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■研究紹介

ILC 施設の土木工事に関するガイドライン策定
KEK 先端加速器推進部・LC 計画推進室

宮 原

正 信

masanobu@mail.kek.jp
2014 年 8 月 10 日

1 はじめに

表1

本委員会の部会構成
担当業務

わが国での建設を想定した ILC 施設の設計・建設に関し，

部会名

2004 年以来の長期間にわたり，土木学会による技術支援が

企画運営部会

委員会の企画運営全般継続されてきた。その主な活動は，RDR と TDR の技術検計画調査部会

施設全体の計画・調査に関する技術指針
実験ホールやアクセスホールなどの空洞の設計・施工技術指針

討に併行して実施された 2 段階の調査研究である。本報告

大空洞部会

は，後者の成果として 2014 年 3 月に最終報告が行なわれた「ILC 施設の土木工事に関するガイドライン」の策定につい

水平坑部会て，その背景と概要を紹介するものである。

特殊坑部会

2 ガイドライン策定の経緯

防災部会

2.1 土木学会と ILC

トンネル構造物の設計・施工技術指針
斜坑（トンネル），立坑，並びに会合部・接続部など特殊部の設計・施工技術指針
防災，安全に関する設計・施工技術指針

2.2 委員会の構成

土木学会は，2004 年 3 月に高エネルギー加速器研究機構

本委員会は，企画運営部会と 5 つの技術専門部会で編成（当時，戸塚洋二機構長）からの付託を受け，岩盤力学委員

され，専門委員には大学や研究機関の研究者のほか，設計会とトンネル工学委員会のもとに「リニアコライ

コンサル

ー土木

技術研究小委員会」を設置し，ILC 計画の実現と日本への誘致に向けた技術支援を開始した。
この土木学会への委託研究の背景として，従来の加速器

ントや施工会社の実務技術者を含む，50 名を超えるエキスパートによって構成された（表１）。

3 報告書の概要

トンネルが比較的浅い深度での開削工法によるコンクリー

本ガイドラインは，各専門部会や委員会で検討された草ト構造物を主とするのに対し，ILC の加速器施設は地表か案をたたき台にして，土木学会員や加速器関係者の参加にら数 100m の大深度での岩盤掘削で構築される特殊性があよる討論会やコロキュウムを通じて広く意見を聴取し，委る。すなわち，日本のサイトで想定されている山岳トンネ員会としての最終報告書に取りまとめられた。以下，本ガル工法は，必要な断面形状と寸法で岩盤をくり抜き，残さイドラインの構成と概要を記す。

れた周辺地山（掘削の対象となる自然のままの地盤や岩盤）を構造体として利用する工法である。これには極めて専門

3.1 計画および調査性の高い特殊な土木技術を要することから，土木学会に全3.1.1 ILC 施設の基本計画

面的な技術支援を求めるに至ったのが主な経緯である。
その第 1 次調査研究の成果として，2009 年に下記の 2 つの報告書がまとめられ提出されている。

器トンネルや実験ホールなどの地下構造物の設計や施工を合理的に進めるために必要な計画および調査に関する指針①（日本における）長大衝突型加速器計画の建設サイト

が示されている。特に，施設全体の平面形状や縦断線形，
各施設の所要断面や概略仕様を整理した上で，計画段階でに関する調査研究報告書② 加速器建設の土木技術に関する調査研究報告書
その後，2011 年に「国際リニアコライ

本ガイドラインには，主要な実験施設が設置される加速ー(ILC)の土木技術に関する示方書策定小委員会」が組織され，第 2 次調査研究が開始された。その主たる目的は，ILC 施設の準備段
階における計画業務から設計・施工および維持管理までを包含する総合的な技術指針（ガイドライン）の策定である。

踏まえるべき技術検討課題を 3 つの基本方針にまとめている。
① 施設配置計画にあたっては，ビームトンネルや実験ホー
ルの他，アクセス用および設備用の補助施設も含めた施設群全体のレイアウトを合理的に検討し，建設や供用開始後の課題や懸念がないように決定する。

