

















































































  

































 
 



 











































 



    


 





  




 






 









    
 












  




























  


























   














  
 



 




 









 

 
























 



 



ᧄ࡟ࡐ࡯࠻ߪᣣᧄේሶജ⎇ⓥ㐿⊒ᯏ᭴߇ਇቯᦼߦ⊒ⴕߔࠆᚑᨐႎ๔ᦠߢߔ‫ޕ‬ᧄ࡟ࡐ࡯࠻ߩ౉ᚻਗ߮ߦ⪺૞ᮭ೑↪ߦ㑐ߔࠆ߅໧޿วࠊߖߪ‫ޔ‬ਅ⸥޽ߡߦ߅໧޿วࠊߖਅߐ޿‫ޕ‬ߥ߅‫ోߩ࠻࡯ࡐ࡟ᧄޔ‬ᢥߪᣣᧄේሶജ⎇ⓥ㐿⊒ᯏ᭴ࡎ࡯ࡓࡍ࡯ࠫ㧔http://www.jaea.go.jp/index.shtml㧕
ࠃࠅ⊒ାߐࠇߡ޿߹ߔ‫⽷߆߶ߩߎޕ‬࿅ᴺੱේሶജᒄᷣળ⾗ᢱ࠮ࡦ࠲࡯㧖ߢߪታ⾌ߦࠃࠆⶄ౮㗏Ꮣࠍⴕߞߡ߅ࠅ߹ߔ‫ޕ‬‫ޥ‬319-1195 ⨙ၔ⋵㇊⃗㇭᧲ᶏ᧛⊕ᣇ⊕ᩮ 2 ⇟࿾ 4ᣣᧄේሶജ⎇ⓥ㐿⊒ᯏ᭴ ⎇ⓥᛛⴚᖱႎㇱ ⎇ⓥᛛⴚᖱႎ⺖㔚⹤ 029-282-6387, Fax 029-282-5920
㧖‫ޥ‬319-1195 ⨙ၔ⋵㇊⃗㇭᧲ᶏ᧛⊕ᣇ⊕ᩮ 2 ⇟࿾ 4 ᣣᧄේሶജ⎇ⓥ㐿⊒ᯏ᭴ౝThis report is issued irregularly by Japan Atomic Energy Agency
Inquiries about availability and/or copyright of this report should be addressed toIntellectual Resources Section, Intellectual Resources Department,
Japan Atomic Energy Agency
2-4 Shirakata Shirane, Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki-ken 319-1195 Japan
Tel +81-29-282-6387, Fax +81-29-282-5920© Japan Atomic Energy Agency, 2007

JAEA-Research 2007-043
���������������������������� 1 ����������
������������� �����������
���������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������
�2007 � 3 � 27 ��������������������������������������������
����������������������������������������
�������������������������
�� 1 ������������������
�� 2 ������������������
�
�� 3 ������������
����������������� 20 ����������������������
�����������������������������������������
����������� 1 ����� 3 ����������������������
� 1 ��������������������������������������
�������������������������
����������������
������������������������������������2005 � 3����������������������������������������
������������������������������������ 2 �������������������������������������
� 1 �������������������������������������
����������������������������������������
����������������������������������������
����������������������������������������
����������������������
�������������������
����������������������������������������
����������������������������������������
���������������������� ������� 1 �������������������������������
����������������������������������������
�������������������������������� 1 �������
����������� 2 ��������������������������
���������������������������������������
����������������������������������������
����������
�������������
��509-6132� ������������ 1-64
�� ��������
������������������

i

JAEA-Research 2007-043
Final Report on the Surface-based Investigation (Phase I) at the Mizunami Underground Laboratory
Project
Geological Isolation Research and Development Directorate, Japan Atomic Energy Agency
Mizunami-shi, Gifu-ken
Hiromitsu SAEGUSA, Yasuhiro SENO�, Shigeo NAKAMA, Tadahiko TSURUTA,
Teruki IWATSUKI�, Kenji AMANO, Ryuji TAKEUCHI, Toshiyuki MATSUOKA,
Hironori ONOE�, Takashi MIZUNO, Takuya OHYAMA, Katsuhiro HAMA, Toshinori SATO,
Masayoshi KUJI�, Hidetaka KURODA�, Takeshi SEMBA,
Masahiro UCHIDA, Kozo SUGIHARA and Masanori SAKAMAKI
�Received March 27, 2007�
The Mizunami Underground Laboratory (MIU) Project is a comprehensive research project
investigating the deep underground environment within crystalline rock being conducted by Japan
Atomic Energy Agency at Mizunami City in Gifu Prefecture, central Japan and its role is defined in“Framework for Nuclear Energy Policy” by Japan Atomic Energy Commission. The MIU Project
has three overlapping phases: Surface-based Investigation phase (Phase I), Construction phase(Phase II), and Operation phase (Phase III), with a total duration of 20 years. The overall project
goals of the MIU Project from Phase I through to Phase III are: 1) to establish techniques forinvestigation, analysis and assessment of the deep geological environment, and 2) to develop a range
of engineering for deep underground application. During Phase I, the overall project goals were
supported by Phase I goals. For the overall project goals 1), the Phase I goals were set to constructmodels of the geological environment from all surface-based investigation results that describe thegeological environment prior to excavation and predict excavation response. For the overall project
goals 2), the Phase I goals were set to formulate detailed design concepts and a construction plan for
the underground facilities. This report summarizes the Phase I investigation which was completed in
March 2005. The authors believe this report will make an important milestone, since this reportclarifies how the Phase I goals are achieved and evaluate the future issues thereby direct the researchwhich will be conducted during Phase II.
With regard to the overall project goals 1), “To establish techniques for investigation, analysis
and assessment of the deep geological environment,” a step-wise investigation was conducted by
iterating investigation, interpretation, and assessment, thereby understanding of geologic
environment was progressively and effectively improved with progress of investigation. An
optimal procedure from investigation to assessment was compiled as a set of geosynthesis data flow
diagram for each investigation step. With regard to the overall project goals 2), “To formulate
detailed design concepts and a construction plan for the underground facilities,” an optimal design of
MIU was completed with the aim to provide a foundation for engineering technologies in deep
underground to safely construct and operate an underground facility which will be built for the
purpose of acquiring data and demonstrating disposal technologies.
Thus, this report summarizes geosynthesis procedures to investigate and assess the crystalline
rock, and development of individual investigation and assessment methods. At the same time,
technical findings and know-how which can serve as foundation to disposal business were compiled.
Also, this report clarified the necessity for the Phase II and Phase III investigation by compiling
unresolved issues during the Phase I investigation.
The results described in this report will be utilized as technical knowledge of disposal
technology and effectively used to enhance technical foundation which will support disposal
business and safety regulations.
Keywords: Mizunami Underground Research Laboratory (MIU) Project, Crystalline Rock,Surface-based Investigation (Phase I), Deep Geological Environment
�Cooperative Staff
�Horonobe Underground Research Centerii

JAEA-Research 2007-043

�� ��
�
1
1. ���� ···········································································································1-1
1
1.1 ������������������ ····························································1-111.1.1 ���������������································································1-12
1.1.2 ���������������������··············································1-23
1.1.3 ���������������������������····························1-3

4
1.2 ������������ ··············································································1-44
1.2.1 ������������·········································································1-451.2.2 ����������������·····························································1-56
� 1.3 ����������� 1 ��������������� ·································1-66� � 1.3.1 � 1 ������������···································································1-67� � 1.3.2 ������ ···························································································1-77� ���� ············································································································1-7
112. ����������� 1 ���������························································2-1
112.1 � 1 ��������� ·················································································2-1
122.2 � 1 ������������� ·····································································2-212� � 2.2.1 ���������������································································2-213� � 2.2.2 ��������� ··················································································2-3
14� � 2.2.3 ������������ ·········································································2-415� � 2.2.4 � 1 �������������································································2-515� � 2.2.5 � 1 ��������������������� ·······································2-516� ���� ············································································································2-6
22
3. �����������������������··················································3-1
22
3.1 �������������������� ······················································3-122���� ············································································································3-1
24
3.2 ��������������� ······································································3-3
24
3.2.1 ��������������������� 0� ········································3-3���� ····································································································48
3-27
3.2.2 ������������������ 1� ··············································· 54
3-33���� ····································································································63
3-42
3.2.3 ����������������������������� 2� ·············· 65
3-44���� ····································································································81
3-60
3.2.4 �������������������������� 3� ························ 84
3-63���� ····································································································105
3-84
3.2.5 �������������������������� 4� ························108
3-87���� ·································································································· 126
3-105
3.2.6 ������������������������ 2 ������� ········ 128
3-107� � � ���� ·································································································· 157
3-136
3.2.7 ������������������������ ································· 159
3-138� � � ���� ·································································································· 163
3-142
i
iii

JAEA-Research 2007-043

3.2.8 � 2 ������������������������� ······················· 165
3-144

� � � ���� ·································································································· 170
3-149
3.3 ��������������� ································································· 173
3-152
3.3.1 ���������� ········································································· 173
3-152

3.3.2 ������ ····················································································· 176
3-155

3.3.3 ������������������� ·············································· 181
3-160
3.3.4 ���� ··························································································· 183
3-162
3.3.5 ������ ····················································································· 187
3-166
3.3.6 ������ ····················································································· 189
3-168

3.3.7 ������ ····················································································· 190
3-169
3.3.8 ������������������ ················································· 192
3-171

3.3.9 �������� ··············································································· 193
3-172

3.3.10 ������������������������� ···························· 195
3-174

3.3.11 ������ ····················································································· 198
3-177� ���� ········································································································ 199
3-178
� 3.4 ���······································································································ 203
3-182

204
4. ����������������� ····································································4-1
204
4.1 � 1 ��������������������� ·············································4-1
2044.1.1 ���·····································································································4-1
205
4.1.2 ����������················································································4-2
205
4.1.3 �����������������···························································4-2
210
4.1.4 �������������������������� ·······························4-7

211
4.1.5 �������������������� ·················································4-8
212
4.1.6 �������������������� ·················································4-9
4.1.7 ����������··············································································213
4-10

4.1.8 �������·······················································································215
4-12
4.2 ���������� ··················································································234
4-31
4.2.1 �������·······················································································234
4-31
4.2.2 ��������������··································································234
4-31
4.2.3 ����································································································234
4-31
� 4.3 ���········································································································237
4-34

� ���� ··········································································································237
4-34

239
5. ���� ···········································································································5-1
240� ���� ············································································································5-2

�� 1
�� 2
�� 3
�� 4
�� 5

��������������������� 1 ������

241���������� ·····················································································245
� 1 �����������������··························································
249
����������������···································································
253��������� ························································································
265������������������������������� ·····················ii
iv

JAEA-Research 2007-043

�� 6

287
���������������������������··································

�� 7

297
���������������������������··································

�� 9

327
������� ······························································································

�� 8

319
� 1 ���������������������� ··········································

331
�� 10 ��� ··········································································································iii
v

JAEA-Research 2007-043

CONTENTS�1
1. Introduction ······································································································1-1
1
1.1 Positioning and role of underground research laboratory project ··························1-111.1.1 Positioning of underground research laboratory project ·································1-12
1.1.2 Objective of R&D on underground research laboratory project ························1-2
1.1.3 Role of the underground research laboratory project3
in high level radioactive waste disposal program in Japan ·····························1-34
1.2 Overview of the Mizunami Underground Research Laboratory (MIU) project·········1-44
1.2.1 Historical evolution of the MIU project························································1-451.2.2 Goals and plan of the MIU project ······························································1-5

� 1.3 Aims and outline of the report on the Surface-based investigation phase6
at the MIU project··························································································1-66� � 1.3.1 Aims of the report·····················································································1-67� � 1.3.2 Outline of the report ·················································································1-7

7� References ·········································································································1-7
11
2. Overview of Surface-based investigation phase at the MIU project ····························2-1
112.1 Goals of the Surface-based investigation phase ··················································2-1

2.2 Overview of the Surface-based investigation phase··········································· 122-212� � 2.2.1 Specific aims and items to be understood··················································· 2-2

13� � 2.2.2 Spatial scales···························································································2-3
14� � 2.2.3 Iterative approach ····················································································2-415� � 2.2.4 Strategy for the Surface-based investigation ················································2-5
� � 2.2.5 Boundary and initial conditions on the Surface-based investigation ·············· 15
2-516� References ·········································································································2-6

3. Establishment of techniques for investigation, analysis andassessment of the deep geological environment···················································· 22
3-1
22
3.1 Concept for summarizing of the investigation results··········································3-1
22References ·········································································································3-1
3.2 Techniques for investigation, analysis and assessment of the geological environment 24
3-3
3.2.1 Investigation, analysis and assessment using existing data (Step 0) ·············· 24
3-348
References ································································································· 3-27
54
3.2.2 Investigation, analysis and assessment at surface (Step 1)··························· 3-33
63
References ································································································· 3-42
3.2.3 Investigation, analysis and assessment
65
using existing and shallow boreholes (Step 2)············································· 3-44
81
References ································································································· 3-60
84
3.2.4 Investigation, analysis and assessment using deep borehole (Step 3) ············· 3-63
105
References ································································································· 3-84
108
3.2.5 Investigation, analysis and assessment objected between boreholes (Step 4)··· 3-87
126
References ······························································································· 3-105

iv
vi

JAEA-Research 2007-043

3.2.6 Improvement of the understanding of geological environments by the

step-wise investigations and issues for Construction and Operation phase ··· 128
3-107
157
� � � References ······························································································· 3-136
3.2.7 Techniques to understand environmental impact

induced by construction of underground facilities ····································· 159
3-138

163
� � � References ······························································································· 3-142
3.2.8 Prediction of geological environment around the underground facilities

and of its changes caused by the construction··········································· 165
3-144

170
� � � References ······························································································· 3-149
3.3 Techniques/methods for investigation and assessment

173
of geological environment··········································································· 3-152

3.3.1 Lineament survey ················································································ 173
3-152
3.3.2 Geophysical survey··············································································· 176
3-155
3.3.3 Planning of borehole investigations ························································ 181
3-160

3.3.4 Borehole drilling ·················································································· 183
3-162

3.3.5 Geophysical logging ·············································································· 187
3-166
189
3.3.6 Fluid logging ······················································································· 3-168
3.3.7 Hydraulic test······················································································ 190
3-169
192
3.3.8 Groundwater sampling and analyses ······················································ 3-171
193
3.3.9 Initial stress measurement ···································································· 3-172

3.3.10 Geological and Hydrogeological modeling and195
groundwater flow simulation································································ 3-174

3.3.11 Quality control ··················································································· 198
3-177
199
� References ····································································································· 3-178

� 3.4 Summary·································································································· 203
3-182
204
4. Develop a range of engineering technologies for deep underground application ···········4-1
4.1 Study on designing and planning the construction of the underground facilities
204
in Surface-based investigation phase ·······························································4-1
2044.1.1 Flow of the study······················································································4-1
205
4.1.2 Layout of underground facilities·································································4-2
4.1.3 Rock mass stability around underground facilities
205
and support system stability ······································································4-2
4.1.4 Feedback technique of measurement results
210
to design and construction plan ··································································4-7

211
4.1.5 Earthquake-resistant design of shaft ··························································4-8
4.1.6 Countermeasures against limit inflow of groundwater212
and mitigate rock bursts ···········································································4-9
4.1.7 Techniques for safety security ··································································213
4-10
4.1.8 Planning of construction··········································································215
4-12
4.2 Investigations for environmental assessment···················································234
4-31
4.2.1 Investigations for effects of noise and vibration ··········································234
4-31
234
4.2.2 Investigations for surface water quality and sediments quality····················· 4-31

v
vii

JAEA-Research 2007-043

4.2.3 Hydrologic
4.2.3 Hydrologic
investigations
investigations················································································································································
4-31234 4-31

� 4.3 Summary····································································································
� 4.3 Summary····································································································
4-34237 4-34
� References� References··············································································································································································································
4-34237 4-34

239
5. Conclusions
5. Conclusions·······································································································5-1·······································································································5-1

240� References� References·········································································································5-2·········································································································5-2

AppendixAppendix
1 Locations
1 Locationsof investigationsof investigations
on Regional
on Regional
HydrogeologicalHydrogeological
Study
Study

241
and the Surface-based
and the Surface-based
investigation
investigation
phase at the
phase
MIU
at project
the MIU·······················
project ·······················

AppendixAppendix
2 Schedule
2 Scheduleof the Surface-basedof the Surface-based
investigation
investigation
phase at the
phase
MIU
at project
the MIU············
project 245············

249
AppendixAppendix
3 Overview
3 Overview
of the boreholeof the investigations
borehole investigations············································································································
253
AppendixAppendix
4 Geosynthesis
4 Geosynthesis
flow diagram
flow ·······································································
diagram ·······································································

AppendixAppendix
5 Overview
5 Overview
of the resultsof theof results
boreholeof investigations
borehole investigations
in
in
265
Regional Regional
HydrogeologicalHydrogeologicalStudy area
Study·························································
area ·························································
287
AppendixAppendix
6 Overview
6 Overview
of the resultsof theof results
boreholeof investigations
borehole investigationsin Shobasamain Shobasama
site··············
site··············

AppendixAppendix
7 Overview
7 Overview
of the resultsof theof results
boreholeof investigations
borehole investigations
297
in the MIU
in construction
the MIU construction
site ·····································································
site ·····································································
AppendixAppendix
8 Techniques/methods
8 Techniques/methods
for investigation
for investigation
and assessment
and assessmentof geologicalof geologicalenvironment,
environment,
319
applied andapplieddeveloped
and developedin the Surface-basedin the Surface-based
investigation
investigation··························································

327
AppendixAppendix
9 List of9collaborative
List of collaborative
studies·······································································
studies·······································································
331
AppendixAppendix
10 Glossary·································································································
10 Glossary·································································································

vi
viii

vi

JAEA-Research 2007-043

1.� ����
���������������������������������
�����������
������������������������������������
��������
�������������������������������������������
������������������������������������
��������
1)��������������� ���������������������������2)�������������������������������������������
������������������������������������1.1 �����
����������������������������������1.2 �������
���������������� 1.3 ��������������� 1 ���������
���������������
1.1� ������������������
1.1.1� ���������������
������������������������������������������
1999 �����������������������������������������

���� 2 ��������3)����
�� 2 �����������������������

�������������������������������������������
��� 12�����������2000 � 6 ������������������������
����� 117 �����
���������������������������� 10 �����������������������������
�����������������
�����������������������������
���������������
������������������� 1 �����4)������������������
������������������������
������������������������ 1)�����������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������
����������������������������������� 2 ������
����������������������2001 �������������������
��������5)����
�������������������������� 2 �����������������������������������������������
�������������������
�������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������� 1 �������������������
- 1-1 －1－

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
���������������
�����������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������
���������������������������
������������
��� 17 � 10 � 1 ���� 22 � 3 � 31 ���6)����
������
���������
�����������������������������������
�������������������������������������������
��������������
� 2 ����������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������� 2 ���������������������������������
������������������������������������������
����������������������������������
���������
7)��� ���������������������������������������
��������� 8)����������������������������������� 9)���������������������Fig. 1.1.1-1��������������
������ 1 �������������������������� 2 ����������
�������� 3 ���� 3 ���������� 20 ����������Table 1.1.1-1��������������� 1 �������������������� 2 ��������

�����������
�� 3 ������������������������ 8)�

�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������� 20 ��������� 10)���������

���������������������������� 1 ��������������

���������� 2 ����� 3 ��������������������������
����������������
�� 2 ������������������������
��� 1 ���������������������������������������

����������������������������������������� 2 �������������������� 1 �����������������������
�������������������������������������������
��������������������� 11)���������������������
��� 2��� 18 ����� 22 ������������������������������
���� 3��� 23 �����������������������������������
������
1.1.2� ���������������������

� 2 ����������������������������������������

�������������������������������������������
����������������������� 2 �������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
- 1-2 －2－

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������� 2 ����������������������������
�����������������������������������
����������������������� 2 ������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������
�������������������������
�������������������������������������������
�����������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������� 12)��
1.1.3� ���������������������������
���������������������������
����������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������������
������������������������������������������
- 1-3 －3－

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������
�������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������
����������������
���������������������������
�������������������������������������������
��������1)����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������
1.2� ������������
1.2.1� ������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
����������Fig. 1.2.1-1�
���������������������������
�����������������Fig. 1.2.1-2���������������������
- 1-4 －4－

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������ �����������1995 � 12 ��������������������������
�����������������������������������
���������
�����������������������1996 ������������������
���������������
�����������Fig. 1.2.1-1 ���� 1 �������
13)���� �� ����2002 � 1 ����������������������������������
�������������������������������������������
���������
�����������������������������������
8)�2002 � 7 ����������������������2003 � 7 ����������

��������2004 �������������������������� 1 �����
����2002 ��� 2004 ������ 3 ��������
��������������������������������� 5)��������
�������������������������1986 ���� 2003 ���������
������������������������ 14)����1992 �����������
10 km ������������������������� 15)������������2004����������������������������� 16)�������������� 17),18)��������������������������������2005 �����
�������������������������������������������
�������������������������������� 16),17)���������
�������������������������������������������
����������� 18),19)�
1.2.2� ����������������
������������2002 �������������������������8)��
���1.1.2 �������� 5)�����������������������������
�������������������������������������������
��������������� 8)�
�� ������������������������� �����������������
����������������
(1)������������������������ ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������������� ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
- 1-5 －5－

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������ 6)������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������
(2)�����������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������� 1 ��������������������
�������������������������������������������
���������
� 2 ���������������������������������
�������������������������������������������
� 3 �����������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������� 8)��������������
����������������������������������������
1.3� ����������� 1 ���������������
1.3.1� � 1 ������������
����������� 1 �����������������������
�� 1 ����
������������2004 ��������� 1 ������������������
�������������������������������������������
�������������������������� 1 �����������2.1 ���7)����������������������������� 2 ������������

�������������������������������������������
������������ 20)������������������������������
�������������������������������������������
������������ 1 ������������� 2004 ������������2.2.4
�������� 3 ����������������2005 � 9 �������������
�������������������������������� 17 ��������
��
17)
��
�H17 ������������� 1 ����������
- 1-6 －6－

JAEA-Research 2007-043

�������������� 1 ����������������� 1 ���������

�������������������������������� 2 ����������
������������������������H17 �����������������
��� 1 ���������������������������������������
�����H17 ����������������H17 ������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������
���� 1 �������������������������������������
�����������������������
1.3.2� ������
������� 5 ���������� 2 ������������� 1 ����������

���� 1 ��������������������������� 3 ����������
�������������������� 2 ����������������������

����������������������� 1 �������������������
�������������� 2 ����������������������������
����������� 4 �������������������������������

����������������������������������� 5 �������
���� 3 ��� 4 ������������� 1 ��������������������
���������������������������1) ������: “������������������������ 12 ���”, �����
� (2000). �2) ������: “�������”, ������ (2005).�

3) �����������: “�����������������������������
��������� 2 �������������”, �����������, JNC TN1410

99-020 (1999).�
4) ����������������������: “������������������
��������������������”, (2000).�
5) ����������������������: “�� 13 ��������������

������������������������������������������”,�����������, JNC TN1440 2001-008 (2001).�
6) �����������: “�����������������������������
���������
��� 17 � 10 � 1 ���� 22 � 3 � 31 ��”, ����������

�, (2005).�
7) ������: “������������������������ 6 ��”, (1994).�
8) �����������: “�������� ����������”, ����������
�, JNC TN7410 2001-018 (2002).�
9) �����������: “������������� ������������ 1 �����”, �����������, JNC TN1410 2001-001 (2001).�
10) �����������: “�����������������������������
- 1-7 －7－

JAEA-Research 2007-043

���”, ��, ��� 238 �, �� 13 � 11 � 8 � (2001).�

11) ��������������������: “��������������������
���������”, ���������(�)����������� (2007).�

12) ����������������������: “�� 16 ��������������
������ ���������������”, �����������, JNC TN1440

2005-002 (2005).�
13) ������������: “�������� ����������”, ���������
���, PNC TN7070 96-002 (1996).�

14) �����������: “��������������������2003 ���”, �����������, JNC TN7400 2004-003 (2004).�

15) ������������: “��������������”, ������������,PNC TN7020 98-001 (1997).�
16) �����������: “����������������� 16 ���”, �������
����, JNC TN7400 2005-013 (2005).�
17) �����������: “�����������������������������
�� 17 ������� ��� 1� ����������”, �����������, JNC
TN1400 2005-014 (2005).�
18) �����, ����, ����, ����, ����, ����, ����, ����: “�������������������������”, �����������, JNC TN7400
2005-023 (2005).
19) �����������: “�����������������������������

�������������”, �����������, JNC TN7410 2002-008 (2002).�
20) ����, ���� , ����, ����, ����: “������������������
�����”, �����������, JAEA-Review 2006-078 (2006).

21) �����: “�������”, ����������, � 1 �, pp.1-50 (1980).
�Horonobe
HoronobeURL
URLProject
Project(Horonobe
Town,
Hokkaido(Horonobe Town, HokkaidoPref.)Pref.)

Mizunami
MizunamiURL
URLProject
Project(Mizunami
City,
Gifu
(Mizunami City, GifuPref.)Pref.)

Mineralgrain

Granite(Crystalline rock )Fresh water

Mudstone(Sedimentary rock)

Fracture
Groundwater
Groundwater

Saline water
Soft rockHard rock
Image view

Image viewFig. 1.1.1-1 Two generic URL projects in Japan16)���
- 1-8 －8－

JAEA-Research 2007-043

Table 1.1.1-1 Schedule of the MIU project
Fiscal year

2000

2010

ResearchPhase I
Phase II
Phase III

Design and construction of facilities
Site preparation
Shaft excavation
Middle and Main Stage construction

Kiso River

JAEA Tono
Geoscience
CenterToki
City

Mizunami
City

Toki River

Fig. 1.2.1-1 Geological map and geological section of the Tono area
(Simplified from Itoigawa (1980) 21))
�- 1-9 －9－

2020

JAEA-Research 2007-043

Surfacefacilities

Main Shaft
Ventilation
Shaft
Middle Stage

Undergroundfacilities
Sub Stage

Main Stage

Fig. 1.2.1-2 Layout of the MIU facilities- 1-10 － 10 －

JAEA-Research 2007-043

2�� ����������� 1 ����������
2.1� � 1 ���������

����������� 1 ������������������������������

�������������������������������������������
������������������������������ 3 ���� 1)�
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������
�������������������
������������� 2 ����� 3 ����������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
��������������������������
� 2 ������������������� 3 ��������������������
�������������������������������������������
���������������� 2 ������������ 2)�������������
���������������
� 1 ����������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������
�������������������������
��������������������� 1 ���������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
������������������������������ 1 ������������
�������������������������������� 2 ����������
������������
��������������� 1 ��������������������������
�������������
- 2-1 -

－ 11 －

JAEA-Research 2007-043

2.2� � 1 �������������
2.2.1� ���������������
�����������������
�����������������������
���������������������������
���������������������
��������� 3), 4)��������������������������������
��������������
�������������������������5)����
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����� ����������������������������������������
���������������������� ����������������������������������������
��������������������� ����������������������������������������
������������������������������������������ ����������������������������������������
������������������������� ����������������������������������������
���������
������������������������������������������
���������������������� 1 ��������������������
������������������������������������ FEP�����
�������Feature�������������������������Event�����
���Process������ 6)���������������������������� 3), 7)
���������
�����������������������������������
����������������Fig. 2.2.1-1����������������������
�����������
���������������� 1 �������������������������
�������������������������� 4 ����������������
���������������������
�����������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������ 8),9), 10)�����������������������������������������
��������������������������� 11)���������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������Fig. 2.2.1-1���������������
������������������
� 1 ����������������������������������������
�������
���������������������������
����������
�������������������������������������������
- 2-2 -

－ 12 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
����������������������
2.2.2� ���������
������������������������������������������
���������������������������� 1 ��������������
������������ 12)����������� 1)������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������Fig. 2.2.2-1 ��������������������������

�� 4 ����������������������� 11)�������������������������������������������
���������������������
�����������������������
���13)������������������������������ 30 km ������

1 km ����������������������� 200 m ��������������
��� 4 ���������������������������������������

���������� 14)��������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
Table 2.2.2-1 �������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������ 1,000 m ���������������������������������
�������������������������������������������
������������������ Fig. 2.2.2-2 �������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������Fig. 2.2.2-3���������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������
�������2.2.1 ���������������������������������
�������������������������������

- 2-3 -

－ 13 －

JAEA-Research 2007-043

2.2.3� ������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������� Fig. 2.2.3-1 ��������������������������������������� 8 �����
�������� �����������������������������������������
�����������������������������������������
������������������������ 15)����������������
����������� �����������������������������������������
�����������������������������������������
������� ����������������������������������� �����������������������������������������
�����������������������������������������
��������� ��������
����������������������������������
�����������������������������������������
�����������������������������������������
�����������������������������������������
�������������������� ������������������������������������������
�����������������������������������������
�������������
�����������������������������
�����������������������������������������
������������������������� ��������
����������������������������������
�����������������������������������������
�����������������������������������������
������������������������������������� �����������������������������������������
����������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������

- 2-4 -

－ 14 －

JAEA-Research 2007-043

2.2.4� � 1 �������������

���������� 1 �������������������������������

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
� 2 ���
������ Fig. 2.2.4-1 ���������������������������

�������������� 6 �������������� 5 �������������
�����������������������������16),17),18),19)����������
����������������� 11),20),21)����������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������� ����������������� 0������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������������
����������������������� 1����������������������

����������������������������� 2�3�������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������� 2��������������������
�������������������������������������������
�� 4����������������������������������������
�������������� ����� 1 �� 1 �������������������� 2 �� 1 ���������
����������
�� 3 �������������������������������
�������������������
������������������������
������������������������������������ 4 ����2.2.5� � 1 ���������������������� ������ 1 ���������������������������
(1)������ ����������������������������������������
7.8ha������� ���������������������������������������������
� 1 ���������������������������������� 2002
� 1 ��� 2005 � 3 ����� 3 �������� �����������������������������������������
������������������� �����������������������������������������
�����������������������������������������
- 2-5 -

－ 15 －

JAEA-Research 2007-043

����������������������������������������
(2)������ ���������� 1 ������������������������������
������������������������������������������� ���������� 1 ������������������������������
�����������������������������������������������1) �����������: “�������� ����������”, ����������
�, JNC TN7410 2001-018 (2002).

2) ������: “�����������������������������������” (2000).

3) �����������: “�����������������������������
��������� 2 �������������”, �����������, JNC
TN1410 99-020 (1999).
4) ����, ����, ����: “������������������������”, �����, Vol.117, pp.775-784 (2001).

5) ��������: “��������������������������������
������”, �� 14 � 9 � 30 � (2002).

6) NEA: “Features, Events and Processes (FEPs) for Geologic Disposal of Radioactive Waste– An International Database”, OECD Nuclear Energy Agency (2000).
7) �����������: “�����������������������”,������
����������������, NUMO-TR-04-02 (2004).
8) AECL: “Environmental Impact Statement on the Concept for Disposal of Canada’s
Nuclear Fuel Waste”, Atomic Energy of Canada Limited, AECL-10711, COG-93-1 (1994).
9) Posiva: “The Final Disposal Facility for Spent Nuclear Fuel - Environmental Impact
Assessment Report” (1999).
10) DOE: “Final Environmental Impact Statement for a Geologic Repository for the Disposalof Spent Nuclear Fuel and High-Level Radioactive Waste at Yucca Mountain, Nye County,
Nevada”, U.S. Department of Energy, DOE/EIS-0250 (2002).
11) �����������: “���������������������������� 15
�17 ���”, �����������, JNC TN7400 2004-008 (2004).

12) ������������: “��������������”, ������������,PNC TN7020 98-001 (1997).
13) ��������: “��������������� (�� 8 �)”, �����������
�������� (1994).
14) �����������: “�������”, ���� (1986).

15) �����, ����, ����, ����: “���������������������
�����”, ��������, No.4, pp.101-110 (1999).
16) ����, ����, �����: “��������������������������
�”, ������� 2001 ��������, p.918 (2001).
17) ����, �����, ����, ����, ����: “�����������������
�����������������������”, ���������� 2005 ����- 2-6 -

－ 16 －

JAEA-Research 2007-043

����, G018-010 (CD-ROM) (2005).

18) �����, ����, ����, ����, ����, ����, ����, ����: “�������������������������”, �����������, JNC TN7400
2005-023 (2005).

19) Nagra: “Geosynthese Wellenberg 1996, Ergebnisse der Untersuchungsphasen I und II”,

Nagra Technical Report NTB96-01 (1997).
20) �����������: “�����������������������������
�� 17 ������� ��� 1� ����������”, �����������, JNC
TN1400 2005-014 (2005).
21) �����������: “�����������������������������
�����������”, �����������, JNC TN7410 2002-008 (2002).

22) �����, ����, ���, ����: “��������������������”, � 7
� NUCEF ���������, �������������, W-17 (2004).
Table 2.2.2-1 Dimensions and objectives of each scale20)
Scale

Dimensions / Area and depth

Objectives

Regional

Hundreds of km2(Tens of km square)
Depth : About 10 km.

� Set modeling area and boundary conditions of local scale

Local

Tens of km2(several km square)
Depth : Several km.

� Evaluate the geological disposal system� Collect fundamental information for design of underground facility
� Set modeling area and boundary conditions of site scale

Site

Several km2(hundreds of meters to several km square )Depth : 2 to 3 km.

� Evaluate the far-field and near-field around the engineered barrier� Predict rock mechanical and hydrogeological conditions during constructionof underground facility
� Set modeling area and boundary conditions of block scale

Block

Hundreds of m2(tens of meters to hundreds of meters square)
Depth : hundreds of meters to 1 km.

� Evaluate near-field around the engineered barrier� Predict rock mechanical and hydrogeological conditions during constructionof underground facility- 2-7 -

－ 17 －

JAEA-Research 2007-043
Important factors to be
characterized

Data requirements
Size and geometry of host rock; heterogeneity within host rock

Geological structure

Size and extent of surrounding formations

Safety assessment

Spatial distribution and geometry of transport pathways (groundwater flowpaths)
Groundwater flow
characteristics
Geochemical characteristics ofgroundwaterTransport/retardation of
nuclidesEnvironmental
assessment

Designing & construction ofunderground facilities

Dilution of nuclides

Spatial variability of magnitude of hydraulic gradient
Spatial variability of hydraulic properties of rocks
Redox conditions
Spatial variability of groundwater pH values
Spatial distribution of different groundwaters; degree of groundwater mineralization
Sorption capacity and diffusivity of rock matrix and of transport pathways
Geometry of transport pathways; depth of diffusion-accessible rock matrix
Effect of colloid/organics/microbes on nuclide transport/retardation
Spatial distribution of higher-permeability rocks, aquifers and surface waters
Spatial variability of water fluxes in higher-permeability rocks, aquifers and surface waters
Local stress regime

Geomechanical/hydraulicproperties of tunnel near-fieldenvironment

Spatial variability of petrophysical/geomechanical properties of rocks
Volume of inflow into underground tunnels
Size and structure of EDZ; petrophysical/geomechanical properties of EDZ
Distribution of discontinuities intersecting underground tunnels

Subsurface thermal conditions

Spatial variability of geothermal gradient
Thermal rock properties
Impact on water table

Environmental impact inducedby construction of undergroundfacilities

Impact on hydraulic pressure
Impact on groundwater chemistry
Effects of noise and vibration

�EDZ�Excavation Disturbed Zone�

Fig. 2.2.1-1 Important factors to be characterized and data requirements, relevant to safetyassessment, designing/construction of underground facilities
and environmental assessment- 2-8 -

－ 18 －

JAEA-Research 2007-043
Block scale
Dimension : Tens of meters to hundreds of meters square
Depth : Hundreds of meters to 1 km.

Local scale

About 10 km

Site scale

Several km

2 to 3 km

Undergroundfacility

Hundreds of meters to several km square
Several km square

Groundwater flow

Regional scale
Tens of km square

Fig. 2.2.2-1 Concept of scale20)

Local Scale Area

Regional Scale Area

EL(m)
�����
600

DH-10

20 km

Kiso River Basin

500

DH-3

450

DH-13

400

Mt. Ontake�3,067 m)

115 km

550

350

DH-9

300

70 km

DH-11

35 km

Mt. Kasagi �1,128 m�

MIU-3
MIU-2
MIU-1
MIU-4

Mt. Ena�2,191 m�

DH-4

250
200

DH-2

150

1 km

50

Mt. Byobu�729 m�

Site Scale Area

E.L.
(m)

Toki River Basin

100

Inferred fault

MIU Construction Site

Tsukiyoshi Fault
Hiyoshi River
MIU Construction Site

1 km

Toki River

Topographic map is from the 1:25,000 “Mizunami” published byGeographical Survey Institute of Japan

Fig. 2.2.2-2 Areas of each scale- 2-9 -

－ 19 －

JAEA-Research 2007-043

Hydrogeologicalstructures

Hydrogeologicalstructures

Hydrogeologicalstructures

Boundary
Conditions

Boundary
Conditions

Boundary
Conditions

Boundary
Conditions

Hydrogeologicalstructures

Hydrogeological modeling on Local scale(Groundwater flow simulation considering hydrogeological features influenced on boundary conditions on Site scale)Hydrogeological modeling on Site scaleFig. 2.2.2-3 Methodology for setting boundary conditions of groundwater flow simulation on Site
scale

Concept
Development

Concept
Revision

Investigation issues prioritized?
Planning ofSpecification of
Investigations

Specification of
main issues

main issues

Planning ofSpecification of
Investigations

Executionof
EvaluationofUncertainties
Investigations

Executionof
EvaluationofUncertainties
Investigations

Information adequate?
Understanding to what depth?

Assessment of

3rd Loop

2nd Loop
Progr

1st Loop

Interpretation of
Results

Modeling and
Simulations

Modeling and
Simulations

Modeling and
Simulations

Execution of
Investigations

Consequences
InterpretationofResults

Assessment ofInterpretation
Consequencesof Results

Assessment ofConsequences

Planning ofInvestigations

main issues

Uncertainties reduced?
Evaluation ofUncertainties

Concept
Revisione s s of

study

Fig. 2.2.3-1 Iterative approach for the characterization of geological environment20)- 2-10 -－ 20 －

JAEA-Research 2007-043

Phase II

Phase I
Step 0

Step 1

Step 2

Existing
borehole

Compilationof acquired
information
Geological
Mapping

Reflection
seismic
surveySedimentary
cover

Existing
borehole
investigations
Basement
graniteShallowborehole

Step 3

Step 4

Deepborehole

Crosshole

Shallow
Deep borehole
borehole
investigations
investigations
Fault /
Joint zone

Cross-hole
tomography
Cross-hole
hydraulictest- 2-11 -Constructionofundergroundfacility

Estimated / Determined

Fig. 2.2.4-1 Concept of Phase I investigations20)－ 21 －

Undergroundfacility

JAEA-Research 2007-043

3.� �����������������������
3.1� ��������������������

2.2.4 ���������������������� 1 ����������������

����������� 5 �������������������������������
���� 1),2),3)�

3.2.1 �� 3.2.5 �����������������������������������
�����������������������������
������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������
�����������������������������������
���� 1 �������������������������������������
�������������������������������������������
���� 4 ��������������������������������������
����������������������
�����������������������
������������
��� Table3.1-1
��������3.2.1 �� 3.2.5 �������������������������������
������3.2.6 �����������������������������������
� 2 ������������������

��������������������������3.2.7 ������������� 1��������������� 2 ���������������������������

���� 3.2.8 ��������

����� 1 �������������������������������� 3.3 �������������1) �����������: “�����������������������������
������������”, ������������JNC TN7410 2002-008 (2002).

