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東海第二発電所工事計画に係る説明資料( V −1−1−2−2　津波への配慮に関する説明書)平成30年4月日本原子力発電株式会社
1.入力準波の評価1.1 ]内は，当該箇所を提出[ (最新)したときの改訂を示す。遡上・浸水域の評価の考え方について[改12 H30. 3. 1] 1.2 1.3 港湾内の局所的な海面の励起について[改4 H30. 2. 13] .--津波シミュレーションにおける解析モデルについて[改12  H30. 3. 1] 1.4入力準波のパラメータスタディの考慮について[改18 H30. 3. 30] 1.5 S A用海水ピットの構造を踏まえた影響の有無の検討[改13  H30. 3. 6] 1.6 2.準波防護対象設備2.1津波防護対象設備の選定及び配置について3.取水性に関する考慮事項3.1 砂移動による影響確認について[改18 H30. 3. 30] 3.2海水ポンプの波力に対する強度評価について3.3   電源喪失による除塵装置の機能喪失に伴う取水性の影響について4.漂流物に関する考慮事項4.1 設計に用いる遡上波の流速について[改24 H30.4.11] 4. 2　漂流物による影響確認について[改26  H30. 4. 13] 4.3   漂流物衝突力について5.設計における考慮事項地震と津波の組合せで考慮する荷重について[改7  H30. 2. 19] 5.1耐準波設計における現場確認プロセスについて[改12 H30. 3. 1] 5.2強度計算に用いた規格・基準について5.3 5. 4　津波波力の選定に用いた規格・基準類の適用性について[改21  H30. 4. 6] 5.5 津波防護施設のアンカーの設計に用いる規格・基準類の適用性について5.6 浸水量評価について[改26  H30. 4. 13] 5. 7 自然現象を考慮する浸水防護施設の選定について[改15  H30. 3. 9] 5.8 浸水防護に関する施設の機能設計・構造設計に係る許容限界について5.9　浸水防護施設の評価に係る地盤物性値及び地質構造について[改9  H30.2.22] 5.10 浸水防護施設の強度計算における津波荷重，余震荷重及び漂流物荷重の組合せについて[改20 H30.4.4] 5. 11 浸水防護施設の設計における評価対象断面の選定について5. 11. 1 概要[改5  H30. 2. 13]防潮堤（鋼製防護壁） [改5  H30. 2. 13] 5.11.2 5.11.3防潮堤（鉄筋コンクリート防潮壁）[改5  H30. 2. 13]防潮堤（鉄筋コンクリート防潮壁（放水路エリア）［改24  H30. 4. 11］ 5.11.4 5. 11. 5   防潮堤（鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁） [改24  H30. 4. 11]貯留堰及び貯留堰取付護岸[改5  H30. 2. 13] 5.11.6防潮扉[改5 H30. 2. 13] 5.11.7 5.11.8  構内排水路逆流防止設備[改5  H30.2.13] 5. 12 浸水防護施設の評価における衝突荷重，風荷重及び積雪荷重について5. 13スロッシングによる貯留堰貯水量に対する影響評価について5. 14 防潮堤止水ジョイント部材及び鋼製防護壁シール材について5. 14. 1   防潮堤止水ジョイント部材について[改16  H30. 3. 19] 5. 14. 2  鋼製防護壁シール材について[改21  H30. 4. 6] 5. 15 東海発電所の取放水路の埋戻の施工管理要領について[改24  H30. 4. 11] 5. 16 地殻変動後の基準津波襲来時における海水ポンプの取水性への影響について5.17強度計算における津波時及び重畳時の荷重作用状況について[改5 H30.2.13] 5. 18 津波に対する止水性能を有する施設の評価について5. 19 津波荷重の算出における高潮の考慮について[改7  H30. 