3−6 図に示す。

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

734 kN/m2

第 3−6 図最大接地圧分布図（Ｓ ｓ −２２（Ｈ＋，Ｖ＋））（検討ケース①：原地盤に基づく液状化強度特性を用いた解析ケース）

16

4.

耐震評価結果構造部材の健全性に対する評価結果
コンクリートの曲げ軸力に対する照査結果を第 4−1 表に，鉄筋の曲げ軸力に対する照査結果を第 4−2 表に，せん断力に対する照査結果を第 4−3 表に示す。また，概略配筋図を第 4−1 図に示す。
トンネルの構造部材の発生応力が許容限界以下であることを確認した。

コンクリートの曲げ軸力照査結果

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

第 4−1 表（1）注記①：原地盤に基づく液状化強度特性を用いた解析ケース
評価位置は下図に示す。

17

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

第 4−1 表（2）

注記

コンクリートの曲げ軸力照査結果①：原地盤に基づく液状化強度特性を用いた解析ケース
評価位置は下図に示す。

18

第 4−1 表（3）NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

注記

コンクリートの曲げ軸力照査結果②：地盤物性のばらつきを考慮（＋１σ）した解析ケース③：地盤物性のばらつきを考慮（−１σ）した解析ケース④：敷地に存在しない豊浦標準砂の液状化強度特性により地盤を強制的に液状化させることを仮定した解析ケース⑤：原地盤において非液状化の条件を仮定した解析ケース⑥：地盤物性のばらつきを考慮（＋1σ）して非液状化の条件を仮定した解析ケース
評価位置は下図に示す。

19

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

第 4−2 表（1）

注記

鉄筋の曲げ軸力照査結果①：原地盤に基づく液状化強度特性を用いた解析ケース
評価位置は下図に示す。

20

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

第 4−2 表（2）注記

鉄筋の曲げ軸力照査結果①：原地盤に基づく液状化強度特性を用いた解析ケース
評価位置は下図に示す。

21

第 4−2 表（3）NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

注記

鉄筋の曲げ軸力照査結果②：地盤物性のばらつきを考慮（＋１σ）した解析ケース③：地盤物性のばらつきを考慮（−１σ）した解析ケース④：敷地に存在しない豊浦標準砂の液状化強度特性により地盤を強制的に液状化させることを仮定した解析ケース⑤：原地盤において非液状化の条件を仮定した解析ケース⑥：地盤物性のばらつきを考慮（＋1σ）して非液状化の条件を仮定した解析ケース
評価位置は下図に示す。

22

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

第 4−3 表（1）

注記

せん断力照査結果①：原地盤に基づく液状化強度特性を用いた解析ケース
評価位置は下図に示す。

23

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

第 4−3 表（2）

注記

せん断力照査結果①：原地盤に基づく液状化強度特性を用いた解析ケース
評価位置は下図に示す。

24

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

第 4−3 表（3）

注記

せん断力照査結果②：地盤物性のばらつきを考慮（＋１σ）した解析ケース③：地盤物性のばらつきを考慮（−１σ）した解析ケース④：敷地に存在しない豊浦標準砂の液状化強度特性により地盤を強制的に液状化させることを仮定した解析ケース⑤：原地盤において非液状化の条件を仮定した解析ケース⑥：地盤物性のばらつきを考慮（＋1σ）して非液状化の条件を仮定した解析ケース
評価位置は下図に示す。

25

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1

第 4−1 図概略配筋図

26

基礎地盤の支持性能に対する評価結果
基礎地盤の支持性能照査結果を第 4−4 表に示す。
トンネルの基礎地盤に生じる最大接地圧が極限支持力度以下であることを確認した。

第 4−4 表基礎地盤の支持性能照査結果
最大接地圧

検討ケース

(kN/m2)
Ｓｓ−Ｄ１Ｈ＋，Ｖ＋

696(kN/m2)4596

Ｓｓ−Ｄ１Ｈ＋，Ｖ−

706

4596

Ｓｓ−Ｄ１Ｈ−，Ｖ＋

708

4596

Ｓｓ−Ｄ１Ｈ−，Ｖ−

703

4596

Ｓｓ−１１Ｈ＋，Ｖ＋

672

4596

Ｓｓ−１２Ｈ＋，Ｖ＋

703

4596

Ｓｓ−１３Ｈ＋，Ｖ＋

699

4596

Ｓｓ−１４Ｈ＋，Ｖ＋

663

4596

Ｓｓ−２１Ｈ＋，Ｖ＋

692

4596

Ｓｓ−２２Ｈ＋，Ｖ＋

734

4596

Ｓｓ−３１Ｈ＋，Ｖ＋6394596

Ｓｓ−３１Ｈ−，Ｖ＋

639

4596

②

Ｓｓ−３１Ｈ＋，Ｖ＋

645

4596

③Ｓｓ−３１Ｈ＋，Ｖ＋

633

4596

④

Ｓｓ−３１Ｈ＋，Ｖ＋

577

4596

⑤

Ｓｓ−３１Ｈ＋，Ｖ＋

630

4596

⑥

Ｓｓ−３１Ｈ＋，Ｖ＋

631

4596

NT2 補② Ⅴ-2-2-23-3 R1E①

注記

極限支持力度①：原地盤に基づく液状化強度特性を用いた解析ケース②：地盤物性のばらつきを考慮（＋１σ）した解析ケース③：地盤物性のばらつきを考慮（−１σ）した解析ケース④：敷地に存在しない豊浦標準砂の液状化強度特性により地盤を強制的に液状化させることを仮定した解析ケース⑤：原地盤において非液状化の条件を仮定した解析ケース⑥：地盤物性のばらつきを考慮（＋1σ）して非液状化の条件を仮定した解析ケース

27