502
83
表4

② トンネルや地下空洞の調査・計画に際しての基本として，建設開始後に大幅な工程の遅れが生じる事態（破対象

砕帯による地山崩落，大量湧水，その他建設上の大きな支障）に遭遇しないように綿密な計画立案を行う。
③ 施設全般にわたり，防災やエネルギー供給システムな

加速器
トンネル

どの基幹施設について，供用開始後の長期間にわたる維持管理や経費（LSC）についても慎重に考慮して計画する。

ILC 施設が具備すべき耐震性能（提案）
地震動
L1
地震動
L2
地震動
L1

3.1.2 地震影響に関する施設設計の考え方
また，本ガイドラインには，地震大国である日本の山岳実験ホール

サイトでの建設に鑑み，ILC 実験施設の中核をなす地下構造物に要求される耐震性能について，その計画理念と設計指針が具体的に提案されている。
土木学会は，1995 年に発生した阪神・淡路大震災を受けて「耐震技術等基本問題検討会議」を設置し，土木構造物の耐震基準に関する提言[1]を公表している（表 2, 3）。
その中で，土木構造物の耐震性の照査にあたって 3 段階の地震動レベルを設定しているが，ILC 施設においては構造物の重要性と特殊性に鑑み，以下の 2 種類の地震動レベルを適用した耐震性能を提案している（表 4）。
① レベル 1(L1)地震動：従来の耐震設計でも想定されていた地震外力にあたり，構造物の使用期間中に数回発生すると考えられる強さの地震を示す。
② レベル 2(L2)地震動：近傍で発生する大規模なプレー
ト境界地震（東北地方太平洋沖地震など）に加えて，
兵庫県南部地震時における内陸直下型地震による地震動も対象とした発生確率の極めて低い地震動を示す。

地震動
L2
地震動

性能レベル

適用範囲

性能レベル I：

加速器トンネル

無補修での-メインライナック

機能保持
性能レベルⅡ：
早期に機能回復-ダンピングリング
補助施設-アクセストンネル-アクセスホール

性能レベル I：

実験ホール空洞

無補修での

補助施設

機能保持

-アクセストンネル

性能レベルⅡ：-補助トンネル

早期に機能回復-補助空洞

これまでの土木学会による研究成果と知見を基に，本ガイドラインでは，ILC 施設の地下構造物に要求される耐震性能について，表 4 に示すとおり具体的な提案をおこなっている。ここでは，ILC 施設が一般施設と異なり，機器設
置やメンテナンス作業に多数の人が長時間従事することや，
供用開始後も関係者が随時アクセスすることなどに着目し，地震時における安全性の確保を最重要課題と位置付け，一
般施設よりも高い耐震性能の確保を求めている。
3.1.3 ILC 施設の概要調査計画事例
本ガイドラインでは，トンネルや地下空洞などの地下構造物の計画にあたって必要となる地山条件の調査に関して，①計画・調査段階，②設計段階，③施工段階，④維持管理段階の各段階で実施すべき調査事項を示し，参考事例も引用しながら調査目的や調査内容などについて解説している。
また，検討段階で想定されていた国内の 2 つの候補サイトの地形・地質条件についても，第三者的立場からその特性などについて検討され，さらに，今後の本格的な地質調

表2
耐震性能
性能レベル
Ⅰ

性能レベル
Ⅱ
性能レベル
Ⅲ

山岳トンネルの耐震性能[2]定義
備考

地震後にも補修せずに機能を維持し，かつ過大な変形を生じない
地震後に補修を必要とするが早期に機能が回復できる
地震によって構造
物全体系が崩壊しない

地 震 後 の 構 造 物の損傷が十分に小さい範囲に留まり，大きな変位を生じない補修に困難が伴う構造
物 の 残 留 変 形 や部材の 損 傷 が 許 容 限度内に収まる
修復不可能となったとし て も ， 土 圧 などによって崩壊しない査に資するため，トンネルや地下空洞の調査項目に関する調査計画の基本的なあり方として，一般的調査と ILC 施設
独自の調査（地殻変動，常時微動など）に区分して考えている。
3.1.4 ILC 施設の設計・施工のための調査
ILC で想定されているサイトの地質は，全般的には良好な花崗岩と見なされるが，局所的には断層破砕帯や風化による脆弱層あるいは大量湧水帯の出現などの可能性もある。
これらは，トンネルの設計・施工上の大きな課題となると同時に，施設の維持管理コストにも直接影響することから，調査計画について以下のような留意事項がある。