2) �����, ����, ���, ����: “��������������������”,� 7 � NUCEF ���������, �������������, W-17 (2004).
3) �����������: “���������������������������� 15
�17 ���”, ������������JNC TN7400 2004-008 (2004).

- 3-1 － 22 －

JAEA-Research 2007-043

Table3.1-1 Important factors to be characterized in each investigation step
Important factors to be characterized
Geological structure

Safety assessment

Groundwater flow characteristics

Geochemical characteristics of groundwaterTransport/retardation of nuclides

Designing & construction ofunderground facilities

Dilution of nuclides

Geomechanical/hydraulic properties of tunnel nearfield environment

Subsurface thermal conditions

Step 0

Step 1

Step 2

Step 3Size and geometry of host rock; heterogeneity within host rock

Data requirements

x

x

x

x

Step 4x

Size and extent of surrounding formations

x

x

x

x

x

Spatial distribution and geometry of transport pathways (groundwater flowpaths)

x

x

x

x

x

Spatial variability of magnitude of hydraulic gradient

x

x

x

x

x

Spatial variability of hydraulic properties of rocks

x

x

x

x

x

Redox conditions

x

-

x

x

-

Spatial variability of groundwater pH values

x

-

x

x

-

Spatial distribution of different groundwaters; degree of groundwater mineralization

x

-

x

x

-

Sorption capacity and diffusivity of rock matrix and of transport pathways

x

-

-

x

-

Geometry of transport pathways; depth of diffusion-accessible rock matrix

x

-

-

x

-

Effect of colloid/organics/microbes on nuclide transport/retardation

x

-

-

-

-

Spatial distribution of higher-permeability rocks, aquifers and surface waters

x

x

x

x

x

Spatial variability of water fluxes in higher-permeability rocks, aquifers and surface waters

x

x

x

x

x

Local stress regime

x

-

x

x

-

Spatial variability of petrophysical/geomechanical properties of rocks

x

-

x

x

-

Volume of inflow into underground tunnels

x

-

x

x

x

Size and structure of EDZ; petrophysical/geomechanical properties of EDZ

x

-

-

x

-

Distribution of discontinuities intersecting underground tunnels

x

x

x

x

x

Spatial variability of geothermal gradient

x

-

x

x

-

Thermal rock properties

x

-

x

x

-

- 3-2 － 23 －

JAEA-Research 2007-043

3.2� ���������������
3.2.1� ��������������������� 0�(1)�������������������������� ����������������������Table 3.1-1 ���������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������� ������������������Table 3.2.1(1)-1 ��������

����������� 1 ������������������������������

����������� 21),22)������������������������������
����������������������� km ������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������� �����������������������������������������
�����������������������������������������
������ 23),24)�
�� ���������������������������������������� 1������ �����������������������������������������
������������������������������������������
�����������
��������������������������������
��������Fig. 3.2.1(1)-1���������������� 25),26),27),28),29),30),31)���
�����������������������������������������
������������������������Fig. 3.2.1(1)-2���� ���������������� 32),33),34)����������������������
������� 35),36)��������������������� 37),38),39)�������
������������� 13)��� ����������������������� 28),40)����������������
�����������������������������������������
��������������������������������������� 3�5
���13),27),41),42),43)����������������������������� 26)��� �����������������Fig. 3.2.1(1)-3������������Fig. 3.2.1(1)-4�
�����������������Fig. 3.2.1(1)-5�44),45),46),47),48)�
�� �����������������������������������������
��������������������������������Fig. 3.2.1(1)-6�44),45)�
�����������������������������������������
����������������������� �����������������������������������������
��������� 49)�
� �������������� 50)������ 51),52),53),54)����������� �����������������������������������������
�����������������������������������������
- 3-3－ 24 －

JAEA-Research 2007-043

�

Table 3.2.1(1)-1 Principal literature used for the study
Discipline

GeologyType of information

Literatures

Matsuzawa and Uemura�19671)
Itoigawa�19802)
Ishihara and Suzuki�19693)
Stratigraphical and Lithological data
Todo collaborative research group�19824)
Power reactor and nuclear fuel development corporation�19945)
Yamanoi et al�19966)
Structural data

Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corporation�19877)
Imanura and Kato�19908)
Yamanoi et al�19949)

Hydrogeology

Hydraulic data

Umeda et al�199710)
Ishibashi and Yamada�198611)

Hydrochemistry

Hydrochemical data

Mikai and Hayakawa�197012)
Furue et al., 200313)

Initial stress data

Kanagawa et al.�198614)
Saito et al�198815)
Association for the Development of Earthquake Prediction�199016)

Petrophysical data

Sato et al�199217)
Sato et al�199918)
Hoshino et al�200119)

Thermal data

Geological Survey of Japan�199120)

Rock mechanics

Fig. 3.2.1(1)-1 Elevation of unconformity between Toki granite and Mizunami Group, determinedby the electoromagnetic survey- 3-5－ 26 －

JAEA-Research 2007-043

����������������������������������������� �����������������������������������������
�������������������������������� �����������������������������������������
���������������������������� �����������������������������������������
������������������������������������ ���������������������������������������� �������������������������������������� �����������������������������������������
�����������������������������������������
��� 3�6 ���27),55)�
�� �����������������������������������������
�����������������������������������������
56),57),58)�

�� ��������������������Fig. 3.2.1(1)-7���������������� 59),60),61),62),63),64)�
�� �����������������������������������������
�������� 65),66),67)������������������������������
�����������������������������������������
������� 66),67)�
� ������������������������������������������
��Fig. 3.2.1(1)-8�����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������� ������������������������������������������
�� 4 ���������������������������3.2.1(2)�3.2.1(8)������

���3.2.1(9)��������������������������������������
��������������������3.2.1(10)�������������������
����������������������������������

- 3-4－ 25 －

JAEA-Research 2007-043

�Fig. 3.2.1(1)-2 Geological interpretation based on the results of reflection seismic survey in the
Regional Hydrogeological Study21)

EL (m)

Tsukiyoshi Fault

LegendSeto Group
Mizunami Group
Toki Granite upper highly fractured domain
Toki Granite lower sparsely fractured domain
Fault

Fig. 3.2.1(1)-3�Geological model on the Local scale44)- 3-6－ 27 －

JAEA-Research 2007-043

N
EL.[m]
0
-1000

S

-2000
40
00

00
40
-6

60
00

EW

00
60
-6

80
00

[m

]

]
00
80
[m
-6
-S

10
00
0

N

00
00
-7

12
00
0

Hydraulicconductivity
����
[m/s]
Log [k����(m/s)]
-5.0

-6.0

-7.0

-8.0

-9.0

-10.0

-11.0

Fig. 3.2.1(1)-4 Hydrogeological model on the Local scale44)
�

NE

SW

Recharge area

Discharge area
(Toki River)

Na-Ca-HCO3
Low pH

Na-ClHigh pH

Na-HCO3

Direction of groundwater flow

Fig. 3.2.1(1)-5�Groundwater type on the Local scale44)(a) Horizontal section at EL. -300 m(b) Horizontal section at EL. -500m

Tsukiyoshi Fault

Tsukiyoshi Fault

1 [km](c) Vertical cross section through the boreholesNE

EL.(m)

DH-13
DH-10

DH-10
DH-13

DH-11
DH-11

SW

���
Toki
river
DH-10

kiy
Ts u

0

DH-2
DH-2

i
osh

-1000

l
Fau

DH-13

1 [km]

t

-2000
Head
(m) 600400

1 [km]

200

0

DH-11
DH-2

1 [km]

Line for vertical cross section

Fault / Inferred fault

Fig. 3.2.1(1)-6 Results of groundwater flow simulation on the Local scale44)- 3-7－ 28 －

JAEA-Research 2007-043
Oidawara formation

Akeyo formation
Toki Lignite-bearing formation

MIU-3
MIU-1

AN-1
AN-3

U ppe

Weathered
Granite

MIU-2

MIU-4

0

ture
ly fracr highd d omain

BiotiteGraniteLower sparsely
fractured domain

FelsicGranite-600

Sedimentary formations

-500

-1000

1200

-400

800

-200

400
0

Highly fractured zone along Tsukiyoshi fault

Tsukiyoshi fault

Fig. 3.2.1(1)-7 Geological model at the Shobasama site

Paleo-channel system
Sedimentary
cover
Basement
GraniteUnconformity
Weatheredzone
Upper highly
fractured domain
Lower sparsely
fractured domain
Large-scale fault
Fractured zone
along the largescale fault

General description of the conceptual geological model- Sedimentary rocks widely and unconformably cover thebasement granite.
- The eroded surface of the weathered zone of the granite
basement is underlain by the unconformity between thesedimentary cover and the basement granite. The
paleo-channel systems that has a significant elevationalchange of the unconformity can be observed in theregion with a thick sedimentary cover.
- The basement granite is structurally divided into theupper highly fractured domain (UHFD) and the lower
sparsely fractured domain (LSFD) based on the fracture
frequency of low-angle fractures.
- Joints and faults of varying scale are formed in thebasement granite.
- Some large-scale faults act as major conduits or
hydraulic barriers.

Fig. 3.2.1(1)-8�Geological conceptual model68)(2)�������������
��������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�Fig. 3.2.1(1)-7������������������������69)�����������
�������������������������������������������
22),26),27),69),70)��������������������������������������
����������������������������������������22)�
����������������
���������������� 69)�������������������������
�������������������������������������������
- 3-8－ 29 －

JAEA-Research 2007-043

��������������������������������� 5)���������
���� 70)��������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������0�30 �����
�������������������������������������������
�������Fig. 3.2.1(2)-1��������������������
�22)��������
�������������������������������������������
�������������� 71)����������������������������
������������������������������� 1),2),72)���������
���������������������������������Fig. 3.2.1(2)-2 ����������������������������������������������
������������
�68)������������
������������������������������������������
��� 30 ����� m�� km �������������������� 9),31)������ 1��������������������������� 3km ��������� 22)����

������������������������������������
���������� 31)�Fig. 3.2.1(2)-3��������������������� 73)��������������������Fig. 3.2.1(2)-4������������������
�������������������������������������������
��������������� 28),31)��������������������������
������������������ 20�60m ���31)�����������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������� 74)����������������
���������������������������� 75)��������������
�������������������������������������������
��������������� 76)���������������������������
������������������ 50%���������������%�������
������������������%������������������������
���� 70)�����������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������

- 3-9－ 30 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.2.1(2)-1�Geological map and geological model based on the existing geologicalinformation22)

Fig. 3.2.1(2)-2 Elevation of the unconformity between Toki granite and Mizunami Group68)- 3-10－ 31 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.2.1(2)-3 Lineament interpreted from aerial photographs of a scale of 1:10,00031)
�- 3-11－ 32 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.2.1(2)-4 Cumulative frequency distributions -lineament lengths31)��(3)�����������
��������
��������������������������������������3.2.1(2)��������������������������������������������
�������� 22)����������������� 77)�������������������������������������������
���3.2.1(2)���
����������������������������������
�������������������������������������������
���� 77)������������������������������� GEOMASS �����3.3.10 ������������
����������������
Fig. 3.2.1(3)-1 �����������������������������������
�������������������������������������������
- 3-12－ 33 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������� 5�6 ��������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������������
������������������������������������������
�� 1 ����������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������� 77)���������������
�������������������������������������������
����������������������������������������� 44)�������������������������������������������
�����������
���������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������� 22)�������������������������������
�����������������������������
������������������������������������������
��������������Fig. 3.2.1(3)-2�����������������������
�������������������������������������������
������������������������� 44)�����������������
������������������������������Fig. 3.2.1(3)-2 ������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������������

- 3-13－ 34 －

JAEA-Research 2007-043
NEL. �m�500

0-1]
Log[kk(m[m ss-1
Log
)]

-4.0

-500

-5.0

Hydraulic conductivity-1000

Geological features and structural elements

Log [k(m s-1)]

Seto Group
Oidawara Formation
Sedimentary
Mizunamirock
Akeyo/Hongo FormationGroup
Toki-lignite bearing Formation
Upper highly fractured domain
Toki granite
Lower sparsely fractured domain
Highly fractured zone along the Tsukiyoshi fault
Main part of Tsukiyoshi fault
fault
Other
Parallel to fault
faultsNormal to fault

-5.0
-8.5
-7.8
-7.0
-6.7
-7.4
-6.4
-11.0
-5.2
-11.0

-6.0
-1500

-7.0

-2000

-8.0
-9.0
-10.0
-11.0

00
84
-6

60
00

6

80
E0
W
�m
�

92
-6

76
00

-7

0
00

00

S
N-

0

�m

�

Fig. 3.2.1(3)-1 Hydrogeological model (3D distribution of hydraulic conductivity)

N

Head �m�

280

EL.�m�
500

260
0

240
-500

220

-1000
-1500

85
00
-6
95
00
-6
N90
S
00
�m
�
-6

0

65
00
EW

MIU construction site

�m

�

70
00

75
00

00
0

60
0

180
160

-7
0

-2000

200

�Refer to Fig. 2.2.2-2 for location of Site scale area

Fig. 3.2.1(3)-2�Head distribution (Elevation -300 m�Depth of the shaft 500 m)(4)�������������
��������
������������������������������������������
������������������������������������ 26)������
�������������������������������������������
- 3-14－ 35 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
������������������
����������������
������������������������������������������
���������pH���������������������������������
���kriging � 78)����������������������������������
����������������������������Golden Software �������
������SURFER���������������������������������
��������� Na-Cl �������������������������� 48)����

� pH ����������������������������������������

�Fig. 3.2.1(4)-1�
�����������������������������������
������������������������������������ 48)������
�������������������������������������
��������������� 3km ��������� 1,300m ������������

����������������� mg l-1 � Na-Ca-Cl ������������ 13)���

������������������������������Fig. 3.2.1(4)-1 ������
�������������������������������������� DH-2 ����� 500m ������������������������� 500m ���������

��������������������������������Fig. 3.2.1(4)-1 ������������������ mg l-1 ���� Na-Ca-Cl �����������������
����������������������������Na-Ca-Cl ����������
�������������������������������Fig. 3.2.1(4)-1������
�Fig. 3.2.1(4)-2������������������������������������
�������������������
��������������������������������������kriging
��������������������������������������������
�������������������������������������

Fig. 3.2.1(4)-1�Estimated distribution of groundwater chemistry (pH, Cl concentration)48)- 3-15－ 36 －

JAEA-Research 2007-043

DH-10
DH-13
DH-11
DH-2

1 [km]

Line for vertical cross section

SW

DH-2

DH-13

NE

DH-10

Tsu

kiy
os

hi F
a

ult

Toki river

DH-11

Head
(m) 600

400

200

0

Fault / Inferred fault
Fig. 3.2.1(4)-2�Simulated head distribution of groundwater(5)������������
���������� ������������������������������������������
�����������������������
���������������������
�������������������������������������������
���������������������������������������� 79),80)
��������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������
����������������� ������������������������������������������
������������������������������������ 81)������
�������������������������������������������
��������������������������� 22)����������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
81)������������������������������������������
�������������������������������������������
��� 80)������ 22)��������������������������������
�����Na-HCO3 ���������������� 22)�����������������
��������������������������������������������
- 3-16－ 37 －

JAEA-Research 2007-043

�������������� Na-Cl ��������������������������
���JNC-SDB �������� 82),83)�������������������������
����������� ������������������������������������������
������ 81),84)�����������������������������������
���������������������������Na-Cl �������������
�������������������������������������������
�������� 0 ����������������������������������
�������������������������������������������
������
(6)�������
��������
������������������������������������������
��������������������������������������� 85)���
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������
����������������
����������������3.2.1(3)�����������������������
�����������������������
���������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������3.2.1(3)��������
������������������������������������������
�Fig. 3.2.1(6)-1�
�����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
��������� 1 ���������������������������������
Fig. 3.2.1(6)-1 ������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��- 3-17－ 38 －

JAEA-Research 2007-043

������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������
0.50
Oidawara Formation

0.45

Akeyo/Hongo Formation
Toki lignite bearing Formation

0.40

Highly fractured zone along the Tsukiyoshi fault
Upper highly fractured domain
Lower sparsely fractured domain

0.35

Ratio

0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
-10.0

-9.5

-9.0

-8.5

-8.0

-7.5

-7.0

-6.5

-6.0

-5.5

-5.0

-1

Darcy velocity ( Log [V (m s )] )Fig. 3.2.1(6)-1 Darcy velocity distribution(The vertical axis shows the ratio (cumulative frequency is 1 in each geological formation anddomain))(7)������������������
1)���������������������EDZ ���������������
���������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������
��������
��������
�������������������
����������������Excavation Disturbed Zone����EDZ��������
���������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������������
����������������
������������������������������������������
65),66),67)� Fig. 3.2.1(7)-1 ��������������������������������

�������������Fig. 3.2.1(1)-7���������������������� 67)
� Fig. 3.2.1(7)-2 �����������������������������������
�������������������������������������������
�����Fig. 3.2.1(7)-2 �������������������������������
�������������������������������������������
���������������������
�����������������������
- 3-18－ 39 －

JAEA-Research 2007-043

������������������������������������������ 86)�������������������������������������������
�������������������������������������������
MBC�Micro-mechanics Based Continuum model��� 87),88)�BEMF�Boundary Element

Method for Rock Fracture��� 89)������������ 90)��������� 91)���
��� 92)�������������������������������� EDZ �����������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��EDZ ����������������������������������
����������������������������� MBC ����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������� 93)����������� 30cm�����

�� 80cm �������������������������� 30cm �� 80cm ������������������������������������
�������������
94)������������������ �������������������������������������������
� 2 �����������������Fig. 3.2.1(7)-3������������������
��������� 3 ���������������������������������
����������������������������������Fig. 3.2.1(7)-4���������������������������������������� 3 �����
������������������������������������������
2)���������������
��������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������
��������������
������� 3.2.1(1)�������������������������
���������������
���������������������������������Fig. 3.2.1(7)-5������������������������10-8 m s-1������������������
�������������������������������������������
������������������������� 95),96)����������������

���������������Fig. 1.1.2-2 �����������������������
�������������� 3,000 m3 day-1 ������ 97)���������������
��������4.1.4 ���������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������
- 3-19－ 40 －

JAEA-Research 2007-043

3)�������������
��������
������������������������������������������
������������������������������������������
3.2.1(2)��������������������������������������
���������������
3.2.1(2)��������������������������������������Fig.
3.2.1(7)-6�
��������������������������������������

������������������� 480m �������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������3.2.1(2)������
���������������������������������

���������������3.2.1(2)������������������������
�������������������

Fig. 3.2.1(7)-1 Results of hydraulic fracturing tests (AN-1, MIU-2, MIU-3)65),66),67)- 3-20－ 41 －

JAEA-Research 2007-043

In-situ stress state in Shobasama site

N

Hanging wall of Tsukiyoshi fault•The orientations of maximum principal
horizontal stresses are NNW-SSE~NW-SE
to over 300m depth.
•Stress decoupling occurred.
•The rock mass may be divided into thethree zones which have different stresscondition.
•Vertical stresses in Shobasama site arealmost equal to the overburden pressure
expect near Tsukiyoshi fault.

Shobasama
site
AN-1

MIU-3

Foot wall of Tsukiyoshi fault

MIU-2
MIU-1

•The orientations of maximum principal
horizontal stresses are NNW-SSE~NW-SE.
•The magnitudes of principal horizontal
stresses are relatively lower than that in
hanging wall of Tsukiyoshi fault.
•Vertical stresses in Shobasama site arealmost equal to the overburden pressures
except near Tsukiyoshi fault.

Orientation of regional
maximum horizontal
stress (NW)S

N

Shobasama siteAN-1 MIU-1 MIU-2 MIU-3

300m
400m
700m

600m
800m

Expected stresscondition south of fault

Expected stresscondition north of fault

Rock properties (Matrix, Rock mass)
Hanging wall of the fault

Foot wall of the
fault

Damage zone
near fault

Zone 1

Zone 2

Zone 3

Zone 4

Mechanicalproperties ofmatrix•Deformability:
Low•Anisotropy: none

•Deformability:
High•Anisotropy: large•Deformability:
Low•Anisotropy: small•Deformability:
Low•Anisotropy: verysmall•Deformability:
Lowest in
Shobasama site
•Anisotropy: big

Fracture
distribution•High fracture
frequency•Horizontal~Subhorizontal•Low fracture
frequency•High fracture
frequency•Sub-vertical•Very low fracture
frequency
compared tohanging wall

•High fracture
frequency•The frequency inhanging wall ishigher

Expectedmechanicalproperties of insitu rock mass

•Deformability:
relatively lower
than zone 2•Big local variation•Deformability:
highest in the site
•Small local
variation•Deformability:
relatively lower
than zone 2•Big local variation•Deformability:
almost same inhanging wall
•Small local
variation (expect
damaged zone)

Fig. 3.2.1(7)-2 Rock mechanical model in Shobasama site67)- 3-21－ 42 －hanging wall
foot wall

JAEA-Research 2007-043

distance from drift surface [m]5Excavation Damaged Zone
no EDZ
propagation of existing joints (1/d x4)
propagation of existing joints (1/d x8)
initiation of new joints (1/d= 5[m-1])-1
initiation of new joints (1/d=10[m ])initiation of new joints (1/d=20[m-1])
1/d: joint density

4
3
2
1
0

Excavation Damaged
Zone = 80 [cm]

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

displacement [mm]Fig. 3.2.1(7)-3 Distribution of rock displacement around drift (MBC model)�Increasing rate of4
hydraulic conductivity 10(a)���
103 102 10 (Times)(b)Fig. 3.2.1(7)-4 Distribution of hydraulic conductivity increase around drift(Crack tensor + Virtual fracture model Analysis)(a) New cracks parallel to the wall(b) New cracks in random orientations- 3-22－ 43 －

JAEA-Research 2007-043
��Frequency��Literature survey (N=47)
�����������
Regional hydrogeological study at Tono area�����������
and Kamaishi mine (N=30)

��

��

�

�
����� ����� ���� ���� ���� ���� ���� ����Hydraulic conductivity (m/s)

Fig. 3.2.1(7)-5 Distribution of hydraulic conductivity of granitic rocks in JapanSW
EL [masl]300[ Step0 ]200

NE

Sub stage

se
cti
on
Cr
os
s

-200

Main shaft-100

Ventilation shaft

0

lin
e

100

Middle stage
Ve

-300
-400
-500

n ti

in
s

lat
ion

ha

ft

sh
a

ft

100m

-600
-700

Ma

Main stage

-800
-900

LegendAkeyo/Hongo Formation
Toki lignite bearing Formation
Toki Granite upper highly fractured domain
Toki Granite lower sparsely fractured domain
Highly fractured zone along the Tsukiyoshi Fault

-1000

-1200
-1300

Tsu
kiyo
shi
faul
t

-1100

-1400
-1500

Fig. 3.2.1(7)-6�Predicted geological structure around the MIU facility (Step0)- 3-23－ 44 －

JAEA-Research 2007-043(8)�����������
���������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�����Table 3.1-1 �������������������������������
������������������������������������������
��������������������������������������������
���������������������������
����������������
�������������������� 1,000m ������������ 2�/100m ���������������3�/100m�������������� 21)����Fig. 3.2.1(8)-1�
���Fig. 3.2.1(8)-2 ������ 17),18)� DH-6�8 �������������������
������� 49)�����������������������������������
��������������������������� 21)���������������
�������������������������������������������
����������������������������������������� 1 ��������������������������������������������
������������������������
0
DH-6

200

DH-7

Depth [m]

400

DH-8
MIU-1

600

MIU-2

800

MIU-3
AN-1

1000

Avarage
1200
0

10 20 30 40 50
Temperature [�]Fig. 3.2.1(8)-1 Result of temperature logging (Shobasama site, DH-6, 7 and 8)

60

40
Frequency

80
Frequency

50

Shobasama siteDH-6�8
Literature study

40
20

30

Shobasama siteDH-6�8
Literature study

20

1

2

3

4

5

6
-1 -1

Thermal conductivity [Wm K ]

60
40

0

0
0

Shobasama siteDH-6�8
Literature study

80

20

10

0

100

Frequency

100

0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2-1 -1

Specific heat [kJkg K ]

0.0

1.0

2.0

Linear expansion coefficient [10 K ]Fig. 3.2.1(8)-2 Result of thermal property test (Shobasama site, DH-6, 7 and 8)- 3-24－ 45 －

3.0
-5 -1

JAEA-Research 2007-043(9)��������������������������������

�������������������Table 3.1-1 ������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������
������������������������������������������
���������������������� ���������������������������������� ������������������������������������� ������������������������������������������
���������������������� ���������������������������������� ������������������������������������ �����������������������������������������
��������������������������������� �����������������������������������������
�������������
(10)������������������
���������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������3.2.1(2)������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������
�������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
������
�������������������������������������������
- 3-25－ 46 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
���������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������
��������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������
���������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������������
����������������������EDZ ���������������
������������������������������������������
EDZ �����������������������������������������
�����������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������
�����������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������
��������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������������
- 3-26－ 47 －

JAEA-Research 2007-043

������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������1) Matsuzawa, I. and Uemura, T.: “Geotectnic Studies on the Toki Miocene sedimentarybasin, Central Japan”, Jour. Earth Sci., Nagoya Univ., Vol.15, pp.35-79 (1967).
2) �����: “�������”, ����������, � 1 �, pp.1-50 (1980).
3) ����, ����: “����������������”, ����, 232, pp.113-127(1969).
4) ����������: “������������������������������
����� (2)�”, ���������� 24 �, pp.143-155 (1982).

5) ������������: “��������”, ������������, PNC TN7420
94-006 (1994).
6) ����, ����, ����, ����, ����: “����������������
(�� 3)”, �����������, JNC TJ7440 2001-005 (1996).
7) ������������: “�����������������”, ����������
�, JNC TJ7440 2001-009 (1987).

8) ���������: “�������������������������”, �����
������, JNC TJ7440 2000-028 (1990).
9) ����, ����, ����: “������������������ (�� 1)”, ������������, PNC TJ7361 94-002 (1994).

10) ����, ����, ����: “������������������������”, ��������, 37, pp.69-77 (1997).

11) ����, ����: “��������������������������”, �������, Vol.16, No.1, pp.18-26 (1986).
12) ����, ����: “����������������”, ����, 21, pp.104-120(1970).
13) Furue, R., Iwatsuki, T. Mizuno, T. and Mie, H.: “Data Book on Groundwater Chemistry in
the Tono Area”, Japan Nuclear Cycle Development Institute, JNC TN 7450 2003-001(2003).
14) Kanagawa, T., Hibino, S., Ishida, T., Hayashi, M. and Kitahara, Y.: “In Situ StressMeasurements in the Japanese Islands: Over-coring Results from a Multi-element Gauge
Used at 23 Sites”, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abst. 23, pp.29-39 (1986).
15) ����, ���, ���, ���: “�������������������������
��”, �������, 394, pp.71-78 (1988).
16) �����������: “�������� 1885�1983 �”, pp.63-64 (1990).
17) ����, ����, ����, ����: “����������������������
�������”, ������������, PNC TN7410 92-018 (1992).
18) ����, ���, ����, ����: “�����������������������
������ (�� 2)”, �����������, JNC TN7400 99-011 (1999).
19) ����, ����, ����, ���, ����, ����, ����: “��������
- 3-27－ 48 －

JAEA-Research 2007-043

������”, ������������, ��������� ����������,no.23 (2001).
20) �����: “����������������, ���, ������� ���, ����, ��, �����”, �������, � 271 � (1991).
21) �����������: “�����������������������������
�� 17 ������� ��� 1 ����������”, �����������, JNC
TN1400 2005-014 (2005).
22) �����, ����, ����, ����, ����, ����, ����, ����: “�������������������������”, �����������, JNC
TN7400 2005-023 (2005).
23) ���, ����, ����, ���: “������������������������
���������������”, � 32 ��������������������,pp.359-364 (2003).
24) ���, ����: “��������������������������������
������”, ������, � 47 �� 1 �, pp.81-95 (2005).

25) ���, ����, ���, ����, ���, ����: “���������������”,�����������, JNC TJ7420 00-008 (1999).

26) ���, ����, ����, ���, ����, ����, ����, ����, ����:“��������������� 4 ����� 11 ���”, �����������, JNC

TJ7400 2000-014 (2000).
27) �����������: “���������������������������� 13�����”, �����������, JNC TN1400 2002-003 (2002).
28) ����, ����, �����, �����, ����, ����: “����������
���� (�� 14 ��)”, �����������, JNC TN 7400 2003-002 (2003).

29) ����, ����, �����: “�������������������������
�, �������� VSP ���������”, �����������, JNC TN7400

2005-009 (2005).
30) ����, ����, ���, �����: “�����������”, ���������
��, JNC TJ7440 2000-001 (1998).
31) �����, �����: “�����������������������������
������������”, �����������, JNC TN7400 2004-007 (2004).
32) ����, ����, ����: “1989�2000 ���������� (����)”, �����������, JNC TN7450 2002-002 (2002).
33) ���: “����������������������2001�2003 �� (����)�”,�����������, JNC TN7450 2005-004 (2005).
34) ���: “����������������������2001�2003 �� (����)�”,�����������, JNC TN7450 2005-005 (2005).
35) ����, ����, ����, �����: “��������������������
�”, ��������, No.9 (2000.12), pp.103-114 (2000).
36) ����, ���, ����, ����: “�����������������������
��������������”, ��������, No.16 (2002.9), pp.137-148 (2002).
37) ����, ����, ���: “������������ (�� 11 ��)”, ��������
���, JNC TJ7420 2000-005 (2000).
- 3-28－ 49 －

JAEA-Research 2007-043

38) ����: “������������ (�� 12 ��)”, �����������, JNC TJ7440
2001-017 (2001).
39) ����: “������������ (�� 13 ��)”, �����������, JNC TJ7440
2002-026 (2002).
40) ����, ����, �����, ����, ����, ���: “�������������� (�� 15 ��)”, �����������, JNC TN 7400 2004-002 (2004).

41) Hama, K., Amano, K., Metcalfe, R., Yoshida, H., Iwatsuki, T., Milodowski, A.E. andGillespie, M.R.: “Mineralogical and petrological evidence for the hydrogeologicalcharacteristics of the Tsukiyoshi Fault, Japan”, Quarterly Journal of Engineering

Geology and Hydrogeology, Vol.35, pp.189-202 (2002).
42) ����, ����, ���: “���������������������������
���� (�� 6)���������������������������������
��������������”, ��������� ����������������
������������, pp.299-308 (2001).

43) ����, ����, ����: “�����������������������”, �����������, JNC TN7450 2005-010 (2005).
44) ����, ����, ����: “��������������������������

������������������������������� 0 ���������

��������”, �����������, JNC TN7400 2005-004 (2005).
45) ���, ����, ����, ����, ����, ���: “��������������
����������”, ������� 2005 ����������, pp.78-83 (2005).

46) Arthur, R.C.: “��������������������”, �����������,JNC TJ7400 2003-007 (2003).

47) Metcalfe, R., Hama, K., Amano, K., Iwatsuki, T. and Saegusa, H.: “Geochemical
approaches to understanding a deep groundwater flow system in the Tono area, Gifu-ken,
Japan”, In: Nishigaki and Komatsu (eds.), Groundwater Engineering, pp.555-561 (2003).
48) ����, ����, ����, ����: “����������������������

���������”, ����, 47, p.120-130 (2006).
49) ����, ����: “DH-6, 7, 8 ��������������”, �����������,JNC TN7420 99-006 (1999).
50) �����������: “�������������������”, ���������
��, JNC TN7410 99-006 (1999).
51) ������������: “����������������������”, �����
�������, PNC TN7410 92-052 (1992).
52) �����������: “���������������������� 11 ���”, �����������, JNC TN7410 2001-006 (2001).
53) �����������: “��������������������2000 ���”, �����������, JNC TN7400 2001-007 (2001).
54) �����������: “��������������������2001 ���”, �����������, JNC TN7400 2002-003 (2002).
55) ����, ����, ���, ����, ����, ����, ����, ����, ����,����, ����: “��������������� 8 ����� 11 ���”, �����
������, JNC TN7400 2001-001 (2001).
- 3-29－ 50 －

JAEA-Research 2007-043

56) ����, ����, ���, ����: “1000m �������������������
����������”, � 31 ��������������������, pp.296-300(2001).
57) ����, ����, ���, ����: “1,000m �����������������”, �32 ��������������������, pp.173-178 (2003).
58) ����, ���, ����: “������������������������”, � 33��������������������, pp.277-282 (2004).

59) ����, ����: “�����������������������������
���”, ������, No.9, pp.89-101 (2000).
60) ���, ����, ����, ����, ����: “����������������
������������������ 1���������������������
���”, ��������������������������, pp.249-258 (2001)�
61) ���, ����, ����, ����: “���������������������
��������”, � 32 ������������������, pp.161-166 (2003).
62) ����, ���: “������������������������������”,�����������, Vol.9, No.2, pp.167-178 (2003).
63) ����, ���, ���, ����, ����: “�����������������
������������������������� ”, ��������, No.20,
pp.75-89 (2003).
64) A. Sawada, H. Saegusa and Y. Ijiri: “Uncertainty in Groundwater Flow Simulations
Caused by Multiple Modeling Approaches, at the Mizunami Underground ResearchLaboratory, Japan”, Dynamics of Fluids in Fractured Rock, Geophysical Monograph
Series 162, pp.91-101 (2006).
65) ����: “AN-1 ���� MIU-1 ��������������”, �����������,JNC TN7420 99-004 (1999).
66) ����, ����, ����: “MIU-2 �����������������������
�������������”, �����������, JNC TN7420 2000-001 (2000).
67) ����, ����, ����: “MIU-3 �����������������������
�������������������”, �����������, JNC TN7420
2001-001 (2000).
68) �����������: “�����������������������������
������������”, �����������, JNC TN7410 2002-008 (2002).
69) ����, ����: “�������������������������������”,�����������, JNC TJ7400 2000-012 (2000).
70) ����, ����, ����, ����, ����, ����, ���, ����, ����,����, ����: “����������������� 13 ���”, ���������
��, JNC TN7400 2002-004 (2002).
71) Lee, F.T., D.R. Miller, D.R. and T.C. Nichols, T.C.: “The relation of stresses in granite andgneiss near Mount Waldo, Maine, to structure, topography, and rock bursts” in K.E. Grayed., Proceedings, 20th U.S. Symposium on Rock Mechanics, Austin, Texas, University ofTexas Press, pp.663-673 (1979).
72) ����: “�������������������”, �����, Vol.29, pp.119-129(1985).
- 3-30－ 51 －

JAEA-Research 2007-043

73) ����, ����: “�������������� 1�”, ����, Vol.22, No.3,pp.11-24(1992).
74) Strekeisen, A.: “To each plutonic rock is proper name”, Earth - Science Reviews, Vol.12,
pp.1-33 (1976).
75) �����������: “��������� �������� 11 ���”, ������
�����, JNC TN7410 2001-003 (2000).

76) Yoshida, H.: “Relation between U-series nuclide migration and microstructural propertiesof sedimentary rocks”, Appl. Geochem., Vol.9, pp.479-490 (1994).
77) ����, ����, ����, ����: “����������������������

����������������������� 0 ��� 1�”, �����������,JNC TN7400 2005-008 (2005).

78) Isaaks, E.H., Srivastava, R.M.: “An Introduction to Applied Geostatistics”, Oxford Univ.
Press, New York (1989).
79) �����������: “������������”, �����������, JNC
TN7410 99-001 (1999).

80) Ota, K., Amano, K. and Ando, T.: “Brief overview of in situ nuclide retardation in a
fractured crystalline rock, Kamaishi In Situ Test Site”, In: Proc. International Workshop
for the Kamaishi In Situ Experiments, Kamaishi, Japan, 24-25 August 1998, Japan

Nuclear Cycle Development Institute, JNC TN7400 99-007, pp.67-76 (1999).
81) �����������: “�����������������������������
��������� 2 ���������� ��������”, �����������,JNC TN1400 99-021 (1999).
82) ����, ����, ����: “��������������������������”,�����������, JNC TN8410 99-050 (1999).
83) ����, ���: “JNC �������� (JNC-SDB)���: 1998 ��2003 ������

�����������”, �����������, JNC TN8410 2003-018 (2004).
84) ����, ���, ����: “��������������������������”,�����������, Vol.5, pp.59-66 (1999).

85) Thury, M., Gautschi, A., Mazurek, M., Müller, W. H., Naef, H., Pearson, F. J., Vomvoris, S.
and Wilson, W.: “Geology and Hydrogeology of the Crystalline Basement of Northern
Switzerland: Synthesis of Regional Investigations 1981-1993 within the Nagra
Radioactive Waste Disposal Programme”, Nagra Technical Report, NTB93-01 (1994).
86) ����, ����, ����, ����: “��������� (� 1 ��)��������
����”, ��������, No.26, pp.77-86 (2005).
87) ����, ����: “�������������������������������
��”, ������� No.535, �-34, pp.23-41 (1996).
88) Yoshida, H. and Hori, H.: “Micromechanics-based continuum model for a jointed rockmass and excavation analysis of a large-scale carven”, International Journal of RockMechanics and Mining Science, Vol. 41, Issue1, pp. 119-145 (2004).
89) Stephansson, O. , Shen, B. , Rinne, M. , Backers, T. , Koide, K., Nakama, S. , Ishida, T. ,Moro,Y. and Amemiya, K. : “Geomechanical evaluation and analysis of research shafts
and galleries in MIU project, Japan”, Environmental Rock Engineering, Saito &Murata(eds), pp.37-46 (2003).
- 3-31－ 52 －

JAEA-Research 2007-043

90) Oda, M.: “An experimental study of the elasticity of mylonite rock with random cracks”,

International Journal of Rock Mechanics and Mining Science & Geomechnics Abstracts,
Vol. 25, No. 2, pp. 59-68 (1988).
91) ���, ����, ����, ��, ����, �����: “��������������
�������������”, �������, No.715�III-60, pp.237-250 (2002).

92) ����, ����, ����, ����, ����, ����, ����: “�������
�����������������������”, � 58 ��������������
���, 3-335, pp.669-670 (2004).

93) Sato, T., Kikuchi, T. and Sugihara, K.: “In-situ experiments on an excavation disturbed

zone induced by mechanical excavation in Neogene sedimentary rock at Tono mine,

central Japan”, Engineering Geology, 56, pp97-108 (2000).
94) ����, ����, ���, ����, ����: “����������� MBC ��������������������������”, � 34 ���������������

�����, pp.33-40 (2005).
95) ����: “�����������������”, �������, 14[10], pp.51-57 (1983).

96) ��������������: “���������”, ����� (1991).

97) ����, ����, �����, ���: “���������������������”,� 39 �������������, pp.1677-1678 (2004).