2. 19] Г ]内は，当該箇所を提出(最新)したときの改訂を示す。 6. 浸水防護施設に関する補足資料6.1   鋼製防護壁に関する補足説明6. 1. 1  鋼製防護壁の設計に関する補足説明6. 1. 2   鋼製防護壁アンカーに関する補足説明6. 1. 3　止水機構に関する補足説明[改27  H30. 4. 18] 6.2 鉄筋コンクリート防潮壁に関する補足説明6. 2. 1 鉄筋コンクリート防潮壁の設計に関する補足説明6. 2. 1. 1　鉄筋コンクリート防潮壁の耐震計算書に関する補足説明資料[改24  H30. 4. 11] 6. 2. 1. 2  鉄筋コンクリート防潮壁の強度計算書に関する補足説明資料6. 2. 2 フラップゲートに関する補足説明6.3 鉄筋コンクリート防潮壁（放水路エリア）に関する補足説明6. 3. 1  鉄筋コンクリート防潮壁（放水路エリア）の設計に関する補足説明6.3.1.1 鉄筋コンクリート防潮壁（放水路エリア）の耐震計算書に関する補足説明[改24 H30.4.11] 6.3.1.2 鉄筋コンクリート防潮壁（放水路エリア）の強度計算書に関する補足説明6. 4　鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁に関する補足説明6. 4. 1  鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の設計に関する補足説明6. 4. 1. 1  鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の耐震計算書に関する補足説明[改24  H30. 4. 11] 6. 4. 1. 2   鋼管杭鉄筋コンクリート防潮壁の強度計算書に関する補足説明6.5 防潮扉に関する補足説明防潮扉の設計に関する補足説明[改23  H30. 4. 10] 6.5.1 6.6 放水路ゲートに関する補足説明6. 6. 1　放水路ゲートの設計に関する補足説明[改23  H30. 4. 10] 6.7 横内排水路逆流防止設備に関する補足説明6. 7. 1 6.8   貯留堰に関する補足説明6.8.1 貯留堰の設計に関する補足説明6. 8. 1. 1   貯留堰の耐震計算書に関する補足説明[改24  H30. 4. 11]
6.8.1.2 貯留堰の強度計算書に関する補足説明
6.8.2   貯留堰取付護岸に関する補足説明6.9 浸水防護設備に関する補足説明6.9.1 浸水防止蓋，水密ハッチ，水密扉，逆止弁の設計に関する補足説明6.9.2　逆止弁を構成する各部材の評価及び機能維持の確認方法について[改22  H30.4.6] 6. 9. 3  津波荷重（突き上げ）の強度評価における鉛直方向荷重の考え方について6. 10 津波監視設備に関する補足説明6. 10. 1 津波監視カメラの設計に関する補足説明6. 10. 2 取水ピット水位計及び潮位計の設計に関する補足説明6. 10. 3 加振試験の条件について6. 10. 4 津波監視設備の設備構成及び電源構成について6. 11耐震計算における材料物性値のばらつきの影響に関する補足説明6. 12 止水ジョイント部の相対変位量に関する補足説明6. 13 止水ジョイント部の漂流物対策に関する補足説明
6. 1. 3   止水機構に関する補足説明
6. 1. 3. 1   止水機構（1次止水機構）の実規模大実証試験の計画について
1.目 的
止水機構が基準地震動Ｓ ,及び余震+津波時において，実規模大の試験装置を用いた試験(以下「実証試験」という。)を行い，止水板の挙動を確認することにより，変位追従性，水密ゴムの健全性を確認する。実証試験においては，振動台の能力の中で実証試験を行う必要があることから，最大限の加振ケースにて実証試験を行ない止水板の挙動等*を確認する。また，実証試験にて得られた結果については，三次元動的解析を実施し検証を行うと共に，基準地震動Ｓ ,における止水板の挙動等*については，三次元動的解析にて止水板の挙動等*を確認する。 ※止水板の挙動等とは地震時又は余震+津波時における止水板の挙動、変位追従性、水密ゴムの健全性