表 3 山岳トンネルの具現すべき耐震性能[2]地震動
具現すべき耐震性能
地震動
性能レベルⅠ
L1
性能レベルⅡ
L2 地震動① サイト全般の地質構造，分布および性状の把握。
② 地山分類を行うために必要な基礎資料の入手。
③ 坑口部の地形，地質条件に関する基礎資料の入手。
④ 掘削工法や補助工法の選定のための基礎資料の入手。
⑤ 特殊地山の分布把握や対策のための基礎資料の入手。

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03

84
岩盤空洞の安定定性が確保されれること。
① 長期的にも岩洞安定性が確保
保されること。
② 地震時の空洞動によって生じじる岩盤の変位位が実験に影響響③ 測定器の移動を及ぼさないいこと。
る各種振動が実実験に影響を及及ぼさないこと。
。
④ 伝播してくる
影響を及ぼすよような湧水や滴滴水がなく，温温⑤ 実験装置に影度や湿度などどの室内環境がが適正に保持さされること。
の設計
3.2.2 空洞安定のル空洞の平面・・断面形状を図
図 1 に，俯瞰図
図
LC 実験ホール
ILを図
図 2 に示した。実験ホール空空洞の構築にはは大規模な岩盤盤
掘削
削を要することとから，空洞自自体の安定設計計を最重要課題
題
図 1: ILC 実験ホーール平面，立面，断面の 1 つとしてあげげている。特にに計画段階におおいては，空洞
洞の安安定を阻害するる要因を極力少少なくするためめの配置計画，
空洞
洞形状の選定ななどを最優先のの検討課題と位位置づけているる。
a)

配置計画およよび空洞形状のの選定
実験ホールの配実配置計画では，まず何よりもも良好な地質ののサイ
イト選定が重要要であるとした
た上で，今後のの本格的な地質質調査
査によって明ららかになる初期
期地圧や地山性
性状の把握，なならび
びに弱層の分布
布などを考慮にに入れた空洞のの安定性に関すする検検討が基本的なな考え方になるる。ここで，初初期地圧とはト
ンネ
ネル掘削などのの影響を受けずず，岩盤内部でで上載圧や地殻殻変動動に起因して作作用している自然状態の応力のことをいう。
。
またた同時に，ILC
長大なメインリ
リニアック(ML
C 施設では，長L)
図 2: ILC 実験ホール俯瞰図実
図トン
ンネルの配置もも大きな制約条条件となるためめ，施設全体のの配置
置計画の最適化化をはかることとが最重要の課課題とされていいさらに立地条条件に関わる調調査として，環環境調査，工事規る。

制
制に関する調査
査，補償対象調調査などが必要
要となる。

3
3.2
大空洞
トンネルには
は，用途や施工
工法および形態
態的特長などから様
様々な分類法ががある。その中で，仕上がり断面の大きさによよる分類では，
満の小断面，100 − 50 m 2 の中断
断面，
10 平米未満大断面，およびび， 100 m 2 以上のトンネル
ルを超
5 − 100 m 2 を大50
大大断面などと区区分している。
。一方，地下空洞では大規模な地
地下発電所で見見られるような，幅と高さがともに数十メー
トルにおよぶ大大断面を有するるものを一般にに大空洞と呼ぶ
ぶ（ちな
なみに，スーパ
パーカミオカンデは世界的にも有数の規模を誇
誇る地下大空洞洞の 1 つである
る）。
3
3.2.1
ILC 施設
設における地下
下空洞
地下施設のうちち，実験ホールやアクセスホー
ILC おける地
ル
ルなどの地下空空洞に関して，，その特徴を紹介した上で，計画
画・設計・施工
工上の技術的課
課題について考考える。特に，超精
精密な素粒子物
物理実験が行わ
われる大深度の地下空間という特特異な機能に着着目し，次の 5 項目が土木工学的な視点からのの大空洞に要求求される基本性性能となる。