- 3-32－ 53 －

JAEA-Research 2007-043

3.2.2� ������������������ 1�(1)����������������������
����������������������� 0 ���������3.2.1(9)�����
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������3.3.2 ���������������
�������������������������������������������
������������������������������ Table 3.1-1 �������
�������������������� ������������������������������������������
���������������������������� 1)�Fig. 3.2.2(1)-1��
� �������������� 0�3.2.1 ������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������� 2)���������
�������������������������������������������
����������������������������������Fig. 3.2.2(1)-2����������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������ 200m ����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������� ����������������� 0 ������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������� ������������������������������������������
�� 4 ���������������������������3.2.2(2)�3.2.2(5)������
���3.2.2(6)��������������������������������������
��������������������3.2.2(7)��������������������
���������������������������������

- 3-33 -－ 54 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.2.2(1)-1 Location of fault outcrops identified from the geological survey3)

Fig. 3.2.2(1)-2 Reflection seismic survey lines around the MIU Construction Site2)- 3-34 -－ 55 －

JAEA-Research 2007-043(2)�������������
��������
�������������������� 0 ���������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
����������� 2),3),4),5),6)���������������� 0 �����������
��3.2.1(2)�������� 7)���������������������(3.2.1(2)����
��������������������������������������������
�������������� 3),8)�
����������������
������������������� 9)����������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������Fig. 3.2.2(2)-1�2),4),5),6)���������
������������������������� 3)�����������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������� 3),4)����
�������������������������������������������
������������������������
�������������������������������Fig. 3.2.2(2)-2�����
��������������������3),7)����������������������
�������������������������������������������
�(3.2.1(2)��)������������������������������������
������������������ 1 ������������������������
�������������������������������������� 3),8)���
�������������������������������������������
������������������������������������� 3),8)�
������������������ 0 �����������������������
�������������������������������������������
� 27 ���������������������Fig. 3.2.2(2)-2������ 5 ������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
- 3-35 -－ 56 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
������������������������������������������
�����3.2.1(3)�����������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������

Fig. 3.2.2(2)-1�Geological interpretation of the reflection seismic profile2)

Fig. 3.2.2(2)-2�Geological map and geological model revised withthe surface-based investigation phase data7)- 3-36 -－ 57 －

JAEA-Research 2007-043(3)�����������
���������
������������������������������������������
��������������������3.2.2(2)�������� 0 �����������
����3.2.1(3)������������������������������������
����������������������������������������� 0 �����������3.2.1(3)������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������� 10)���
���������������������������� GEOMASS �����3.3.10 ������������
������������������������������������������
�����������������������������������3.2.2(2)�����
�������������������������� 0 ����������������
���������������Fig. 3.2.2(3)-1 ���������������������
��� 13 ��������������������������������������
������������������ 11),12)������ 0 ��������������
�3.2.1(3)���������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
13),14)�����������������������������������������

������������������������
����������������
������������������������������������������
�����������������������������������Fig. 3.2.2(3)-2 ��������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������
���Fig. 3.2.2(3)-2 ��������������������������������
��������������������������
������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������

- 3-37 -－ 58 －

JAEA-Research 2007-043

� ������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������
N

EL. �m�
500

0

Log k [m s-1-1]

Log [k (m s )]
-500

-4.0
-5.0

Hydraulic conductivity

-1000

-1500

-7.0

Log [k(m s )]Seto Group
Oidawara Formation
Akeyo/Hongo Formation
Toki-lignite bearing Formation
Upper highly fractured domain
Toki granite
Lower sparsely fractured domain
Highly fractured zone along the Tsukiyoshi fault
Main part of Tsukiyoshi fault
Other
fault
Parallel to fault
faultsNormal to fault**Sensitivity analysis about hydraulic anisotropy : 13 of 14 faults

-5.0
-8.5
-7.8
-7.0
-6.7
-7.4
-6.4
-11.0
-5.2, -6.4
-11.0

Sedimentary
Mizunami
rock
Group

-2000

-8.0
60
00

-9.0

-6

EW

-10.0

68
00

�m

-11.0

-

�

76
00

-7

00

0
20
69

00

S
N-

-1

Geological features and structural elements

-6.0

00
84

�
�m

Fig. 3.2.2(3)-1 Hydrogeological model (3D distribution of hydraulic conductivity)

Large differencein head distributionNEL. �m�N

EL. �m�

500

500

0

0

S

S

-500

-500

-1000

-1000

-1500

00

�a�All faults�hydraulic anisotropy

-6
85
00
00
-6
90

�m
�

00

75

NS

�m
�

7
�m 000
�

-6
95

-6
90

75

65
00
EW

00

-6
95

7
�m 000
�

60
00

-7
00

00
EW

00

65

00

-2000

00

60
00

00

-7
00

-6
85
00

-1500

NS

-2000

�b�Only NNW and NE trending faults
�hydraulic isotropy

MIU construction site
Fault that causes remarkablechange of headHead�m� 280

260

240

220

200

180

160

Fig. 3.2.2(3)-2�Example of a sensitivity analysis focused on hydraulic anisotropy of faults(Elevation -300 m�Depth of the shaft 500 m)- 3-38 -－ 59 －

JAEA-Research 2007-043(4)�������
��������
���������������������������������������3.2.2(3)�������������������������������������������
����������������
��������������������3.2.2(3)�������������������
�������������������������������������������
�������������������������Fig. 3.2.2(4)-1������������
�����������������3.2.2(3)�����������������������
��������������������� 0 ���������������������
��������
������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
���� 0 ����������������������������������3.2.2(3)��������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������

0.50
Oidawara Formation
0.45

Akeyo/Hongo Formation
Toki lignite bearing Formation

0.40

Highly fractured zone along the Tsukiyoshi fault

0.35

Upper highly fractured domain
Lower sparsely fractured domain

Ratio

0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
-10.0

-9.5

-9.0

-8.5

-8.0

-7.5

-7.0

-6.5

-6.0

-5.5

-5.0

-1

Darcy velocity ( Log [V (m s )] )Fig. 3.2.2(4)-1�Darcy velocity distribution (The vertical axis shows the ratio (cumulative frequency
is 1 in each geological formation and domain))- 3-39 -－ 60 －

JAEA-Research 2007-043(5)�����������������
1)�������������
���������
������������������������������������������
���������������������������������������3.2.2(2)�������������������������������������������
�� 3)�
����������������� � � � � � � � � �� � � � � � � � � �� � � � � � 2 � � Fig. 3.2.2(5)-1 � �
IF_SB0_002 �� IF_SB0_005���� 7 ������������������������
�������������� 3)�Fig. 3.2.2(5)-1��
������������������������������������������
������ 0 ���������������������������
���������������3.2.2(2)������������������������
�������������������������������������������
����������������������[ Step1 ]

L220

e
lin
se
c ti
on

4
L21

Cr
os
s

1
L 22

-200

Main shaft-100

Ventilation shaft

03
_0
B0
_S
IF

0

L212

10

IF_S
B0

L2

_001

200
100

NE

05
IF_SB0_0

SW
EL [masl]
300

Ma
in
sh
Ve
aft
nti
lat
ion
sh
aft

Middle stage

100m

_002

IF_

IF_SB
0

05

-500

IF_SB0_0

-400

SB
0_0

04

-300

-600
-700

LegendAkeyo/Hongo Formation
Toki lignite bearing Formation
Toki Granite upper highly fractured domain
Toki Granite lower sparsely fractured domain
Highly fractured zone along the Tsukiyoshi Fault
Fault (identified from boreholes and outcrops)
Fault (inferred from interpretations of lineament analysis and reflection seismic
surveys)Main stage

-800
-900
L211

-1000

Fig. 3.2.2(5)-1�Predicted geological structures around the MIU facility (Step1)- 3-40 -－ 61 －

JAEA-Research 2007-043(6)�����������������������������
����������������Table 3.1-1����������������������
��������������
��������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������������
�����������������������������������������0�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������
������������������������������������������
���������������������� ������������������������������������������
�����������������������������������������
���� �����������������������������������������
��������������������������
(7)������������������
��������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������
���������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������
�������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������
�

- 3-41 -－ 62 －

JAEA-Research 2007-043

���������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������1) ����, ����, ����, ����, ����, ����, ���, ����, ����,����, ����: “�������������� (�� 13 ��)”, ���������
��, JNC TN7400 2002-004 (2002).
2) �����, ����, ����, ����, ����, ����, ���, ����, ���,���, ����, ����, ����, ����, ����, ���, �����, ����,����, ���: “�������������� (�� 14 ��)”, ����������
�, JNC TN7410 2003-006(2003).
3) ����, ����, ����, �����, ����, ����: “�����������
������������Step1 ��� Step2�”, �����������, JNC TN7400
2005-007 (2005).
4) ���������: “�������������������������������
������������������ VSP ������”, �����������, JNC
TN7410 2005-003 (2005).
5) ����, �����, ���, ����, ���: “������������������
����”, �� 14 �����������������������, pp.31-36 (2002).
6) ����, �����, ���, ����, ����, ���: “�������������
�������������”, ������ 2002 �����������, P.003 (2002).
7) �����, ����, ����, ����, ����, ����, ����, ����: “�������������������������”, �����������, JNC
TN7400 2005-023 (2005).
8) �����������: “�� 15 ���������������������”, �����������, JNC TN7410 2003-002 (2003).
9) �����������: “�����������������������������
������������”, �����������, JNC TN7410 2002-008 (2002).
10) ����, ����, ����: “��������������������������
- 3-42 -－ 63 －

JAEA-Research 2007-043

��������� 1 �����������������”, �����������,JNC TN7400 2005-005 (2005).
11) ����, ���, ���: “�����������������������������
��������������”, � 32 ��������������������,pp.371-376 (2003).
12) ����, ����, ���, ����: “1000m �������������������
����������”, � 31 ��������������������, pp.296-300(2001).
13) ����, ����, ����, ����: “����������������������
����������������������� 0 ��� 1�”, �����������,JNC TN7400 2005-008 (2005).
14) ����, ����, ����, ���: “�����������������������
���������������������������������”, ����� 59�����������, CS1-18, pp.35-36 (2004).
15) ����, ����, ����, �����, ����, ����: “�����������
������������Step1 ��� Step2�”, �����������, JNC TN7400
2005-007 (2005).

- 3-43 -－ 64 －

JAEA-Research 2007-043

3.2.3� ����������������������������� 2�(1)���������������������������������

���������������������������������� 0 �� 1 ���������3.2.1(9)�� 3.2.2(6)�����������������������������
�������������������������������4 ����������
�MSB-1�4 �������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������

������ 500m ������������������DH-2 �������������
��3.3.3 �� 3.3.4 ����������������������������������
�������� Table 3.1-1 ��������������������������
��������������������� 4 ������� 1)�

������ 1 ������������������������������������
����������������������3.2.2 �����������������
���������������������������������������������
�����������������������������������
������������������������������������������
�����������������������������������������������

�������������Fig. 3.2.3(1)-1������������ 0�3.2.1 ����� 1�3.2.2
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���� 1 ��������������������������������������
�������1 �����������������������������������
���������������������������������������� 99�201m
�������������������������������������������
������������3.3.5 ���������3.3.6 ���������3.3.7 �������
�������3.3.8 ����������������������������������
�������������������������������������������
������������������������
����������������������������������������� 1�������������������������������� 500m ��������
�������������������������������������������
������������������������������������� 2)�����
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������3.3.6 ����������������������������������
- 3-44 － 65 －

JAEA-Research 2007-043

������������������������������������3.3.9 �����
�������������������������������������������
������������������������������������������
����� 3 ������������������������� 5�7 ��������
�������������������
����������������� 1 ������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������� ������������������������������������������
�� 4 ���������������������������3.2.3(2)�3.2.3(7)������

���3.2.3(8)��������������������������������������
��������������������3.2.3(9)��������������������

Bou
nda

ry o
f

the
MIU
Con
st

ruc
tion
S

ite

���������������������������������

Planned location of Main Shaft

Fault inferred
based on Step 1

LegendLocation of vertical boreholes
Location and projected trace of inclined borehole

Topographic map: 1/1,000 ( made by JAEA)

Fig. 3.2.3(1)-1 Location of the shallow boreholes(2)�������������
��������
����������������������������������� 500m ������������������������������������������������
��������������������������������������������
�������� VSP ������������������� 1),2),3),4),5)����������
- 3-45 － 66 －

JAEA-Research 2007-043

������������������������3.2.1(2)����������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������ 6),7)�����������������������������������
�������������������������������������������
��������������� 2),3),4)�
����������������
������������������������������������������
���������������������������������� 1 ��������
�������������������������������������������
��������������������3.2.2(2)��������������������
1)������������������������������������������

�������������������������������������������
2 ������������������������������������ m �����
�������������������������������������������
�������������������������������� 500m ��������
�������������������������������������������
��������������������������������� 2),3),4)��������
���������������� VSP ������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������ 2),4),6)�3.3.2(3)����
����������������������Fig. 3.2.3(2)-1��������������
����������
���������������� 1 �����������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������
������������������������������������������
�����������������
������������������������
���������������������������� VSP ���������������
�������������������������������
��������3.3.6 ���������������� 8),9)��������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������� 2),3),4)�
������������������������������������������
�������������

- 3-46 － 67 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.2.3(2)-1 Geological map and geological model revised using existing and new shallow
borehole investigation phase data5)(3)�����������
��������
������������������������������� 1 ����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
������������ 2),10)�����������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������� 11),12),13)�
������������������������������������������
������3.2.3(2)�������������������������� 14),15)�����
�������������� 1 ���������������3.2.2(3)���������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������
����������������������
�������������������������������������������
������������ 1 ���������3.2.2(3)�����������������
- 3-47 － 68 －

JAEA-Research 2007-043

������������� 14),15)����������������������������
�������������������������������������������
�������� 16) �������������������������������
GEOMASS �����3.3.10 ������������
����������������
Fig. 3.2.3(3)-1 �����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������3.3.7 �������������������3�12 �������������������� 2),10)�������������������
�������������������������������������������
�����������������������3.3.6 ������������������
�������������������������������������������
��������� 17),18)��������������������������������
�������������
������������������������������������������
������������������������ 40�50m ��������������
������������������������������� 11),12),13)���������
�������������������������������������������
����������������������3.2.3(4)������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
14),15)������������ 1 �����������3.2.2(3)�������������

�Fig. 3.2.3(3)-2�
�����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������
������������������������������������������

�������������������������������������������
��������� 1�3.2.2(3)�������� 2 ���������������Fig. 3.2.3(3)-3������������� 1 �����������������������������
����������������������������������������� 1 ����������� 10m �������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������
- 3-48 － 69 －

JAEA-Research 2007-043

� ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
N

EL. �m�500

0Log[mss-1-1)]]
Log
[kk(m
-4.0

-500

-5.0

-1000

-6.0
-1500

-7.0

-2000

-8.0
60
00

-9.0

-6

EW

-10.0
-11.0

68
0

�m

0

-6

�

76
00

-7

00

9

0
20

00

S
N-

�m

00
84

�

Hydraulic conductivity
Geological features and structural elements
Log [k(m s-1)]
Seto Group-5.0
Oidawara Formation-8.5
Sedimentary
Mizunamirock
Akeyo/Hongo Formation
-7.4
Group
Toki-lignite bearing Formation-6.9
Upper highly fractured domain-6.7
Toki granite
Low angle fractured zone
-5.1
Lower sparsely fractured domain-7.5Highly fractured zone along the Tsukiyoshi fault-6.4
Main part of Tsukiyoshi fault
-11.0
fault
Other
Parallel to fault-4.0�-6.4
faultsNormal to fault*-11.0*Sensitivity analysis about hydraulic anisotropy : 10 of 11 faults

Fig. 3.2.3(3)-1�Hydrogeological model (3D distribution of hydraulic conductivity)

Large differencein head distributionNEL. �m�N

EL. �m�

500

500

0

0

S

S

-500

-500

-1000

-1000

-1500

75
00

00
-6
85
00

�m

�

-6
90

�a�Step 1

S

00

75
00

N-

-6
95

7
�m 000
�

00

-6
90
00

S

�m
�

65
00
EW

N-

-6
95

00

0

7
� m 000
�

60

00

65
00
EW

-7
00

50
0
-6
8

-2000

00

60
00

-7
0

-2000

-1500

�b�Step 2

MIU construction site
Fault that causes remarkablechange of headHead�m� 280

260

240

220

200

180

Fig. 3.2.3(3)-2�Comparison of head distribution between Step1 and 2(All fault : hydraulic anisotropy)- 3-49 － 70 －160

JAEA-Research 2007-043

��������������������������������������������
����������������������������������������

����
����
����

����
����

����

����
������

������
������������������

Fig. 3.2.3(3)-3�Comparison between measured and analytical head differences in Step 1 and 2(4)�������������
��������
������������������������������� 1 ����������
�������������������������������������������
�������������� 1 ����������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������� 200m ��������������������������������������������
�������������
����������������
������������������������������������������
���������� Na-Ca-HCO3 ���������Fig. 3.2.3(4)-1������������
�������� Na-Cl ��������������������������������
��������
������ Na-Ca-HCO3 ����� Na-Cl ���������������
���������������������������������� 19)��������
������������������������������Fig. 3.2.3(4)-2��
������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������������� 20),21)�
������� 0 ����3.2.1(3)�3.2.1(4)�����������������������
�������������������������������������������
�������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
- 3-50 － 71 －

JAEA-Research 2007-043

��������������������������� 2 ���������������
������������������������������������������
���� 2 �������������������������������������

������ 2 ������������������������������������

� 2 �����������������������������������������

�������������������������������������������
���������������������������
������������������������������������������
����������

Fig. 3.2.3(4)-1 Depth profile of groundwater chemistry in the borehole (MSB-2,4)19�
������������
���
�����
���

������

�

�����

���

��

�����

�

�

�

���������� ����

���

�����

��������������������
������������������������

����� ����������
������������
�������������

�����

Fig. 3.2.3(4)-2 Schematic view of groundwater chemistry in the sedimentary rock of site scale- 3-51 － 72 －

JAEA-Research 2007-043(5)�������
��������
������������������������������������������
����3.2.3(3)��������������������������������
����������������
�����������������������������3.2.3(3)����������
���������������������������� 1 ��������������
��������������������������������������
�������������������������������Fig. 3.2.3(5)-1�����
�������������������������������������������
��������������������������������������� 1�3.2.2(4)�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������
0.50
Oidawara Formation
Akeyo/Hongo Formation
Toki lignite bearing Formation

0.45

Highly fractured zone along the Tsukiyoshi fault
Upper highly fractured domain
Low angle fractured zone
Lower sparsely fractured domain

0.40
0.35

Ratio

0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
-10.0

-9.5

-9.0

-8.5

-8.0

-7.5

-7.0

-6.5

-6.0

-5.5

-5.0

-1

Darcy velocity ( Log [V (m s )] )Fig. 3.2.3(5)-1�Darcy velocity distribution(The vertical axis shows the ratio (cumulative frequency is 1 in each geological formation anddomain))- 3-52 － 73 －

JAEA-Research 2007-043(6)�����������������
1)���������������������
���������
������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������
������������������������������������������
���������������� DSCA�Differential Strain Curve Analysis�������
������� 22)�DH-2 �������������������������������
������������� DSCA ���������DSCA ���������������
�������������������������������������������
����������������������������
����������������
DH-2 �������������������������������������Fig.

3.2.3(2)-1��������������������������Fig. 3.2.3(6)-1��DH-2 ����������������������������� 0 ��������������
�3.2.1(7)1)��������������������������������������
�������������������������������������������
�������������DSCA ���������������������������
���� N-S �� NW-SE ���������������� 0 ��������������
������������������������������DSCA ����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������� 500m ���������

�����������500m ��������������� 0 �������������
��������������������������������������� 1,000m ���������������������������� 1,000m �������������
��������� 1,000m ������������������������������
��������������������
2)���������������
��������� ���������������������������������������� 14�
�3.2.3(3)���������������������������������������
����� 23������������������������������ 24�������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����Nested Model���������������������������������
�Fig. 1.1.2-2�������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
- 3-53 － 74 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������
������������������������������������������
�������������������������������Table 3.2.3(6)-1������

Model A ������������������������������3.2.3(3)������
����������������������������������������Model
B ��Model A �����������������������������������

����������������������������Model C ��Model B ��������������������������������������������
���������������� ������������������Model A, Model B, Model C�����������
�������������������������������������������
���������Fig. 3.2.3(6)-2�
���������������������������
����������������������� ������������������������������������������
��������������������������� 200�500m ����������
������ 60�80����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������� 4,000 m3 day-1�������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������� ������������������������������������������
������������ 0 ������������������������������
�������������������������������������������
������������������ 2 ������������������������
��������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
- 3-54 － 75 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
������������������������������������
3)�������������
��������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������3.2.3(2)���������������������������������
������������ 6)�
���������������
3.2.3(2)���������������������������������������
��������Fig. 3.2.3(6)-3�
���������� 1 ���������������Fig.

3.2.2(5)-1 �� IF_SB0_005�����������������������������Fig.
3.2.3(6)-3 �� IF_SB1_004����������������������������
�IF_SB1_001 �� IF_SB1_002,003,005������������������������
�������������������������������������������
�������
�������������������������� VSP ��������������

����������������������
���� 1 ��������������� 500m
��������������������������
������������������������������������������
�������������������������MIU Construction site

Fig. 3.2.3(6)-1 Rock mechanical model in and around the MIU construction site

- 3-55 － 76 －

JAEA-Research 2007-043

Table 3.2.3(6)-1�Groundwater flow simulations
Case

Modeled fault�WCF

Pressure relief factor

Model A

Tsukiyoshi Fault�Faults around MIU Construction Site

�=0.2, 0.8

Model B

Model A�Lineaments with length more than 3km

�=0.2, 0.8

Model C

Model B�WCF�Modeled using Equivalent Heterogeneous Porous
medium�; 10 realizations

�=0.8
WCF: Water Conducting Feature

12,000Depth of shafts (m)8,000

12,0001,200Model A

10,0006,000

Inflow rate (m3/day)

4,000

2,000

1,000

10,000

800

8,000

600

6,000

400

4,000

200

2,000

0

0
0

Depth of Inflow rate
shafts (m) (m3/day)

Depth of Inflow rate
shafts (m) (m3/day)

Inflow rate
(m3/day)

500

1,000

1,500

2,000

1,200

Model B
Depth of shafts (m)Inflow rate (m3/day)

12,0001,000

10,000

800

8,000

600

6,000

400

4,000

200

2,000

0

0

2,500

0

500

1,000

1,500

2,000

Depth ofshafts (m)1,200Model C

1,000

Depth of shafts (m)Inflow rate (m3/day)
10 realizations

0

2,500

Depth ofshafts (m)12,000

500

1,000

1,500

days

12,0001,000

10,000

800

8,000

6,000

600

6,000

4,000

400

4,000

1,200

Model A
10,000Depth of shafts (m)8,000Inflow rate (m3/day)

2,000

0

500

1,000

1,500

2,000

Model B

1,000

Depth of shafts (m)

800

600

400

Inflow rate (m3/day)
200

0

0

Depth ofshafts (m)Inflow rate
(m3/day)

1,200

2,000

200

0

0
0

2,500

500

1,000

days

(b) Pressure relief factor: 0.2
Fig. 3.2.3(6)-2 Inflow rate into MIU- 3-56 － 77 －

400

0
0

(a) Pressure relief factor: 0.8
Inflow rate
(m3/day)

600

200

days

days

800

1,500

days

2,000

2,500

2,000

2,500

JAEA-Research 2007-043[ Step2 ]

lin
e
se
cti
on
Ma
in
sh
Ve
aft
nti
lat
ion
sh
aft

_
B0
_S
IF
3
00

-200

Main shaft

Ventilation shaft

-100

Cr

0

os
s

IF_SB1_004

005
IF_SB1_

L212

200
100

NE

IF_
SB
IF_ 1_00
S2
IF_ B1_0
SB 01
IF_S
1_0
B 0_0
03
01

SW
EL [masl]
300

Middle stage

100m

_002

Legend

IF_SB
0

-400

I F_
SB
0 _0

04

-300

-500
-600
-700

Main stage-800

Akeyo/Hongo Formation
Toki lignite bearing Formation
Toki Granite weathered zone
Toki Granite upper highly fractured domain
Toki Granite low angle fractured zone
Toki Granite lower sparsely fractured domain
Highly fractured zone along the Tsukiyoshi Fault
Fault (identified from boreholes and outcrops)
Fault (inferred from interpretations of lineament analysis and reflection seismic
surveys)

-900
L211

-1000

Fig. 3.2.3(6)-3�Predicted geological structures around the MIU facility (Step2)(7)�����������
���������
������������������������������������������
���������������������������������������
���� 2 �������������������������������������
����������������������
����������������
��������DH-2 ����� 500m �������� 2�/100m ����������
������������������������Fig3.2.3(7)-1�25) �����������
�������������������������������������������
������������������� 1 �����������������������
����������

- 3-57 － 78 －

JAEA-Research 2007-043

�
����

���
����������
������
������

���������

���

���

���

����

����
�

�� �� �� �����������������

��

Fig. 3.2.3(7)-1 Result of temperature logging (DH-2)(8)����������������������������������������

���������������������������Table 3.1-1����������
�������������������������������EDZ����������
�������������������������������������������
����������������������4��������������������
�������������������������������������������
��������������������1���������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������
������������������������������������������
���������������������� �����������������������������������������
�����������������������������������������
������������ ���������������������������������� ���������������������������������������� ����������������������������������������
(9)������������������
���������������
���������������������������� 1 �������������

�������������������������������� 1 ����������
- 3-58 － 79 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
���������������� VSP ������������������������
�������������������������������������������
����������������� VSP �����������������������
�������������������������� 26)�������
������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������
������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������
���������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������
��������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������
������������������������������������������
EDZ �����������������������������������������
�����������������������������
����������������������DSCA �����������������
- 3-59 － 80 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������
����������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������
���������������
���������������������������� 1 �������������

�������������������������������� 1 ����������
�������������������������������������������
�������� VSP ��������������������������������

�������������������
�������������������������
�������� VSP ��������������������������������
����������������� 26)�������
������������� ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������1) Kumazaki, N., Ikeda, K., Goto, J., Mukai, K., Iwatsuki, T. and Furue, R.: “Synthesis of the
Shallow Borehole Investigations at the MIU Construction Site”, Japan Nuclear Cycle
Development Institute, JNC TN7400 2003-005 (2003).
2) ����, ����, �����, �����, ����, ����: “����������
���� (�� 14 ��)”, �����������, JNC TN 7400 2003-002 (2003).
3) ����, ����, ���, ����: “�����������������������
������������”, �������������� 14 ������������
�����������, pp.1-4 (2002).
4) �����������: “���������������������������� 14�����”, �����������, JNC TN1400 2003-004 (2003).

5) ����, �����, ���, ����, ����, ����: “������������
�������������������������”, ������� 110 ���� 16���������������, pp.129-132 (2004).
6) ����, ����, ����, �����, ����, ����: “�����������
������������Step1 ��� Step2�”, �����������, JNC TN7400- 3-60 － 81 －

JAEA-Research 2007-043

2005-007 (2005).
7) �����, ����, ����, ����, ����, ����, ����, ����: “�������������������������”, �����������, JNC
TN7400 2005-023 (2005).

8) Tsang, C.-F., Hufschmied, P. and Hale, F.V.: “Determination of Fracture Inflow
parameters with a Borehole Fluid Conductivity Logging Method”, Water Resources
Research, vol.26, No.4, pp.561-578 (1990).

9) Tsang, C.-F. and Doughty, C,: “Multirate flowing fluid electric conductivity logging

method”, Water Resources Research, vol.39, No.12, pp.1354-1353 (2003).
10) �����, ����, ����, ����, ����, ����, ���, ����, ���,���, ����, ����, ����, ����, ����, ���, �����, ����,����, ���: “����������������� 14 ���”, ����������
�, JNC TN7410 2003-006 (2003).

11) ����: “���������������������2004 � 7 ��9 ������
IR05-02�”, �����������, JNC TN7450 2004-004 (2005).

12) ����: “��������������������
�2004 � 7 ��9 �������”, �����������, JNC TN7450 2005-001 (2005).
13) ����: “���������������������� 2003 � 4 ��2004 � 3 �”, �����������, JNC TN7450 2005-002 (2005).
14) ����, ����, ����: “��������������������������
������������������� 2�”, �����������, JNC TN7400
2005-006 (2005).
15) ����, ����, ���: “���������������������������
���”, � 40 �������������, p.1291 (2005).

16) ����, ����: “�������������������������������

���� 2 �����������������”, �����������, JNC TN7400

2005-003 (2005).
17) ����, ����, ����, Chin-Fu Tsang: “�������������������
������������”, � 33 ��������������������, pp.451-456(2004).
18) Takeuchi, S., Shimo, M., Doughty, C. and Tsang, C.-F.: “Identification of theWater-Conducting Features and Evaluation of Hydraulic parameters using Fluid Electric
Conductivity Logging”, Proceedings of the Second International Symposium on Dynamics
of Fluids in Fractured Rock, pp.349-354 (2004).
19) ����, ����, ���: “MSB-2 ���MSB-4 ��������������2003 � 1
��2004 � 3 ��”, �����������, JNC TJ7450 2004-002 (2005).

20) ����, ����, ����, ���: “����������� 1 �����������
��������”, ��������, No.23, p.41-50 (2004).
21) Iwatsuki, T., Furue, R., Mie, H., Ioka, S. and Mizuno, T.: “Hydrochemical baseline
condition of groundwater at the Mizunami underground research laboratory (MIU)”,
Applied Geochemistry, 20, p.2283-2302 (2005).
22) ����, ����, ����, ����: “DH-2 �����������������”, �����������, JNC TN7400 2003-003, (2003).
- 3-61 － 82 －

JAEA-Research 2007-043

23) ����, ����, ���: “���������������������������
�������”, �����������, JNC TJ7440 2005-077 (2004).

24) ����, ���: “���������������������������”, ����������, pp.257-262 (1996).
25) �����������: “�����������������������������

�� 17 �������� ��� 1 ����������”, �����������, JNC

TN1400 2005-014 (2005).
26) Omnes, G. and Clough, P.: "Data acquisition with a 12-level 48-channel borehole seismic
system", The Leading Edge, Vol.17, pp.955-959 (1998).

- 3-62 － 83 －

JAEA-Research 2007-043

3.2.4� �������������������������� 3�(1)������������������������������
������������������������������� 0 �� 2 �������

��3.2.1(9)�3.2.2(6)�� 3.2.3(8)���������������������������

�������������������������������������������
��������3.3.3 �� 3.3.4 ����������������������������
���������MIZ-1 �������������������������������
��DH-15 ������������������ 3 �������������������

�������������� Table 3.1-1 �����������������������
���
MIZ-1 �������������� 2�3.2.3 ���������������������

�������������������������������������������
��������������������������������� 1),2)��������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������Fig. 3.2.4(1)-1��� 1 �����������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������� 1,350m ������
MIZ-1 ���������������������������������������
�3.3.5 ���������3.3.6 ���������3.3.7 ��������������3.3.8 �����������3.3.9 ����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������
DH-15 �������������� 2 ������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������� 3)��������
��������������������������������������� 1 ������������������������ 1,000m �������DH-15 ���������
��� MIZ-1 �������������������������������������
�������������������������������������������
�������������
����� 3 ������������������������� 5�7 ��������
�������������������
����������������� 2 ������������������������
������������
��������������������������������
- 3-63 － 84 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������� ������������������������������������������
�� 4 ���������������������������3.2.4(2)�3.2.4(8)������

���3.2.4(9)��������������������������������������
��������������������3.2.4(10)�������������������
�����������������������������������

Oidawara Fm.
Akeyo Fm. – Hongo Fm.
Toki Lignite-bearing Fm.
Toki Granite
Weathered Zone
Upper Highly Fractured Domain

Low Angle Fracture Zone

Topographic map: 1/1,000 (made by JAEA)

Fig. 3.2.4(1)-1 Location and layout of the planned MIZ-1 borehole1)(2)��������������
��������
������������������������������� 2 ����������
��������������� 500m �������������������������
����������������MIZ-1 ������������������� DH-15 ����������������������������������������� 3),4),5),6),7),8)�
���������������������� 2 ��������������������
�3.2.1(2)���������������������������������������
������������������� 9)������������������������
�������������������������������������������
�������� 10)����������������������������������
�������������������������������������������
������������������� 3),5),6),7),8)���������������������
�������������������������������������������
- 3-64 － 85 －

JAEA-Research 2007-043

����������� 5),6),7)�
����������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������Fig. 3.2.4(2)-1���������������������������������������������
�������������� 3 ��Fig. 3.2.4(2)-1 ���������������� 6)������������������������Fig. 3.2.4(2)-2���������������
����������10)����� 2 ��������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������� 1 �� 2 ���������������Fig. 3.2.4(2)-1 � IF_SB01_004��������������������������������������������
�����������������
����������������������������������>10-8 m2 s-1����������������������������������������������
�������������������������������Fig. 3.2.4(2)-3�3),5),6),7),8)�
����������������������������������������� 11)��������������������������������������������
���������������� 4),5),6),7)������������������������
�����������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������

- 3-65 － 86 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.2.4(2)-1�Result of MIZ-1 borehole investigations10)

Fig. 3.2.4(2)-2�Geological map and geological model revised using deep borehole investigation
phase data10)- 3-66 － 87 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.2.4(2)-3�Result of FEC logging and hydraulic tests in the MIZ-1 borehole(3)�����������
��������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������ 3),5),7),12)��������� 2 �����
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������� 13),14),15)�
������������������������������������������
�������3.2.4(2)�������������������������� 16)�����
��������������������������� 2 ���������������
�������������������������������������������
�������������������������������� 16)����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
- 3-67 － 88 －

JAEA-Research 2007-043

������������������� 16)�����������������������
�������������������������������������������
������������� 17)�����������������������������
�� GEOMASS �����3.3.10 ������������
���������������
Fig. 3.2.4(3)-1 �����������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������
��������������
����������������������������6 ��������������
������ 3),5),7),12)���������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
2 ������������������������������������������
�������������������������������������� 16)��� 500m �������������������������������������
������������������������������Fig. 3.2.4(2)-3�3),5),7),12)��
�������������������������������������������
������������3.3.6 �����������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������� 5),7),12)������������������
�������������������������������������������
������������������������
���� 2 �������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������� 100m ��������������������������������
����������������������������������� 1 �������
�������������������������������������������
������������������� 16)�������������������������������������������
������������������������������������������Fig.
3.2.4(3)-2 ������������������������������ 1�2 ������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������� 2 ���������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������Fig. 3.2.4(3)-3 ������
������� 1�2 ���������������������������������
- 3-68 － 89 －

JAEA-Research 2007-043

������������������������������������� 2 �����
������ 2m �����������������������������������
��������������������������������
�������������������
������
������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������� 2 ����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��N

EL.(m)5000] )]Log [kk [mLog(mss-1-1
-4.0

-500

-5.0
-1000

-6.0
-7.0
-8.0
-9.0
-10.0
-11.0

60
0

0

E-

W

68
00

(m

)

76
00

00
00
-7

Hydraulic conductivity
Geological features and structural elements
Seto Group-1500 Sedimentary
Oidawara Formation
Mizunami
Akeyo/Hongo Formation
rock
Group
Toki-lignite bearing Formation-2000
Upper highly fractured domain
0Toki
graniteLow angle fractured zone
084
Lower sparsely fractured domain-6Highly fractured zone along the Tsukiyoshi fault
00
Main part of Tsukiyoshi fault
)
92
m
-6
(
Other
fault
Parallel to fault
SN
faultsNormal to fault**Sensitivity analysis about hydraulic anisotropy : 5 of 12 faults

Log [k(m s-1)]
-5.0
-8.5
-7.2
-6.9
-6.7
-5.9
-7.5
-6.4
-11.0
-3.9�-8.0-11.0

Fig. 3.2.4(3)-1 Hydrogeological model (3D distribution of hydraulic conductivity)(a) Case ID : Base(b) Case ID : NNW_high: Fault with hydraulic anisotropy: Fault with hydraulic isotropy: MIU construction site
: Large difference in head
distribution
Head���(m)
���
280

260

240

220

200

180

160

1 km

(c) Case ID : NW_high(d) Case ID : NE_highFig. 3.2.4(3)-2 Example of a sensitivity analysis focused on hydraulic anisotropy of faults(Elevation -300 m�Depth of the shaft 500 m)- 3-69 － 90 －

JAEA-Research 2007-043

��������������������������������������������
����������������������������������������

����
����
����

����
����
����
����

����
������

������

������

������������������

Fig. 3.2.4(3)-3 Comparison between measured and analytical head differences in Step 1 to 3(4)�������������
��������
������������������������� 1,000m �������������
�������������������������� 2 ����������������
�������������������������������������������
���������������� 2 ��������������������������

������������������������������� 2 �����������
������������������
���������������
���������� 1,000m ������������� 2,500mg l-1 ����������
� 10 �� 1 ���� Na-Ca-Cl ������������Fig. 3.2.4(4)-1�
����� 0 ����������3.2.1(4)����������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������������� 18)����� pH ������� 8�9 ���������������� 0 ��������3.2.1(4)�������������������������������������������
������������ pH ��������������������������� 19)���������������������������������������������
�������������������������������������������
����������� 19)�����Na-Ca-Cl ���������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������� 2 �����������������
����� 19)�������������������� 0 ����������������������
���������������3.2.1(4)�������������������������
�������������������������� 18),19)�Fig. 3.2.4(4)-2��

- 3-70 － 91 －

JAEA-Research 2007-043

MSB-2

MSB-2
MIZ-1
MSB-4
DH-15

Elevation(m)

MIZ-1

pH

MSB-4
DH-15

Elevation(m)

DH-2

Cl

mg/L

1400

DH-2

9

1200
1000
800

8

600
400

7

200
0

6

MSB-2

MSB-2
MIZ-1
MSB-4
DH-15

Elevation(m)

DH-2

Na

MIZ-1
mg/L

350

MSB-4
DH-15

Elevation(m)

DH-2

Ca

mg/L

600

300

500

250

400

200

300

150

200

100

100

50

0

0

Fig. 3.2.4(4)-1 Three-dimensional distribution of groundwater chemistry in the site scale������

���� �����
���� ��� � �
�
�
�
��
���
�����
���� ������
�
����
�
�
�
�
����
��� �����
����
����
�
�����
�
�
�
�
�
�
���
�����
�
�
�
�
�
�
�����
�
�
��� ������
�
�����
�
�
�
�����
�����
�
���
���
�
�
�
�
�
��
� ���
�
���
���
����
���
����
���� �������
��
����
���
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
����
�
�
�
�
�
�
��
���� ����������� ��
�
���
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
���
��
���
���
���
��� ����� ���������� ����
��
�
���
���
�
��� ���� ����� ���� ��������� ����
���
���
��
���
� ��
�
�
�
�
���
����
��
��
�
����
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�� �����
���
����
����
����
�
�
�
�
� ��
���� ����
�
�
����
�
�
��
���
���� ����
����
�
�
�
���� ������
�
�
����
�
����
����
����
���
���� �������
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
���
�
�
�
�
��
��
���
���
���
���� ������
����
�
�
�
�
�
�
�
�
�
��
��
��
���
����
���
�
�
��
���� ���

Fig. 3.2.4(4)-2 Hydrochemical conceptual model around site scale.