2.止水機構（１次止水機構）の概要
鋼製防護壁と既設取水路間の止水構造は，準波による荷重，鋼製防護壁と取水路の地震時における追従性を確保する必要があることから，止水板が可動できるよう止水機構を設置する。1次止水機構は，止水板の底面と側面に設置した水密ゴムにて水密性を確保する構造とする。水密ゴムは,摩擦抵抗を低減し追従性を向上させるため,表面ライニング(樹脂）を施工する。また，止水板には漂流物の衝突による影響も考慮し，止水板押え及び保護プレートを設置し漂流物荷重からも耐える構造とする。止水機構の構造図を図１に，１次止水機構に係る各部位の役割・機能を表１に示す。なお，止水機構は，1次止水機構である止水板からの微少な浸水も考慮し，敷地内に浸水させないよう陸側にシートジョイントからなる２次止水機構を設置する。
※１：２次止水機構3.鋼製防護壁と1次止水機構の検討フロー及び1次止水機構の実証試験評価フロー鋼製防護壁と1次止水機構の検討フロー（図2）及び1次止水機構の実証試験評価フロー (図3)については以下の通り。 4.実証試験の計画について4.1評価方針鋼製防護壁に設置する1次止水機構は，鋼製防護壁の底面と既設取水路の応答変位の違いにより相対変位が生じ敷地に浸水する可能性があることから，可動式の止水板を設置する。 1次止水機構の実証試験において，止水板の地震時及び余震+準波における挙動を確認する。止水板の評価は，鋼製防護壁と取水路の本農Ｓ - Ｄ 1の応答加速度から加振試験用応答スペクトルを作成し実証試験を実施する。実証試験で得られた止水板の挙動について,評価するとともに「止水板の地震時の追従性」, 「水密ゴムの健全性」及び「１次止水機構の構成部品の健全性」について確認し，止水板,水密ゴム及び止水機構全体に影響がないか確認する。また,実証試験の結果と三次元動的解析の結果から,止水板の挙動について評価を行う。
4.2試験条件
(1)実証試験用の入力地震動の作成
実証試験に用いる評価用の地震動は,解放基盤表面からの地盤の特性に応じた地震動の応答スペクトルに基づく本農Ｓｓ－Ｄ１を選定し、実証試験用に応答スペクトルを作成し実施する。また，津波防護施設である鋼製防護壁は，余震時にも耐える必要があることから，Ｓ a －Ｄ１を選定し，実証試験を実施する。表２に加振試験用応答スペクトルに用いる入力地震動を示す。

(2)余震時の準波高さ
余震時の津波高さは,敷地に遡上する津波高さについても考慮したT. P. +24mの静水庄とする。構造設計上は，止水板に動水圧を荷重条件とした構造設計を行う。但し，実証試験においては，二次元動的解析の試計算結果（補足説明2参照）から動水圧（高圧）で実施した場合に，地震時における止水板の挙動に比べ余震時の止水板が浮き上がらない傾向であったことから，動水圧（高圧）より低い状態の静水圧（低圧）での試験を実施し止水板の挙動を確認する。また，実機における構造においても，止水板押えの前面に設置している保護プレートの下部より津波は浸水することから，直接津波の波圧を受けにくい。そのため，静水圧での実証試験がより現実的な止水板の挙動が把握できる。図３に止水板への流入イメージを示す。
(3)試験ケースと試験回数
実証試験に用いる入力地震動（Ｓｓ－Ｄ１，Ｓ 1 －Ｄ１）による確認は，以下の２ケースを実施する。 ＜試験ケース＞　・本展　　・余震＋津波

(4)水密ゴムの摩擦係数
水密ゴムの摩擦係数は，ダム・堰施設技術基準（索）に記載のライニングがある場合，未使用状態（水密ゴムが健全の状態）の0.2（乾式）を適用し実施する。また、ライニングがない場合は，1.2（乾式）を適用し実施する。水密ゴムの摩擦係数については補足説明１に示す。なお,水密ゴムのライニングがない状態についても実施し挙動を確認する計画であるが,二次元動的解析の摩擦係数のしきい値の結果を踏まえ，安全上配慮した試験を実施する。試験の回数については，解析結果及びライニングありの実証試験状況を踏まえ決定する。