また，空洞の形
ま形状についてはは，我が国におおける地下発電
電所やや地下備蓄基地
地などの豊富なな建設実績を踏踏まえた上で，①き
きのこ型，②卵
卵型，③弾頭型型などの基本形形状とその特性性を考考慮に入れ決定
定されることにになる。
b)

空洞支保の設設計
空洞支保とは，
空
工完了までの間
間，地山からのの掘削から覆工荷重
重に十分対抗しし，地山の崩壊
壊などを防止しして所定の掘削
削断面面を維持し，かかつ能率的に坑坑内作業が行わ
われるように設設
置す
する地山支持構
構造物のことををいう。
期間にわたってて供用される施施設であることとIL
LC 施設は長期に鑑鑑み，長期的なな安定性を確保保する観点からら，空洞の支保保設計
計手法の選択はは重要な要素ととなる。また，類似した大空空洞のの施工実績としして，国内の地
地下発電所や地
地下備蓄空洞ななどをを取り上げ，吹吹付けコンクリリートやロック
クボルトおよびびPS アンカーなどを用いた支保設計が必要になる。
3.2.3 地震時の空空洞安定性
一般的に，地下
下空間は地上施施設に比べ地震
震の影響が小さいととされているこ
ことから，耐震
震設計が導入さされる事例は少
少

50
04
85
移動と岩盤変位位
3.2.4 測定器の移次に，次 実験ホールルに設置されるる 2 つの測定器
器（ILD と SiD）の Push-Pull
伴って発生するる岩盤変位に関関方式 での移動に伴Pする
る予測および対対応策についてて考えよう。
は，図 4 に示す
すコンクリート
ト製のパレットト
2 つの測定器は上にに設置されるがが，この測定器
器の移動に伴っって実験ホール
ル
空洞
洞周辺の岩盤にに生じる変形ががビーム制御にに及ぼす影響をを排除除する必要が出出てくる。ガイイドラインではは，極微細な岩岩
盤変
変形は避けられれないとしてもも，実験への影
影響を極力避けけるた
ために，弾性変形
形量やクリープ
プ変形の性状ななどについて，あららかじめ把握ししておく必要ががあるとしていいる。そして測測定器器の移動に伴う
う弾性変形解析
析の事例を紹介
介している。
の移動に伴う岩
岩盤変位シミュュIL
LD と SiD の 2 つの測定器の図 3: 東日
日本大震災時の最大加速度の岩岩盤による比較[33]

レーーションの結果
果，最大変位量
量は，図 5 に示示す通り 0.1mmm程度
度に収まり，ここの岩盤変位はは堅固な花崗岩
岩においては弾弾性的的な範囲に留ままると想定されれている。またた，長時間を経経て発発生するクリーープ変形量も微微小と見られる
るが，詳細設計
計の段
段階では岩盤調
調査結果に基づづいたより詳細
細な解析が必要要と考考えられる。
3.2.5 振動の影響
響岩盤変位と同様
岩様に，振動によよるビームへのの影響も排除ししなけければならないい。主な振動源
源としては，実実験ホール近傍傍に設設置される機器
器自体が発するる機械振動，地
地上部の生活圏
圏
や交
交通，工場など
どから発せられれる社会的振動
動および自然界界かららの地震・常時時微動などの影
影響が懸念されれている。本ガガ
イド
ドラインでは，振動をもっととも嫌う最終収
収束マグネット