- 3-71 － 92 －

JAEA-Research 2007-043(5)������������
���������� ���������������������������� 0 �������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������� 5),6),7) ������������
�MIZ-1 ������������������������ Na-Cl ������� Cs�Sr �����������������������������������238U�234U�230Th�
������������������������� 10)�����������������
�������������������������������������������
������������������� ������������������������������������������
����� 10)����������������������� 10)�������������
���� 1�2 ������������������������������������

���� mm �������������� 0 ���������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������

����������������������������������������� 20),21)�
�������������������������������������������
���������������������������� 22),23)�������������
����� 2 ������������������� ������������������������������������������
������ 24),25)������������������������������������
�����������������������
�������������������
���������������������������������������������
��%����������������������������������������
�������������������������������������������
������ 2 ������������������������ 3 �����������
�����������
(6)�������
��������
������������������������������������������
��3.2.4(3)��������������������������������
���������������
���������������������3.2.4(3)���������� 2 �����
�3.2.3(5)���������������������������������������
������� 2 �����������������������������������
�������������������������������������������
- 3-72 － 93 －

JAEA-Research 2007-043

�����������������������������������Fig. 3.2.4(6)-1�����
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������ 2��������������������������������������������
����2 ��������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������� 2 ��������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������
�������������������
������
������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������� 2 ����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����
0.50

Oidawara Formation
Akeyo/Hongo Formation
Toki lignite bearing Formation
Highly fractured zone along the Tsukiyoshi fault
Upper highly fractured domain
Low angle fractured zone
Lower sparsely fractured domain

0.45
0.40
0.35

Ratio

0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
-10.0

-9.5

-9.0

-8.5

-8.0

-7.5

-7.0

-6.5

-6.0

-5.5

-5.0

��

���������������������������� ����Fig. 3.2.4(6)-1 Darcy velocity distribution (The vertical axis shows the ratio (cumulative frequency
is 1 in each geological formation and domain))- 3-73 － 94 －

JAEA-Research 2007-043(7)������������������
1)���������������������EDZ ���������������
���������
������������������������������������������
������������������������������������������EDZ���������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������
����������������
MIZ-1 ���������������������� 26),27)� Fig. 3.2.4(7)-1 �������
��������������������������3.2.4(2)��������������
����������������Fig. 3.2.4(7)-2��MIZ-1 ����������������
�������������������������������������������
��������������������� 0�3.2.1(7)1)��������� 2�3.2.3(6)1)
������������������������������������������ 28)
� B�CM ������������������������������ 200m �����
������������������ CL �����������������������
�������������������������������������������
�������� 600m ����������������������������� 26),27)�
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������
EDZ �������������������������������������� 0��������������� MBC ��������� 29)������������� 30)��������� 31)������ 32)��������������������� 500m�
1,000m����������� 1,000m�������������������������
������������������������������������������ Fig.
3.2.4(7)-3 �� Fig. 3.2.4(7)-4 ������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������� ������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������
2)���������������
��������� ������������������������������������� 16)�3.2.4(3)�������������������������������������������
�� 33)�
- 3-74 － 95 －

JAEA-Research 2007-043

� ������������� 2 �����3.2.3(6)2)�������������������
������� 34)�����������������������������������
���������������� 2 �����3.2.3(6)2)�����������������
����������������������������������������Table
3.2.4(7)-1�
���������������������������3.2.3(6)2)�������

��� 1 ����������������������������������� 2 �������������������
���������������� ������������������Model A�Model B�Model C�����������
�������������������������������������������
���������Fig. 3.2.4(7)-5����������������������������
�������������������������������������������
� 2 ���������������������

������� 0.8 ���������������������������������
�� 1,000�1,500 m3 day-1 ����������������Fig. 3.2.4(7)-5(a)�������
������������������������������ 2,000 m3 day-1 ������
�������������������������������� 500�1,000 m3 day-1 �������������

������� 0.2 ���������������������������������
������� 10,000 m3 day-1 ����������������Fig. 3.2.4(7)-5(b)�����
����� 200�500m ��������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������Fig. 3.2.4(7)-6������
���� 2 ����� 3 ������������������������ 3 �������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������
������������ 2 �����������������������������
�������������������������������������������
�����������������������
������� 2 ����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������

- 3-75 － 96 －

JAEA-Research 2007-043

3)�������������
��������
������������������������������������������
�������������������������������������������
������3.2.4(2)������������ 10)���������������������
������������ ����������������
3.2.4(2)���������������������������������������

�������Fig. 3.2.4(7)-7����������� 2 ���������Fig. 3.2.3(6)-3 ��

IF_SB1_002 �� IF_SB1_003�����������������������������
��Fig. 3.2.4(7)-7 �� IF_SB2a_07 �� IF_SB2a_08�������������������
�������������������������������������������
������������
������������������������������������� 2 �����
���������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������
Table 3.2.4(7)-1�Groundwater flow simulations

Case

Modeled fault�WCF

Pressure relief factor

Model A

Tsukiyoshi Fault�Faults around MIU Construction Site

�=0.2, 0.8

Model B

Model A�Lineaments with length more than 3km

�=0.2, 0.8

Model C

Model B�WCF�Modeled using Equivalent Heterogeneous Porous
medium�; 10 realizations

�=0.2, 0.8
WCF: Water Conducting Feature- 3-76 － 97 －

JAEA-Research 2007-043

0

0

MIZ-1

200

400

400

600

600

800

800

1000

1000

Borehole depth [mabh]

200

0

10

20

30

40

Stress [MPa]

MIZ-1

W
N
E
Direction of maximum
horizontal stressToki granite(Upper high fractured domain)

minimum horizontal stress (�h)maximum horizontal stress (�H)
overburden pressure (�v)

Toki granite(Lower sparsely fractured domain)
Fault
Fault zone

Fig. 3.2.4(7)-1 Results of hydraulic fracturing tests at the MIU Construction site (MIZ-1)
S

N
MIU
MIZ-1
DH-2 Construction
site
MIU siteStress state

Depth: above 200m
Hangingwall of fault
500m
Data set

Magnitude of stress:- �H>�h��V- Reverse faulting type

�H=21.3
�h=11.7
�V=12.7[MPa ]

Direction of maximum
principal stress: NW-SE

fault
fault

1,000mData set�H=22.4
�h=15.1
�V=25.5[MPa]

Magnitude of stress:- �V>�H��h- Normal ~ strike-slip
faulting type
Direction of maximum
principal stress: NW-SE

Rock classification: CL
Specific gravity: Low
2.432~2.481 [-]Effective porosity: High12.0~13.5 [%]Unconfined compressive strength: Low
63.7~76.6 [MPa]Young’s modulus: Low
20.0~21.3 [GPa]ZONE1Hydraulicconductivity data set

9.17�10-5 [m/s]- Horizontal fractures

ZONE2

300m

2.25�10-8 [m/s]600mFootwall of fault

Fracture distributions

Physical / mechanical properties

fault

Depth: 200m~1,000m
fault

fault

Rock classification: B~CM
Specific gravity: High2.580~2.653 [-]Effective porosity: High0.639~3.410 [%]Unconfined compressive strength: High121~212 [MPa]Young’s modulus: High41.6~67.9 [GPa]1000m- From horizontal
to high angle fractures

600m

ZONE3

- NW-SE

2.26�10-9 [m/s]- High angle fractures

ZONE4

1000m

fault
Sedimentary rock (Mizunami group)
Toki granite(Upper highly fractured domain)- NE-SW

5.22�10-10 [m/s]- High angle fractures

Toki granite(Lower sparsely fractured domain)

1300m

Fig. 3.2.4(7)-2�Rock mechanical model (Step3)- 3-77 － 98 －

JAEA-Research 2007-043

(a)

(b)

fracture aperture

increase in hydraulic conductivity

Fig. 3.2.4(7)-3 Fracture aperture and increase in hydraulic conductivity (2-D analysis)(a) MBC model, (b) Crack tensor model and virtual fracture model

(a)

(b)

fracture aperture

increase in hydraulic conductivity

Fig. 3.2.4(7)-4�Distribution of fracture apertures and hydraulic conductivity (3-D analysis)(a) MBC model, (b) Crack tensor model and virtual fracture model- 3-78 － 99 －

JAEA-Research 2007-043
Depth of Inflow rate
shafts (m) (m3/day)
1,400 14,000
14,0001,400

Inflow rate
(m3/day)
14,00014,000Model A

12,00012,00010,00010,000Model B

12,0001,200
1,200 12,000

1,000 10,000
10,0001,000

Depth of shafts (m)

8,000
8,000

Depth of Inflow rate
shafts (m) (m3/day)
1,400 14,000
14,000
1,400

800
800

Depth ofshafts (m)
1,400
1,400

Model C

1,200 12,000
12,0001,200
1,000 10,000
10,0001,000

Depth of shafts (m)

8,000
8,000

800
800

8,000
8,000

1,200
1,200

Depth of shafts (m)

1,000
1,000

Inflow rate (m /day)
10 realizations
3

800
800

6,000
6,000

Inflow rate (m3/day) 600
600

6,000
6,000

Inflow rate (m /day) 600
600

6,000
6,000

600
600

4,000
4,000

400
400

4,000
4,000

400
400

4,000
4,000

400
400

2,000
2,000

200
200

2,000
2,000

200
200

2,000
2,000

200
200

00

00

500
500

1,000
1,500
1,000
1,500
days

2,000
2,000

00

00

2,500
2,500

3

00

500
500

1,000
1,500
1,000
1,500
days

2,000
2,000

00

00
2,500
2,500

00

500
500

1,000
1,000

1,500
1,500
days

2,000
2,000

00
2,500
2,500

(a) Pressure relief factor: 0.8
Depth of Inflow rate
shafts (m) (m3/day)
1,400 14,000
1,400

Inflow rate
(m3/day)
14,00014,000Model A

12,00012,00010,00010,000Depth of Inflow rate
shafts (m) (m3/day)
14,0001,400 14,000

Model B

1,200 12,000
1,200
1,000 10,000
1,000Model C12,0001,200 12,000
10,0001,000 10,000

Inflow rate (m3/day)�

Inflow rate (m3/day)

Depth ofshafts (m)
1,400
1,400
1,200
1,200
1,000
1,000

Inflow rate (m3/day)
10 realizations

8,000
8,000

800
800

8,000

800

8,000
8,000

6,000
6,000

600
600

6,000

600

6,000
6,000

600
600

400
400

4,000

400

4,000
4,000

400
400

200
200

2,000

200

2,000
2,000

4,000
4,000

Depth of shafts (m)

2,000
2,000

00

500
500

1,000
1,500
1,000
1,500
days

2,000
2,000

00
2,500
2,500

0
0

500

1,000

1,500
days

2,000

0�
2,500

00

Depth of shafts (m)
0

0

500

500

1,000

1,000

1,500

1,500
days

2,000

2,000

(b) Pressure relief factor: 0.2
Fig. 3.2.4(7)-5�Inflow rate into MIU

12000

LSFD
10000
3
/day)
Inflow rate (m(m3/day)00

Depth of shafts (m)

800
800

Middle stage

8000

LSFD
(with MWCF)

Main stage

UHFD
Basal
conglomerate

6000
4000
2000
0
0

100

200

300

400

500

Middle
500
stage

600

700

800

Main stage
GL -900 to -1000
GL -800 to -900
GL -700 to -800
GL -600 to -700
GL -500 to -600
Middle stage
GL -400 to -500
GL -300 to -400
GL -200 to -300
GL -100 to -200
GL -0 to -100Main

900 1,000 1,000
stage

Depth (m)(MWCF: Major Water Conducting Feature)

Fig. 3.2.4(7)-6�Distributions of inflow rate into MIU (pressure relief factor: 0.2)

- 3-79 － 100 －

200
200

00
2,500
2,500

JAEA-Research 2007-043[ Step3 ]_12
SB2

Middle stage

100m

_02
IF_SB
0

-500

Legend

IF_

-400

SB
0_0

4

-300

Ma
in
sh
Ve
aft
nti
lat
ion
sh
aft

3
_0
B0
_S
IF

2_13
IF_SB

-200

Main shaft

Ventilation shaft

-100

Cr
os

0

IF_

IF_SB2_05

ss

10

ec
tio
n

IF_SB2_

lin
e

200
100

NE

IF_
SB
IF_ 2_08
SBI
F_SB 2_07
IF_S
B0_0
1_0
1
9

SW
EL [masl]
300

-600
-700
-800

Main stage

Akeyo/Hongo Formation
Akeyo/Hongo Formation basal conglomerate
Toki lignite bearing Formation
Toki lignite bearing Formation basal conglomerate
Toki Granite weathered zone
Toki Granite upper highly fractured domain
Toki Granite low angle fractured zone
Toki Granite lower sparsely fractured domain
Highly fractured zone along the Tsukiyoshi Fault
Fault (identified from boreholes and outcrops)
Fault (inferred from interpretations of lineament analysis and reflection seismic
surveys)

-900
-1000

Fig. 3.2.4(7)-7�Predicted geological structures around the MIU facility (Step3)(8)����������
��������
������������������������������������������
�������������������������������
�������������������������������MIZ-1 ��������
�������������������������������������������
�����������������
���������������
���������MIZ-1 ������������ 0 ������ 2 ����������
�����������Fig. 3.2.4(8)-1�35) �����������������������

������Fig. 3.2.4(8)-2�������������������������������
�������������������������������������������
����������1 ��������������������������������
�����������������������1 �������������������
������������������������

- 3-80 － 101 －JAEA-Research 2007-043

�

�����

���

����
����������
������
������

���������

���

���

���

����

����
�

�� �� �� �����������������

��

Fig. 3.2.4(8)-1 Result of temperature logging (MIZ-1)

60

40Frequency

80
Frequency

50

Shobasama siteDH-6�8MIZ-1
Literature study

40
20

30

Shobasama siteDH-6�8MIZ-1
Literature study

20

1

2

3

4

5

6
-1 -1

Thermal conductivity [Wm K ]

60
40

0

0
0

Shobasama siteDH-6�8MIZ-1
Literature study

80

20

10

0

100

Frequency

100

0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2-1 -1

Specific heat [kJkg K ]

0.0

1.0

2.0

3.0
-5 -1

Linear expansion coefficient [10 K ]Fig. 3.2.4(8)-2 Result of thermal property test (MIZ-1)(9)�������������������������������������
������������������������Table 3.1-1 �������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������
�������������������� 2 ���������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������
������������������������������������������
���������������������� �����������������������������������������
������������ ����������������������������������� ���������������������������������
- 3-81 － 102 －JAEA-Research 2007-043(10)������������������
���������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
��������
������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������� 3 ��������� 2 ����������������������� 4 ��������������������

���������
������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������
���������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�� 0 �� 3 �������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������� 3 ����������������������������������
�������������������������������������������
��������������������
�������������� ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������
���������
������������������������������������������
- 3-82 － 103 －JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
������������������������EDZ ���������������
������������������������������������������
EDZ �����������������������������������������
���������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������
����������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������
��������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������
�����������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������� km ���������������������������
��������������������������� 1 ���������������
- 3-83 － 104 －JAEA-Research 2007-043

������������������ 1 ������������������������
�������������������������������������������
����������������������������
����������������
�������������������������1) Nakano, K., Amano, K., Takeuchi, S., Ikeda, K., Saegusa, H., Hama, K., Kumazaki, N.,
Iwatsuki, T., Yabuuchi, S. and Sato, T.: “Working Program for MIZ-1 Borehole
Investigations”, Japan Nuclear Cycle Development Institute, JNC TN7400 2002-008(2003).

2) Takeuchi, S. and Ota, K.: “Working Programme for MIZ-1 Borehole Investigations:
Revision of Work Procedures after Phase IV”, Japan Nuclear Cycle Development Institute,
JNC TN7400 2005-010 (2005).
3) ����, ���, ����, �����, ����: “�����������������
��� (DH-15 ��)”, �����������, JNC TN7400 2005-025 (2005).

4) �����������: “���������������������������� 15�����”, �����������, JNC TN1400 2004-007 (2004).
5) Ota, K., Takeuchi, S., Ikeda, K., Horimoto, S., Amano, K., Kumazaki, N., Matsuoka,
T.,Yabuuchi, S., Fujita, Y., Iwatsuki, T. and Furue, R.: “An Overview of the MIZ-1
Borehole Investigations during Phase I/II: MIZ-1 Progress Report 03-01”, Japan Nuclear
Cycle Development Institute, JNC TN7400 2004-001 (2004).

6) Ota, K., Takeuchi, S., Ikeda, K., Amano, K., Matsuoka, T., Iwatsuki, T., Yabuuchi, S. andSato, T.: “Overview of MIZ-1 Borehole Investigations”, Japan Nuclear Cycle Development
Institute, JNC TN7400 2005-024 (2005).

7) Ota, K., Takeuchi, S., Ikeda, K., Horimoto, S., Amano, K., Yabuuchi, S., Fujita, Y.,
Iwatsuki, T. and Furue, R.: “An Overview of the MIZ-1 Borehole Investigations during
Phase III: MIZ-1 Progress Report 03-02”, Japan Nuclear Cycle Development Institute,
JNC TN7400 2005-001 (2005).
8) ����, �����, ����, ����, ����, ����, ����, ����: “���������� �������� 16 ���”, �����������, JNC TN7400
2005-013 (2005).
9) ����, ����, ����, �����, ����, ����: “�����������
������������Step1 ��� Step2�”, �����������, JNC TN7400
2005-007 (2005).
10) �����, ����, ����, ����, ����, ����, ����, ����: “�������������������������”, �����������, JNC
TN7400 2005-023 (2005).
�11) Anderson, P., Byegard, J.,Dershowitz, B., Doe, T., Hermanson, J., Meier, P., Tullborg, E-L.
and Winberg, A.: “Final report of the TRUE Block Scale project – 1. Characterization andmodel development, Swedish Nuclear and Waste Management Company (SKB), Technical
Report TR-02-13 (2002).

12) Ota, K., Takeuchi, S., Ikeda, K., Amano, K., Matsuoka, T., Iwatsuki, T., Yabuuchi, S.
and Sato, T.: “Overview of MIZ-1 Borehole Investigations”, Japan Nuclear Cycle- 3-84 － 105 －JAEA-Research 2007-043

Development Institute, JNC TN7400 2005-024 (2005).
13) ����: “���������������������2004 � 7 ��9 ������
IR05-02�”, �����������, JNC TN7450 2004-004 (2005).

14) ����: “��������������������
�2004 � 7 ��9 �������”, �����������, JNC TN7450 2005-001 (2005).
15) ����: “���������������������� 2003 � 4 ��2004 � 3 �”, �����������, JNC TN7450 2005-002 (2005).
16) ����, ����, ����: “��������������������������
�������������� (���� 3 ��)”, �����������, JNC TN7400

2005-012 (2005).
17) ����, ����: “�������������������������������
���� 3 �������������������”, �����������, JNC
TN7400 2005-011 (2005).
18) ����, ����, ����, ����: “����������������������
���������”, ����, 47, pp.120-130 (2006).
19) Iwatsuki, T., Furue, R., Mie, H., Ioka, S. and Mizuno, T.: “Hydrochemical baseline
condition of groundwater at the Mizunami underground research laboratory (MIU)”,

Applied Geochemistry, 20, pp.2283-2302 (2005).
20) Ota, K., Amano, K. and Ando, T.: “Brief overview of in situ nuclide retardation in a
fractured crystalline rock, Kamaishi In Situ Test Site”, In: Proc. International Workshop
for the Kamaishi In Situ Experiments, Kamaishi, Japan, 24-25 August 1998, Japan
Nuclear Cycle Development Institute, JNC TN7400 99-007, pp.67-76 (1999).
21) �����, ����: “����������������������������”, �������: ����������� (�������), ������, pp.379-386(2003).

22) Möri, A., Mazurek, M., Adler, M., Schild, M., Siegesmund, S., Vollbrecht, A., Ota, K., Ando,
T., Alexander, W.R., Smith, P.A., Haag, P. and Bühler, Ch.: “Grimsel Test Site –Investigation Phase IV (1994-1996): The Nagra-JNC In Situ Study of Safety RelevantRadionuclide Retardation in Fractured Crystalline Rock IV: The In Situ Study of Matrix
Porosity in the Vicinity of a Water-Conducting Fracture”, Nagra Technical Report, NTB
00-08 (2003).
23) Ota, K., Möri, A., Alexander, W.R., Frieg, B. and Schild, M.: “Influence of the mode ofmatrix porosity determination on matrix calculations”, Jour. Contam. Hydrol. Vol.61,
pp.131-145 (2003).
24) ����, ����, ����, ���: “��������� (� 1 ��)���������
�������”, �����������, No.23 (2004.6), pp.41-50 (2004).
25) Mizuno, T., Iwatsuki, T., Mie, H., Furue, R. and. Ioka, S: “Hydrogeochemical baseline
groundwater conditions in and around the Mizunami Underground Research Laboratory,
the MIU Construction Site”, In: International Conference on JNC Underground ResearchLaboratory Projects in Mizunami and Horonobe, Japan (2004), Part 1: International
Conference on Geoscientific Study in Mizunami’04 (ICGM’04) – Record, Japan Nuclear
Cycle Development Institute, JNC TN7400 2004-010, pp.111-121 (2004).
26) ����, ����, ����, ����: “����������������������
- 3-85 － 106 －JAEA-Research 2007-043

�������������������������������”, ���������
� 2005 ��������, G018-P003 (CD-ROM) (2005).
27) Nakama, S., Sato, T. and Kato, H.: “Status of study on in-situ stress in the Mizunami
Underground Research Laboratory Project”, Alaska Rocks 2005, The 40th U.S. RockMechanics Symposium, 05-887 (CD-ROM) (2005).
28) ����: “��������������”, ��� (1964).

29) Yoshida, H. and Horii, H.: “Micromechanics-based continuum model for a jointed rockmass and excavation analysis of a large-scale carven”, International Journal of RockMechanics and Mining Science, Vol. 41, Issue1, pp.119-145 (2004).

30) Oda, M.: “An experimental study of the elasticity of mylonite rock with random cracks”, �International Journal of Rock Mechanics and Mining Science & Geomechnics Abstracts,
Vol. 25, No. 2, pp.59-68 (1988).
31) ���, ����, ����, ��, ����, �����: “��������������
�������������”, �������, No.715�III-60, pp.237-250 (2002).

32) ����, ����, ����, ����, ����, ����, ����: “�������
�����������������������”, � 58 ��������������
���, 3-335, pp.669-670 (2004).

33) ����, ����, ����, ����, ����: “�����������������
�����������������������������������”, �����
�� 2006 ����������, pp.258-263 (2006).
34) ����, ���: “���������������������������”, ����������, pp.257-262 (1996).

35) �����������: “�����������������������������
�� 17 ������� ��� 1 ����������”, �����������, JNC
TN1400 2005-014 (2005).

- 3-86 － 107 －JAEA-Research 2007-043

3.2.5� �������������������������� 4�(1)������������������������������

������������������������������� 3 ��������

�3.2.4(9)������������ 3�3.2.4 ����������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������DH-2 ��������������DH-15 ���������
�������������������������������������� Table 3.1-1��������������������������� ��������������������� 3 ��������
���������������������� 3 ���������������������
����������������������
��������������������������������������������
���������������������
������������������������������
������������������MIZ-1 �������������DH-2 �����
������������������������������MIZ-1 ���� DH-15 ���������������� VSP ���3.3.2 ���������������MIZ-1 ����DH-15 ����������������������������������������
������MIZ-1 �������������������MSB-1�MSB-3 �������
������DH-2 �������������DH-15 ������������������
��������� ������������������������������������������
�����������������������������Fig. 3.2.5(1)-1 �������
������������Fig. 3.2.5(1)-2�1)�

� �������� VSP �������� 3 ����������������������
�������������������������������������������
�����������������������Fig. 3.2.5(1)-3 �������������
������Fig. 3.2.5(1)-4�1)�

� ��������������������������������� 2 �������
�������������������������������������������
������������������������������Fig. 3.2.5(1)-5 ������
������MIZ-1 ��� DH-15 ���������� 2 ��������Fig. 3.2.5(1)-6�1)�
� ������������ 3 �����������������������������
�����������������������������������MIZ-1 �����
���������������������������MIZ-1 ��� DH-2 �������
�������������������� 2 ��������� 1),2)�����������
���� Fig. 3.2.5(1)-7 ������� Table 3.2.5(1)-1 ��������������� Fig.
3.2.5(1)-8 ��������������������� 3 ������������������������
�������������������������������������������
- 3-87 -－ 108 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������� 2 �������
������������������3.2.6 ����������������������������������������������
�� 4 ���������������������������3.2.5(2)�3.2.5(5)������

���3.2.5(6)��������������������������������������

��������������������3.2.5(7)��������������������
���������������������������������

Fig. 3.2.5(1)-1 Location of the crosshole tomography survey1)- 3-88 -－ 109 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.2.5(1)-2 Geological interpretations based on tomogramsand the VSP imaging using seismic data3)

Fig. 3.2.5(1)-3 Location of the multi-offset VSP survey1)- 3-89 -－ 110 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.2.5(1)-4 Geological interpretations based on reflection profiles using the multi-offset VSP3)

Fig. 3.2.5(1)-5 Location of lines for reflection seismic survey in Step 41)- 3-90 -－ 111 －

JAEA-Research 2007-043

MSB-1

1
1

5

7

DH-15

MIZ-1

1

Akeyo/Hongo Formation?

Toki-lignite
bearing Formation?

Fau Test1
lt

Low angle fractured zone

Upper highly
fractured domain

12
ult
Fa
?

Test2

Lower sparsely
fractured domain

1
2
3
4
5
6
7
8

Toki granite

MSB-3

DH-2

Mizunami Group

Fig. 3.2.5(1)-6 Geological interpretation based on the reflection seismic profile (Line 04-01)

910

�Pumping section
�Monitoring point�Number : monitoring section�
�Estimated impermeable structure
100m
100m

Fig. 3.2.5(1)-7 Pumping and monitoring points on the crosshole hydraulic test
- 3-91 -－ 112 －

JAEA-Research 2007-043

Table 3.2.5(1)-1� Specifications for the crosshole hydraulic tests

Test ID

Test interval(meter along borehole)

Main events inthe test

Pumping flowrate (l/min)Pumping time(hour)

Pumping volume(m3)

Test 1

191.00 – 226.41

PW-SW/SWSRW1/RWS1RW9/RWS9

10.8 (RW9)244.6 (RW9)

157.6 (RW9)Test 2662.20 – 706.23

PW-SW/SWSRW/RWS-PI

5.2

355.2

110.9

�PW�Pulse withdrawal test, SW�Slug withdrawal test, SWS�Pressure recovery test afterslug withdrawal, RW�Constant rate withdrawal test, RWS�Pressure recovery test after
constant rate withdrawal, PI�Pulse injection test

No response

Clear response
MSB-1
MSB-1
Shallow
Shallow
sectionNo2 pumping

ult
g fa
din
ren
Wt

DH-2

NN

No1 pumping

MSB-1
MSB-1
Deep
Deep
sectionSite boundary
Site boundary

No1 pumping

No2 pumping

Pumping borehole
Monitoring borehole
Sampling borehole
Projected trace of borehole

DH-15

Topographic map : 1:2,500(published by Mizunami city)

No1 pumping

No2 pumping

Pumping section�MIZ-1�
No.1:UHFD
No.2:Fault at east part of the NNW trending fault

No1 pumping

No2 pumping

Fig. 3.2.5(1)-8� Results of the crosshole hydraulic tests(2)�������������
��������
������������������������������������������
3 ������������������������������������������
����MIZ-1 �������������DH-2 ��������������������
����������(Fig. 3.2.5(1)-1)1),3)�������� 3 ����������MIZ-1 ������������������� DH-15 ����������������������
���������������������������������MIZ-1 ���� DH-15

��������������� VSP �������(Fig. 3.2.5(1)-3)1),3),4),5)��������
� 3 �����������������������������������������
��������������� 2 ���������������������������

- 3-92 -－ 113 －

JAEA-Research 2007-043

MIZ-1 ���� DH-15 ���������� 2 ����������������(Fig.
3.2.5(1)-5)1)�
���������������������� 3 �������������������

�������������������������������������������
���������� 3 ��������������������������������

���� DH-2 ���MIZ-1 ���� DH-15 ����������������������
������������ 6)�3.3.5 ���������������������������
����� 4 �������������������������������������
����������������� 7)�
����������������
������������MIZ-1 ��� DH-2 ������� 4 ����������Fig.
3.2.5(1)-2�������������������������� VSP �����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������ 3 ������������������������
������������������������ VSP ����������������
���� 24 ���������(Fig. 3.2.5(1)-4�Fig. 3.2.4(1)-6))��������������
����������Fig. 3.2.5(2)-1�7)�
�����������������������������������������
(Fig. 3.2.5(2)-2)���������� 3 ���������������������� VSP
��������������������������������� 1 ���������
������ 3 ������������������������������������

�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������3.2.1(2)�������������
�������������������������������������������
��������������������������������������
��������������������������������������� 260m�
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������
��������������������
�������������
��������������������������������������� 300m ������������������������������������
������������������������������������������
������������������������������������ 8)������
������

- 3-93 -－ 114 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.2.5(2)-1�Geological map and geological model revised using the crosshole investigation
phase data

SB2_
SB2 08_07

N

Step4 Geological modelNS
EL [masl]
200

-100

-100

-200

SB
0_
01

2
SB0
_0

SB2_05

_03
SB0

-200

SB3_02

-100

SB
3_0
9

0

18
3_
SB

_1

0

SB3_
09

SB1
_09

0

5_2

12

100

3_1

2_
SB

100

100

N
SB

S
EL [masl]
200

SB
0_
01

Traveltime tomography

Step3 Geological modelS
EL [masl]
200

_03
SB0

-200

LegendMizunami Gr.
Toki granite Upper highly fractured domain
Toki granite Low-angle fractured zone
Fault

Cros

Main shaft
Ventilation shafts se ction

Projection of main & ventilation shafts
Inferred fault on the tomography profile

0

100 m

Fig. 3.2.5(2)-2 Comparison between geological interpretation of travel-time tomography profileand geological model－ 115 －

- 3-94 -JAEA-Research 2007-043(3)�����������
��������
���������������������������� 3 �������������
�������������������������������������������
���������������MIZ-1 �������������� 100�200m �����
�����MSB-1�MSB-3 ���������������������������DH-2 �������� 1,000m ����������DH-15 ���� 4 ��������������
���� 2 ����������������� 2)�
������������������������������������������
����������3.2.5(2)�������������������������� 9)���
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������� 9),10)����������������������
�������������������������������������������
������������� 11)�����������������������������
�� GEOMASS �����3.3.10 ������������
���������������
���������� 10L min-1 ���������������������������
�������������� 2kPa ��������� 0.2m���������������
�������������������������������������������
������������������������������������������ 2)�
Fig. 3.2.5(3)-1 ������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������� 12)����������������
����������������������������������
������������������������������������������
�������������� 2 ��������������� 9),10)�����������
�������������������������������������������
����������������������������������Fig. 3.2.5(3)-2 ���������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������
������������������������������������������
���1 ���������������������������������������
�������� 1 ����������������������������������
�����������������������������������������Fig.
3.2.5(3)-3 ��������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������Fig. 3.2.5(3)-4 ������������� 1�3 �����
�������������������������������������������
- 3-95 -－ 116 －

JAEA-Research 2007-043

���������������������� 3 ����������� 2m �������
�������������������������������������������
�������������������������������
� 1 ��������������������������������������
�����������������������������������������
�����������������������������������������
�������������������������������������
������������������������������������� 20m ������������Fig. 3.2.5(3)-4���������������������������

������������������������3.2.3(3)����������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��� 1 ���������������������������������������
�������������������������������������������
��������� 1998 ������������� 250m ������������TGR350�
����������������� 13)�Fig. 3.2.5(3)-5 �����������������
������������ 0.4m/����������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������Fig. 3.2.5(3)-5 ���������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������
��������������������������������������� 2 ���������������������������������������������
�������������

- 3-96 -－ 117 －

1
1

MSB-1
MIZ-1
1
Fa
u
5 lt

7

DH-15

Akeyo/Hongo Formation
Toki-lignite
bearing Formation

Test1

Low angle fractured zone

Upper highly
fractured domain

12

ult
Fa

Lower sparsely
fractured domain

Test2

1
2
3
4
5
6
7
8

Toki granite

MSB-3

DH-2

Mizunami Group

JAEA-Research 2007-043

910

�pumping section
�Monitoring point�Number : monitoring section�
�Estimated impermeable structure��monitoring sections with a clear response during the hydraulic tests

Fig. 3.2.5(3)-1 Observed hydraulic response in monitoring boreholes during the crosshole
hydraulic tests�����������

k [mss-1-1)]]
LogLog
[k (m
-4.0

����

-5.0
�����

-6.0
-7.0

�����

-8.0

�����

-9.0
-10.0
-11.0

��
��

�
��
��
�

��
�

�

��
�

��

��

��

��

�

�
��

��
��

�
��

�
��

�
��

Hydraulic conductivity
Geological features and structural elements
Seto Group
Oidawara Formation
Akeyo/Hongo Formation
Sedimentary
Akeyo/Hongo Formation basal
MizunamirockconglomerateGroup
Toki-lignite bearing Formation
Toki-lignite bearing Formation basal
conglomerate
Upper highly fractured domain
Toki granite
Low angle fractured zone
Lower sparsely fractured domain
Highly fractured zone along the Tsukiyoshi fault
Main part of Tsukiyoshi fault
Other
fault
Parallel to fault
faultsNormal to fault**Sensitivity analysis about hydraulic anisotropy : 1 of 14 faults-1

Log [k(m s )]
-5.0
-8.5
-7.6
-6.3
-6.3
-5.9
-6.7
-5.4
-7.7
-6.4
-11.0
-4.0�-9.0-11.0

Fig. 3.2.5(3)-2 Hydrogeological model (3D distribution of hydraulic conductivity)- 3-97 -－ 118 －

JAEA-Research 2007-043

NN
EL. �m�

500

500

0

S

-500

-1000

-1000

-6
80
00

-500

EW

�m
�

0

68

00

72

0

60
0
EW

0

�m

00

64
0
�

-6
88
00

64
0

56
0

�m
�

0

NS

60
0

-6
88
00

-2000

0

00

56
0

0

68

-6
96

-2000

-1500

NS

-1500

-6
80
00

S

�a�Case 1

00

72

00

-6
96
00

0

�m
�

EL. �m��b�Case 2

MIU construction site
Fault with hydraulic anisotropy

Head�m� 280

260

240

220

200

180

160

Fig. 3.2.5(3)-3 Sensitivity analysis focused on hydraulic anisotropy of faults (Elevation -300 m�
Depth of the shaft 500 m)��������������������������������������������
����������������������������������������

����
����
����

����
����
����
����
����
����
������

������

������

������

������������������

Fig. 3.2.5(3)-4 Comparison between measured and analytical head differences in Step 1 to 4

- 3-98 -－ 119 －

Water level �masl�

JAEA-Research 2007-043

Blue line�decreasing trend (0.4m/year)
Red line�earthquake

Fig. 3.2.5(3)-5 Result of long-term water level investigation by TRIES in TGR350 (Modified from
Asai et al(2003))(4)�������
��������
������������������������������������������
��3.2.5(3)��������������������������������
���������������
���������������������3.2.5(3)������������������
�������������������������������������������
����������������������������������������� 3 ��������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������Fig. 3.2.5(4)-1�����
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������ 3 ������������������
������������� 3 �����������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������������
����������������������������������� 3 ������
�������������������������������������������

- 3-99 -－ 120 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
����������3.2.5(3)���
���������������������������
�����������������������������������
� 1 ����������������������������������������

�������������������������������� 2 ����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��

0.50

Oidawara Formation
Akeyo/Hongo Formation
Akeyo/Hongo Formation basal conglomerate
Toki lignite bearing Formation
Toki lignite bearing Formation basal conglomerate
Highly fractured zone along the Tsukiyoshi fault
Upper highly fractured domain
Low angle fractured zone
Lower sparsely fractured domain

0.45
0.40
0.35

Ratio

0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
-10.0

-9.5

-9.0

-8.5

-8.0

-7.5

-7.0

-6.5

-6.0

-5.5

-5.0

-1

Darcy velocity ( Log [V (m s )] )Fig. 3.2.5(4)-1 Darcy velocity distribution(The vertical axis shows the ratio (cumulative frequency is 1 in each geological formation anddomain))(5)�����������������
1)���������������
��������� ������������������������������������������
�������������������������������� 9)�3.2.5(3)������
����������������������������������������
������������� 2�3 �����3.2.3(6)2)�� 3.2.4(7)2)����������
���������������� 14)�������������������������
�������������������������� 2�3 ��������������
����������������������������������Table 3.2.5(5)-1��
�������������������������������� 1 ����������
�������������������� 2 �� 3 �������������������
������� 2�3 ���������������������������������
����������������������������������������
- 3-100 -－ 121 －

JAEA-Research 2007-043

���������������� ���� 4 �������������������� 2 �� 3 �������������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � (Fig.
3.2.5(5)-1)�
������� 0.8 ������������ 1,000 m3 day-1 ��������������

�������������������������������������������
�����������������������������������������
������� 0.2 ���������������������������������
������������500m ����������������������������
�������������������������1,000m ��������������
���� 4,000 m3 day-1 ������������������ 3 ����3.2.4(7)2�����
��������������10,000 m3 day-1 ������������ 4 ���������

��� 3 ��������� 4 ������������������ 3 ����������
����������������������������������������� 4 �������������������������������������������
�3.2.5(2)������������������������������������
�3.2.5(3)���������������������������������� 3 �������������������������������������������� 3 ��������������������������������������������
���������������������������
���� 3 ��������
������������������������������
�������������������������������������������
�������������������
�������� 2 �� 4 ������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������3.2.4(7)2)�������������������
�������������������������������������������
��������
2)�������������
��������
������������������������������������������
�������������������������������������������
����3.2.5(2)������������������������������������
��������� 7) ����������������
3.2.5(2)���������������������������������������
�������Fig. 3.2.5(5)-2�
����� 4 ���������������������� 3���������������������� VSP ������������������
�������������������������������������������
��� 28 ��������������������������������������

- 3-101 -－ 122 －

JAEA-Research 2007-043

������������������������������������������
����������������� MIZ-1 ��������������� VSP �����
������������������������� 1 ��������������� 3 ��������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������
Table 3.2.5(5)-1�Groundwater flow simulations

Case

Modeled fault�WCF

Model B_1

Pressure relief factor

Tsukiyoshi Fault
�Faults around MIU Construction Site�Lineaments with length more than 3km

Model B_2

Depth ofshafts (m)1200

Inflow rate
(m3/day)
6000

�=0.2
�=0.8

6000

1000

5000

4000

800

4000

600

3000

400

2000

200

1000

0

0

Depth of shafts (m)2000

Inflow rate (m3/day)

1000
0
0

500

1200

�=0.2

�=0.8
5000

3000

Depth ofshafts (m)Inflow rate
(m3/day)

1000

days

1500

2000

1000

Inflow rate (m3/day)

600

Depth of shafts (m)

500

1000

days

1500

2000

Fig. 3.2.5(5)-1�Inflow rate into MIU (pressure relief factor: 0.8 and 0.2)

- 3-102 -－ 123 －

400
200

0

2500

800

0
2500

JAEA-Research 2007-043[ Step4 ]

1

1
09_0

2
15_

IF_
SB
0_0
4

_
3_2
1

B
IF_S
3_13

_3
IF_SB3_13

2
IF_SB3_0_2-700

Main stage

B3
_
IF_
S

-900

Akeyo/Hongo Formation
Akeyo/Hongo Formation basal conglomerate
Toki lignite bearing Formation
Toki lignite bearing Formation basal conglomerate
Toki Granite weathered zone
Toki Granite upper highly fractured domain
Toki Granite low angle fractured zone
Lower sparsely fractured domain
Highly fractured zone along the Tsukiyoshi Fault
Fault (identified from boreholes and outcrops)
Fault (inferred from interpretations of lineament analysis and reflection seismic
surveys)

19

-800

100m

Legend

1
B3_
IF_S

-500
-600

Ma
in
sh
Ve
aft
nti
lat
ion
sh
aft

Middle stage

-300
-400

_18

3
_0
B0
_S
IF

IF_S
B3_

B3_
IF_S

Main
Main shaft
shaft

3_13
IF_SB

-200

Ventilation
Ventilation shaft
shaft

-100

SB
3

Cr

IF_

0

os
ss

ec
tio
n

lin
e

IF_S
B0_0

13_2

100

IF_SB3_200

NE

IF_SB3_02
IF_SB3_02_02
IF_
SB
3_0
9

SW
EL [masl]
300

-1000

Fig. 3.2.5(5) -2�Predicted geological structures around the MIU facility (Step4)(6)�������������������������� ������������������������Table 3.1-1 �������������

����������
�������������
����������
��������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������� VSP �����
�����������������������������������������
����������������� 3 ������������������������
�������������������������������������������
����������������������������
� 1 ������������ 0 �� 4 ����������������������� 2�����������������������������������3.2.6 ������

- 3-103 -－ 124 －

JAEA-Research 2007-043(7)������������������
��������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������� VSP �������������
�������������������������������������������
����� 260m�����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������
��������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������
������������������������������������������
���������������������������������� 8)��������
����������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������
��������
������������������������������������������
����������������������������� VSP �����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
- 3-104 -－ 125 －

JAEA-Research 2007-043

�����������������������������
����������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������
��������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������� VSP �������������
�������������������������������������������
����� 260m�����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������
��������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������1) ���, ����, ����, ����, ����, ����, ����, ����, ����: “���������� ������2004 ���”, �����������, JNC TN7400

2005-027 (2005).
2) ����, ����, ����: “�����������������”, 2005 ������
����, �������, pp.10-15 (2005).
3) �����������: “2005���������������������”, �����
������, JNC TN7400 2005-029 (2005).
4) ����, �����, ����, ����, ����, ����, ����, ����: “���������� ��������16���”, �����������, JNC TN7400

2005-013 (2005).
5) ����, ���, ����, �����, ����: “�����������������
��� (DH-15 ��)”, �����������, JNC TN7400 2005-025 (2005).
6) ���, ����: “�������������������”, ����������18������������, pp.263-266 (2006).
7) ����, ����, ����: “��������������������������
��������”, ������������38���������, p.6 (2006).
8) Yamada, Y. and Matsuoka T..: “Digital Sandbox Modeling Using Distinct Element
Method: Applications to Fault Tectonics” Faults, Fluid flow, & Petroleum Traps, Rasoul- 3-105 -－ 126 －

JAEA-Research 2007-043

Sorkhabi and Yoshihiro Tsuji (eds), AAPG Memoir 85, pp.107-123 (2005).
9) ����, ����, ����, ����: “����������������������� � � � � � � � � �� � � � � � � � � �� � � 4 � ”, � � � � � � � � � � � ,JAEA-Research 2007-034 (2007).
10) ����, ����, ����: “��������������������������

����������”, 2006 ����������, �������, pp.96-101 (2006).
11) ����, ����, ����: “��������������������������

��������� 4 �����������������”, �����������,JAEA-Research 2007-035 (2007).
12) ����: “���������������������� 2003 � 4 ��2004 � 3 �”, �����������, JNC TN7450 2005-002 (2005).