(5)試験装置の制限に対する対応
①模擬地震波の加速度が試験装置の上限（水平3G，鉛直1G）を超えた場合には，振動試験装置の上限を超えない範囲で実証試験を実施する。なお，上限を超える止水板の挙動については，二次元・三次元動的解析にて挙動を把握する。 ②模擬地震波の水平又は鉛直変位が試験装置の上限（水平±150mm，鉛直±100mm）を超える場合には，振動台入力波形の長周期側で加速度をカットするハイパスフィルタで処理した模擬地震波にて試験を実施する。ハイパスフィルタで処理する場合には，止水機構（止水板：剛体）の実証試験に影響のない周波数範囲であることを確認する。
4. 3実証試験装置の概要
(1)試験装置振動台の上に1次止水機構を設置し，水平方向と鉛直方向とを同時加振する。図4に大型3軸振動台の概要を示す。

(2)試験装置の選定
実証試験を実施するに当たり，鋼製防護壁と取水路の振動特性に違いがあることから実証試験においては鋼製防護壁を固定するケースと加振させるケースの2通りについて検討した。試験装置のケースを表3に示す。
上記デメリットの部分については，試験装置の解析モデルにて評価を行い，実証試験装置に影響のないことを確認する。試験装置のケース毎の止水板に作用する慣性力の考え方については，表４に示すとおり。ケース②の取水路側を加振する場合，鉛直加速度の慣性力が止水板に伝わりやすく，浮き上がりの挙動を確認しやすい。また，鋼製防護壁の剛性が得られやすいことから，ケース②を選択する。
試験装置ケースの選定は，前述の試験装置ケースの検討及び止水板に作用する慣性力の検討を踏まえ，更に，二次元動的解析の試解析結果から，鉛直方向の慣性力を伝達しやすいケース②を選択する。二次元動的解析の試解析結果を補足説明2に示す。
(3)実証試験の試験条件
止水板の実規模の挙動を確認するため，止水板と止水板を支持する部材については実機と同じ構造部材にて実証試験を実施し実物と同じ挙動が再現できるようにする。以下の条件にて実証試験を実施する。 ①止水板は実機と同じ大きさ，構造のものを使用し，止水板2枚を止水板接続ゴムで接続する。また，止水板に取り付ける底面・側面水密ゴムも実機と同じ寸法，構造のものを使用する。図5に実機と同じ仕様部材を示す。 ＜実機と同じ仕様部材＞（材質，構造，寸法，重量全て同じ部材） ・止水板（止水板本体，止水板コマ，支圧板，止水板側ガイド含む） ・水密ゴム（底面・側面水密ゴム（ライニング含む），止水板接続ゴム） ・止水板押え（止水板押え側ガイド含む） ・底面・側面戸当り（水密ゴムとの接触するステンレス部材）図５　実機と同じ仕様部材の部位②止水板は取水路側に垂直に置かれ鋼製防護壁の側面戸当りと止水板押えにより，実機と同じ隙間で支持された状態で設置する。実証試験のイメージを図6に示す。 ③鋼製防護壁の応答加速度及び変位は取水路側に与え加振する。入力波形については，鋼製防護壁と取水路の応答スペクトル及び鋼製防護壁と取水路の重ね合わせた相対的な応答スペクトルの全体を包絡させた応答スペクトルにより模擬地震波を作成し，加振試験を実施する。 X方向（提軸方向）の模擬地震波の作成方法は以下のとおり。 a.二次元有効応力解析による鋼製防護壁基礎天端の応答時刻歴を算出する。 b.前項を入力した鋼製防護壁の動的三次元フレーム解析にて止水機構位置の応答時刻歴及び応答スペクトルを抽出する。 (図8参照)図8 鋼製防護壁の三次元フレーム解析による中央部の応答時刻歴と応答スペクトル(堤軸方向) c.二次元有効応力解析による取水路天端の応答時刻歴及び応答スペクトルを算出する。 (図9参照) d.   b項,  c項で求めた応答時刻歴を重ね合わせ, 鋼製防護壁と取水路の相対的な応答時刻歴及び応答スペクトルを算出する。 (図10参照) e.   b項,  c項とd項にて算出した応答スペクトルを比較し，加速度応答スペクトルの包絡波を作成し模擬地震波として振動台に入力する。 (図11) X方向（ＮＳ）については振動台の能力(1G)が上限であることから，Ｙ方向(E W)にX方向( N S )の包絡波を入力し方向を反転させた加振(①)を行なうことで止水板の挙動を確認する。 Y方向（提軸直交方向）及びＺ方向（鉛直方向）の模擬地震波の作成については，6. 1. 3. 4項の「実証試験に用いる模擬地震波の作成，実証試験及び三次元動的解析のケースについて」にて示す。