図 4: ILC 測定器とパレットなないのが実情でである。図 3 に，東日本大震災時の花崗岩と堆堆積岩における
る地表と地下（地下深度 1000m）の最大加速度のの比較データをを示す。花崗岩
岩サイトでは，地下と地表の加速速度の比が集中しているののがわかる。
0.22~0.3 程度に集ドラインには，常時多数の研究者や技術者
者が出
また，ガイド（QD
策に関する工学
学的な考え方ををD0）部を例示して，振動対策示ししている。
3.2.6 空洞内の環環境
精密な実験装置
精置を設置するた
ため，温度や湿湿度を一定範囲
囲に保保持すると共にに新鮮空気の導導入を図るなど
ど，一般作業にに適切
切な室内環境のの維持が求めらられる。また，実験ホール空空入入する実験ホーールの特性に留留意し，石油や天然ガスなどの地
地下備蓄基地のの建設事例（高高圧ガス保安法や建築基準法などどの適用事例））を参考例として紹介している。我が国の法体系には，ILC
体
C のような地下空間を利用した実験施設の建設設に対して強制制的に適用する規定は少ないが，ガイドライン
ンには
ILC 施設特性に対応した耐震設計の必要性を示していいる。
具体的には，，従来からの耐耐震設計手法である静的震震度法にに加え，①応答
答変位法，②応応答震度法，③③動的解析法などのの高度な手法をを紹介しており，実験ホールが設置される岩
盤
盤固有の地質やや岩盤の性状を適切に評価した上で，より合理
理的な耐震設計
計手法の適用をを推奨しているる。

図 5: 中央部ににおける測定器移移動に伴う岩盤
盤変位分布

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05

86

図 6: IL
体レイアウトLC 地下施設全体

洞
洞は地下水面下下に構築されることから，地下水の湧出に対な区画壁であるる。ILC 地下施施設全体のレイ
イアウトイメーー
要なす
する対策が必要要となる。実験験ホール内への過度の湧水を生ジをを図 7 に，ML断面図を図 8 に示す。この隔に隔L トンネルの断じじさせないため
めに，周辺トンネルにおける排水処理やホー壁のの構造は，現状状案では現場打
打ちコンクリーートによって施
施

ル
ル内の湧水抑制
制処理が必須課課題となる。さらに，天井部か工さされることにななっている。現
現場打ちコンク
クリートの打設設ららの滴水や側壁
壁部からの湧水
水については，実験装置を保護は，一般的には，型枠を設置ししてからコンク
クリートを流ししすする屋囲いの設設置などについいても提案されれている。

む施工手順とななる。しかし，トンネルの形
形状や大きさを
を
込む

3
3.3
水平坑
水平坑は，メメインリニアッック（ML）およびダンピン
ングリ

考慮慮すると，このの隔壁工事はト
トンネル掘削がが完了してかららの作作業となるためめ，全体工程がが長くなる懸念念がある。
工程を短縮する工るためには，こ
この隔壁のプレレキャスト化ににン
ング（DR）な
どの縦断勾配がほぼ水平となるトンネル
ル構造物物のことであるる。本ガイドラインには，これらのトンネル
構
構造物の設計
題を抽出するとともに，基本的・施工上の課題
なな対応策についいてまとめていいる。
33.3.1
水平坑の設計a 設計手法a)
ネルが山岳地域域の花崗岩帯に建設されること
加速器トンネをを前提に，水平平坑の設計にああたっての基本
本的な設計手法が示示されている。
。ILC の地下施施設全体のレイ
イアウトを図 6 に示示す。その中でで，経済性や安
安全性，周辺への影響評価，施工
工性および供用
用後の保守性などを総合的に勘案して設計す
る
ることの重要性性が強調されてている。さらに，具体的な設計

図 7: ILC メインリニ
ニアック(ML)のの模式図

手手法の適用に関関して，①標準準設計の適用，②類似条件での設設計の適用，③③解析的手法のの適用，を紹介
介している。
b 海外の岩盤
b)
盤分類との対比比
岩盤分類は，トンネルの支支保規模を決定定する指標として活活用され，施工
工費に直接影響
響することになる。そのため，
設設計の対象とななる岩盤の分類
類方法についての国内外の基準のの相違を示した
た上で，国際事事業として ILC 建設を進めるにああたっての岩盤
盤分類に関する留意事項を示示している。そしてて，海外で広く採用されていいる岩盤分類法
法[4]を示すとともにに，日本国内ででの現行基準ととの比較をして
ている。
c 隔壁
c)
ルの断面中央部
部の隔壁は，ビームラインと高ML トンネル
周周波エリアを機
機能的に分割す
するとともに，遮蔽性をもつ重