13) Asai, Y., Ishii, H. Aoki, T. Yamauchi, M. Okubo, T. Tanaka and S. Matsumoto.: “Three

dimensional array observation of crustal movements by using deep boreholes and a vault,
Active experiments by pumping up groundwater and their application to poroelastic
theory”, IUGG XXIII General Assembly, Int. Union of Geod. And Geophys., Sapporo,

JAPAN (2003).
14) ����, ���: “���������������������������”, ����������, pp.257-262 (1996).

- 3-106 -－ 127 －

JAEA-Research 2007-043

3.2.6� ������������������������ 2 �������
3.2.1 �� 3.2.5 �����������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������
(1)��������������
����������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����Fig.3.2.6(1)-1 �� Fig.3.2.6(1)-2 ��� 1 ��������������������
���������
���� 0 �������������������������������������
��������������������������Fig.3.2.1(1)-8�����������
������������������
��������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
�����������������������������������������
�������Fig.3.2.1(1)-8������������������������
�3.2.1(2)���
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������
(a)���� 0 ������ 1 ��������

���� 1 �������������������������������������

�������������������������������������������
��������� 0 ���������������������������������
������� 1 �����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������3.2.1(3)�����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������
���������������������
�����������
���� 0 ��������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������
- 3-107 － 128 －JAEA-Research 2007-043(b)���� 1 ������ 2 ��������
���� 2 ������� 1 �����������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������� 1 �����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����3.2.3(2)���
�������� 1 ������������������������
�������������������������������������������
�������3.2.2(2)���������������������� 2 ������� 0 �����������������������
�������������������
����������������������������������������������
��������������������������������������������(c)���� 2 ������ 3 ��������

���� 3 ������� 2 �����������������������������

������ 2 ������������������������������������
������ 2 ������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������� 5 ��������

����������� 1 �� 2 ����������������������������
�������������������������������������������
���������������(d)���� 3 ������ 4 ��������
���� 4 ������������������MIZ-1 ����� DH-2 ��������

��������������������������������MIZ-1 ���� DH-15
���������������� VSP ��������������MIZ-1 ���� DH-15
�������������������������������������������
������������������������������������ 3 ������
������������������������������������� 3 �����
�������������������������������������������
�����������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
- 3-108 － 129 －JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������
�� 2 ��������
� 1 ����������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������� 2 ��������������������

���������������� 1 ��������������������������

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����[ Step0 ][ Step1 ][ Step0 ][ Step1 ]Fig.3.2.6(1)-1 Evaluation of the geological model with progress in the stepwise investigations(Step0-Step1)- 3-109 － 130 －JAEA-Research 2007-043[ Step2 ][ Step3 ][ Step4 ][ Step2 ][ Step3 ][ Step4 ]Fig.3.2.6(1)-2 Evaluation of the geological model with progress in the stepwise investigations(Step2-Step4)- 3-110 － 131 －JAEA-Research 2007-043(2)�����������
���������������� ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������� 1 ����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������
���� 0 �������������������������������������

������������������������������������3.2.1(3)�3.2.1(4)�

3.2.1(7)2)���������������������������������������

�����������3.2.1(3)���
��������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������
����������
����������������������
������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������
��������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������
Fig. 3.2.6(2)-1 ��� 1 �������������������������������

�����������������������Fig. 3.2.6(2)-2 �������������

�������������������������������������������
���Fig. 3.2.6(2)-1 ���������������������������������
��������������������������Fig. 3.2.6(2)-2 ����������
���������
��������������������������������������
(a)���� 0 ������ 1 ���������
���� 0 �������������������������������������
���������������������������������� 3km ������
- 3-111 － 132 －JAEA-Research 2007-043

���������������������Fig. 3.2.6(2)-1����������������
�������������������������������3.2.1(3)���
����3km�������������������������������������������
������������������������������� 0 �����������

��������Table 3.2.6(2)-1������ 0 �������������������������������������

�����������������������������������������Fig.
3.2.6(2)-3����������� 1 ���������������������������
�����������������13 �������������������������
����������������������Fig. 3.2.6(2)-1���������������
������������� 1 ����������������� 32 ����������
����Table 3.2.6(2)-2��Fig. 3.2.6(2)-2 ��������� 0 ������ 1 ������������������

������������������������������� 1 �����������
�������������������������������������������
�� 0 ����������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������� 1 �����������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������� 1 ��������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
���� 1 �������������������������������������

�������������������Fig. 3.2.6(2)-4������������������
�������������������������������������������
�������������� 2 ����������������������������
� 1 �����������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������(b)���� 1 ������ 2 ���������
���� 2 �������������������������������������

�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������Fig. 3.2.6(2)-1���
��� 2 ������
����������� 12 �������������
�Table 3.2.6(2)-3�
�Fig. 3.2.6(2)-2 ��������� 1 ������ 2 ������������� 1�3 �������������������������������������������� 2 ��������������������������������������������
- 3-112 － 133 －JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������� 2 ����������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������������
���� 2 �������������������������������������

������������������������Fig. 3.2.6(2)-5�������������

�������������������������������������������
������������������� 3 �����������������������

������ 2 ��������3.2.3(3)�������������������������

�������������������������������������������(c)���� 2 ������ 3 ���������

������������������
���� 3 ��������������������
�������������������������������������������
��������������Fig. 3.2.6(2)-1������ 3 ����������������

� 8 ��������������Table 3.2.6(2)-4��

Fig. 3.2.6(2)-2�Fig. 3.2.6(2)-6 ��������� 2 ������ 3 �����������

�������������������������������������������
� 15m �������������������� 3 ������������������
�������������������������������������������
�� 2 ����������������������������������������

��� 2 ���������������������������������������
����������������������������������� 2 �������

�������������������������������������������
������������������������������
���� 3 �������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������� 4 ���������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������������������(d)���� 3 ������ 4 ���������

���� 4 �������������������������������������
����������������������������������� 1 ������ 3�������������������������������������������
- 3-113 － 134 －JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������Fig. 3.2.6(2)-1������ 4 ������2 �����������
����Table 3.2.6(2)-5�
Fig. 3.2.6(2)-2 ��������� 3 ������ 4 ������������� 1�4 ��������������������� 5m �����������������������
�������������������������������������������
��������Fig. 3.2.6(2)-7�����������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������� 2 �����
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������(e)���
��������������� 1 ��������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������
�� 2 �������

� 2 ����������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������3.2.3(6)2)�
3.2.4(7)2)�3.2.5(5)1)���������������������������������
�������� 1 ����������������������������������

����������������3.2.5(3)����� 2 ������������������
�������� 1 ����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������������� m �������������������������������������������
- 3-114 － 135 －JAEA-Research 2007-043

NN

EL.�m�
500������
500

0

0

-500

-500

-1000

-1000

-1500

�

76
00

0
-7

0

N-

00

m
S�

65

00
E-W

�

Step0

-69
50
0

�m

-

0

� m 7000
�

N-

00

0
20
69

75

00

-70
00
0

EW

68

-69
00
0

60
0

S�
m�

-2000

00
84
-6

60
00

-68
50
0

-1500

-2000

N

�

EL.�m�
���������
500

�

0

����

-500

�����

-1000

�����

��

��
��
��
��

-4.0

��

��
�

�

��
��
��

��
��

�
��

-5.0

-69
000

600
0
650
0

�
��

E-W

Step1

N

�m
�

700
0

N-S
�m
�

Log [k (m s )]

-2000

��
��

-69
500

Log k [m s-1-1]

��

750
0

���
���

N

EL.�m�

���

500

-6.0

�������

-70
00
0

��
��

-68
50
0

-1500

�����

������
500

0

-7.0
-8.0

���

0

-500

-500

-1000

���

-1000
-1500

-9.0

EW

68

76
00

00
00
-7

N-

S

60

-68
50
0

-2000

00

65
0

00
)
92
-6
(m

00

(m
)

4

0

E-W

Step2

�m

�

70
0

���

-69
50
0
-69
NS�
00
0
m�

8
-6

0

75

00

00
0

-11.0

60
00

-70

-10.0

-1500
-2000
00

���

Fig. 3.2.6(2)-1�Iterations in the hydrogeological model and head distributions with stepwise
progress of investigations (Left figures are hydrogeological model (3D distribution of hydraulicconductivity), Right figures are head distribution (Elevation �300 m : Depth of the shaft 500 m))- 3-115 － 136 －JAEA-Research 2007-043

�N

EL.�m�
���������
500

�

����

0

�����

-500

-1000

�����

-1500

��
��

��

-4.0

��

��

�
��

��
��
��

�

-5.0

-69
00
0
00

E-W

Step3

�m
�

700
0

750

0

���
N

�
������

���

���

-6.0

�������

���

m�

65

-69
50
0

��

0

NS�

Log [k (m s )]

600

��
��
��

��
��

-70
00
0

��

Log k [m s-1-1]

-2000

��
��
��

-68
50
0

�����
��

EL. �m�

�

500

�����

�����

��
�

��
�

��
��

�

�
��
��

��
��

60
0
EW

���

00

-6

Step4

56
00

0

�m

64
�

00

�m
�

��
��
��
��

-6
88

��
��

-11.0

-2000

NS

-10.0

80

-1500

�����
��
��
��

��
��

���

-1000

68
00

72
00

���

00

-9.0

-500

96

-8.0

���
0

00

����

-6

-7.0

Fig. 3.2.6(2)-1�Iterations in the hydrogeological model and head distributions with stepwise
progress of investigations (Left figures are hydrogeological model (3D distribution of hydraulicconductivity), Right figures are head distribution (Elevation �300 m : Depth of the shaft 500 m))(Continued)

Standard deviation of the difference between maesured
and analytical head in DH-2 � m �

50
45
40
35
30
25

Step 0

Step 1

Step 3

Step 4

Step 2

20
1

2 3

4

5 6

7 8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
Number of analytical cases � Case�Fig. 3.2.6(2)-2 Improvement of the understanding of groundwater flow conditions with stepwise
progress of investigations- 3-116 － 137 －JAEA-Research 2007-043

Table 3.2.6(2)-1 Hydraulic conductivity of faults in Step 0 (Log [k (m s-1)])
base
Case ID�������
C
P
Fault
Main part of Tsukiyoshi fault-11.0
Lineament with length more
-11.0 -5.2
than 3km
C : Normal to Fault, P : Parallel to Fault: fault with hydraulic anisotropy: MIU construction site���(m)
���
Head
280

260

240

220

200

180

160

1 km

(a) Case ID : BaseFig. 3.2.6(2)-3 Head distribution in Step 0 (Elevation -300 m�Depth of the shaft 500 m)
Table 3.2.6(2)-2 Sensitivity analysis cases focused on hydraulic anisotropy of faults in Step 1 (Logk [m s-1])�������
Case ID
base
Fault
C
P
Main part of Tsukiyoshi fault-11.0
Lineament with length more
-11.0 -5.2
than 3km
NNW trending fault-11.0 -6.4
NW trending fault-11.0 -6.4
NE trending fault-11.0 -6.4
EW trending fault-11.0 -6.4
NS trending fault-11.0 -6.4
�������
Case ID NS_EW_6
Fault
C
P
-11.0
Main part of Tsukiyoshi fault
Lineament with length more
-11.0 -5.2
than 3km
NNW trending fault-11.0 -6.4
NW trending fault-11.0 -6.4
NE trending fault-11.0 -6.4
EW trending fault-6.4 -6.4
NS trending fault-6.4 -6.4

NS_6
C
P
-11.0

NE_6
C
P
-11.0

NNW_6
C
P
-11.0

EW_6
C
P
-11.0

NW_6
C
P
-11.0

NS_NE_6
CP-11.0

NS_NNW_6
C
P
-11.0

-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0
-11.0
-11.0
-11.0
-6.4

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-11.0
-11.0
-6.4
-11.0
-11.0

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-6.4
-11.0
-11.0
-11.0
-11.0

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-11.0
-11.0
-11.0
-6.4
-11.0

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-11.0
-6.4
-11.0
-11.0
-11.0

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-11.0
-11.0
-6.4
-11.0
-6.4

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-6.4
-11.0
-11.0
-11.0
-6.4

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

NS_NW6CP-11.0

NE_NNW_6
CP-11.0

NE_EW6C
P-11.0

NE_NW6CP-11.0

NNW_EW6C
P-11.0

NNW_NW6CP-11.0

EW_NW6
C
P
-11.0

-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0
-6.4
-11.0
-11.0
-6.4

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-6.4
-11.0
-6.4
-11.0
-11.0

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-11.0
-11.0
-6.4
-6.4
-11.0

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-11.0
-6.4
-6.4
-11.0
-11.0

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-6.4
-11.0
-11.0
-6.4
-11.0

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-6.4
-6.4
-11.0
-11.0
-11.0

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-11.0
-6.4
-11.0
-6.4
-11.0

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

�������
Case ID EW_NW11 NNW_NW_11NNW_EW_11 NE_NW_11
Fault
C
P
C
P
C
P
C
P
-11.0
-11.0
-11.0
-11.0
Main part of Tsukiyoshi fault
Lineament with length more
-11.0 -5.2 -11.0 -5.2 -11.0 -5.2 -11.0 -5.2
than 3km
NNW trending fault-6.4 -6.4 -11.0 -6.4 -11.0 -6.4 -6.4 -6.4
NW trending fault-11.0 -6.4 -11.0 -6.4 -6.4 -6.4 -11.0 -6.4
NE trending fault-6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -11.0 -6.4
EW trending fault-11.0 -6.4 -6.4 -6.4 -11.0 -6.4 -6.4 -6.4
NS trending fault-6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4
�������
NS_11
Case ID NS_NNW_11 NS_NE_11
Fault
C
P
C
P
C
P
-11.0
-11.0
-11.0
Main part of Tsukiyoshi fault
Lineament with length more
-11.0 -5.2 -11.0 -5.2 -11.0 -5.2
than 3km
NNW trending fault-11.0 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4
NW trending fault-6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4
NE trending fault-6.4 -6.4 -11.0 -6.4 -6.4 -6.4
EW trending fault-6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4
NS trending fault-11.0 -6.4 -11.0 -6.4 -11.0 -6.4

NE_11
C
P
-11.0

NE_EW_11 NE_NNW_11 NS_NW_11 NS_EW_11
C
P
C
P
C
P
C
P
-11.0
-11.0
-11.0
-11.0
-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-6.4
-6.4
-11.0
-11.0
-6.4

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-11.0
-6.4
-11.0
-6.4
-6.4

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-6.4
-11.0
-6.4
-6.4
-11.0

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-6.4
-6.4
-6.4
-11.0
-11.0

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

NNW_11
C
P
-11.0

EW_11
C
P
-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0

-6.4
-6.4
-11.0
-6.4
-6.4

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-11.0
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-6.4
-6.4
-6.4
-6.4
-6.4

-6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4
-6.4 -6.4 -11.0 -6.4 -6.4 -6.4
-6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4
-11.0 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4
-6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4 -6.4
C : Normal to Fault, P : Parallel to Fault－ 138 －

-11.0

-5.2

All_6
C
P
-11.0

-11.0

- 3-117 -

-5.2

NW_11
C
P
-11.0

-11.0

-5.2

JAEA-Research 2007-043(a) Case ID : Base(b) Case ID : NS_6(c) Case ID : NE_6(d) Case ID : NNW_6(e) Case ID : EW_6

(f) Case ID : NW_6
1 km

: Fault with hydraulic anisotropy�����Head�(m): Fault with hydraulic isotropy

280: MIU construction site

260

240

220

200

180

160

: Large difference in head
distribution
Fig. 3.2.6(2)-4 Example of a sensitivity analysis focused on hydraulic anisotropy of faults in Step 1(Elevation -300 m�Depth of the shaft 500 m)
Table 3.2.6(2)-3 Sensitivity analysis cases focused on hydraulic anisotropy of faults in Step 2 (Logk [m s-1])�������

Case ID

Fault
Main part of Tsukiyoshi fault
Lineament with length morethan 3km
NNW trending fault
NW trending fault
NE trending fault
EW trending fault�������

Case ID

Fault
Main part of Tsukiyoshi fault
Lineament with length morethan 3km
NNW trending fault
NW trending fault
NE trending fault
EW trending fault

NE_high

Base
C

P

C

-11.0

P

NNW_high

NW_high

C

C

-11.0
-5.2

-11.0

-5.2

-11.0
-11.0
-11.0

-4.9
-6.4
-6.4

-11.0
-11.0

-4.9
-6.4

-11.0
-11.0
-11.0

-5.2
-4.9

P

NE_NNW_high
C

-11.0

-11.0

-11.0

-6.4

P

-6.4
-6.4

-5.2

-11.0

-4.9

-11.0

NE_NW_high
C

-11.0

-11.0
-6.4

P

-11.0
-11.0

-6.4

-5.2
-4.9
-6.4

P
-11.0

-6.4

-11.0
-11.0

-5.2
-6.4
-6.4

-4.9

-4.0

-4.0

-4.0

-4.0

-4.0

-4.0

NE_high_anEW

NNW_high_anEW

NW_high_anEW

NE_NNW_high_anEW

NE_NW_high_anEW

All_aniso

C

P

C

-11.0
-11.0

-5.2

-11.0
-11.0

-4.9
-6.4

-11.0

-6.4

P

C

-11.0

-4.0

-11.0
-11.0
-11.0
-11.0

-5.2
-4.9

P

C

-11.0
-11.0

-5.2

-11.0

-4.9

-6.4

P

C

-11.0

-6.4
-6.4

-11.0

-6.4

-4.0

-11.0

-4.0

- 3-118 － 139 －

-11.0
-11.0
-11.0

-5.2
-4.9
-6.4

P

C

-6.4
-4.0

P
-11.0

-11.0
-11.0

-5.2

-11.0

-5.2

-11.0

-4.9

-11.0
-11.0
-11.0

-4.9
-6.4
-6.4

-6.4
-6.4

-11.0
-4.0
-11.0
-4.0
C : Normal to Fault, P : Parallel to Fault

JAEA-Research 2007-043(a) Case ID : All_aniso(b) Case ID : NE_high(c) Case ID : NNW_high: Fault with hydraulic anisotropy: Fault with hydraulic isotropy: MIU construction site
: Large difference in head
distribution
Head���(m)
���(d) Case ID : NW_high280(e) Case ID : Base

260

1 km

240

220

200

180

160

Fig. 3.2.6(2)-5 Example of a sensitivity analysis focused on hydraulic anisotropy of faults in Step 2(Elevation -300 m�Depth of the shaft 500 m)

Table 3.2.6(2)-4 Sensitivity analysis cases focused on hydraulic anisotropy of faults in Step 3 (Logk [m s-1])
Base�������
Case ID
Fault
C
P
-11.0
Main part of Tsukiyoshi fault
Lineament with length more
-11.0
-5.2
than 3km
-11.0
-5.3
-4.7
NNW trending fault
-11.0
-5.1
-5.1
NW trending fault
-11.0
-8.0
NE trending fault
-11.0
-3.9
-5.1
-5.0
EW trending fault-4.2

NNW_high
C
P
-11.0
-11.0

-5.2

-5.3
-4.7
-11.0
-5.1
-5.1
-11.0
-8.0
-11.0
-3.9
-5.1
-5.0
-4.2

NW_high
C
P
-11.0
-11.0

-5.2

-11.0
-5.3
-4.7
-11.0
-5.1
-5.1
-8.0
-11.0
-3.9
-5.1
-5.0
-4.2

NE_high
C
P
-11.0
-11.0

-5.2

-11.0
-5.3
-4.7
-11.0
-5.1
-5.1
-11.0
-8.0
-3.9
-5.1
-5.0
-4.2

All_high�������
Case ID NNW_NW_high NNW_NE_high NW_NE_high
C
P
C
P
C
P
C
P
Fault
Main part of Tsukiyoshi fault
-11.0
-11.0
-11.0
-11.0
Lineament with length more
-11.0
-5.2
-11.0
-5.2
-11.0
-5.2
-11.0
-5.2
than 3km
-5.3
-5.3
-5.3
-11.0
-5.3
-4.7
-4.7
-4.7
-4.7
NNW trending fault
-11.0
-5.1
-11.0
-5.1
-11.0
-5.1
-11.0
-5.1
-5.1
-5.1
-5.1
-5.1
-8.0
-8.0
-8.0
NW trending fault
-11.0
-8.0
-3.9
-3.9
-3.9
NE trending fault
-11.0
-3.9
-5.1
-5.1
-5.1
-5.1
EW trending fault
-5.0
-5.0
-5.0
-5.0
-4.2
-4.2
-4.2
-4.2
C : Normal to Fault, P : Parallel to Fault- 3-119 － 140 －JAEA-Research 2007-043(a) Case ID : Base

: Fault with hydraulic anisotropy(b) Case ID : NNW_high: Fault with hydraulic isotropy: MIU construction site
: Large difference in head
distribution
Head���(m)
���
280

260

240

220

200

180

160

1 km

(c) Case ID : NW_high(d) Case ID : NE_highFig. 3.2.6(2)-6 Example of a sensitivity analysis focused on hydraulic anisotropy of faults in Step 3(Elevation -300 m�Depth of the shaft 500 m)

Table 3.2.6(2)-5 Sensitivity analysis cases focused on hydraulic anisotropy of faults in Step 4 (Logk [m s-1])
Case1
Case2
�������
Case ID
Fault
C
P
C
P
Main part of Tsukiyoshi fault
-11.0
-11.0
Lineament with length more
-11.0 -5.2 -11.0 -5.2
than 3km-11.0 -7.3 -11.0 -7.3
-5.9
-5.9
NNW trending fault
-4.0
-4.0
-6.1
-11.0 -6.1
-7.7
-7.7
-11.0 -8.7 -11.0 -8.7
NW trending fault
-9.0
-9.0
-11.0 -8.7 -11.0 -8.7
-6.2
-6.2
NE trending fault-11.0 -4.2 -11.0 -4.2
-11.0 -5.2 -11.0 -5.2
-5.1
-5.1
EW trending fault
-5.9
-5.9
C : Normal to Fault, P : Parallel to Fault- 3-120 － 141 －JAEA-Research 2007-043(a) Case ID : Case1(b) Case ID : Case2
1 km: fault with hydraulic anisotropy: fault with hydraulic isotropy: MIU construction siteHead���(m)
���
280

260

240

220

200

180

160

Fig. 3.2.6(2)-7 Sensitivity analysis cases focused on hydraulic anisotropy of faults in Step 4 (Log k[m s-1])(3)�������������
���������������
������������������������������������� pH����������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������� 0 �������������������������������������
����������
����������������������������������
��������������������������������������������
� 1 �����������������������������������������
����pH��������������������������������������
������������������������������������� 2 �����
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������� 2 ������� 0 �����������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
- 3-121 － 142 －JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������3.2.3(4)���
�������������� 0 ��������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������ 2 ������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������
���� 3 �������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������� 2 �������������������
������������������������3.2.7(3)����
�� 2 ��������
�������� 2 ��������������������������� 1 ������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������

- 3-122 － 143 －JAEA-Research 2007-043(a) Estimated distribution of groundwater chemistry after Step 0
MSB-2

MSB-2
MIZ-1
MSB-4
DH-15

Elevation(m)

MIZ-1

pH

MSB-4
DH-15

Elevation(m)

DH-2

Cl

mg/L

1400

DH-2

9

1200
1000
800

8

600
400

7

200
0

6
MSB-2

MSB-2
MIZ-1
MSB-4
DH-15

Elevation(m)

DH-2

Na

MIZ-1

mg/L

350

MSB-4
DH-15

Elevation(m)

DH-2

Ca
mg/L
600

300

500

250

400

200

300

150

200

100

100

50

0

0

(b) Estimated distribution of groundwater chemistry after Step 4
Fig. 3.2.6.(3)-1 Step-wise understanding of groundwater chemistry around the MIU constructionsite- 3-123 － 144 －JAEA-Research 2007-043(4)������������
���������������
����������������������� 2 ������������������
�������������������� 0����� 3������������������(a) �������������� ���� 3 ����������������������������������
JNC-SDB �������� 1),2)����������������������������

��������������������������������������� Cs ��
Sr �������������������� 0 ���������������������

������� Na-Cl ���������������������������������
��������������(b) ��������� ������������������������������������������
�����������������238U �234Th�230Th�����������������

��������� 3 ���������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��� 3),4)��������������������������������������
��������������������(c) ������������������� ������������������������������������������
������ 0 ������������������������� 3 ����������
������������������������������%������������
�������������������������������������������
����
�� 2 ��������� ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������� 2 �����������������������������������
�������������������������������������������
��������������� 2 �������������� 3 ������������
�������������������������������������������
����������������������������
(5)�������
���������������
� 3.2.1(6)���������������������������������������
- 3-124 － 145 －JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������ 1 ������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������
�������������
��������������
������������������������ ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������
Fig. 3.2.6(5)-1 ������ 0 ������ 4 ���������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������� 7.9�10-10�3.2�10-10 m s-1 ����������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
������������������������������������������
������������������������������������������
��������������Fig. 3.2.6(5)-1������������������
(a)��������
������������� 3.2�10-10�1.6�10-10 m s-1 ����������������
����������������������������������������������(b)�������������

������������� 2.5�10-9�5.0�10-10 m s-1 ���������� 2 �����
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������� 3 ������ 4 �������������������������
�������������������������������������������
����������
- 3-125 － 146 －JAEA-Research 2007-043(c)������������������

���� 4 �������������������������������������
��������������������������������� 4 ���������

���������� 7.9�10-9 m s-1 ��������������������������

�������������������������������������������
����������������������������������������������(d)����������

������������� 7.9�10-9�1.6�10-9 m s-1 �����������������
���������������
�����������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������� 2 ������ 4 ���������������������������������������������
����������������������������������������(e)���������������

����������������������� 4 ������������������

�������������������������������������������
��������� 4 ������������������� 1.0�10-8 m s-1 �������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������
(f)���������������
������������� 6.3�10-9�2.0�10-9 m s-1 �����������������
���������������
�����������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������� 2 ������ 4 ��������
��������������������������������������������
�����������������(g)����������
������������� 4�10-9�1.6�10-9 m s-1 ������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
���� 3 ������ 4 �������������������������������
�������������������������������������������
��������������������(h)��������������������
���� 2 �������������������������������������

������ 2.5�10-8�2.0�10-8 m s-1 �������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������
- 3-126 － 147 －JAEA-Research 2007-043(i)���

Fig. 3.2.6(5)-1 ��������� 2 �������������������������
������������������������������� 2 �����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������
� 1 ����������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������� 2 ��������������

����������������
�� 2 �������

� 2 ����������������������������������������
�����3.2.6(2)�����������������������������������
������������������������

- 3-127 － 148 －JAEA-Research 2007-043

0.50

Ratio

0.30
0.20

-1

Darcy velocity (Log �V( ms )])Step 0
Step 1
Step 2
Step 3
Step 4

0.40

0.10
0.00
-10.0

-9.5

-9.0

-8.5

-8.0

-7.5

-7.0

-6.5

-6.0

-5.5

-8.0

Average

-8.5
-9.0
-9.5

-9.7

-10.0

-9.7

-10.5
-11.0
Step 0-5.0

Step 1(a) Oidawara Formation

Ratio

0.30

-1

Darcy velocity (Log �V( ms )])Step 0
Step 1
Step 2
Step 3
Step 4

0.40

0.20
0.10
0.00
-10.0

-9.5

-9.0

-8.5

-8.0

-7.5

-7.0

-6.5

-6.0

-5.5

Step 2

Step 3

Step 4

Investigation step

Darcy velocity (Log �V( ms-1)])

0.50

-9.5

-9.6

-9.8

-7.0

Average

-7.5
-8.0
-8.5
-9.0

-9.3

-9.5

-8.6

-9.0

-9.2

-8.9

-10.0
Step 0-5.0

Step 1

Step 2

Step 3

Step 4

Investigation step

Darcy velocity (Log �V( ms-1)])(b) Akeyo/Hongo Formation
0.50

Ratio

0.30

-1

Darcy velocity (Log �V( ms )])Step 0
Step 1
Step 2
Step 3
Step 4

0.40

0.20
0.10
0.00
-10.0

-9.5

-9.0

-8.5

-8.0

-7.5

-7.0

-6.5

-6.0

-5.5

-7.0
-7.5

Average

-8.0

-8.1

-8.5
-9.0
-9.5
-10.0
Step 0-5.0

Darcy velocity (Log �V( ms-1)])

Step 1

Step 2

Step 3

Step 4

Investigation step(c) Akeyo/Hongo Formation basal conglomerate
0.50

Ratio

0.30

-1

Darcy velocity (Log �V( ms )])Step 0
Step 1
Step 2
Step 3
Step 4

0.40

0.20
0.10
0.00
-10.0

-9.5

-9.0

-8.5

-8.0

-7.5

-7.0

-6.5

-6.0

-5.5

-7.0
-7.5
-8.0
-8.5
-9.0

-8.7

-8.7

-8.1

-8.5

-8.8

-9.5

Average-10.0
Step 0-5.0

Step 1

Step 2

Step 3

Step 4

Investigation step

Darcy velocity (Log �V( ms-1)])(d) Toki lignite bearing Formation
0.50

Ratio

0.30

-1

Darcy velocity (Log �V( ms )])Step 0
Step 1
Step 2
Step 3
Step 4

0.40

0.20
0.10
0.00
-10.0

-9.5

-9.0

-8.5

-8.0

-7.5

-7.0

-6.5

-6.0

-5.5

-5.0

-7.0
-7.5

Average

-8.0

-8.0

-8.5
-9.0
-9.5
-10.0
Step 0

Step 1

Step 2

Step 3

Step 4

Investigation step

Darcy velocity (Log �V( ms-1)])(e) Toki lignite bearing Formation basal conglomerate

Fig. 3.2.6(5)-1�Darcy velocity distributions in geological units with stepwise progress ofinvestigations- 3-128 － 149 －JAEA-Research 2007-043

0.50

Ratio

0.30
0.20
0.10
0.00
-10.0

-9.5

-9.0

-8.5

-8.0

-7.5

-7.0

-6.5

-6.0

-5.5

-7.0

-1

Darcy velocity (Log �V( ms )])Step 0
Step 1
Step 2
Step 3
Step 4

0.40

-7.5
-8.0
-8.5

-8.6

-8.5

-9.0

-8.2

-8.3
-8.7

-9.5

Average-10.0
Step 0-5.0

Step 1

Step 2

Step 3

Step 4

Investigation step

Darcy velocity (Log �V( ms-1)])(f) Highly fractured zone along the Tsukiyoshi fault
0.50

Ratio

0.30
0.20
0.10
0.00
-10.0

-9.5

-9.0

-8.5

-8.0

-7.5

-7.0

-6.5

-6.0

-5.5

-7.0

-1

Darcy velocity (Log �V( ms )])Step 0
Step 1
Step 2
Step 3
Step 4

0.40

-7.5
-8.0
-8.4

-8.5

-8.5

-9.0

-8.5

-8.8

-9.5

Average-10.0
Step 0-5.0-8.8

Step 1

Step 2

Step 3

Step 4

Investigation step

Darcy velocity (Log �V( ms-1)])(g) Upper highly fractured domain
0.50

Ratio

0.30

-1

Darcy velocity (Log �V( ms )])Step 0
Step 1
Step 2
Step 3
Step 4

0.40

0.20
0.10
0.00
-10.0

-9.5

-9.0

-8.5

-8.0

-7.5

-7.0

-6.5

-6.0

-5.5

-6.0

Average

-6.5
-7.0
-7.5

-7.6

-7.7

-7.7

-8.0
-8.5
-9.0
Step 0-5.0

Step 1

Step 2

Step 3

Step 4

Investigation step

Darcy velocity (Log �V( ms-1)])(h) Low angle fractured zone
0.50

Ratio

0.30

-1

Darcy velocity (Log �V( ms )])Step 0
Step 1
Step 2
Step 3
Step 4

0.40

0.20
0.10
0.00
-10.0

-9.5

-9.0

-8.5

-8.0

-7.5

-7.0

-6.5

-6.0

-5.5

-5.0

-8.0

Average

-8.5
-9.0

-9.1

-9.1

-9.5

-9.1

-9.5

-9.3

-10.0
-10.5
-11.0
Step 0

Step 1

Step 2

Step 3

Step 4

Investigation step

Darcy velocity (Log �V( ms-1)])(i) Lower sparsely fractured domain

Fig. 3.2.6(5)-1�Darcy velocity distributions in geological units with stepwise progress ofinvestigations (Continued)(6)�����������������
1)���������������������EDZ ��������������
���������������� ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������EDZ �������������������������
- 3-129 － 150 －JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
������������
(a)���� 0 ������ 2 ���������� ���� 0 �������������������������������������
�������������������������������������������
����
EDZ ����������������������������������������
������������������������������������������� ���� 2 ��������������������DH-2 ��������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������������(b)���� 2 ������ 3 ����������

���� 3 ����������������������MIZ-1 ������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������EDZ �������������������������������������
�������������������������������������������
������������������(c)���� ������������������������������������������
�������������������������������������������Fig.
3.2.6(6)-1���������������������������������������
�������������������������������������������
2 ������ 3 �����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������ ������������������������������������������
������������1 ������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������� ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������
�������
������������ 1 ������������������������������
������������������
- 3-130 － 151 －JAEA-Research 2007-043

�� 2 ��������
� � 2 ����������� 1 ����������������������������
�������������������������������������������
������������������ ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������� 1 ��������������������������������EDZ���������������������������������������� 1 ���������������������������
2)���������������
���������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
����������
�������������������������������
����������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������
���� 0 �������������������������������������
����������������������������������������
������� 2 ����������������������������������
�������������������������������������������
����������������������� ���� 2 ������� 0 �����������������������������
�������������������������������������������
�������������3.2.3(3)�������� 3 ��������� 1,000m �����
�������������������������������������������
���������������������3.2.4(3)������������ 4 ������
�������������������������������������������
�����������������������3.2.5(3)���
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������3.2.6(2)������������������
�������������������������������������������
��������
������������������������������������������
����3.2.6(6) 3�����������������������������������
�����Fig. 3.2.6(6)-2�
�������������������������������
���������������
�����������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
- 3-131 － 152 －JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
��������������������������������������� 1 ����������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������3.2.3(6)2)�3.2.4(7)2)�3.2.5(5)1)
������������������������������� � ������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������
����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������
�� 2 �������
������������������������������������������
�������������������������������������������
������������� 2 �����������������������������
�������������������������� 1 ����������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������� 1 ����������������������
��������������
�������������� 1 ���������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������������������3)�������������
����������������
������������������������������������������
�������������������������������������������� ���� ���� �� ���� ���� �� ���� ���� �� ���� �� Fig.
3.2.6(6)-3 ����� 0����� 4 ���������������������������
�������������
���� 0 �������������������������������������
�������������������������������������������
�
��3.2.1(7)3�������� 1 �������������������������������������
- 3-132 － 153 －JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
���������������������������������������3.2.2(5)1��������� 2 ������� 1 �����������������������������
��������� 1 ���������������������������������

�������������������������������������������
��������������������������� 1 ���������������
�������������������������������������������
�������������������������3.2.3(6)3�����
���� 3 �������������������������������������

2 ������������������������������������������
������ 2 ������������������������������������

���������������������������������������� 2 ���������������������������������������������
������������3.2.4(7)3�����
�������� 4 ���������������������� 3 ����������

������������ VSP ����������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�� 3 ����������������������������������������
�����������3.2.5(5)2��������� 1 �� 4 ������3.2.2(5)1)�3.2.3(6)3)�3.2.4(7)3)�3.2.5(5)2)��������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������
���3.2.2(2)������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������
�� 2 ��������
���� 2 ����������������������������������� 1 ��������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������

- 3-133 － 154 －JAEA-Research 2007-043

Step 0In-situ stress state in Shobasama site

Step 2

Step 3

N

Hanging wall of Tsukiyoshi fault

S•The orientations of maximum principal
horizontal stresses are NNW-SSE~NW-SE
over 300m depth.
•Stress decoupling occurred.
•The rock mass may be divided into thethree zones which have different stresscondition.
•Vertical stresses in Shobasama site arealmost equal the overburden pressure
expect near Tsukiyoshi fault.

AN-1

MIU-3
MIU-2
MIU-1

Orientation of regional
maximum horizontal
stress (NW)

S

N
DH-2

Shobasama
site

DH-2

Foot wall of Tsukiyoshi fault•The orientations of maximum principal
horizontal stresses are NNW-SSE~NW-SE.
•The magnitudes of principal horizontal
stresses is relatively lower than that in
hanging wall of Tsukiyoshi fault.
•Vertical stresses in Shobasama site arealmost equal the overburden pressures
except near Tsukiyoshi fault.