(4)実証試験装置の構造
①鋼製防護壁の架構構造（固定部）実証試験装置の試験装置構造図を図12に示す。鋼製防護壁(固定部)の架構部分は，固定基礎より設置し振動台を跨ぐ構造で止水板を支持する。 (断面図（横面） (平面図) (断面図（正面）図12  実証試験の試験装置構造図
②取水路の架構構造（加振部）
取水路側に設置する止水板部の試験装置の構造は，架構で止水板を支持する構造である。余震＋津波時においては，津波高さを模擬する必要があることから，ロードセルを用いて水圧をかけた状態を模擬し余震を与える。余震時の津波高さは，敷地に遡上する津波高さについても考慮したT. P. + 24mの静水圧にて実施する。余震＋準波時の水圧を模擬した試験装置の構造を図13に示す。
(5)供試体（止水板）の構造（実規模）
止水板は，止水板（実物大）２枚を実機と同じ連結方法（止水板接続ゴム）にて連結させた構造にする。重量も同じ（約930kg/枚）として製作する。水密ゴムは，止水板の底面及び側面に設置する。水密ゴムも実物と同じ構造にて設置する。止水板の構造及び水密ゴムの構造を図14に示す。また，止水板の長手方向の挙動及び実証試験における荷重条件について補足説明3にて示す。止水板（堤内側正面図）図14　止水板の構造及び水密ゴムの構造
4.4実証試験の計測項目と判定基準
実証試験では以下の項目について計測を行い「止水板の地震時の追従性」「水密ゴムの健全性」及び「１次止水機構の構成部品の健全性」について確認し，止水機構全体に影響がないか確認する。表5に実証試験の計測項目と判定基準，表6に各部位の検査項目と図15に実証試験時の計測装置の配置を示す。
図15  実証試験時の計測部位
4.5 1次止水機構の評価
実証試験の結果及び1次止水機構の評価については以下の通り分析し，二次元・三次元動的解析の結果との考察を加え，止水機構全体の評価を行う。 ①実証試験データの分析・表5の結果から異常の有無を確認する。 ・加振時の止水板の挙動を評価する。 ②二次元及び三次元動的解析結果の分析・二次元及び三次元動的解析の結果から止水板の挙動を確認する。解析結果については補足説明4に示す。 ・実証試験の結果と試験装置の三次元動的解析の結果から，止水板の挙動について評価を行う。 ③1次止水機構の評価1次止水機構の各部材毎における，強度評価，耐震評価の項目について，表７の１次止水機構の各部位毎の評価項目に示す。耐震評価については,実証試験にて得られた結果と実証試験装置の解析モデルとの挙動評価の結果から，実機モデルでの三次元動的解析結果と検証を行い１次止水機構の挙動を評価する。また，止水板の瞬間的な跳ね上がりについては，地震時の跳ね上がり時間から浸水量を評価し，余震+津波時における浸水量として算出し，２次止水機構への影響を評価する。止水機構の概要を補足説明5に示す。 ④漏水試験の実施（別途実施）実証試験にて実施した水密ゴム（底面水密ゴム，側面水密ゴム，止水板接続ゴム）について漏水試験を実施する。主に漏水試験は，本震，余震＋津波を経験させた水密ゴムについて，漏水試験を実施し評価する。漏水試験の試験要領は補足説明6に示す。
5.実証試験のスケジュール実証試験については，平成30年5月上旬までに実施する計画である。 (場所：茨城県つくば市)表8に実証試験に関するスケジュール（案）を示す。
表8　実証試験に関するスケジュール（案）
【補足説明１】水密ゴムの摩擦係数について
実証試験における水密ゴムの摩擦係教は，ダム・堰施設技術基準（案）に記載の0.2及び,物性値確認を行った結果，最大で乾式の0.2，湿式の0.22であることから，ダム・堰施設技術基準（案）に記載の0.2と定義し実証試験を実施する。なお，水密ゴムのライニングなしの実証試験については，同様に1.2と定義し実証試験を実施する。