図 8: ILC
準断面
C メインリニアック(ML)の標準

50
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87
よ
よる施工法も有有力視されるがが，ブロックの分割方法や組立
方方式と同時に，，導波管や電源
源ケーブル貫通孔などの仕様などども考慮して慎
慎重な検討が必必要となる。
d 防水工およd)
よび排水溝
漏水や湧水のの処理，トンネ
ネルの内空の確確保や美観などの目目的のためにトンネルの掘削
削面を被覆する構造体，またはそ
その構造体を構構成することを覆工という。覆工背面の防水工
工（地下水の漏水を防ぐために，覆工や躯体トンネルへの漏をを不透水性の材
材料で処理する工事）は，一般の道路トンネ
ル
ルや鉄道トンネ
ネルに準じた防防水工で対応可能であり，土木学
学会標準示方書書の「防水工」」[5]が適用できる。また，防水工
工を施してもな
なお漏水が発生生する場合には，前述の示方書がが示す対策工ににより坑内排水
水へ導水するこ
ことができる。
。

図 9: 中央部・DR レイアウト
ト

量は約
ILC は全長 30km に及ぶ長大トンネルで，総排水量
ぶと推定されている。現行計画では，この排に及ぶ
330t/min水
水を自然勾配でで近隣河川に放放流する計画案
案が検討されていされる厳しい制
制約条件に留意意すること，おおよび坑外基準
準
定さるが，ML はジる
ジオイドに平行行で，中央部はレーザーストレー

点のの配置や地下基基準点への引照
照精度の確保ななど，加速器施施トのため，特別
別な対応策が求求められる。以下，排水溝に関設特特有の測量上のの配慮を求めてている。

すする主な課題をを列記する。
① 排水施設の縦断勾配に関する検討。
② 坑内水の導水方式（ポンプ方式，自然流下方式）。
構造計画。
③ 排水溝の断面計画，構④ 坑外への排出方法。
⑤ 排水の清濁分離方式，沈砂方式。
3
3.3.2
施工
a 施工一般a)c)

環境保全・安安全衛生
閑静な山岳地域域での施工とななるため，騒音音IL
LC 施設は，閑や振振動，粉塵，渇渇水，汚濁排水水および工事車
車両による交通通障害
害などの自然環
環境の保全対策
策を入念に行う
う必要がある。
。
特にに，大量に発生
生する掘削ズリ
リの処理，湧水
水対策および自自然由
由来の有害物質質について十分分に留意する必必要がある。
また，地下部かまから地上への換
換気距離が長くくなることを考考慮しし，工事中の粉粉塵処理や換気気設備などの作
作業環境対策もも入念念に行うことがが求められていいる。

ち，地山条件やや立地条件，周周辺環境および安施工に先立ち全全性を考慮した
た適切な施工計
計画立案の重要要性について強強調ししている。

3.3.3 その他（ダダンピングリンング）
ダンピングリンダ
ングは，図 9 にに示すとおり直直線部と曲線部部

施工中の騒音音，振動，低周周波空気振動などの一般的な建で構構成するレース
ストラック形のの平面形状であある。トンネルル

設設関係諸法規のの遵守とともに，渇水や地表表面沈下，汚濁排の標
標準断面は ML
L に比べ小さな断面が計画されているため，

水
水，交通障害ななどの抑制，そその他自然環境
境保全策などにつ

施工
工計画にあたっっては断面規模模に適応した掘掘削計画やズリリ

いいて列記していいる。また，想想定されている花崗岩地帯ではだしし方法を検討す
する必要性に言言及している。また，DR 部

ズズリおよび湧水
水に自然由来のの重金属の含有有事例が多く見らにはは，ML からのの入出射トンネ
ネルやアクセスストンネルなど
どれれることについいての特別な留留意を求めていいる。

が複複雑に交差するるため特に入念
念な施工計画を
を要する。

b
b)