N

Shobasama siteAN-1 MIU-1 MIU-2 MIU-3

SStress state

MIZ-1
MIU site

Hangingwall of fault

Specific gravity: High
Unconfined compressive
strength: Low
2.611 ~ 2.635
Effective porosity: Low 65 ~ 144 [MPa]Young�s� s modulus: Same
0.67 ~ 1.02 [%]Young
34 ~ 105 [GPa]Seismic velocity: LowC, ��:: Same

Direction of maximum principal
stress: N-S ~ NW-SE(DSCA method)

�Compare�
Compare with the Shobasama site�
site�

300m

Toki granite(Upper high fractured domain)

Toki granite(Lower sparsely fractured domain)

400m

500m
Data set

Magnitude of stress:- �H>�h��V- Reverse faulting type

�H=21.3
�h=11.7
�V=12.7[MPa ]

Direction of maximum
principal stress: NW-SE

fault
fault

Footwall of fault

�H=22.4
�h=15.1
�V=25.5[MPa]

Magnitude of stress:- �V>�H��h- Normal ~ strike-slip
faulting typeRock classification: CL
Specific gravity: Low
2.432~2.481
Effective porosity: High12.0~13.5
Unconfined compressive strength: Low
63.7~76.6 [MPa]Young’s modulus: Low
20.0~21.3 [GPa]Distribution of fracture
ZONE1

Data set of water
conductivity
9.17�10-5 [m/s]- Horizontal fracture

ZONE2

300m

2.25�10-8 [m/s]

600m

1,000mData set

Sedimentary rock (Mizunami group)

500m

Physical / mechanical properties

faultPart of depth 200m

N
Physical properties Mechanical properties

Stress state

MIU site MIZ-1

Depth: 200m~1,000m
fault

fault

Direction of maximum
principal stress: NW-SE

Rock classification: B~CM
Specific gravity: High2.580~2.653
Effective porosity: High0.639~3.410
Unconfined compressive strength: High121~212 [MPa]Young’s modulus: High41.6~67.9 [GPa]1000m- From horizontal
to High angle

600m

ZONE3

2.26�10-9 [m/s]- NW-SE- High angle fracture

ZONE4

1000m

fault
Sedimentary rock (Mizunami group)

700m

600m

Toki granite(Upper high fractured domain)- NE-SW- High angle fracture

Toki granite(Lower sparsely fractured domain)

800m
Expected stresscondition in south of fault

5.22�10-10 [m/s]1300m

Expected stresscondition in north of fault

Fig. 3.2.6(6)-1 Evolution of rock mechanical model

Inflow rate (m3/day)

12,000Depth of shaft
500m
1000m

10,000
8,000
6,000
4,000
2,000
0
Step 2

Step 3

Investigation steps

Step 4

Fig. 3.2.6(6)-2 Inflow rate into MIU estimated by using groundwater flow simulations in the each
investigation step (pressure relief factor: 0.2)

- 3-134 － 155 －- 3-135 -－ 156 －

Sub stage

Main stage

Middle stage

-1000

-900

-800

-700

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

NE

-1000

-900

-800

-700

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

SW
EL [masl]300[ Step2 ]Mtila aint io s hn s af t
ha
ft

03
_0
B0
_S
F
I

Ve
n

NE

[ Step3 ]

-900

-900
L211

4
L21
1
L 22

005
IF_SB0_

L211

Ventilation shaft
100m[ Step4 ]

IF_
8

NE

SB
3_1

Akeyo/Hongo Formation
Akeyo/Hongo Formation Basal conglomerate
Toki lignite bearing Formation
Toki lignite bearing Formation Basal conglomerate
Weathered Zone
Upper highly fractured domain
Low Angle Fractured Zone
Lower sparsely fractured domain
Highly fractured zone along the Tsukiyoshi Fault
Fault (identified from boreholes and outcrops)
Fault (inferred from interpretations of lineament analysis and reflection
seismic surveys)

Legend

-1000

-800

-800

-1000

-700

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

SW
EL [masl]
300

-700

NE

-600

3
_0
B0
_S

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

SW
EL [masl]
300

12
B2_

Fig. 3.2.6(6)-3 Predicted geological structures around the MIU facility with stepwise progress of iterative investigations

-1500

-1400

-1300

-1200

-1100

-1000

-900

-800

-700

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

IF_S

B0_0
01

[ Step1 ]

L212

I F_
SB
0_0
04

SW
EL [masl]
300

IF_SB
0_002

L212

IF_
SB
0_0
04

NE

IF_SB1_004

IF _
S
IF B1
_
S _00
IF_ B1_0 2
SB 01
1_0
03

B0_0
01
IF_S

IF_
S
IF B2
_
S _08
IF_ B2_0
SB 7
1_0
9IF_SB1_04[ Step0 ]

lt

Ts u
kiyo
shi
fau

L220
0_002

Main shaft
B0
_04

3
00
0_
3
IF_SB3_13_

on005
IF_SB1_
IF_
S

B
_S
2_13

IF_SB

IF _SB

3_2
B3_1
IF_S
IF_SB3_02

ec
ti

2
15_
B 3_
IF_S

Cr
os
ss

10
IF_SB2_
0_02

B3_
09_0
1

B0_01
IF_S

IF

3_13

IF _SB

IF
IF_S

10
L2

IF_SB
0_0
4

IF_S

2_1
13_
B3_
IF _S

_S
B3
_19

13_2
IF _SB3_

3
_0
B0
_S

IF

IF

I F_
SB

IF_SB3_02
IF_SB3_02_2
IF_
SB
3_0
9
B0_0
1
IF_S

SW
EL [masl]
300

JAEA-Research 2007-043

JAEA-Research 2007-043(7)�����������
���������������
������������������������������������������
������������������������
���� 0����� 2����� 3 �������������������������
�������������������������������������������
��������������������������Fig.3.2.6(7)-1�����������
�������������������������������������������
���������� 1 ���������������������������������
�� 2 �������
� 2 ����������������������������������������
�������������������� 1 ����������������������
������������������1) ����, ����, ����: “��������������������������”,�����������, JNC TN8410 99-050 (1999).
2) ����, ���: “JNC �������� (JNC-SDB)���: 1998 ��2003 ������
�����������”, �����������, JNC TN8410 2003-018 (2004).

3) Möri, A., Mazurek, M., Adler, M., Schild, M., Siegesmund, S., Vollbrecht, A., Ota, K., Ando,
T., Alexander, W.R., Smith, P.A., Haag, P. and Bühler, Ch.: “Grimsel Test Site –Investigation Phase IV (1994-1996): The Nagra-JNC In Situ Study of Safety RelevantRadionuclide Retardation in Fractured Crystalline Rock IV: The In Situ Study of Matrix
Porosity in the Vicinity of a Water-Conducting Fracture”, Nagra Technical Report, NTB
00-08 (2003).

4) Ota, K., Möri, A., Alexander, W.R., Frieg, B. and Schild, M.: “Influence of the mode ofmatrix porosity determination on matrix calculations”, Jour. Contam. Hydrol. Vol.61,
pp.131-145 (2003).

- 3-136 － 157 －JAEA-Research 2007-043

0
Step0
200

Step2
Step3

Depth [m]

400
600
800

1000
1200
1400
0

10 20 30 40
Temperature [�]50Fig. 3.2.6(7)-1 Transition of the temperature logging result- 3-137 － 158 －JAEA-Research 2007-043

3.2.7� ������������������������

� 3.2.1 �� 3.2.6 �����������������������������������
�������������������������������������������
������������������
(1)����������

������������3.2.1 �� 3.2.6 �����������������������

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������1),2),3)������������������������
��������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������
������������������������������������������
����������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������Fig.
3.2.7(1)-1���������������������������������������
�������������������������������������������
������������������� 4)�
������������
�������
�������
�����������
���������������� 1 �������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������� 4.2 ��������
�������������������������������������������
���������������

- 3-138 － 159 －JAEA-Research 2007-043
Environmental impact(e.g. pollution of river)

Pump out ofgroundwaterLand subsidence
Lower the water table

Deepen the oxidized zone
Change buffer
capacity of pH, Eh

Excavation disturbed zone

Change hydraulicconductivity,
porosity

Air infiltration
Degassing of dissolved gas

Depressurization of permeable zone
Change of hydrochemical condition
Grouting

Formation offlow path

Change of pH, Eh,
Groundwaterchemistry
Dissolution of concrete
Colloid Formation

Formation of intermediate
property between engineeringand natural barrier

Change buffer
capacity of pH, Eh

Change of field conditions
Change of system controlling field conditions

Fig. 3.2.7(1)-1 Hydrogeological and hydrochemical changes resulting from shaft construction(2)��������������
������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������
����Fig. 3.2.7(2)-1�
����������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������
������������������������������ 5 �����������
�������������������������������������������
- 3-139 － 160 －JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������Fig. 3.2.7(2)-2������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
����������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������ 5),6) �Fig.
3.2.7(2)-3���������������������������������������
�������������������������������������������
������� 7)����������������Fig. 3.2.7(2)-4�������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������� 8)�
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������
� 2 ����������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������

Piezometric head monitoring

Direct pressure monitoring
Communication cable
Data Logger

Data Logger
Pressure transducer
���Pressure����
monitoring probe
Stand
Pipe
����

Casing�����

Casing�����

Packer����

Packer����

Fig. 3.2.7(2)-1 Schematic of Long-term Monitoring System Configuration 6)- 3-140 － 161 －Hydraulic Head[masl]

JAEA-Research 2007-043

159
DH-2 Open System

158
157
156

MSB - 3
MSB - 2

2003.1

2003.7

2004.1

2004.72005.1

Fig. 3.2.7(2)-2 Example result of hydraulic head monitoring(dashed vertical lines indicate earthquakes)

Observed Data

9,125
�����

���
1.5

9,120
�����

Pressure[kPa]

Pressure[kPa]

9,130
�����

9,115
�����
9,110
�����
9,105
�����
9,100
�����
����
6/15

6/30
����

7/15
����

7/30
����

8/14
����

8/29
����

9/13
����

9/28
����

n
tio
ra
pa
Se

���
0.5

���
0.5
���
0.0
����
-0.5
����
-1.0

-1.5
����
����
6/15

����
6/30

����
7/15

����
7/30

����
8/14

����
8/29

����
9/13

����
9/28

n
of
e
ois

���
0.0

ts
en
titu
ns
co

Pressure[kPa]

���
1.0

Earth Tidal Pressure

���
1.0

����
-0.5

����
-1.0

-1.5
����
����
6/15

Atmosphere pressure
����
6/30

1.0
� ��
0.8
� ��
0.6
� ��
0.4
� ��
0.2
� ��
0.0
� � ��
-0.2
� � ��
-0.4
� � ��
-0.6
� � ��
-0.8
� � ��
-1.0
�� ��
6/15

����
7/15

����
7/30

����
8/14

����
8/29

����
9/13

����
9/28

�����
9,130

Groundwater Pressure

�����
9,125

Pressure[kPa]

Pressure[kPa]� ��

Irregular Pressure
�� ��
6/30

� ���
7/15

����
7/30

����
8/14

����
8/29

����
9/13

����
9/28

�����
9,120
�����
9,115
�����
9,110
�����
9,105

9,100
�����
����
6/15

����
6/30

����
7/15

����
7/30

����
8/14

����
8/29

����
9/13

Fig. 3.2.7(2)-3 Elimination of noise constituents from groundwater pressure 6)* Artificial Neural Network modelFig. 3.2.7(2)-4 Comparison between observed and computed hydraulic pressure fluctuations
during disturbed period (Modified from Gautam et al, 2003 8)).

- 3-141 － 162 －

����
9/28

JAEA-Research 2007-043(3)�����������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������
����������� 2 ������������������ m �����������
�������������������������������������������
���MP ��������������������������������������
����������������������
� 1 ��������������������
��������������������������1 ����� 1�2 ���������

�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������������Fig.
3.2.7(3)-1 ������������������������ 70m ����������MSB-2
��������������������� pH ��������������������
������ 9)������2003 � 1 ��� 2004 � 3 ���� 14 ���14 ���������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������� pH ������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������
� 2 ����������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
������������
�����1) AECL: “Environmental Impact Statement on the Concept for Disposal of Canada’s
Nuclear Fuel Waste”, Atomic Energy of Canada Limited, AECL-10711, COG-93-1 (1994).
2) Posiva: “The Final Disposal Facility for Spent Nuclear Fuel – Environmental Impact
Assessment Report” (1999).
3) DOE: “Final Environmental Impact Statement for a Geologic Repository for the Disposal- 3-142 － 163 －JAEA-Research 2007-043

of Spent Nuclear Fuel and High-Level Radioactive Waste at Yucca Mountain, Nye County,

Nevada”, U.S. Department of Energy, DOE/EIS-0250 (2002).
4) �����������: “������������������������� (�� 15

�17 ��)”, �����������, JNC TN7400 2004-008 (2004).
5) ����, ����, ���, ����: “�����������������������
�����”, � 33 ��������������������, pp.445-450 (2004).

6) ����, ���, ����: “������������������������”, � 33��������������������, pp.277-282 (2004).
7) ����, ����, ����: “��������������”, ���� (1994).
8) Gautam, M.R., Watanabe, K. and Saegusa, H.: “Analysis of hydraulic pressure fluctuationin deep geologic formations in Tono area, Japan, using artificial neural networks”,
Journal of Hydrology, Vol. 282, pp.174-192 (2003).
9) ����, ����, ���: “MSB-2 ���MSB-4 ��������������2003 � 1
��2004 � 3 ��”, �����������, JNC TJ7450 2004-002 (2005).

0���������

20���������

40
60

�������
�����������������

80
100
120
140
160
180

6

8
pH

0

50

100

0

����������

50

100

����������

0

100 200 300����������

Fig. 3.2.7(3)-1�Monitoring results of groundwater chemistry before shaft excavation9)- 3-143 － 164 －JAEA-Research 2007-043

3.2.8� � 2 �������������������������� �����3.2.1 �� 3.2.7 ������� 1 ��������������� 2 ������

��������������������������������
(1)�����������������

� 1 ��������������������3.2.5(1)����������������

���������������Fig. 3.2.8(1)-1�Fig. 3.2.8(1)-2��
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���� 500m ������������������������������������

������Fig. 3.2.8(1)-2�
����������������������� 1,000m ������������������������

������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������Fig.3.2.8(1)-1 ������
����������������������������������������[ Step4 ]

B0_0
1
IF_S

IF_
SB
3_1

0

2

IF_S
B3_
09_0
1

15_
B3_
IF_S

8

Ve
n

_
IF
03
0_
SB

3
IF_SB

-200

Main shaft

Ventilation shaft

-100

Cr
os
ss
ec
tio
n

100

_13_2
IF_SB3200

NE

IF_SB3_02
IF_SB3_02_2
IF_
SB
3_0
9

SW
EL [masl]
300

Ma
tila

_13

Middle stage

IF_
SB
0

2_1
13_
B3_
IF_S

-400

IF_SB3_13_3

-600

13_2
B3_
IF_S
IF_SB3_02

-500

-700

Main stageft

LegendAkeyo/Hongo Formation
Akeyo/Hongo Formation basal conglomerate
Toki lignite bearing Formation
Toki lignite bearing Formation basal conglomerate
Toki Granite weathered zone
Toki Granite upper highly fractured domain
Toki Granite low angle fractured zone
Toki Granite lower sparsely fractured domain
Highly fractured zone along the Tsukiyoshi Fault
Fault (identified from boreholes and outcrops)
Fault (inferred from interpretations of lineament analysis and reflection seismic
surveys)

SB
3_
1
IF_

-900

ft

ha

9

-800

ha

ns

100m

_04

-300

in
s

tio

-1000

Fig. 3.2.8(1)-1� Predicted geological structures around the MIU facility (Step4)- 3-144 -－ 165 －

JAEA-Research 2007-043

IF_
SB
3_1
8

IF_S
B0_
03

IF_
SB
0_0
6

L03
_27
0

IF_
SB
3_1
8

IF
_S
B3
_2
2

IF_S
B0_
03

Northing (m)

IF_
SB
3_1
8

IF_S
B0_
03
IF_
SB
3_1
8

Northing (m)

IF
_S
B3
_2
2

IF_
SB
0_0
6

IF_
SB
3_1
8

Northing (m)

IF_S
B0_
03

B0_
03
IF_S

5
3_1
SB

1
B3_
IF_S
3_ 3

B3
_S
IF

14
3_
SB

GL-900m (Sub stage)

Legend

IF_
3_1
SB

_1
SB3
IF_

_
B3
_S
IF

22

IF_

3_3

14
3_
SB

GL-1000m (Sub stage)

IF_S

B0_
0
IF_ 3
SB
3_1
8

5

_1
IF_SB3_13_2_13_2
IF_SB3

Tsu
kiyo
shi
fault

Toki lignite bearingFormation
Toki lignite bearingFormation Basal conglomerate
Toki Granite upper highly fractured domain
Toki Granite low angle fractured zone
Toki Granite lower sparsely fractured domain
Highly fractured zone along the Tsukiyoshi Fault
Fault
�Coordinate : Tokyo datum� ��JGD2000

Fig. 3.2.8(1)-2�Horizontal sections through the Step4 Geological model (100 m intervals)- 3-145 -－ 166 －

2
_2

IF_

14
3_
SB
IF _

04
B0_
IF_S

IF_

Northing (m)

L03
_27
0
IF_
SB
0_0
6

_2
0
SB
3
IF
_S
B3
_2
2

IF_
SB
3_1
8

IF_S
B0_
03

IF_
SB
3_1
8

IF
_S
B3
_2
2

IF_
SB
3_1
8

IF_

IF_
SB
0_0
6

IF_S
B0_
03

Northing (m)Northing (m)

IF_
SB
0_0
6

14
3_
SB

Tsu
kiyo
shi
fault
_2_1
IF_SB3_13

Northing (m)

IF_

13_1

_13_2
IF_SB3

02
3_
SB
IF_

IF_SB0_01
13
3_
SB
IF_

5
3_1
SB

IF_
SB
3_1
8

5_2
3_1

3_3

B3_
IF_S

_1
SB3
IF_

B
IF_S

3
_1

14
3_
SB

7000.00
�6728.58�

21
B3_
IF_S

-69600.00
�-69250.87�

22

IF_SB3_09

Easting (m)6400.00
�6128.58�

IF_

IF_S
B0_
03

5
3_1
SB

3
SB

IF_

IF_
SB
0_0
6

IF_

IF_

2
15_
B3_
IF_S

IF_SB3_0
9_1

_
B3
_S
IF

GL-600m (Sub stage)

3_ 3GL-800m (Sub stage )

14

_2_1
IF_SB3_13
2
_13_2
02_
IF_SB3
B3_
IF_S

5

Northing (m)157000.00
�6728.58�

IF_SB0_01

02
3_
SB
IF_

3_1
SB
1
IF_SB3_13_2_

1
B3_
IF_S

14
3_
SB
IF _

IF_SB3_09_
1

3_
SB
I F_

1

4

IF_

13_1
_13_2
IF_SB3

IF_SB0_01

13
3_
SB

Northing (m)

3_
SB

1
02_
B3_

3_ 3

3_
B3_1
IF_S

1
B3_
IF_S

3_1
SB
IF_

3_
IF_SB

3_3

IF_

5

22

IF_

13

2_1
3_0

_1
SB3
IF_

-69600.00
�-69250.87�

-69000.00
�-68650.88�

Tsu
kiyo
shi
fault

08
B3_
IF_S

Easting (m)

04
B0_
IF_S

_
B3
_S
IF

IF_SB3_09

GL-300m (Sub stage)

21
B3_
IF_S

IF_SB3_09

7000.00
�6728.58�

21
B3_
IF_S

IF_SB3_15_2

3_
SB

B
IF_S
1
3_13_
IF_SB

22

IF_S

IF_SB3_13_2

5

IF_

3_1
SB

_02_2

IF_SB0_01
2_2
B3_0
IF_S
IF_SB3_13_2_1

02
3_
SB

IF_

IF_SB3_
IF

Easting (m)

02
3_
SB
IF_

3_1
SB

3_3

3_1
B3_1
IF_S

1
B3_
IF_S

IF_SB0_01

02
3_
SB
13
IF_
3_
SB
IF_

Northing (m)IF_

IF_SB3_15_2
IF_SB0_01_12
IF_SB3_13_2
02__13_2 SB3_
IF_SB3IF_
IF_SB0_01

IF_SB3_0
9_1

04
B0_
IF_S
-69600.00
�-69250.87�

IF_SB3_0
9_1

6400.00
�6128.58�
-69000.00
�-68650.88�

3_SB

7000.00
�6728.58�

7000.00
�6728.58�

21
B3_
IF_S

04
B0_
IF_S

13
3_
SB

IF_

2
02_
B3_
IF_S

22

IF_SB3_09

Easting (m)-69000.00
�-68650.88�

IF_

4
_1
B3
_S
IF

1

_2_1
IF_SB3_13_13_2
IF_SB3

13
3_
SB

_
B3
_S
IF

-69600.00
�-69250.87�

7000.00
�6728.58�

GL-500m (Middle stage)6400.00
�6128.58�
-69000.00
�-68650.88�

GL-700m (Sub stage)6400.00
�6128.58�

02
3_
SB
IF_

5

04
B0_
IF_S

7000.00
�6728.58�

IF_SB3_0
9_1-69600.00
�-69250.87�

3_2

14

3_1
SB

_13_

3_3

IF_

IF_SB0_01

02
3_
SB

04
B0_
IF_S

21
B3_
IF_S

04
B0_
IF_S

08
B3_
IF_S

Easting (m)IF__2
IF_SB3_15

_1
SB3

IF_

21
B3_
IF_S

13

6400.00
�6128.58�

-69600.00
�-69250.87�

Easting (m)6400.00
�6128.58�

21
B3_
IF_S

IF_SB3_09

GL-200m (Sub stage)

08
B3_
IF_S

Easting (m)-69000.00
�-68650.88�

IF_SB3_0
9_1

IF_SB3_09

GL-400m (Sub stage)6400.00
�6128.58�

04
B0_
IF_S IF_
SB
3_

1
B3_
IF_S

3_
SB
I F_

13_1

IF_

02_1 IF_SB3
B3_
IF_S

13
3_
SB

-69600.00
�-69250.87�

1
IF_SB3_13_2_

1
02_
B3_
B3_
IF_S

IF_

IF_SB3_0
9_1

21
B3_
IF_S

-69000.00
�-68650.88�

2_2
B3_0
IF_SB0_01
IF_S_2_1 _SB3_13_2
IF_SB3_13
IF

02
3_
SB
IF_

04
B0_
IF_S

-69600.00
�-69250.87�

7000.00
�6728.58�

7000.00
�6728.58�

-69000.00
�-68650.88�

02
3_
SB
IF_

IF_S

08
B3_
IF_S

Easting (m)

21
B3_
IF_S

-69600.00
�-69250.87�

5
3_1
SB
IF_

IF_SB3_09

GL-100m (Sub stage)6400.00
�6128.58�
-69000.00
�-68650.88�

IF_SB0_01

3_2

13

IF_SB3_02_2

_S
B3
_

1
B3_
IF_S

-69600.00
�-69250.87�

2
3_15_
IF_SB

IF_SB3_0
9_1

04
B0_
IF_S

IF

IF_SB3_13_2_1

21
B3_
IF_S

Easting (m)6400.00
�6128.58�
-69000.00
�-68650.88�

02
3_
SB
IF_

-69000.00
�-68650.88�

7000.00
�6728.58�

IF_S
B0_
03

Easting (m)6400.00
�6128.58�

JAEA-Research 2007-043(2)������������������������������������� ���������������
���� 0 �� 4 ���������3.2.1(3)�3.2.2(3)�
3.2.3(3)�
3.2.4(3)�3.2.5(3)���
���������������������������������

���������������������������������3.2.3(6)2��3.2.4(7)2��� 3.2.5(5)1�������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������
������������������������������������=0.8�����
�������������������������������������������
��
�Fig. 3.2.8(2)-1(a)���������������������������������
������=0.2�����������������������������������
�������� m ����������������������������������

������������������������������Fig. 3.2.8(2)-1(b)��
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������������
�����������������������������������3.2.6(6)2)���
�������������������������������������������
��������������� 1 ���������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������

�- 3-146 -－ 167 －

JAEA-Research 2007-043
N

A

A

Shab

Shab

Gara

Gara

HiyoshiShiz

HiyoshiTokiR

Tsukiyoshi

TokiR
Tsukiyoshi

Shiz

IF_SB0_01

IF_SB0_01
DH2FZ03/MIZ1FZ04

MIZ1FZ02

2D_MIZ1FZ06

2D_MIZ1FZ06

Drawdown (m)A(a) Horizontal section at depth of 500m

0A(b) Horizontal section at depth of 1,000m

100
200
300
400

S

N

(c) N-S cross section through the Shafts�A-A section�

500(a) Pressure relief factor: 0.8
N

A

A

Shab

Shab

Gara

Gara

HiyoshiShiz

HiyoshiTokiR

Tsukiyoshi
IF_SB0_01

TokiR
Tsukiyoshi

Shiz

IF_SB0_01
DH2FZ03/MIZ1FZ04

MIZ1FZ02

2D_MIZ1FZ06

2D_MIZ1FZ06

Drawdown (m)A(a) Horizontal section at depth of 500m

0A(b) Horizontal section at depth of 1,000m

100
200
300
400

S

(c) N-S cross section through the Shafts�A-A section�

N500(b) Pressure relief factor: 0.2
Fig. 3.2.8(2)-1 Drawdown distribution after URL construction- 3-147 -－ 168 －

JAEA-Research 2007-043(3)�����������������������������
��������������������������������������3.2.4(4)�������������������������������������������
��������������������������������� TOUGHREACT1),2)�
� PHREEQC3)���������������������

������������������������������������������
������� 8km��� 2km ������������������� 6.5m ���� 6 ������������ 1,000m ���������������� 29 ��2�500m��23 ������5cm�1,600m��������� 667 ���������������������
������������� 0.1MPa ��������������������������
����������������������������� 4)�������������
��������������������������������������

������������������������������������������
��������������������1 �������� 43kPa �����������
�������������������������������������������
������������������ 3 ������������������������

������������������������������� 20m ����������

�������������������������������������������
��������������pH�Eh ����������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������� 2 �����������������
���������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������
(4)�������������������������������
� 1 ����������������������������� 3 ����������
������3.2.4(7)1)���������������������������������A ��� CL �������������������������������������
��������� 3 �����������������Table 3.2.8(4)-1���������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
3 ��������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������� MBC ������������������������
������ 500m ����������������������Fig. 3.2.8(4)-1�Fig.
3.2.8(4)-2�����������������MBC ����������������Fig. 3.2.8(4)-3���
- 3-148 -－ 169 －

JAEA-Research 2007-043

��������������������������Fig. 3.2.8(4)-4�����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���Fig. 3.2.8(4)-3�����������Fig. 3.2.8(4)-5����������������
�������������������������������������������
������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������������1) T. Xu and K. Pruess: “Coupled modeling of non-isothermal multi-phase flow, solutetransport and reactive chemistry in porous and fractured media: 1. Model development

and validation”, Report LBNL-42050, Berkley, California: Lawrence Berkeley National(1998).
2) T. Xu and K. Pruess: �Modeling Multiphase Non-Isothermal Fluid Flow and Reactive
Geochemical Transport in Variably Saturated Fractured Rocks: 1. Methodology”, Am. J.

Sci., 301, p.16-33, (2001).
3) D. L. Parkhurst and C. A. J. Appelo: “User’s guide to PHREEQC (Version 2) – A computer
program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse

geochemical calculations”, Water-Resources Investigations Report 99-4259, USGS p.312,(1999).
4) ����, ����, ����, ����: “����������������������
�����”, �����������, JNC TJ7400 2005-001 (2005).

Table 3.2.8(4)-1 Average of physical / mechanical properties (MIZ-1)
���������� ������������ ���������
�������
�����������
�������
��������
�����������
��
�����
�����
�����

���������
�������������
�������������
��������
��������
���

����

����

����

����

����

����

����

����

����

�����

����

����

����

����

����

����

�����

����

����

����

����

����

�����

����

����

����

����

����

����

���������
���������������

��������
��������
�������

��������
�������
������������
��������
���

�

����

����

����

�����

����

�

����

����

����

�����

��

����

����

����

��

����

����

��

����

����

���������������������������������������������������������������������������
����������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������������������
������ �������������������������� �����������������
������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������

- 3-149 -－ 170 －

JAEA-Research 2007-043

�Fig. 3.2.8(4)-1 Direction of horizontal gallery

80.3m
80.3m

N
E
W
S

76.5m
z
y�N45�E�

x�S45�E��Crack tensor model and virtual fracture model�

Fig. 3.2.8(4)-2� Example of analysis mesh��- 3-150 -－ 171 －

JAEA-Research 2007-043(a)

No Excavation Damaged Zone

Includes Excavation Damaged Zone(b)

No Excavation Damaged Zone

Includes Excavation Damaged Zone

�

Fig.3.2.8(4)-3� Distribution of rock displacement (Class CH)(a) MBC model, (b) Crack tensor model and virtual fracture model

(a)

(b)

Fig. 3.2.8(4)-4� Distribution of fracture aperture based on MBC model (Class CH)(a) No Excavation Damaged Zone, (b) Includes Excavation Damaged Zone

(a)

(b)

Fig. 3.2.8(4)-5� Increase in hydraulic conductivity based on Crack tensor model and virtual
fracture model (Class CH)(a) No Excavation Damaged Zone, (b) Includes Excavation Damaged Zone

- 3-151 -－ 172 －

JAEA-Research 2007-043

3.3� ���������������

�����������������������3.2.1 �� 3.2.6 ������������

�������������������������������������������
�������� 1 ����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������
������ 1 �����������������������������������
�������������������������������������������
���������������� 8 ��������������������������
����������������������������
3.3.1� ����������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������� 3km ��������
�������������������� 100%���������������� 1)���
������������������� km ����������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������1 ��� 1 �������������������������
������������������������������ 2)������������
�������������������������������������������
������������������������������
������������������� 1 ��� 1 ������������������
������� 100�3,000m ���������� 472 �����������������
�������������������������������������������
������������������������������������������(��������)��������� 300�1,000m ��������������������
������� 400�1,000m ���������Fig. 3.3.1-1 ����������
Table 3.3.1-1���������������������������������������������
������ 300�400m��������������������������������
��������������������������������������������
����20�60m �����������������������������������
���������������������� m ��������������������
��������������������������������������������
�������������������������������Fig. 3.3.1-2 ������
- 3-152 -－ 173 －

JAEA-Research 2007-043

������
��������� m ���������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������������Fig.
3.3.1-3����������������������������������� m��� m����������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������� m��� m ���������������������������
�������������������������������������������
���������������

Fig. 3.3.1-1�Lineament length frequency distribution2)

Table 3.3.1-1 Lineament length defined from 1:10,000 scale aerial photographs2)
Class

PossiblePartly possible *1

Difficult *2

May be impossible *3

Basement Rock

300~1,000m

Over 1,000m

100�300m

Under 100m

Mizunami Group

400~1,000m

Over 1,000 m

300�400m

Under 300m

�1 It is possible to define, but estimation of continuity is difficult.
�2 Scale of lineament that can be interpreted in some case.
�3 Scale of lineament that can be hardly interpreted.

- 3-153 -－ 174 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.3.1-2�Comparison between lineament analysis and other investigation results2)- 3-154 -－ 175 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.3.1-3�Cumulative frequency distributions � lineament and fracture lengths2)

3.3.2� ������
(1)��������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������
������������������������������ 10�20m �� 2�5m ����������������������� 3)���������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������Fig. 3.3.2-1(a)���
����������������������������
���������������������� 0 ����� 2 ��������������
�������������������������������������������

- 3-155 -－ 176 －

JAEA-Research 2007-043

�������������� 4),5)���������������������������
��������������������������� S/N�Signal / Noise�������
����������������������������������
���������������������������������� NMO�Normal

Move Out��������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������� NMO ��������������

�������������������������������������Fig. 3.3.2-1(a)�
�������������������������������Fig. 3.3.2-1(b)������

�������������������������������������������
������� 4)�
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������Fig.3.3.2-2(a)���������������������Fig.3.3.2-2(b)���
����������� Fig. 3.3.2-2 ��������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������� 6)����������
�������������������������������������������
������������������Fig. 3.3.2-2(b)�������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���(2)��������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������� 6),7)����������������������������m ���������������������������������������������
����������������������������������������2,000
��5,000�m������Fig. 3.3.2-3�
������������������������������������������
��������������������������� 7)���������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������� 3 �������������������Fig. 3.3.2-4��
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
- 3-156 -－ 177 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������
(3)�������� VSP ���������� VSP �������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������ VSP �������������VSP �������������������
VSP �����������������������������������������
�����������������������������������������Fig.
3.3.2-5(a)�8)��������������������������������� VSP ������� 3 ������������������ 2 �����������������

VSP �����������������������������������������
���������Fig. 3.3.2-5(b)����������������������������
�������������
���������������� VSP �����������������������
�������������������������������������������
�����������������

Fig. 3.3.2-1 Comparison between reflection seismic profiles (1)4)- 3-157 -－ 178 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.3.2-2 Comparison between reflection seismic profiles (2)6)

Fig. 3.3.2-3 Result of electrical surveying7)- 3-158 -－ 179 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.3.2-4 Interpretation of resistivity profile7)

Fig. 3.3.2-5 VSP Stacked section8)(a) VSP stacked section using vertical component of 3-component geophone (Right fig.)(b) VSP stacked section using horizontal component of 3-component geophones (Left fig.)- 3-159 -－ 180 －

JAEA-Research 2007-043

3.3.3� �������������������
�������������������������������������������
��������������������������� 9)���������������
������������������������ 10)������������������
�������������������������������������������
�����������������������
���������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������ 9)������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������� MIU-4 �����

���������������������������������� 2��������

��������������� 3��������������������� 11),12),13)���
�������������������������������������������
�������������������3.3.6 ���������3.3.7 �����������3.3.8
������������������������������������ Fig. 3.3.3-1 ��������������������������������������������
������������������������������3.3.5 �����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��� Fig. 3.3.3-2 ���������������������������������PI:

Principal Investigator���������������������������������
�������������������������������������������
�������������� 14)�- 3-160 -－ 181 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.3.3-1 Overview of the MIZ-1 borehole investigation program 13)- 3-161 -－ 182 －

JAEA-Research 2007-043

SectoralPI

SectoralPI
Hydrogeochemistry

Control PI : Summary of the R & D

SectoralPI

Hydrogeology

Control PI : Investigation Activities

SectoralPI

GeologyControl PI : Research Program

Rock
EngineeringGroup Leader : Responsible for R & D

PI: Principal Investigator

Fig. 3.3.3-2 Organization control for the promotion of R & D activities in MIU project14)

3.3.4� ����������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������� 9)��������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������� Table 3.3.4-1 ����
(1)���

������������� 5 1/2”�� 135mm���������������� 9),15)��

������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
������������������3.3.7 ����������� 120mm �������
����� PQ ������������������������������MIU-4 ������ PQ �������������3.3.4(6)��������������������
������ 5 1/2”�� 135mm���������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
������������������������������������������
���������������
�������������������������������������������
������������������������
�������������������������������������������
- 3-162 -－ 183 －

JAEA-Research 2007-043

������������������������������������������
������������������������������������������
����������������������������������������
(2)����������
������������������������������������������
������������������������������ 3 ����������MIZ-1�������������������������������������������
������������� 1,000m ��������������������������
����� 1 �������������������������������������

��������������� 4 ���������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������3.2.4 �������
��������������� 250m �������������������������
������������������������ 460m ���30m ��� 1.5 ������

����������������������� 78 ������������������
����������������Fig. 3.3.4-1 ������9),13),14)�
(3)������������

MIZ-1 ���������������������������������������
�������� 500m ������������ 90�������������Fig. 3.3.4-1
������
�������������������������� 350m ��������
������������������� MWD ���������������������
������������������������� 16),17)���������������Fig.
3.3.4-1 ���������������������������������������
495m����������������������������������������
���������������������������������������Fig. 3.3.4-1

������9),14),17)�MIZ-1 �������������������������������
�������������������������������������������
����������������������� 9),17)�
(4)���������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������
���������������������������������
MIZ-1 ����������� 920m �� 980m ������������������Fig.
3.2.4(2)-1 ��������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������ 15)������������������
- 3-163 -－ 184 －

JAEA-Research 2007-043

���������������������������������������� 17)�(5)�������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������
������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
15)�

������������������������������������������
����������������������������������3.3.8 ����(6)���������

���������� MIU-4 ������� 790m ������������������
�������������������������������������������
�������������������������� 3 ��������� 18),19)�����
����������� MIU-1 ����������������������������
������������� 1.5 �������������� 20)�������������

�������������������������������������������
��������������������������������
(7)�����������
�������������������������������������������
�����������������������������������pH ������
�3m ����������������MIU-4
���MIU-3 �����������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������pH ���������������������������
�������������������������������������������
��������������������������MIZ-1 ��������������
�������������������������������������������
�������������� 15)�(8)�����������
������������������������������������������
���������������������� 90%�������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
- 3-164 -－ 185 －

JAEA-Research 2007-043

�������� 18)����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������� 9)���������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������

Table 3.3.4 -1 Basic specifications for the deep borehole investigation9)

Borehole
diameter

Above 5 ½”

Casing program

Multistage drilling

Drilling water

Fresh water tagged with fluorescent dye

Control for the
drilling water

Monitoring for fluorescent dye concentration and loss of
drilling fluid during drilling

CoringTriple-barrel drilling method with an acrylic inner core
barrelBorehole
protection

Fluid loss

Plugging with LCM (Lost Circulation
Material, e.g. cellulose)

Collapse

Partial cementing

Large scalecollapse

Installation of casing pipes and fullholecementing- 3-165 -－ 186 －

JAEA-Research 2007-043

Main shaft
Ventilation shaft

Planned drilling locus(Initial program)
Actual drilling locus(before improvement)����������

Planned drilling locus(after improvement)����������

��������
� locus
Actual drilling(final result)����

Topographic map: 1/1,000 (made by JAEA)

Fig. 3.3.4-1 Planned and actual drilling locus of MIZ-1 borehole investigation9)

3.3.5� ������
������������������������������������� 21)����
���������������������������������������
������������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������
�����������������������
�����������������������������������������������
���������������������� 22)�������������� 23)�����
������������������������Fig. 3.3.5-1��������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
���������������������� 24)�- 3-166 -－ 187 －

Fig. 3.3.5-1�Identification of fracture zone intervals using the principal component analysis based on geophysical logging data (DH-15)

JAEA-Research 2007-043－ 188 －

- 3-167 -JAEA-Research 2007-043

3.3.6� ������
������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������ 2����� 3 ������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������������� 25)����� 2����� 3 �������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������������
26),27),28)�Fig. 3.3.6-1�
���������������������������������

��������������� 10-8 m2 s-1 �����������������������
�������� 29)����������������������������� 2 ����������������������������������� ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����
����
�����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������

- 3-168 -－ 189 －

JAEA-Research 2007-043

Fig. 3.3.6-1�Results of fluid logging and hydraulic test in 500m borehole

3.3.7� ������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������� 10-12�10-3 m2 s-1 ������ 30),31)������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�� 16)�
���������������������������� 32)�������������
��������������������� mm ��������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
- 3-169 -－ 190 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������Fig. 3.3.7-1(a)�Fig. 3.3.7-1 (b)���������������
���������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��: Fig. 3.3.7-2���� 33)������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������� 34)�����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������
Flowmeter
Flowrate Regulator valve�����������

Flowmeter
���

motor
����

Pump

�����

�������
Pump Packer

Roter
����
�����
StaterPacker
����

(a)

(b)

Fig. 3.3.7-1 (a) Schematic Figure of Pump Packer (b) Schematic Figure of Cavity pump- 3-170 -－ 191 －

JAEA-Research 2007-043

Packer inflation
PSR
Low permeability
Very low

PW

PW

High permeability

Low to intermediate

SW

SW

SWS

SWS

RW
RWS
PW

Packer deflation

PSR:Static Pressure Recovery
PW:Pulse Withdrawal
SW:Slug Withdrawal
SWS:Pressure Recovery after SW
RW:Constant Rate Withdrawal
RWS:Pressure Recovery after RW

Fig. 3.3.7-2 Sequential hydraulic test�
3.3.8� ������������������
������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
������������MIU-1�2�3 ��������������1,000m�������
�������������������������������������������
������������������������������� m3����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������� pH ����������������������
������������������������������������� 1������
�������������������������������������������
������ 35),36)�����������������������������������
��������������
������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������� 2 ���������������������������

�������������������������� pH ���������������
���������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
- 3-171 -－ 192 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������
������������������������������������������
�������� 35),36)���������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������� 37)�������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������
�������������
���������������������������������
3.3.9� ��������
������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������� 38)���������GPS�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������ AE�Acoustic emission���DRA�Deformation rate analysis���DSCA
�Differential Strain Curve Analysis���������������������� 1 �������������������
������������������������������������������
������������������������������������ 1 ������
�������������������������������������������
������
�����������������������
���������������
�������������������������������������������
�������������� 39)����������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
- 3-172 -－ 193 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
����������������
������������������������������������������
�����������������������������������������Fig.
3.3.9-1����������������������������������������

� 1,000m ��������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������
��������
�����������������������������
�������������������������������������������
����� 3 �������������������������������������
�������������������������������������������
���������������� 40)��������������������������
�������������������������������������������
������ 6 ��������������
������������������������������������������
����������� 200m�250m �������������������������
������������� 200m�250m �����������������������
�������������������������������������������
�������Fig. 3.3.9-2�
������������������������������
41)����������� ����������3.2.4(7) 1)�����������������������������
�������������������������������������������
����(1)Strain gauge cell(2)Cementing tool
400~600mm(3) Upper cell(Pressure container)
860mm

�30mm

�45mm
�SI cell��triaxial strain cell�

Data logger
Magnetic compass, Clinometer
Lithium battery

Fig. 3.3.9-1�Outline of the new stress measurement equipment41)- 3-173 -－ 194 －

JAEA-Research 2007-043

02SE-04, 240m
Strain (microstrain)

500
400

ch8 ch3 ch2 ch6
ch7

ch5

ch5

ch4
ch1

300

ch6
ch3
ch2

Bottom of pilot hole

200
100

ch7

0
ch8

-100
0

200

400

600

800

Time (sec)Fig. 3.3.9-2�Measured stress relief curves41)

3.3.10� �������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������� 42)�����������������������������
����������������������������������� �����������������������������������������
�������������������������������������������� �����������������������������������������
���������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������� � � � � GEOMASS � GEOLOGICAL MODELLING ANALYSIS AND SIMULATIONSOFTWARE���������� 43)��� GEOMASS �������������������������� EarthVision®����������������������� Frac-Affinity ��������Fig. 3.3.10-1��
EarthVision®��Dynamic Graphics, Inc.������������������������
��������������� 44)�Frac-Affinity ��EarthVision®�����������
������������������������������������� 45)�������������������������������������������
�������������������������������������������
������
������������������
��������������������
����������������������������������������

- 3-174 -－ 195 －

JAEA-Research 2007-043(a)EarthVision®����

EarthVision®������������������������������������

�������������������������������Sellafield�Nirex��Wellenberg

��� Yucca Mountain �USGS�USDOE����������Nagra��Äspö HRL�SKB�
���������������������������� 46)�EarthVision®������
�������������������������������������������
��������������������������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � Frac-Affinity � � � � � � � � ��Frac-Affinity Export�������EarthVision®�� Frac-Affinity �����������
��������������(b)Frac-Affinity Interface ����Frac-Affinity Interface � EarthVision®������������ Frac-Affinity ������ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � Frac-Affinity Interface �
EarthVision®�������������� Frac-Affinity ����������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������(c)Frac-Affinity �������������

Frac-Affinity ������������������������������������
����������������������EarthVision®���������������
����(d)Frac-Affinity ����Frac-Affinity �����������������������������������
��������������������������������Fig. 3.3.10-2�����
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��� 47),48),49)������������������������������������
�������������������������������������������
��������
����������3.2 ������������������������������
�������������������������������Fig. 3.3.10-3�������
�������������������������������������������
��������������������Fig. 3.3.10-3�����������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������
�������������������
����������������������Fig. 3.3.10-3��������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
- 3-175 -－ 196 －

JAEA-Research 2007-043

����������������������������

Input data file
- Hydraulic parameter- Grid resolution data

EarthVision®
- Geological modelling

Frac-Affinity Export
Frac-Affinity Interface- Parameter setting

Frac-Affinity- Constructing 3D grid automatically- Hydrogeological modeling- Groundwater flow analysis

Frac-Affinity Interface- Making the output file for visualisation

EarthVision®
- Visualisation of the output

Fig. 3.3.10-1 GEOMASS system working flow

Rock
Rock

Deterministic
Deterministic

Stochastic
Stochastic

Fig. 3.3.10-2�Schematic of the constituent components of a hybrid medium- 3-176 -－ 197 －

JAEA-Research 2007-043
�N

EL. (m)500

EL. �m����S�Log k [m s-1]

0

-4.0
-500

����

-5.0
�����

-6.0
-1000

-7.0
-8.0
00

-1500

m)

(m
)

640
0

E-W
(

-6
8

80

-10.0

680

0

720

0

NS

600
0

96
00

0

0

-6
80

-9.0

-11.0

�����
��

��

�
��
��
EW
�m
�

-6

-2000
560

�����

Geological model

�

��
��

�
��

�
��

�
��
��

S
N-

�
��
��

�
�m

Hydrogeological modelN
Head �m�
280

EL. �m�
500

260
0

240

-500

220

60
00
EW

�m
�

64
00

200
180

NS

56
00

68
00

72
00

-69
60
0

-2000

-6
88
00

-1500

�m
�

-6
80
00

-1000

160

Result of the groundwater flow simulation

Fig. 3.3.10-3�Geological / hydrogeological modeling and visualization of the groundwater flow
analysis result by using GEOMASS system (Step 4)

3.3.11� ������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������
���������������
������
�����
�
�����
�
����������� 4 ���������������������
�������������������������������������������
������������� 14)�����������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������3.3.3 ������������������������������� 3 �- 3-177 -－ 198 －

JAEA-Research 2007-043

����������MIZ-1 ������������������������������
�������������������������������������������
����������������� 15)�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��� 9)���������������������������������������
��������������MIZ-1 ��������������� PDPC�Process Decision
Program Chart������������ 15)������1) ����, ����, ����: “���������������������”, ����,� 33 � 3 �, pp.25-34 (1992).
2) �����, �����: “�����������������������������
������������”, �����������, JNC TN 7400 2004-007 (2004).