①ダム・堰施設技術基準（案）
水密ゴム（ライニングあり）とステンレスの摩擦係数は，0.2（乾式），0.1（湿式）と記載がある。なお，水密ゴム（ライニングなし）の場合は，1.2（乾式），0.7（湿式）である。 ②水密ゴムの物性値・静摩擦係数は最大0. 2（乾式），動摩擦係数は最大0. 22（乾式）表9に超高分子ポリエチレンの物性値を示す。
※：動摩擦係数＞静摩擦係数の状況について一般的に摩擦係数は，動摩擦係数＜静摩擦係数の関係であるが，高分子材料のように，静摩擦係数と動摩擦係数の値に大きな差が生じやすい場合に「スティック・スリップ（付着すべり）」と言われる現象が生じやすいことから，動摩捺係数が静摩擦係数より僅かに上回ったものと推定される。
【補足説明2】二次元動的解析の試解析結果
1.目的本解析は，止水機構の実証試験を実施するにあたり，試験ケースを確定させる必要があることから試計算を実施し試験ケースを確定する。
2.解析条件
(１)解析コードMSC_MARC2014. 2. 0  (エムエスシーソフトウェア株式会社) ( 2 )解析内容大変形超弾性解析（水密ゴムを超弾性体として解析）止水機構の止水板の水密ゴムと戸当り側を解析する必要があることから,大変形超弾性解析を実施する。以下に解析の概要を示す。 ①材料非線形解析：水密ゴムの応力とひずみの関係が非線形状態の解析。 ②幾何学非線形解析：水密ゴムの引張りひずみが100%程度を示す大変形になりうる場合も，変形に伴う荷重，応力の方向変化を考慮した解析。 ③境界非線形解析：荷重の変化に伴い水密ゴムの抑え金具（コマ）及び扉体等への接触境界条件及びその領域を変化させた解析。
( 3 )入力地震動
解析に用いた入力地震動は，基準地震動Ｓ s （設置許可段階）を鋼製防護壁の地中連続壁基礎天盤の応答を算出し，鋼製防護壁の三次元フレーム解析にて算出した応答時刻歴及び応答スペクトルを解析モデルの摺動側になる鋼製防護壁（ケース①）と取水路（ケース②）に入力し解析を実施した。
( 4 )モデル化
解析モデルは3次元要素（６面体要素）で面外方向厚みを10mmとし，面外方向変位を拘束することで平面ひずみ要素の状態とした。図16に二次元動的解析のモデル図を示す。
( 5 )解析ケース
試験装置ケースと解析ケースを表10に示す。

（６）物性値および摩擦係数
各部の物性値と摩擦係数は表11に示す通り。モデル化に当たっては，⑤底面戸当り，鋼製防護壁（⑥側面戸当り）は，剛体としてモデル化した。

( 7 )試験条件
ここでは，鋼製防護壁側の基準地震動Ｓ s （設置許可段階）による相対変位及び応答加速度について評価し，鋼製防護壁側及び取水路側（基礎）に摺動を与え止水機構の挙動を評価した。
①鋼製防護壁摺動（ケース①）
鋼製防護壁摺動のケースでは鋼製防護壁（止水版押えの根元も含む）は剛として水平相対変位，鉛直変位および回転変位を止水板押えの据付け部（鋼製防護壁との設置部）に強制変位として与えた。取水路側（基礎）は剛として固定した。 ②取水路側（基礎）摺動（ケース②）取水路側（基礎））摺動のケースでは，取水路側（基礎）を剛として水平相対変位，鉛直変位を強制変位として与えた。鋼製防護壁（止水版押え据付け部も含む）は剛として固定した。 ③解析地震波本農および余農ともに，最大の鉛直加速度が認められる40～46sec （6秒間）について解析を実施した。
( 8 )水圧荷重
水圧荷重は，水位TP+20mの静水圧および動水圧とした。
( 9 )解析結果