測量計画
ILC 施設は，設置される精密機器の関係から，特に床版面面に要求されるるレベル精度は非常に厳しいことに留意が必要要である。また
た，加速器トンネルはジオイド面に沿った区
間
間とレーザース
ストレート区間
間では，そのレベル管理が異なるるために，必要
要な精度を確実実に確保するために慎重な測量
計計画が必須とななる。
さらに本指針
針では，トンネ
ネル延長が 300km 以上の長大施設設にも拘わらず
ず，地上からののアクセスが最最大 5km 間隔に限

3.3.4 TBM
本ガイドライン本
ンでは，山岳ト
トンネル工法のの選択肢の 1 つとしして一般に検討討される TBMても，その急速速M 工法について
施工
工性，安全性，地山の補強ななどの特性やメ
メリットについいてのの解説をしていいる。しかし，ILC 施設におおいては既に山山
岳ト
トンネル工法をを前提に計画さされていることとから，本編ででは巻
巻末資料としてて TBM 関係のの計画・調査・施工などの技
技
術情情報を添付して
ている。

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3.4 特殊坑3.4.3 交差部・接続部

特殊坑とは，主として地上と地下を結ぶ斜坑（トンネル）

トンネルが相互に接続する箇所を交差部，トンネルと空と立坑を示すが，本ガイドラインでは，換気孔や測量坑お洞が接続する箇所を接続部として，設計と施工についてのよびトンネルの会接合部や空洞との接続部などの特殊断面

基本方針を解説している(図 10)。

部も含め特殊坑として扱っている。

設計にあたっては，交差角度や地山の応力状態に応じた補強が必要であり，次のような部位については覆工を補強

3.4.1 斜坑の設計・施工する必要がある。①極端に悪い地質に遭遇，②耐震性能が本ガイドラインには，加速器用，実験ホール用を合わせて合計 10 本の斜坑の設計に関して基本的な考え方を示している。特に，ILC 施設は，大きさの違う様々なトンネルと空洞が複雑に交差あるいは接続しているのが特徴となっている。そこで，交差部や接続部の設計に当たっての留意事
項として以下の 5 項目が指摘されている。

必要，③大断面および扁平な断面，④掘削前後に変位挙動が発生，⑤多量の湧水に遭遇。
3.4.4 支保工の設計・施工
交差部や接続部の補強工（トンネル掘削に際し，不安定化しやすい切羽面および切羽周辺地山の安定を図る手段）① 交差部における地山の応力集中に対する配慮。

は，地山の状況や特殊部の規模などにより適正な選定が求② 交差部や接続部の補強方法と補強領域の検討。

められる。トンネル構造の安定，補強のための支保部材選③ 交差部や接続部の支保工や覆工の設計。

定も重要な要素となる。

④ 交差部や接続部の事前補強の重要性。

3.5 防災⑤ 交差部や接続部の施工中の応力計測の実施。
基本計画にあたっては，平面線形上は出来る限り直線が望ましいとした上で，曲線部については施工機械や実験機器の搬送に必要な線形の確保についての留意を求めている。
縦断勾配については，機器の搬送機能に対応した勾配を例

ILC 施設は，従来の加速器と比較して設置深度が深い，岩盤内に設置，長大規模などの特徴を有する。そのため，
防災計画の理念として，下記の考え方を基本としている。
① 「大深度地下の公共的使用における安全確保に係わる指針」[6]の考え方を準用。

示している。
また，施工時の環境対策として，過去の事例を基にして，発破による騒音・振動，交通障害，重金属の溶出や工事排水による河川汚濁，渇水や地盤沈下および薬液注入による地下水汚染などを紹介し，それぞれの環境対策における課題を説明している。さらに，完成後の河川や井戸の枯渇，
地山の緩みや地表面陥没などへの留意点を示している。
3.4.2 立坑の設計・施工②