3) ���������: “��������������������������������
����������������� VSP ������”, �����������, JNC
TN7410 2005-003 (2005).
4) ����, �����, ���, ����, ���: “������������������
����”, �� 14 �����������������������, pp.31-36 (2002).

5) �����, ����, ����, ����, ����, ����, ���, ����, ���,���, ����, ����, ����, ����, ����, ���, �����, ����,����, ���: “�������������� (�� 14 ��)”, ����������

�, JNC TN7410 2003-006 (2003).
6) �����������: “���������������������������� 15�����”, �����������, JNC TN1400 2004-007 (2004).
7) ����, ����, �����: “�������������������������
�, �������� VSP ���������”, �����������, JNC TJ7400
2005-009 (2005).
8) ����, �����, ���, ����, ����, ����: “������������
�������������������������”, ������� 110 � (�� 16����)����������, pp.129-132 (2004).
9) �����������: “����������������������������–�� 17 ������� ����� ����������”, �����������, JNC
TN1400 2005-014 (2005).
10) ���������: “����������”, ��, pp.139 (2004).

11) Ota, K., Nakano, K., Metcalfe, R., Ikeda, K., Amano. K., Goto, J., Takeuchi, S., Hama, K.
and Matsui, H.: “Working Programme for MIU-4 Borehole Investigations”, Japan Nuclear
Cycle Development Institute, JNC TN7410 99-007 (1999).
12) Goto, J., Ikeda, K., Kumazaki, N., Mukai, K., Iwatsuki, T., and Hama, K.: “Working- 3-178 -－ 199 －

JAEA-Research 2007-043

Program for Shallow Borehole Investigations”, Japan Nuclear Cycle Development
Institute, JNC TN7400 2002-005 (2002).

13) Nakano, K., Amano, K., Takeuchi, S., Ikeda, K., Saegusa, H., Hama, K., Kumazaki, N.,

Iwatsuki, T., Yabuuchi, S., and Sato, T.: “Working Program for MIZ-1 Borehole

Investigations”, Japan Nuclear Cycle Development Institute, JNC TN7400 2002-008(2003).
14) ���, ����, ����, �����, ����: “���������������2002
���2004 ������������������������������������
�����”, �����������, JAEA- Evaluation 2007-001 (2007).

15) �����, ����, ����, ����, ����, ����, ����, ����: “�������������������������”, �����������, JNC
TN7400 2005-023 (2005).

16) Takeuchi, S. and Ota, K.: “Working Program for MIZ-1 Borehole Investigations: Revisionof Working Program after Phase IV”, Japan Nuclear Cycle Development Institute, JNC
TN7400 2005-010 (2005).
17) ����, ����, ����, ����: “������������������MIZ-1 ���”, �����������, JNC TJ7440 2005-091 (2005).

18) ����, ����, ����, ����, ���, ����: “�������������

�MIU-4 ���”, �����������, JNC TJ7440 2002-008 (2001).
19) ����, ����, ����, ����, ���, ����: “�������������
���”, �����������, JNC TJ7440 2002-009 (2001).

20) ����, ���, ���, ����, ����, ����, ����: “���������
��������MIU-1 ���”, �����������, JNC TJ7440 98-001 (1998).

21) National Research Council: “Rock fractures and fluid flow - contemporary understanding
and applications -”, National Academic Press, Washington D.C., pp.551 (1996).
22) �����, ����, ����, ����, ����, ����, ����, ���, ����: “������������������ NIED �����”, ����, vol.56, no.6,
pp.401-414 (2003).
23) Ollson O.,ed.: “Site characterization and validation - final report: Stripa Project”, TR
92-22, Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co., Stockholm (1992).
24) ����������: “����������������”, ���������� 16 ������������, pp.247-250 (2004).
25) Tsang, C.-F., Hufschmied, P. and Hale, F.V.: “Determination of Fracture Inflow
parameters with a Borehole Fluid Conductivity Logging Method”, Water Resources
Research, vol.26, No.4, pp.561-578 (1990).
26) ����, ����, ����, ����: “����������������������
���”, ����� 58 �����������, pp.413-414 (2003).
27) Takeuchi, S., Shimo, M., Doughty, C. and Tsang, C.-F.: “Identification of theWater-Conducting Features and Evaluation of Hydraulic parameters using Fluid Electric
Conductivity Logging”, Proceedings of the Second International Symposium on Dynamics
of Fluids in Fractured Rock, pp.349-354 (2004).
28) ����, ����, ����, Chin-Fu Tsang: “�������������������
������������”, � 33 ��������������������, pp.451-456- 3-179 -－ 200 －

JAEA-Research 2007-043(2004).
29) ����, ����: “�������������������������������

���������������������������”, ���������� 2005
��������, G018-P002 (CD-ROM) (2005).

30) ����, ����, ����: “�����������������������”, �����������, JNC TN7450 2005-010, (2005).
31) ����, ����: “�����������������������”, �������
����, JNC TN7450 2005-011, (2005).
32) ����, ����, ����, ����, ���: “1,000m �����������”, ������� 1995 ����������, pp14-19 (1995).

33) ���, ����, ����, ����: “�����������������������
����������������������������������”, �����,Vol.117, No.10, pp.785-793 (2001).
34) ���, ����: “�����������������”, ������� 2003 ����������, pp32-35 (2003).
35) ����, ����, ����, ���: “�����������������������
����”, �����������, JNC TN7520 2003-001 (2003).

36) ����, ����, ���: “�������������������������”, ����, 46, 4, pp.232-236 (2005).

37) Ota, K., Takeuchi, S., Ikeda, K., Horimoto, S., Amano, K., Yabuuchi, S., Fujita, Y.,

Iwatsuki, T. and Furue, R.: “An Overview of the MIZ-1 Borehole Investigations during
Phase III: MIZ-1 Progress Report 03-02”, Japan Nuclear Cycle Development Institute,

JNC TN7400 2005-001 (2005).
38) ����: “���������������”, �����, Vol.114, pp.834-844 (1998).
39) ����, ����: “1,000m ��������������������“, �����’98���������(A)��, pp.41-44 (1998).
40) ����, ���: “�������������������������������“,����, Vol.26, No.2, pp.80-83 (2004).

41) Nakama, S., Sato, T. and Kato, H.: “Status of study on in-situ stress in the Mizunami

Underground Research Laboratory Project”, Proceedings of the 40th U.S. Rock Mechanics
Symposium, Alaska Rocks 2005, CD-ROM 05-887 (2005).
42) �����, ����, ����, ����: “���������������������
�����”, �����������, No.4, pp.101-110 (1999).
43) � � � , � � � � , M.J. White, P. Robinson: “ � � � � � � � � � � � � � � � ��GEOMASS �������������������”, ������, � 44 �� 2 �,

pp.105-123 (2002).
44) Beims, T.: “3-D Structural Modeling Mitigates Risk”, The American Oil & Gas Reporter,
Nov.1997 (1997).
45) White, J. M., Humm, P. J., Todaka, N., Takeuchi, S. and Oyamada, K.: “GEOMASS:
Geological Modelling Analysis And Simulation Software For The Characterization Of
Fractured Hard Rock Environments”, Proc. the third Äspö International Seminar,
Oskarshamn, June 10-12 1998, SKB Technical Report, TR-98-10,233-242 (1998).
46) McEwen, T.: “The Scientific and Regulatory Basis for the Geological Disposal of- 3-180 -－ 201 －

JAEA-Research 2007-043

Radioactive Waste”, Chapter 8, pp.239-320, John Wiley & Sons (1995).
47) Hewett, A. T.: “Fractal distributions of reservoir heterogeneity and their influence on
fluid transport”, SPE 15386 (1986).

48) Peitgen, O. H. and Saupe, D: “The Science of Fractal Images”, Springer-Verlag (1988).

49) Saegusa, H., Takeuchi, S., White, J. M. and Inaba, H.: “Modeling of Heterogeneous
Hydraulic Conductivity Field Using Fractal Theory”, The 7th International Conference onRadioactive Waste Management and Environmental Remediation (1999).

- 3-181 -－ 202 －

JAEA-Research 2007-043

3.4� ���
������������������������������������������
��������������������������������
������
�������
��������������������������������������������
����������������� 1 ������������ 0 ������ 4 �����
�������������������������������������������
����������� ������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������������� 1 ���������������������������������������������
��- 3-182 -－ 203 －

JAEA-Research 2007-043

4.� �����������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������
��������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������
������������������������������������
�������������������������������������������
������
��������������� 1 ���������������������
�������������������������������������������
���������� 2 ��������������������������������

������������������������������������� 3 �����
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������� EDZ ������������������������������
����������������� 1),2)������������������������
�������������������������������������������
�������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������
������������������������������������ 1 �����

��������������������� 3 ���������������������
���������������������������������
4.1� � 1 ���������������������
4.1.1� ���������������������������������������������
������������� 1 �����������������������������
�������������������������������������������
�������������� 1 ����������������������������
���������������������������������������� 1 ����������������������������������������
������������������������������������������
������������������������������������� 1,000m ���������������������������������������������
�������� 500m ��������DH-2 ���������������������
�������������������������� 1,000m ��������������
������������ MIU-1 ���������������������������
����������������������������� 3 �������� 0 ������- 4-1 -

－ 204 －

JAEA-Research 2007-043

����� 1 ���������������������������� 200m �����

�����MSB-1�2�3�4 ������� 1,300m �������������MIZ-1 ������������������������������������
�����������
�������� 2 �� 3 ������
����������������������������������� 2 ������

�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������
�������������������������������
������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������
4.1.2� ����������
������������������������������������������
������������������������������������������ 3������������2 ������������������������������
������������������������� 3),4)�Fig. 4.1.2-1 ����������
��������Table 4.1.2-1 �� Table 4.1.2-2 ��������������������
����������������������������5)�����������������
��� 2 ���������������5 �����������������������

���������������������������������7.3m�� 5 �����
����� 40m ������
4.1.3� �����������������

(1)��������
������������������������������������������
Fig. 4.1.3-1 ��������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������
������������������������� 2 ����������������
�������������������������������������������� 6)������� 7)���������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������
(2)�������������
1)����
������������������������� Fig. 4.1.3-2 �����������
�������������������������������������������
� DH-2 ������ 500m�
������������������������������
- 4-2 -

－ 205 －

JAEA-Research 2007-043

��� MIU-1 ������ 1,000m������������
�������������3.2.4(2)��������������� 1,300m ������
MIZ-1 ����������������������� 3 ����������������
�������������������������������������������
���������
������������������������������ 8)�����
2)�����
�������3.2.1(7)�������������� 9)�����������������
Table 4.1.3-1 �������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������vp������������������Vp�������k=(Vp/vp)2���

�����������m����������� B ��m×k��CH ��(m��)×k��CM ��(m�2�)×k��������������������CL �������������������
�����������D �������������������������������

����������������������3.2.4(7)������� MIZ-1 �������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������� Table 4.1.3-2 ������������������� 3.2.1(7)���������� AN-1�MIU-2 �� MIU-3 ��������������������������Fig. 4.1.3-3 �������������

������������min ������������������������V �����
��������������������min �������max ������ 2 �������
�����������������������������������V��min��max�
1�1�2 ��������������3.2.4(7)���� MIZ-1 ��������������
��������Fig. 4.1.3-4 �������������� 600m �������������

������� 600m ���������������������������������
�min ��������V ����������������max �������min ���� 1.7
���������������� 600m ����������max ��������V �������������������min �������max ���� 65%������������
�������������������������� 600m ��������������
��������������������������������������� Table
4.1.3-3 ����3)������
�������������� Table 4.1.3-4 ����������������������
������������������4.1.3-1���4.1.3-2�10)���������������
������������������������������������������
20 ��������� 1 �����������

f 'c �t � �(4.1.3-1)td �i � f 'ck
a � btEe �t � � ��t �� 4.7 � 10 3 �(4.1.3-2)

f 'c �t �- 4-3 -－ 206 －

JAEA-Research 2007-043

���� f ' c �t � ��� t ���������������� [N mm-2]� � � � � � � � f ' ck �������������� [N mm-2]� � � � � � � � t ��� [�]i ������������ [�]�i�28
a, b ������������������������a�2.9�b�0.97

d ��� 28 ������� 91 ������������������d(28)�1.07
E e �t � ��� t ������������ [N mm-2]

��t ����������������������������������
������ 3 ����0.73

4)�����

����1 ����� 1.3m ���� 2 ���� 2.6m ������������������
�������������������������������������������
�� NATM �������������������������������������
��������������� NATM ��������60%����������� 80%��������������������������������������������
� 80%������������

�������� NATM ���������������������� 60%������

(3)����������������

������������������������������������Fig. 4.1.3-5�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������max��� Table 4.1.3-1 �� Table 4.1.3-2 �������������0���������������

1)�����
������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������f ’ck/4�������
2)��������
�������� NATM �����������NATM ����������������
�������������������������������������������
�����������������������������������
3)��������������
����������������NATM �����������������������
�����������NATM �����������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������

- 4-4 -

－ 207 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�����������������������������������������f ’ck/4�

����������������������������f ’ck/1.3������������
��������������������������
4)�����������������

����������������������������� Fig. 4.1.3-6 ������ Fig.

4.1.3-7 ����������������������������������������������
������������������������������� 6)�������� 7)���������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������� Table 4.1.3-5 ����(4)����������������
1)���

��������������������������������������� Fig.
4.1.3-8 ��������������������Fig. 4.1.3-7 ��������������
�������� A-A����������������������������������

�������������������������������������������
������������������������
������������������������������� 200�1,000m�200m ��������������� 200�500m�100m ��������������������
���������������������������������������� CM �� CL �� 2 ��������� B ��CM ��CL �� 3 �����������������
�������������������������������������������
���3.0m�3.0m������4.0m�4.0m�5.0m�5.0m�8.0m�6.5m ��� 4 �����
�������������������������������������������
������������������������ Fig. 4.1.3-9 ����������� 3.0m
�������� Fig. 4.1.3-10 ������������������������������������������ f ’ck�24 MPa����������������������������������� f ’ck�40 MPa�����������������
������������������������������������������
�������������������4.1.4 ����������������������
������������������������������������
��� 63.2�175.2m

��� 826.2�1,025.0m
�����������������CL ������������������������
���������������������������4.1.4 ��������������
��������������������������������������������
��� 450�1,000m
������
���������������������������������������� f ’ck- 4-5 -

－ 208 －

JAEA-Research 2007-043

�18MPa��������������������������������f ’ck�36MPa������������
������������������������������������������
�������������������4.1.4 ����������������������
�������������������������������������������
����
��� 100m

��� 900m�970m

��� 1,000m
�����������������������������������
�� B ��� CM ������������������������������������
�����������������450m ���������������������
�����������������������������������
�� CL ��������������� 200m ����������� 260m ��������

���� 380m ��������������� 460m ����������������
�����������������������������������������
�� 300m ������ 100cm �� 90cm ���������� 400m ������ 10cm

�� 12.5cm�H125 ������������ 85cm ���������� 500m ������ 15cm�H150��������� 80cm ���������������������

�����������������������������������������
����������������������������
2)������
������������������������������������������
������������������� NATM ��������������������
������������������������
������������������������������������������
��������������������
��� 100m
������������������������������������������
��f ’ck/4������������������f ’ck/1.3�����������������
�������������������������������������������
���������������������������������� m ���������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��
��� 900m�970m�1,000m

������������������f ’ck/4������������������f ’ck/1.3�
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����

- 4-6 -

－ 209 －

JAEA-Research 2007-043(5)�������������������������
������������������������������������������
� 0 �������������� 3 ����� 2 ��������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������� 0 ���������������
�����������������������������
�������������������� 0������������ 3��������
�������������������������������������������
� 0 ����������������������� 3 �������������� MIZ-1�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������
������������������������������������������
������ �����������������������������������������
�����������������������������������������
��������������������������� �����������������������������������������
�����������������������������������������
������������������������������������������
�����������������������������������������
���������� �����������������������������������������
��������������

4.1.4� ��������������������������
� 2 ����������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������� 3 ����������������������
����������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
����������Fig. 4.1.4-1 ����������������������������
�����������������������������
������������������������������ 2 �����������
�������������������������������������������
- 4-7 -

－ 210 －

JAEA-Research 2007-043

������������������������������������������
3.3mm�����3.1mm������������1.8mm�����0.6mm ��������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������Fig. 4.1.4-2 ����������������������������
���� 10 ��������������������

������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������ K=10-8 m sec-1 ������

����������������������
�������������3.2.1(7) 2)���
��������������� 2 ��������������� 11)�����������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������
4.1.5� ��������������������

������������ 1,000m ��������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������
���������� 2 ������ 12)������������������������

������������������������FEM ����������� 13),14)���
�������������������������������������������
��������
������������������������������������������
�������������������������������������Fig. 4.1.5-1�������������������������������������������
��������������������������� Fig. 4.1.5-2 ����������
�������������������������������������������
��������������������������� 478gal �������
�������������������������� 1/2�2/3 �������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������� KIK-net ������������
����� 1,500m ���������������������������� 615m ��������������� 15)������������������������������
�������������������������������� Fig. 4.1.5-2 �����
- 4-8 -

－ 211 －

JAEA-Research 2007-043

������������������������������� 0.97�0.88 �������

������ 0.66 �����������������������������������
����������������������������� 2/3 ������� 350gal������������ 1,500m �������������� 0.86 ������� 0.66 ������������� 0.97�
������ 0.88���������������

�����������������������FEM ����������������
�������������������������������������������
������ �����������������������������������������
�����������������������������������������
�� FEM ������������������������������������
���������������������������������������� ������������������������������������������
�����������������������������������������
�����������������������������������������
��������
������������������������������������������
������������������������������������ 2 ������
�������������������������������������������
�������������������������������������
4.1.6� ��������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������Fig. 4.1.6-1 �����������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������
�������������������������������
������������
��������������������������������������������
����������������������������������������Fig.
4.1.6-2 �����������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�� 3 ����� 1.5m ���� 3 ���������������������������
- 4-9 -

－ 212 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
��������������������������������������������
������������������������������� 16)�����������
�������������������
4.1.7� ����������
(1)�������������������
1)�����
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�� 17)����������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������
����������������������������������� Table 4.1.7-1�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������
��������������������� Fig. 4.1.7-1 ������ 500m ������
�������������������������������������������
������������������� 500m ���������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
2)����������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
- 4-10 -－ 213 －

JAEA-Research 2007-043

������������������������������������������
Fig. 4.1.7-2 ���������������
���������������������������������
����������������������������
���������������������������������
�������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������� GIS�Geographical Information
System:���������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������� GIS ��������������
�������������������������������������������
������
������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
���������������������������������Fig. 4.1.7-3 �����
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������
(2)���������
�����������2 ���� 1,000m ����������������������

�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������� 3),18),19)�
������������� 4 ��������������������������� 12�������������������������������������������
�����������������������Fig. 4.1.7-4 ���������������
����������������� 12 ������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������Fig. 4.1.7-5�20)�

����������������������������� Group5����������
�������������500m �������� Group4���������������
�������������������������������������������
- 4-11 -－ 214 －

JAEA-Research 2007-043

����������
������������������������������������������
��������������
����������
���������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
NATM ����������������������������������������
�������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���
4.1.8� �������
(1)�������
������������������������������������������
��������������������� 1,000m ���������������
������������ 1,000m ������ 2 ��������������������
��������
�������������������������������������������
���������������������������
��� 1,000m �����������������1,000m ���������������
������������������
���������������������������������������
(2)��������
������������������������������������������
����� 7.8 ha ���������������� 1.2 ha ���������������
�����������
(3)�������
������������� 200m ��������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������(4)��
������������������������������������������
�������������������������������������������
��2003��� 15�� 3 ���������������2009 ������������� 500m�
������������������������ 1,000m ������������
(5)����
��������������������������������� 9)��������
- 4-12 -－ 215 －

JAEA-Research 2007-043

������� Fig. 4.1.8-1 ����(6)������

����Fig. 4.1.8-2 �������������������3 �������������

���1)�����
������������������������������������������
�������� 9.0m�������� 10.5m ���������������������
�������������������������������������������
�����2)�����
������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������� 42.0m����������� 51.0m������� 35.0m

����������� 45.5m�����������������������������
��������1 ��� 1.0m �����������������������������
���������������
3)�����
����������������������������������������
�������� 1 ���������������������������������
�����1.3m ��������� 2 ���������2.6m ��������������
�����������������������������������������1.3m
�������������������������������������������
��Table 4.1.8-1 ����������������������� 1 ������� 3 �������� 500m �������������������
�������������������������������������������
������������������������������� 2 �����������
�������������������������������������������
�������

- 4-13 -－ 216 －

JAEA-Research 2007-043

Table 4.1.2-1 Overview of Shafts

Aims

Depth
DuringDiameter excavation
Final

Main Shaft
Ventilation Shaft
�To reach depth of investigation galleries
�To confirm Phase �geological model�To confirm the validity of the support plan
�Mucking route from
�Ventilation system forgalleries to the surface
shafts and galleries
�Transport route for�Space for new hoist cage
construction and researchequipment
1,025 m1,010 m
7.3 m

5.3 m

6.5 m

4.5 m

Table 4.1.2-2 Overview of Galleries
Main Stage

Middle Stage

Research Galleries

Sub Stage
�Connect both shafts

�Main investigation
�Space for excavation
stage to understand the �Measuring station to�Main investigationand investigation
observe for rock massgeological impact
Aims stage at GL. -1,000 m
equipment
depend on the depth at behavior around EDZ ofdepth (MIU target depth)
GL. -500 m (Half depth Main and Middle Stage �Additionalof MIU target depth)
investigation galleries
for depth dependentstudies
Depth
1,000 m
500 m
472m, 528m, 970 m
every 100 m
Length
770 m
770 m
240 m
32 m

Table 4.1.3-1 Rock Properties used in Initial Design
UnconfinedGeology

GraniteSedimentary RockRock Class Unit Weight Compressive
Strength

[-]
B
CH
CM
CL
D

-3

�� [kN m ]
26.0
26.0
26.0
18.8
18.8

qu [MPa]
116.36
89.74
63.12
6.40
1.37

Young's
Modulus

Poisson's
Ratio

Cohesion

E [GPa]
35.6
30.1
24.5
2.15
0.628

��[-]
0.35
0.35
0.35
0.31
0.38

C [MPa]
18.9
14.6
10.3
2.10
0.449

Internal
FrictionAngle��[deg]
53.9
53.9
53.9
23.5
21.5

�� [%]

CriticalShearing
Strain�� [%]

0.33
0.30
0.26
0.30
0.22

0.44
0.40
0.35
0.39
0.30

Critical
StrainTable 4.1.3-2 Rock Properties used in Revised Design
UnconfinedGeology

GraniteRock Class Unit Weight Compressive
Strength

[-]
A
B
CH
CM
CL

-3

���[kN m ] qu [MPa]26.3
143.0026.2
151.11
26.3
181.3025.9
174.6723.4
71.83

Young's
Modulus

Poisson's
RationCohesion

E [GPa]
50.6
50.3
49.3
50.5
20.9

��[-]
0.29
0.27
0.27
0.18
0.24

C [MPa]
39.7
39.2
34.3
37.6
25.2

- 4-14 -－ 217 －

Internal
FrictionAngle��[deg]
51.10
52.53
52.43
49.30
30.10

���[%]

CriticalShearing
Strain���[%]

0.28
0.30
0.37
0.35
0.34

0.36
0.38
0.47
0.41
0.43

Critical
StrainJAEA-Research 2007-043

Table 4.1.3-3 Initial Stress Condition used in Revised Design
Depth

VerticalStress[m]
200
400
600 upper
600 lower
800
1000

�� [MPa]5.20 (1.00)
10.40 (1.00)
15.60 (1.00)
15.60 (1.00)
20.80 (1.00)
26.00 (1.00)

Geology

GraniteMinimum
Horizontal
Stress�� [MPa]
5.57 (1.07)
11.14 (1.07)
16.71 (1.07)
11.83 (0.76)
13.49 (0.65)
15.16 (0.58)

Maximum
Horizontal
Stress���[MPa]9.39 (1.81)
18.78 (1.81)
28.17 (1.81)
17.21 (1.10)
20.51 (0.99)
23.81 (0.92)

Table 4.1.3-4 Properties of Support Materials used in Design
SupportMemberCompressive
StressShort TermLong Term

Young's
Modulus

Poisson's
Ratio

f'ck [MPa]f'ck/1.3 [MPa]f'ck/4 [MPa]E [GPa]

��[-]

24
40
18
36

13.8
27.7

6.0
10.0
4.5
9.0

8.81
11.4
3.4
6.0

0.20
0.20
0.20
0.20

Concrete
Liner
Shotcrete

SupportMemberMaterial

Steel
SupportRock Bolt

Allowable

DesignStrength

Allowable
Design Strength Young's
Tensile Stressof Rock Bolt
Modulus

Poisson's
Ratio

[MPa]

[kN]

E [GPa]

��[-]

SS400

160

-

210

0.30

SD345

-

120

210

-

Table 4.1.3-5 Tentative Support System proposed for Main Part of Shaft
GeologyRock Class

Sedimentary
Rock

D
CL
CM
CH
B

GraniteConcrete
Liner
Thickness

Steel
SupportH-125

400 mm-Table 4.1.7-1 Ventilation Network Analysis in case of Fire
Location of Fire
Main Stageand
Middle Stage
Lower Part of MainandVentilation Shaft

Upper partof Main Shaft

State of fire condition

Means of escape
Main Shaft and Middle
Maintain operational airflow conditions.
Stage will be safe area. It is
Smoke-laden air will exhaust via Vent
possible to escape from the
Shaft.
Main Shaft.
Smoke-laden air will exhaust via Vent
Shaft. Some back-flow of smoke laden Recommended option is to
air into sub-stage and into whole URL wait in a refuge station but
may occur. Incremental increase inescape via Main Shaft using
heat and gas concentration is
O2 mask will be Possible.
expected to be low.
Smoke laden air will exhaust throughthe Vent Shaft via the Middle Stage.
Same as above.
Gas flow into the whole URL will takeconsiderable time.

- 4-15 -－ 218 －

JAEA-Research 2007-043

Table 4.1.8-1 Cycle Time for Shaft Sinking (eg., Main Shaft, granite, rock class B, GL. -500 m)

1st Day
2nd Day� � � � � � � � � �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� � � � � � � � � � �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� ��

Activity���

Drill & Blast����

Mucking

����

Liner
Research (Shaft Wall
Observation)
Equipment
Maintenance����Manpower Change���������������������

Ventilation
shaft(�4.5m)Sub
stage

Mainshaft(�6.5m)
40m

100m

Middle stage
GL-500m

Sub
stage

Main stage
GL-1000m

Layout of shafts and galleries
Maximum depth�1,025�
Main stage�depth of 1,000m
Middle stage�depth of 500m
Sub stages�every 100m
Specification of shafts•Access : Shaft•The number of access shaft�2 shafts•The interval of access shaft�40�
•Shapes�Circle•Inner diameter :Main shaft : �6.5m
Ventilation shaft : �4.5m

•
•
•
•

Fig. 4.1.2-1 Conceptual Design of Mizunami Underground Research Laboratory- 4-16 -－ 219 －

JAEA-Research 2007-043(1)Research into
applicableanalysis
methods

Investigate desgin and analysis
methods in published literture

Investigate analysis parameters(2)Select analysis
method and support
systemInformation obtained from surfacebased Investigation Phase(Phase �)

Select suitable analysis method
for geological environment in
MIU

correlative

Select and organize analysis
parameters

Optimize tunnel size forconstruction and research
activities
Support system based on
experience
Evaluation using selected analysis parameters
Recommend rock support system(steel,concrete liner, shotcrete,rock bolts)(3)Investigate
assessment
methods forevaluation of rock
support system

Investigations and recommendations
on stability of cavern and support
systemInvestigations and recommendations
on measurement and monitoring
conditions

Fig. 4.1.3-1 Flow Chart for Assessment of Rock Support System Stability

Fig. 4.1.3-2 Location of Boreholes around Mizunami Underground Research Laboratory Site

- 4-17 -－ 220 －

Depth GL.- [m]JAEA-Research 2007-043

LegendTsukiyoshi
Fault

� Maximum horizontal stresswhen pore pressure is taken into
consideration
� Maximum horizontal stresswhen pore pressure is neglected� Minimum Horizontal Stress
Overburden Pressure

Tsukiyoshi
Fault

Fig. 4.1.3-3 In Situ Stress Measurements (Shobasama site)�� Minimum Horizontal Stress�������
�������������������
GL-600m�-1000m:
�����������������
f(x)=(8.19E+2+y)/1.20E+2����������
� Maximum Horizontal Stress
GL�GL-600m:f(x)y/2.13E+1����������������������������
GL-600m�-1000m:
�������������
f(x)=(4.43E+2+y)/6.06E+1
�������
X:Stress������������������
Y:Depth�������������
����������
���������������������������
�������������
X: X
Stress
: ��
Y: Y
Depth
: ��
��
GL�GL-600m:f(x)y/3.59E+1������
Depth
GL.- [m]

���

���

���

���

����

����
�

�

��

��
��
��������
Stress
[MPa]

��

��

Fig. 4.1.3-4�In Situ Stress Magnitudes used for Revised Design based on MIZ-1 Measurements- 4-18 -－ 221 －

JAEA-Research 2007-043

Planning rock support
system at gallery/shaft
intersections

3-D FEM analysis

2-D FEM analysis

Estimate disturbanceand stress ingallery/shaft
intersections

Estimate stressin support
systemEstimate stress in support system

Rock mass��max

Incorporate excavation disturbance inintersections into design of support system

Planning general
shaft and gallery

Implementationof 2-D FEM
analysis

Revision of
support systemdesignMeasurestress in support
systemO.K.

N.G.

Establish thesupport systemdesign

Revised rock
support systemdesignMeasurestress in support
systemN.G.

O.K.
Interim support system design
Estimate of stress in shotcreteat f’ck/4 and below:design forpermanent structure
Establish thesupport systemdesignabove f’ck/4:design for
temporary structure
Planning
concrete lining
designFig. 4.1.3-5 Flow Chart -Investigation of Gallery Stability- 4-19 -－ 222 －

JAEA-Research 2007-043

Depth
��
GL.-[m]
���

�

Main
�
�
Shaft
�

Ventilation
�
�
Shaft
�

0
-28

�����������
Draft Fan Shaft
A-A section-100

Sub-Stage���������������������
A-A section (100m interval)-175.2-200

A-A section: 3.0�3.0m
B-B section: 3.5�3.5m
C-C section: 5.0�5.0m
D-D section: 2.2�2.2m
E-E section: 6.5�8.0m
F-F section: 4.0�4.0m

-300

-400

-470

����������

F-F
sec.
�����

-500

Middle������������������������
Stage A-A, B-B, C-C, E-E section-528����������

-600��������������������

Ventilation Shaft 4.5m Diameter-700�������������������
Main Shaft
6.5m Diameter

-800

-900
�����

-970

����������

�����

-1000

������������������������
Main Stage
A-A, B-B, C-C, E-E section

F-F sec.