止水板コマの取水路側（基礎）からの浮き上がり量を表12に示す。本農時において，静的には自重に対して摩擦力等による上向力は小さく止水板が取水路側(基礎)から浮き上がることはないが，取水路側（基礎）や鋼製防護壁への接触時に生ずる衝撃力などの動的作用により浮き上がるものと考えられる。浮き上がり量は，鋼製防護壁摺動より取水路側（基礎）摺動の方が大きい傾向が見られた（CASE1-1とCASE2-1）。これは，取水路側（基礎）摺動の方が鉛直方向の慣性力がより顕著に表れたためと考えられる。余震時（津波重畳）において，鋼製防護壁摺動の場合には浮き上がりは無いが，取水路側(基礎)摺動の場合に0. 03 mmの浮き上がりが見られた。本震時と同様に衝撃力などの動的作用の影響もあるものと考えられる。また本農時と同様に浮き上がり量は，鋼製防護壁摺動より取水路側（基礎）摺動の方が大きい傾向が見られた。
【補足説明3】止水板の長手方向の挙動及び実証試験における荷重条件について
( 1 )止水板の長手方向の挙動について
止水板動は，①止水板押えの止水板押え側ガイド板と④止水板の止水板側ガイド板にて長手方向の移動を制限している。止水板側ガイド板と止水板押え側ガイド板の隙間は5mmで管理している。図21に止水板と止水板押えのガイド構造について示す。
( 2 )実証試験における荷重条件について
止水板の耐震設計における考慮する荷重は，固定荷重，地震荷重である。実証試験においても，固定荷重，地震荷重について模擬している構造であり，耐震評価の荷重の組み合せと同じ状態で実証試験を実施する。表17に止水板の耐震評価における荷重の組合せを示す。なお，積雪荷重と風荷重については，止水板押えの外側に設置している保護プレートで受けることから，構造上止水板には積雪荷重及び風荷重は考慮しない。
G      :固定荷重  躯体自重を考慮する。 Ｋｓ：地震荷重　基準地震動Ｓ ,による荷重を考慮する。 【補足説明4】　二次元・三次元動的解析の解析評価について( 1 )二次元動的解析＜評価条件＞ ・解析コード：MARC（大規模解析対応非線形解析） ・地震動：基準地震動S s ・解析ケース：3ケース　地震時，津波時，津波時＋余震解析モデルは図22に示す。 ・水密ゴム摩擦係数：常時   : 0.2 (ダム・堰施設技術基準(案)） (国土交通省)劣化時の挙動把握（しきい値確認）     : 0.2～1.2 •金属間摩擦係数止水板（接触面アルミニウム）と戸当り（ステンレス）: 0. 4 •評価対象部位：底面水密ゴム，側面水密ゴム，止水板接続ゴム，止水板（止水板コマ含む），止水板押え，底面・側面戸当り，止水板側ガイド板，支圧板・許容応力：引張り強度，変形量（伸び）（水密ゴム）弾性設計範囲内（止水板，その他の部材） •評価項目：応力評価，追従性評価（止水板浮上り)，水圧模擬，摩擦係数しきい値確認
( 2 )三次元動的解析
＜評価条件＞ ・解析コード：MARC（大規模解析対応非線形解析） ・地震動：基準地震動Ｓ s •解析ケース：3ケース　地震時，津波時，津波時＋余震解析モデルは図23に示す。 ・水密ゴム摩擦係数：常時　：0.2（ダム・堰施設技術基準（案）（国土交通省） •金属間摩擦係数止水板（接触面アルミニウム）と戸当り（ステンレス）: 0.4 •評価対象部位：底面水密ゴム，側面水密ゴム，止水板接続ゴム，止水板（止水板コマ含む），止水板押え，底面・側面戸当り，止水板側ガイド板，支圧板・許容応力：引張り強度，変形量（伸び）（水密ゴム］弾性設計範囲内（止水板，その他の部材） •評価項目：応力評価，追従性評価（止水板２枚の挙動，浮上り）、水圧模擬図23  三次元動的解析モデル
【補足説明5】止水機構の概要について
( 1 ) 1次止水機構の止水板について
1次止水機構の止水板は，地震時の追従性を確保するとともに，準波による準波荷重，漂流物による衝突荷重を考慮した構造とする。水密部の水密ゴムは，津波による圧力に耐えうるよう設置し津波からの浸水を防止する。なお，止水板からの微少な漏えいを考慮し，敷地内に浸水させないよう陸側にシートジョイントからなる2次止水機構を設置している。図24に止水機構全体の構造図を示す。
( 2 )  2次止水機構の構造について