道路トンネル，鉄道トンネルなどの防災指針を活用。

③

国内外の既存加速器の防災に関する考え方を活用。

3.5.1 火災
一般に，トンネルなどの地下空間での防災対策では，火災を最大のリスクとして取り上げている。大深度で大規模な地下構造物を主体とする ILC においても，火災発生の抑止対策は防災上の最重要課題である。また，本検討では万立坑は，人員の入出坑，資機材の搬出入，換気および施工時のズリ搬出などに活用される。ここでは，国内での事
例紹介とともに，空洞安定性の観点からの断面計画や支保が一の火災発生に備えた防災計画として，ケーブル火災による火災荷重 200 MJ/m 2 を想定し必要な対策を検討している。火災荷重とは，ある空間内に保持されている可燃性材
料の潜在的発燃量のことで，防災設計では個々の施設で想

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必要な対策が検討される。
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定される可燃物の量を基に適正な火災荷重を仮定した上で防災計画の基本方針として，火災の早期発見および初期消火のための設備計画を重視すること，および火災発生の

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際の火煙の流れが避難方向と同じであることに留意し，防

平面図

平面図

火・防煙区画による延焼防止策を図ると同時に，避難路の冗長性確保を必須要件としている。
3.5.2 浸水
洪水などに伴って発生する ILC の地下施設への浸水は，

図 10 接続部・交差部

部材の設計，耐震設計上の留意点などを紹介している。

入坑者の安全を脅かすと同時に，実験機器に重大な損失を招く恐れがある。設計段階において厳密な浸水対策を講じ

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るとともに，有事に備えた避難誘導設備や防災情報システ

参考文献

ムの構築が求められている。さらに，長時間の停電を想定[1] 土木学会 阪神・淡路大震災対応特別委員会，土木構造

した排水設備や非常電源設備の整備が必須となる。

物の耐震基準等に関する提言・解説(2000)[2] 朝倉俊弘，山岳トンネルの地震被害メカニズムと耐震性

3.5.3 停電向上に関する研究(2006)

地下空間では，避難・防災設備を含むすべての活動が電[3] 防災科学研究所，KiK-NET 観測デー を基に加筆(2012)

力の供給によって機能していることから，非常時の電源喪[4] Palmstrom. A, Combining the RMR, Q, and RMi clas-

失は危機的な重大災害に至ることが想定される。ガイドラ

sification system (2009).

インでは，冗長性のある電力供給システムの構築と共に，[5] 土木学会，土木工事標準示方書・同解説 (2006)

電力供給側の事故をも想定した上で十分な容量と性能を持[6] 国土交通省・地域整備局大都市圏整備課，大深度地下

つ非常用電源装置の整備の重要性について言及している。

の公共的使用において配慮すべき安全の確保に関する調査報告書第 2 編 (2004)

3.5.4 地震その他
一般に地下施設においては，地上施設に比べて地震動による影響が少ないことが知られている。しかし，地下構造物の特性から，防災設備とともに電力供給ラインや給排気設備の機能低下を防止する対策が強く求められる。また，
ILC 施設内では大量のヘリウム使用が想定されている。密
閉空間でのヘリウムリーク事故は，人的被害をうける怖れがあることから，過去に発生したヘリウムガス漏洩事故の詳細な検証を行い，万全の防災設計を図る必要性がある。

4 おわりに主として地上に建設される建築物は，規模の大小にかかわらず「建築基準法」に従って設計・施工することが義務付けられている。これに対し，地下構造物を主とする土木工作物については，規模の大小にかかわらず同様の規制法は存在しない。従って，道路・鉄道・トンネル・橋梁などの社会基盤施設をはじめ，港湾や

ム，地下発電所などを含む大規模な土木構造物は公共事業として建設されることが多く，事業者や企業体自らの責任において設計し建設されているのが一般的である。ILC 施設の建設プロジェクトに関しても，同様の手続きになる可能性が高いと見込まれている。
このため，このガイドラインは，ILC 施設の建設プロジェ
クトにおいて，計画段階ではナビゲーとしての役割を担うとともに，実施段階においては設計および施工管理のための基本的指針としての活用が想定されている。
なお，本ガイドラインは，土木学会が多岐の専門分野にわたる研究者や技術者を結集し 4 年の歳月をかけて策定したものである。土木学会に敬意を表するとともに，執筆された委員各位，並びに編集に当たり貴重な助言をいただいた多くの皆さまに，あらためて感謝申し上げます。