Fig. 4.1.3-6 Investigation Sections for Mechanical Stability in Galleries(vertical X-section)
C
C
C
C

D
D

B
6.65m
C B

B

Main-shaft
5.65m

A

B
B
F

F

A
C B
Ventilation-shaft

E
E

B
B

Refuge Station����������������
MiddleStage Loop
Main Stage Loop

Fig. 4.1.3-7 Investigation Section for Mechanical Stability in Galleries- 4-20 -－ 223 －

JAEA-Research 2007-043
����Ventilation
Shaft
���
Rock
�� Depth�Class�� GL.���
[m]
0

���
Main
Shaft

�������
Stress Levelof Support system *1
f’ck
f'ck
24

f’ck
f'ck
40
40

f’ck
f'ck
40

f’ck
f'ck
24
24

10.5

��

�

160
175.2

���
�

�

�
�

�
���

���
�

��

�
�

�
���

��

�

�

262.2

�

�

�

�

309.2

�
��

28

�

100

�

200

�

300

�

400

�

�

144

247.2

��

262.2

��
��

�

��

466.2

466.2

��

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

482.2

470.0
500

�

�

�

�

�

�

�

�

�
�

528.0

576.2

�
�

576.2

826.2

598.5

��

600

�

700

�

800

�

900

�

�

826.2

�

�
899

��

911

972.5

B-B wide
B-B���

�

�

��

E-E
E-E

��

435.2

�

C-C
C-C

��

�

435.2

598.5

F-F
F-F

175.2

�

��

B-B
B-B

359.2

�

482.2

A-A
A-A

124.2

�

359.2

��

85

309.2

�

��

���
Galleries

Stress Levelof Support system *1�������

234.2

247.2

��

0

��

�

234.2

��

Depth
��
GL.���
[m]

63.2

100
124.2

0
9.0

�

�
63.2

�

Depth
���
��
Rock
�
GL.��
���
[m] Class

�

�

972.5

��

970

��

1010.0

1000

�
�

�

1025.0Fig. 4.1.3-8 Summary of Requirements for Shafts and Galleries in the Initial Design
�1� Stress Level of Support��� : Rock Mass-below Critical Shear Strain,
Support System Members-below Allowable Stress�� : Rock Mass-above Critical Shear Strain,
Support System Members-below Allowable Stress�-a : Rock Mass-below Critical Shear Strain,
Support System Members-above Allowable Stress � ��-b : Rock Mass-above Critical Shear Strain,
Support System Members-above Allowable Stress- 4-21 -－ 224 －

JAEA-Research 2007-043

������������
�����

�

Critical Shearing Strainof CM Class Rock Mass
0.41 %

Critical Shearing Strain�����������
�����of CL Class Rock Mass

���

���

� GL.� � � �[m]Depth

� � �[m]�Depth�GL.-

���

���
Shear
Strainin������
Rock Mass

CL CClassL��
CMClass
CM

��
Rock
Class

���
���

�����

0.43 %

���
���

�����
���

�����

�����

�����

�

���

���

���

��� ��� ������ ���Maximum
Shearing Strain [%]�����������

���

�

�

���

���

���

�

� �GL.�� �[m]DepthNot Use for Support���������

���

���

���

���

���

�

Allowable �����
Stress160 MPa������

���

Stress on
�����
Steel
Support���

Maximum
Shearing Strain [%]�����������

���
���
���

�����
�����
�

�

���
���
���

���

Design ������
Strength
f’ck = 24
MPa
�����

���

� � �[m]�Depth�GL.-��� � �[m]
Depth
GL.-

Stress on��Concrete������Liner

�

Design Strength������
f’ck = 24
MPa
�����

���

��

���

Maximum Stressof Steel Support [MPa]��������������

���

Design������
Strength�����f’ck = 40MPa���������

���
���

�����

�����

�����

�����
�

�

�
�
�
��
��
Maximum Compressive
Stress of Lining Concrete [MPa]�������������������

�

�

�

�

�

��

��

�������������������Maximum Compressive
Stress of Lining Concrete [MPa]Plastic Zone: above critical shear strain�����������������
Zone requires High Strength Concrete:above allowable stress in normal������������
concrete

Fig. 4.1.3-9 Revised Sttress and Strain in Typical Sections of the Shafts based on Site SpecificData- 4-22 -－ 225 －

JAEA-Research 2007-043

Rock��Class

B B�Cand CMM�Class�CCL�
L Class������ � [m]
�
Depth
GL.-

��
� � [m]
�
Depth
GL.-

���
���

�����

���

CriticalShearing Strain of CL Class����������������
Rock Mass 0.43 %

���

�
��

���

���
Shear
Strainof������
Rock Mass�

CriticalShearing Strain:���������������
B Class 0.38 %����������������
CM Class 0.41%

���
���

�����

���
���
���

���
�

���

���

���

Maximum�����������Shearing Strain [%]

���

�

�

���

�

���

�

Maximum
Shearing Strain [%]�����������

�

���

�

����� Stress 160 MPa
Allowable������

���

Stress on�����Steel Support��� � [m]
�
Depth
GL.-

���
���

���������
Not
Use for Support

�����

���
���
���
�

�

��

Design���������
Strength117.7 kN

� �GL.� � �[m]Depth

� GL.� � �[m]
�
Depth

���

���

���

���

���

Design������������
Strength176.5 kN

���

���

���

������

���

���

���

�

�

��

���
���
Maximum Axial
Force onRock Bolt [kN]������������

������
��������Design Strengthf’ck = 18 MPa

���

�

��

���

�
�
��

���

���

Maximum Axial
Force ofnRock Bolt [kN]������������

���

Design Strength������
�����f’ck = 36
MPa

���
���

��
� � [m]
�
Depth
GL.-

Depth
� �GL.� � �[m]

���

���

���

Stresson���
Shotcrete������

���

���

���

Axial Force������
onRock Bolt����

Design���������
Strength117.7 kN�����Maximum Stressof Steel Support [MPa]��������������

���

���

���

���

�����

���

���

���

���
�

�

�
�
�
��
��
Maximum Compressive
Stress of Shotcrete [MPa]������� ������������

�

�

�

�

�

��

��

Maximum Compressive
Stress of Shotcrete [MPa]�������������������

Plastic
Zone: above critical shear strain�����������������
Zone requires revised support members:size&spacing of steel support, high������������
strength rock bolt and shotcreteFig. 4.1.3-10 Revised Stress and Strain in Typical Sections of the Galleries based on Site SpecificData- 4-23 -－ 226 －

JAEA-Research 2007-043
Shaft excavation

Geophysical exploration(Regional geological survey)

Geological mappingon shaftwall
�Record data

Borehole investigation

Geometry of fracture

Rock mass classification
Observation

�Rock mass classification
by CRIEPI�RMR & JH-style �No

Checking supports

�Strike and dip
�3-D distribution of fracture�

No

Acceptable design?

Yes�Key-block estimation�

Convergence

Rock mass
displacement

Rock bolt
axial stressStress of
shotcrete

Estimation of final
displacement�
Evaluation of EDZ�Within thecontrol value?

Within thecontrol value?

Planning
countermeasures
Modification ofcontrol value

Stress of
supports

Yes

Yes

No
Modification of
supports andcontrol value

Groundwater
Stress of
inflow
concrete lining

Within thecontrol value?

No

No

Carry out analysis?

No

Lab. test on
samples

Crystalline rock
mass?

No

Planning pumping
systemModification ofcontrol value

Yes
Rock bursts?

Investigation of rock burst
Planning of monitoring
Measurement of rock stress�

Comparison

Comparison
AnalysisPlanning
countermeasures

Measurements?

Comparison

Measurement

Yes

Unstable block?

� � Yes�Modification of
supportPlanning
countermeasures,
pumping system

Simple analysis

�Mechanics � Inverse analysis
�Hydraulics � Theoretical analysis (Well hydraulics)

� Mechanics � Elasto-plastic analysis�
Detailed analysis �Hydraulics� Seepage flow analysis�

Synthetic geological assessment

Expansive rock mass?

Evaluate expansion ofrock mass
Continue B-measurements
Continue shaft excavation

� Additional items to basic measurements

Fig. 4.1.4-1 Flow Chart -Rock Mass Assessment for Shaft Excavation�������
������

�������
������

�����

�����

(a) Using actual measurement values� � � � � � � � � (b) Using 10 times value of actual
Measurement values
Fig. 4.1.4-2 Distribution of Local Safety Factor- 4-24 -－ 227 －

������������������������������ �������������
��������������������������
�����������������
�����������������������
���������������
���������
������������������������������
��������������
���������
����������������
����������� ���������������������

�

���
0.2
0.02
����

0.001 cm0.1
���0.01 cm������
��������������
����������� ����������������
��������� ���������������������(a) Historical Earthquake Spectrum

1�

0.1 cm5������

0.1 cm5�

������������������������������ �������������
���������� ����������� �������
���� �����������
�������
������
�����������
��������������
������
����������������� �������
��������
����������� �������
������
�����������
�������
������������������������������
������
�����������������������������
���������������� ���������
������������������������������
���������������� ���������
������������������������

��
��
��

������
��������������

�1

��
��

�
��
��
��

0.01 cm

�
��
��

0.1
���

��
��
��

�
��
��
��

0.001 cm

�
�
�
���
10
�
�
��
�
�
�
�
�
� �1

��
��
�

��
��

��
��
�

�
�
�
� 10
��
�
�
��
�
�
�
�
�
� 1

������������������������

������������������������

��
��
�

��
100
�� ���
�

100
���

���
0.2
0.02
����

1000 Gal

10000 Gal

��
��
��

h=0.05

��
��
��

�

������

������
h=0.05200
���

1000 Gal

��
��
��
�

10000 Gal

h=0.05

��
��
��
��

������

������
200 h=0.05
���

��
��
��
�

��
��
��
��

JAEA-Research 2007-043(b) Active Fault Spectrum

Fig. 4.1.5-1 Historical Earthquake and Active Fault Spectrum for Investigation

���

��

�
�
�
�
�

� � � � ������������� � � � ����������
����
����
� � � � �����������������
�����4 ���������������������

�������������������

�������������������

�
�
� �
�
�

�

���

����
����

��

� � � � � ������������ � � � � ������������������ � � � � �����6 �����������
���������
�� [s]

�

��

���

����
����

���

������

���[s]���������(a) Hatori Point(depth 1,500m)(b)Kamaishi-Mine Point(depth 615m)
Fig. 4.1.5-2 Vertical/Horizontal Spectrum Ratio- 4-25 -－ 228 －

��

JAEA-Research 2007-043

Choice of tunnel prediction techniques with determine
rock condition before tunnel advance�Select a suitable technique�Improve technique�Incorporate into construction cycle
�Apply predictive technique

Strategy to prevent or deal
with unexpected high water inflow
Standard grouting method
Other techniques
�Methods
�Revise drainage plan� �Drainage with borehole�Standard for injection
�W/C ratio
�Revise excavation plan
�Planning

Investigation for range of grouting area

Fig. 4.1.6-1 Countermeasures for Unexpected High Water Inflow
Predicted inflow

prediction
technique not
optimized

Inflow duringshaft excavation
grouting

Pilot borehole andgeophysical logging

noyesConcrete bulkhead
construction

prediction
techniqueoptimize

Predictionof inflownogrouting
yesPre-excavation grouting

Shaft
Excavation
with dewatering
Injection fromboring station

Injection fromshaft bottom

Fig. 4.1.6-2 Grouting Flow Chart- 4-26 -－ 229 －

JAEA-Research 2007-043

Main fanDoor(close)
Door(open)

Main
shaft

Ventilation shaft

Ventilation system
Using shaft and gallery
Middle stage

Fan & Duct ventilation

Main stage

Fig. 4.1.7-1 Ventilation System based on Ventilation Network Analysis

Fluctuating data
Personnel and visitors
in underground

Observation equipment
�Man location(Personal Handy-phone,
ID tag, TV monitor)
�Meteorological data
(temperature, humidity,
barometric pressure)�Ventilation data(wind velocity, temperatureand humidity, differential
pressure)�Facility operation(ON/OFF, trouble)
�Data about water(water quality, volume,
treatment)

Administrator
judgment

Information
management system
�Ventilation information system
�Meteorological data
monitoring system
�Underground access control
system�Equipment control system
�Management system for water
inflow into shafts and galleries

Fixed data
�Coordinates of shafts
and galleries�Data associated withshafts and galleries
�Facility data
Electronic
instruction manual

Information
management function
Information
Processing/analysis
system�Analysis system
�System for trouble detection
�System for pinpointing
the location of trouble
�System for analysis of
the fire impact

Information for disasterprevention�wind velocity, temperatureand humidity, differential
pressure�CO,smoke,CO2
�Meteorological data
�Personnel & visitors location
data
Status indication
�Data associated with shafts
and galleries
�Rock properties
�Facility arrangement andassociated data
�Condition of facility
operation
Information in emergency

Disclosure ofInformation on WEB
Web site

Total management
system for information
data base

Visitor education
function

Emergency Information
�Location of fire, temperature
�Real time information on
emergency site�Optimum refuge route�Situation of refuge�Indication of option

GIS system

Data Base�DB for ventilation
�DB for trouble patterns
�DB for ventilation control
�DB for fire analysis

Operational
condition
Information in real time

Training function
Analysis function

Quasi-emergency data

Optimum refuge routeFig. 4.1.7-2 General Conception of URL Total Control System- 4-27 -－ 230 －

Emergency
response system
�Call time�Call labor standards
inspection office�Notify local community
�Disclosure of information
�Self-organized rescue
scheme/rescue plan
�Disaster recovery countermeasures and assessment
Condition of ventilation andfumes
Condition of facility
Condition of roof andsupport system
� Plan for restoration

Control and direction
function
Evacuation procedure(place, route)�Notification to all members
�Individual directions (PHS)�Direction using audio visual
deviceVentilation control
�Opening and closing ofventilation door
�Opening and closing ofventilation door damper
�Ventilation using main fan
�Local fan control
Fire extinguishing system
�Sprinkler in action
�Fire extinguisher discharge
indicator
Refuge area
�Maintain fresh air & watersupplyJAEA-Research 2007-043

Fig. 4.1.7-3 3D-Display Sample of Refuge Route in Tono Mine (blue line)
Group2
ExceedMeasurement
Criteria

Crack/Peeling of
Shotcrete

Group6

�

Poor Quality ofSupport/Lining

Rock
Deformation

� Group1

�Group4
Unexpected
High Water
InflowRock Burst�

Injury/death toGroup3
Facilitydamagedby Blasting

Personnel & Visitors�Group5

�
Machinery or
Facility failure

Damage to
Structures

Earthquake
Fire Disaster
duringEarthquakes

�FireDisaster
Facility Damaged
by Falling Objects

Consideration
Separately

LEGEND
Correlative Events

� Weak Correlative Events
Fig. 4.1.7-4 Risk Correlation- 4-28 -－ 231 －

JAEA-Research 2007-043
35

2.2
0.6

Delay
of work(day)
Delayof work
(day)

30
25
20

19.1

5
0

19.1

16.1

15
10

2.2
0.6

2.2
0.6

2.2
0.6

19.1

Group 7
Group 6
Group 5
Group 4
Group 3
Group 2
Group 1
2.2
0.6

17.7

5.1
0.8

3.6

0.4

3.8

4.8

1.2
0.8
2.7
1.5

0.5
0.8
2.7
1.7

C(plan)A(plan)�(measures� �(plan��(plan��(plan� A(measures)B(plan)Areaof construction
Area ofconstruction

D(plan)�(plan�

6.3

0.8
0.4

0.8
2.7
0.8

A area; 0 to 300m depth
B area; 300m to 500m depth
and middle stage
C area; 500m to 1000m depth
D area; Middle and Main stage

Group1;Rock burst+ injury/death to personnel or visitors
Group2;Exceed
measurement criteria+rock deformation+crack/peeling of shotcrete+ injury/death to personnel or visitors
Group3;Facility damaged by blastingGroup4;Unexpected high water inflow+ injury/death to personnel or visitors
Group5;Facility damaged by falling objects+machine/facility failure+fire disaster+ injury/death to personnel or visitors
Group6;Poor quality of support/lining
Group7;Injury/death to personnel or visitorscaused by the other hazards
in Group 1,2,4 and 5

Fig. 4.1.7-5 The Result of Risk Evaluation (Delay of Work)

Main-shaft House(soundproofed)
Ventilation-shaft House(Soundproofed)
Concrete-mixing
plant

Hoist room

Hoist room
Mizunami
UndergroundResearch
Laboratory
OfficeFacilities for effluent treatment
Construction Contractors’ office
Power House (with back-up generator)

Fig. 4.1.8-1 Layout of Surface Facilities- 4-29 -－ 232 －

JAEA-Research 2007-043

July2003�

Shaft
��
Entrance���Construction

Around 2004

Around 2006

Shaft
��
Exca���
vation����
10mbglSedimentary
Overburden����
50mbgl�
180mbglGraniteBasement

�
200mbgl��

Fig. 4.1.8-2 Construction of Mizunami Underground Research Laboratory- 4-30 -－ 233 －

JAEA-Research 2007-043

4.2� ����������
������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������1997 �������������������������
������������������������� 21)�����������������
�������������������������������������������
���������������������������������Table 4.2-1 �����
���������������������������������
��������������
�������������������������������������������
���������������
� 1 ���������������������������
� 2 �����������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������
4.2.1� �������
� 1 ������������������������������� 1km ���� 7 �������������������������������������� 10 ���������������������������������
� 2 ����������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������
4.2.2� ��������������

� 1 ����������������������������������������

�������������������������������������������
200m���������� 100m�� 2 ������Table 4.2.2-1 �������������� JIS ���������������������������������������
������������������������������
� 2 ����������������������������������������
���������
4.2.3� ��������������� 1 ������������������������������

�������������������������������������������
2 ������������������������������������������
���������������������������������������
(1)������
���� 3 �������������������������������������
������������� 1.3km�
������������������������� 0.8km�
�� 3 ����������������������������������������
- 4-31 -－ 234 －

JAEA-Research 2007-043

��������������������������������
����������� 10 ���� PC ������������������������

��������������������� 3 ���� 0.01m3 sec-1 ������������
� mm hour-1 ��������������������������������

(2)��������
������������������������ 10 ����������������

�������������������������������� 1 ����� 9 ������������������ 10m ��� 7 ����� 10m ��� 3 ������

������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������

- 4-32 -－ 235 －

JAEA-Research 2007-043

Table 4.2-1�Range of Factors for Environmental Impact Assessment and Possible Issues due to
MIU Construction
Potential Issues at the MIU Construction Site

Environmmental Factors for the Environmental Impact
Assessment
Air Quality
Noise Level
Atmosphere

Preserve the
NaturalEnvironmet

Vibration
Odor
Others
Surface Water
Quality
Sediment Quality

Water
Groundwater
OthersBedrock & Soil
Conservation and Preserve the
Biodiversity of the Natural
Environment
Human Interaction

Other Environmental Aspects

Expected Condition

Monitoring�
Excessive noise due to blasting and otherconstruction activities
Strong vibrations due to blasting and otherconstruction activities��
Decrease in water quality as water flows
into shaft�River and stream sediment quality affectedby drop in water table and reduced run-off
Drawdown of groundwater fromgroundwater inflow into the shafts
Decresed river flow due to drawdown of
water table

Topography,
Modification of toporography
Geology
Ground�
Soil�
Others��
Vegetation
Biological�
Ecosystem�Preserve Natural
Changes of landscape by development ofState ofMIU site and surface facilities
LandscapeGreen Space�
Material excavated during underground
Waste Materials
construction(muck pile)
Greenhouse Gases
�

Table 4.2.2-1 Water Quality and Sediment Analysis
Analytical Test Areas
Water Quality
Sediment
AnalysisContent
test
ElutionBasic tests
Biological
tests
Health tests
Basic tests
Health tests
Health tests

Items totest
5

Samplesneeded2

Analyses
to do
2

7

2

2

26
11
23
26

2
2
2
2

1
1
1
1

�

- 4-33 -－ 236 －

�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�

JAEA-Research 2007-043

4.3� ���
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������� 3 ��������������������
�������������������������������������������
������������������� 2 ���������������������������
������������������������������������������
������������������������������������������
������
�����������������������
��������������
����������������������������� 0 ������������
�������������������������������� 3 ���������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������� 2 ����������������
������������������������������������������
���������������������
�������������������������������
�������������
������������������������������������������
�����������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
������������������������������������������
����������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������
�����������������������������1) �����������: “������������� ������������ 1 �����”, �����������, JNC TN1410 2001-001 (2001).
2) �����������: “���������������”, �����������,

3)

4)
5)
6)
7)

JNC TN7410 2001-018 (2002).
����, �����, ���, ����, ����: “�� 1,000m ������������
�������”, �����������, �������, No.20(2003.9), pp.31-43(2003).
����, ����, ����: “�� 1,000m ���������������������
�����”, �������, vol.35, pp.1-12 (2004).
����: “����������������
����”, ��������������(1996).
��������: “NATM �������”, p.339 (1996).
������: “�������������”, p92 (1997).
- 4-34 -－ 237 －

JAEA-Research 2007-043

8) ����: “��������������”, ��� (1964).
9)����: “AN-1 ����� MIU-1 ��������������”, ����� 55 ��������, CS171 (2000).
10) ����: “����������������”, pp.52�53 (2002).

11) ����, ����, �����, ���: “���������������������”,� 39 ��������������, pp.1677-1678 (2004).
12) �����������: “�����������������������������
��������� 2 �������������”, �����������, JNC

TN1410 99-020, p.�-9 (1999).
13) ���, ����, �����, ����, ����: “������������������
����”, � �� ������������ (2003).

14) ���, ����, ����, ���, ����, �����, ����: “����������
����������������������������������������”,� �� ������������ (2004).

15) �����, ����, ����, ���, ����: “�����������������
�”, ���������, ���� U99029 (1999).
16) ����, ����, ����, ����, ����, ����: “���� ���������
��������������������”, ���� ��� F, No.62, Vol.4, pp.662-673(2006).
17) ����, ����, ����, �����: “���������������������”,����� 2003 �������������, No.3204, pp.114-115 (2003).
18) ����, �����, ����, ����, ����: “�����������������
�������������”, � 5 ������������������������, ������, pp.209-212 (2003).

19) �����, ����, ����, ����, ����: “�����������������
��������������”, ����� 58 ��������, (2003).

20) Shimono, M., Suzuki, S., Taguchi, Y., Kamemura, K., Sato, T. and Mikake, S: “Riskassessment approach for underground research laboratory, Proceedings of the ISRM
International Symposium: 3rd Asian Rock Mechanics Symposium, Kyoto, Japan”,
pp.359-365 (2004).
21) ���������� 9 � 6 � 13 ������ 81 ����������������

- 4-35 -－ 238 －

JAEA-Research 2007-043

5.� �����
������������������ 1) ������������������������
��������������1996 ���������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������2002 � 1 ���������������������������

�������������������������������������2003 � 7 ������������������������������������������� 2004����������2005 ��������������������������������
����������� 1 ��������
�����������������������

�����������������������
����������������������
�������������������������������������������
��������
������������������������������������������
�������������������������������������������
2004 �����������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������
� 1 ����������������
�������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������
��������
�����������������������������������
������� 2 ������������� 1 ���������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
������� 2 �����������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������
����������� 2 ������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������

- 5-1 -

－ 239 －

JAEA-Research 2007-043

�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������
���� 2 ��������������������������������� 1 ����������������������������������������������
�������������
������������������������������������2006 ������������������� 200m ������������� 200m ���������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������������������ 20��������������������������������������������
������������������������������������������
����������������������������������������ENTRY�QUALITY��������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������������������
�����������������������������1) ������: “�������”, ������ (2005).

- 5-2 -

－ 240 －

JAEA-Research 2007-043

�� 1��������������������� 1 ������
����������

－ 241 －

JAEA-Research 2007-043

��－ 243 ～ 244 －JAEA-Research 2007-043

�� 2

� 1 �����������������

－ 245 －

JAEA-Research 2007-043

����������������
���
����

�

�

�

�

�

����������
� � �

�

�� �� ��

�

�

�

�

�

����������
� � �

�

�� �� ��

�

�

�

�

�

����������
� � �

�

�� �� ��

�

�

�

�

�

����������
� � �

�

�� �� ������������� � ��������������
���������������
�������

�������

������������������
�������
�������������������������������������������

�����������������������

�������
��������������

�����
�����

��������������������������

���������������

�������������������������
��������������������� �������������
�� ������������������� ������������������ ������������������������
�������
������������������������

�������������

���������������������

��������

����������

���������������

�����������������������
�����������

�����������������

�������������������

���������������������
���������������������������� ���������������
�� ���������������������������������

������������������������

��������

������������������
��

���
��

�����������������

－ 247 ～ 248 －JAEA-Research 2007-043

�� 3����������������

－ 249 －

JAEA-Research 2007-043

����������������
����
����

�������

����

����

������

��

�
�
�
�
�
�
�
�
�
�

�
�
�
�
�
�
�
�
�

����

����
��������������

�
�
�
�

�
�
�
�
�
�
�
�
�

��
�������
������

�

�

��

�

������

�����������
����

�
��
��
��
��
��
��
�

�
�
�
�
�
�
��
�
�
�
�
�
�
�
�
��
��
�
�
��
�

�

�

�
�
�
�
�
�
�
�
�
�

�
�
�
�

�
�
�
�
�

�
�
�
�
�
�
�
�

�
�
�
�
�

�
�
�
�

�
�
�
�

�
�
�
�
�
�
�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�
�
�
�
�
�
�

�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�

�
�
�
�
�
�
�
�
�

�
�
�
�
�
�
�
�
�
�

�
�
�
�

�
�
�
�

�

�

�

������
���������

�������
�����

�
�
�
�
�
�
�
�
�

�
�
�
�
�
�
�

�
�
�
�

�
�
�
�

�
�
�
�
�
�
�
�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�
�
�
�

�
�
�
�

�

�

�

�

�
�
�
�
�
�
�
�
�

�
�
�
�
�
�
�
�
�

�
�
�
�

�
�
�
�
�

�
�
�
�
�
�

�
�
�
�
�
�

��������

����������������
������������
����������

������������������������������
�����������������������������
�����������

���

����

������������
��������

�����������������������������
�����������������������������
����������

����

�����

������������
������������
������������
������������
������

����������������������������
������������������������������
�����������

����������
����

��

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�����

������������
������������
������������
���������������������������������
�����������������������������
�����������

����������
����

��

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�����

������������
������������
��������

���������������������������
����������������������������
�����������

���������
����

��

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�����

������������
������������
����������

������������������������������
�����������������������������
�����������

����������
����

��

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

������
���������

�����������������
������������
���������������������������������
����������������������������
�����������

�����������
���������

��

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

��������
���������

������������������� ������������������������������
�������������� �����������������������������
�������
������������

�����������
���������

��

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�����

������������
������������
���������������������������������
�����������������������������
�����������

���

�����
����

��

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�����

������������
������������
���������������������������������
����������������������������
�����������

���

�����
����

��

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�����

������������
������������
������������
�����������

������������������������������
����������������������������
�����������

���

�����
����

��

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�����

������������
������������
�������������������������������
�����������������������������
�����������

��

�����
����

��

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�����

������������
�����������

������������������������������
�����������������������������
�����������

����������
����

��

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�����

������������
�����������

�����������������������������
�����������������������������
�����������

����������
����

��

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

������
���������

�����������������
�����������

������������������������������
�����������������������������
�����������

����������
����

��

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

������
���������

�����������������
�����������

������������������������������
����������������������������
�����������

���

��

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

��������������
�������������
�����������

�����
����

�������������������������������������������������������

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

��������
���������

���������
���������

��������
������������

��������
���������

��������
������������

�

�

�

�

�

�

������
���������

������
���������

������
���������

－ 251 ～ 252 －JAEA-Research 2007-043

�� 4���������

－ 253 －

JAEA-Research 2007-043

��������������� ���－ 255 ～ 256 －JAEA-Research 2007-043

��������������� ���������������� � ��������������

－ 257 ～ 258 －JAEA-Research 2007-043

��������������� ���������������� � ��������������

－ 259 ～ 260 －JAEA-Research 2007-043

��������������� ���������������� � ��������������

－ 261 ～ 262 －JAEA-Research 2007-043

��������������� ���������������� � ��������������

－ 263 ～ 264 －JAEA-Research 2007-043

�� 5�������������������������������

－ 265 －

JAEA-Research 2007-043

���������������������������������� �������

－ 267 ～ 268 －JAEA-Research 2007-043

���������������������������������� �������
－ 269 ～ 270 －JAEA-Research 2007-043

����������������������������������� ����－ 271 ～ 272 －JAEA-Research 2007-043

����������������������������������� ����－ 273 ～ 274 －��

JAEA-Research 2007-043������������������������������������� �������
�－ 275 ～ 276 －JAEA-Research 2007-043

����������������������������������� ����－ 277 ～ 278 －JAEA-Research 2007-043

����������������������������������� �������

－ 279 ～ 280 －JAEA-Research 2007-043

���������������������������������� �������

�－ 281 ～ 282 －JAEA-Research 2007-043

����������������������������������� �������

－ 283 ～ 284 －JAEA-Research 2007-043

����������������������������������������

－ 285 ～ 286 －JAEA-Research 2007-043

�� 6���������������������������

－ 287 －

JAEA-Research 2007-043

���������������������������������
－ 289 ～ 290 －JAEA-Research 2007-043

���������������������������������

－ 291 ～ 292 －JAEA-Research 2007-043

���������������������������������

－ 293 ～ 294 －JAEA-Research 2007-043

���������������������������������

－ 295 ～ 296 －JAEA-Research 2007-043

�� 7���������������������������

－ 297 －

JAEA-Research 2007-043

������������������������������� �������
－ 299 ～ 300 －JAEA-Research 2007-043

������������������������������� �������
－ 301 ～ 302 －JAEA-Research 2007-043

������������������������������� �������
－ 303 ～ 304 －JAEA-Research 2007-043

������������������������������� �������
－ 305 ～ 306 －JAEA-Research 2007-043

������������������������������� �������
－ 307 ～ 308 －JAEA-Research 2007-043

������������������������������� �������
－ 309 ～ 310 －�
JAEA-Research
2007-043
�������������������������������� �������
�－ 311 ～ 312 －JAEA-Research 2007-043

�
�
�
�
�

�

�
������������������������������ �������
�
�
�
�
�
�

－ 313 ～ 314 －JAEA-Research 2007-043

�������������������������������� �������

－ 315 ～ 316 －JAEA-Research 2007-043

������������������������������� �������
－ 317 ～ 318 －JAEA-Research 2007-043

�� 8

� 1 ����������������������

－ 319 －

JAEA-Research 2007-043

�� � ����������������������������
�������

����������

������

�����������������

���������������������������������������������������������
������������
������������������������������������������������ �������������������������������������������������������
������������������������������������������������ ����������
����������������������������������������������������
���������������������������������������������������� ����������������������������������������������������
���������������������������������������������� ��������
����������������������������������������������������
�����������
����������������������������������������������������
��������������������������������������
��������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������
�������
����������������������������������������������������
����������������������������������������������������
����������������������

���
�����

�����������������������������������������������
�����������������������������������������������

���
����

����������������������������������������������������
��������������������������������������������������
���������������������������������������������� �������
����������������������������������������������� �����������������������������������������������������
��������������������������������������������������
������������������������������������
����������������������������������������������������
�����������������

��������
������������������������������������������������������������
����������������������������������������������� ���������������������������������������������������
��������������������������������������������� ��������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
��������
�������������������������

�����������
��������

��������������������

����������������������������������������������� ������������������������������������������������������
�����������������������������
�����������������������������������������
����������������������������������������������� �����������������������������������������������������
���������������������������������������������� ����������������������������������������������������
����������������������������������������������� �������
��������������������������������������������������
�������������������������������������������������� ���������������������������������������
�������������������������������������������������
���������������������������������������������
���������������������������������������������� ���������������������������������
������������������������������������
��������������������������������������������������
�������������
����������������������������������
������������������������������������������
�������������������������������

�������� ����������������������������������������������� ����������������������������������������������������
����������������

�������
�������������������������������
�����������������������
���������������������������������

�������������������������������������������������������
���������������������

���－ 321 ～ 322 －JAEA-Research 2007-043

�� � ����������������������������
�������

����������������������

�����������������

������
������������������������������������������������������
����������������������������������������������������
������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������
���������������
����������������������������������������������������
������������������������������������
�������������������������������������
����������������������������������������������������
����������������������������
�����������������������������������������������������
������

������

�����������������������������������������������������
����������������������������������
����������������������������������������������� ���������������������������
���������������������������������������������� ���������������������������������������������������
�������������������������������������������������
�������������������������������������������������������
����������������������������������������

������
�����������������������������������������������������
������������������������������������������������
���������������������������������������������������
���������������
����������������������������
�������������������������������������������������
����������

��������������������������������������������������������
���������
�����������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
������������������������������������������
����������������������������������������������������
�������� �������������������
������������������������������������������������ ���������
������������������������������������������������������
������������
��������
����������������������������������������
�����������������������������������������������������
������������������������������������
����������������������������������������������������
�������������������
����������
��������
������������������������������������������������� ���������������������������������������������������
������������������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������������������������������
������������������

���
�����
�����
���

�������
������
������
���������
������
��������
����

�����
�����
����

��������
�����������
����������������
����������������������
��������������

�����������

�������������

��

－ 323 ～ 324 －JAEA-Research 2007-043

� � ����������������������������
�������

������

�����������������������

�����������������

���������������������������������������������������
���������������������������
���������������������������������������������� ���������������������������������������������������
����������������������������������������������� ��������������������������������
����������������������������������������������������
������
���������������������������������������������������
��������

������������������������������������������������������
����������������������������������������������������
������������������������������������������������ ����������������������������������������������
���������������������������������������������
���������������������������������������������������
�����������������
���������������������������������������������������
��������������������������������������

������

�����������������������������������������������������
������������
���������������������������������������������������
�������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������
��������������������������������������������� �����������������������������������������������������
���������
������
����������������������������������������������������
�������������

�����������
�������

����������������������������
���������������������������
�������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������
����������������������������������������������� ���������������������������������������������������
���������
�������������������������� ����������������������� ����������������������������������������������������
�����������������������������������
����������
����������������������������������������������� ���������������������������������������������������
���������������������������������������������� ���������������������������������������������������
�������������������
���������������������������
���������������������������������������������� ���������������������������������������������������
�������������
��������������������������������������������������
�����������������������������
������������������������������������

��������

������������
��������������

������

�����������������������������������������������
�������������������
���������������������������
�����������������������������������������

���������������������������������������������������
���������������������������������
�����������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
����������������������������������������������������
�������������������

������������������������

�������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������������
����������

���������������������������������������

��������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������
����������������
��������������������������������������������
���������������������������������������������������
���������������������������������������������������
���������
����������������������������������������������������
�����������
�������������������������������������������������������
��������������������������������������
����������������������������
�������������������������������������������

－ 325 ～ 326 －�JAEA-Research 2007-043

�� 9�������

－ 327 －

JAEA-Research 2007-043

����������������������
���������

���������

�����������

����

�����
������

����������
��������������������

������������������������������������������������������
������������������������������������������������������ ������������
������������������������������������������

����������

����������������
�����������������������
���������������

�����������������������������������������������������
������������������������������������������������������
�������������
������������������������������������������������������
���������������������������

��������������

����������������������� �����������������������������������������������������
������������������������� �������������������������������������������������������� �������������
����������������������������������������������������

������
������

����������������������� �������������������������������������������������������
������������������������� ������������������������������������������������������ �������������
�������
��������������

������
������

�����������������������
�����������������������
������������

�����������������������
������������

�������
������

������������������

������
����������

�����������������������
���������

����

����

����

����

����

�������������������������������������������������������
������������������������������������������������������
�������������
�������������������������������������������������������
��������������������������
������������������������������������������������������
������������������������������������������������������
�������������
������������������������������������������������������
������������������
������������������������������������������������������
������������������������������������������������������
������������������������������������������������������ �������
������������������������������������������������������
���������������������
������������������������������������������������������
������������������������������������������������������ �������������
����������������������������������������

���������
��������

����������������������

������������������������������������������������������
������������������������������������������������������
������������������������������������������������������� �������������
������������������������������������������������������
�����������������������������������

����������

�����������������������
����������
�����������������������
�����������������������
����������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������� �������������
������������������������������������������������������
��������������������������������

����������

�����������������������
����������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������
�������������
������������������������������������������������������
��������������������������������������

���������������

������������

������������������������������������������������������
������������������������������������������������������
�������������
������������������������������������������������������
��������������������������������������

����������������������

���������������

������������������������������������������������������
�������
�����������������

������������

������������������������������������������������������
������������������������������������������������������
�������
���������������������������������������������������������
�������������������������������������������

�����

�����

���������

���������

������

���������������

－ 329 ～ 330 －JAEA-Research 2007-043

�� 10

���

－ 331 －

JAEA-Research 2007-043

���� 1)�
������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���������
EDZ�Excavation Disturbed Zone 2)
� ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������EDZ�Excavation Disturbed Zone��������������
����������������������������
����������������
�������������������������������������������
���������������������������
���� 3)� ������ 1kg ������������������������������� 1kg ����������� 35g �������� 35�������
������ 4)� ������������������������������������������
�������������������������������������������
�(����)������
����������� ������������������������������������������
��������������������������������0�30���������
�����������������
������ 5)������������������������������ 5), 6)� ������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������
�������� ������������������������������������������
��������������������������������0�30���������
�����������������

－ 333 －

JAEA-Research 2007-043

���� 7)
������������������������������������������
������ 4)������������������������������������������
�������������������������������������������
���������������������������������������
�� 3), 8), 9)
������������������������������������������
��������������������������fault core�������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������fault damage zone������ ������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������
�� 6)������������������������������������������
�������������� 7)� �����������������������pH���������������
������������������������������������������
������ 10)������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������� ������������������������������������������
��������������������������������������������
�����������������������
������� 10)������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
��������������������������������������������

－ 334 －

JAEA-Research 2007-043

��������������������������������������������
���������������������������������������
�������� � �� ������������������������������
����������� ��������������������������������
���������������������������������
���������������������������������
���������������������������������
���������������
�������� � �� ��������������������������������
����������������������������������
�����������������������������
�������� � �� ��������������������������������
���������������������������������
��������������������
�������� � �� ��������������������������������
���������������������������������
���������������
���� 8)� ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������
��������� 11)� ������������������������������������������
���������������������������������������� ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������������
���� 12)� ������������������������������������������
�������������������������������������������
������������������������������ 2 ���������
��������� 6)��������������������
�����������������������
�����������
���������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������
��－ 335 －

JAEA-Research 2007-043

����� 3),13)� ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������
��� 14),15)������������������������������������������
�����������Mazurek�2000��������� water-condcuting features�������������������������������������
��� 16)
� ������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
�������������������������������������������
���
�����
1) ���������������������: “�������������������
������������”, �� 9 � 4 � 15 �(1997).
2) �����������: “�����������������������������
��������� 2 ��������� 1� ��������”, ������������
JNC TN1400 99-021 (1999).
3) ��������: “������” (1996).
4) �����������: “������������������������������
����������������”, �����������, NUMO-TR-04-02 (2004).
5) ����, ����, ���, ���, ����, �����: “�������� � 5 �”(1998).
6) IAEA: “Radioactive Waste Management Glossary: 2003 Edition”(2003).
7) � � � � � � � � � � � : “ � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ”
NUMO-TR-04-01 (2004).
8) �������������: “�����������������������”, (2004).
9) Caine, J.S., Evans, J.P. and Forster, C.B.: “Fault zone architecture and permeability
structure”, Geology, Vol. 24, No. 11, pp.1025-1028 (1996) .
10) �����������: “�����������������������������
�� 17 �������������������”, JNC TN1400 2005-014 (2005).
11) ������� ���������������: “���������������� ���������������” (2001).
12) ������: “�����������������” (1996) .

13) U.S. Department of the Interior Bureau of Reclamation: “ENGINEERING GEOLOGYFIELD MANUAL SECONDEDITION VOLUME II”, pp.91-127 (2001).

－ 336 －

JAEA-Research 2007-043

14) Mazurek, M.: “Geological and hydrogeological properties of water-conducting features incrystalline rocks”, In I. Stober and K. Bucher (eds.), Hydrogeology of Crystalline Rocks,
Kluwer, Netherland, pp.3-26 (2000).
15) �����: “��������”, ���� (1993).

16) �����: “�������”, ����� (1999).

－ 337 －

ᧄ࡟ࡐ࡯࠻ߪᣣᧄේሶജ⎇ⓥ㐿⊒ᯏ᭴߇ਇቯᦼߦ⊒ⴕߔࠆᚑᨐႎ๔ᦠߢߔ‫ޕ‬ᧄ࡟ࡐ࡯࠻ߩ౉ᚻਗ߮ߦ⪺૞ᮭ೑↪ߦ㑐ߔࠆ߅໧޿วࠊߖߪ‫ޔ‬ਅ⸥޽ߡߦ߅໧޿วࠊߖਅߐ޿‫ޕ‬ߥ߅‫ోߩ࠻࡯ࡐ࡟ᧄޔ‬ᢥߪᣣᧄේሶജ⎇ⓥ㐿⊒ᯏ᭴ࡎ࡯ࡓࡍ࡯ࠫ㧔http://www.jaea.go.jp/index.shtml㧕
ࠃࠅ⊒ାߐࠇߡ޿߹ߔ‫⽷߆߶ߩߎޕ‬࿅ᴺੱේሶജᒄᷣળ⾗ᢱ࠮ࡦ࠲࡯㧖ߢߪታ⾌ߦࠃࠆⶄ౮㗏Ꮣࠍⴕߞߡ߅ࠅ߹ߔ‫ޕ‬‫ޥ‬319-1195 ⨙ၔ⋵㇊⃗㇭᧲ᶏ᧛⊕ᣇ⊕ᩮ 2 ⇟࿾ 4ᣣᧄේሶജ⎇ⓥ㐿⊒ᯏ᭴ ⎇ⓥᛛⴚᖱႎㇱ ⎇ⓥᛛⴚᖱႎ⺖㔚⹤ 029-282-6387, Fax 029-282-5920
㧖‫ޥ‬319-1195 ⨙ၔ⋵㇊⃗㇭᧲ᶏ᧛⊕ᣇ⊕ᩮ 2 ⇟࿾ 4 ᣣᧄේሶജ⎇ⓥ㐿⊒ᯏ᭴ౝThis report is issued irregularly by Japan Atomic Energy Agency
Inquiries about availability and/or copyright of this report should be addressed toIntellectual Resources Section, Intellectual Resources Department,
Japan Atomic Energy Agency
2-4 Shirakata Shirane, Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki-ken 319-1195 Japan
Tel +81-29-282-6387, Fax +81-29-282-5920© Japan Atomic Energy Agency, 2007

















































































  



















 
 

 






































     

 



  



 





 






    
 







  
























  





















   










    





 
  


 





















 

 