a .  2次止水機構は，共通要因故障（止水板の追従性不良等）による同時機能喪が生じないよう多様性を図ることとし，1次止水機構の構造と異なるシートジョイントを設置している。 b.シートジョイントについては，想定する準波荷重に対して十分な耐性を有するものを採用するが，１次止水機構の取り外し時に津波の襲来を想定すると，漂流物が２次止水機構に到達する可能性があることから，2次止水機構前面に防衝板を設置し，漂流物による損傷を防止する構造にしている。 c．さらに，2次止水機構の後段には，2次止水機構からの漏水の可能性を考慮し，漏水を収集・排水可能な排水溝を設置する構造にする。排水は，構内排水路の防潮堤内側の集水枡に収集し，構内排水路逆流防止設備を介して排水する。 d．1次止水機構及び2次止水機構のこれらの対策により，基準準波の遡上波の重要な安全機能を有する海水ポンプが設置されたエリアへの到達,流入防止を確実なものとしていタ。
【補足説明6】漏水試験について
実証試験にて実施した水密ゴムについて，漏水試験を実施し水密性を確認する。設計圧力における漏水試験のため，止水機構の水密ゴム（Ｐ形）について，試験装置を製作し、漏水試験により設計圧力に耐えることを確認する。試験装置は，止水板２枚分（4m）の水密ゴムを設置可能な漏水試験装置を製作し，底面水密ゴム，側面水密ゴム，止水板接続ゴムからの漏水を確認する。漏水位置は中央部の3m分からの漏水量を算出する。表13に漏水試験条件の一覧，表14に漏水試験装置の主要仕様，図25に漏水試験の装置概要図を示す。
* 「ダム・堰施設技術基準（案）（国土交通省）」で規定する保持時間及び許容漏水量算定式に基づく3m当たりの許容漏水量・許容漏水量：Ｗ＝10. 2Ｌ× Р W：漏水量（mℓ/min） P：設計圧力L：長辺の長さ(cm) (試験装置の漏水検出範囲長さ300cm)
図25   漏水試験の装置概要図
＜水密ゴムの単体漏水試験結果＞
水密ゴムの単体試験として，未使用品の水密ゴム及び劣化状況を模擬した漏水試験を実施しており良好な結果を得ている。表15に試験装置の主要仕様，表16に漏水試験結果，図25に試験装置の概要図，図26に試験圧力と漏水量を示す。
※ 2 ：未使用品（新品）の場合の許容漏水量【参考】実証試験において想定される不具合と対策（案）実証試験において想定される不具合として，止水板の浮上りや水密ゴムの噛み込み等が考えられるため，以下の対策（案）を検討している。対策（案）の実施に当たっては，二次元・三次元動的解析の結果も踏まえ，原因の分析を十分に行い，必要に応じて対策を実施する。図27に要因と対策（案）を示す。
6. 1. 3. 2   止水機構（1次止水機構）の実証試験の試験要領について
1.目 的
止水機構が基準地震動Ｓ及び余震+準波時において，実規模大の試験装置を用いた試験(以下「実証試験」という。)を行い，止水板の挙動を確認することにより，変位追従性，水密ゴムの健全性を確認する。本項は，実証試験の試験要領を示す。 2．試験期間及び場所実施時期：平成30年5月上旬場  所：茨城県つくば市3．試験体制実証試験体制は，図1に示す。
4．実証試験装置の概要
振動台の上に1次止水機構を設置し，水平方向と鉛直方向とを同時加振する。図2に大型3軸振動台の概要，図3に振動台の平面図，図4に試験装置のイメージ図を示す。

5．試験条件
（１）横擬地震波
振動台に入力する模擬地震波は，本震として基準地震動Ｓ sを包絡させた地震動及び余震として津波波圧を模擬的に与えた条件にて実証試験を実施する。表1に加振試験用応答スペクトルに用いる入力地震動を示す。図5に本廃による三方向（X，Y，Z）の模擬地震波の加速度応答スペクトルを示す。横擬地震動の詳細については「6. 1. 3. 4　実証試験に用いる模擬地震動の作成，実証試験及び三次元動的解析のケースについて」に示す。
加速度応答スペクトルＸ方向(NS)加速度応答スペクトルＺ方向図5  本震による三方向（X，Y，Z）の模擬地震波の加速度応答スペクトル
( 2 )試験回数
実証試験に用いる入力地震動（Ｓｓ－Ｄ１，Ｓａ－Ｄ１）による確認は，止水板の挙動の再現性を確認するため，表2の試験回数の設定のとおり2回づつ実施する。

( 3 )摩擦係数の設定
止水板に設置する側面・底面水密ゴムは，材料証明書にてダム堰施設技術基準の物性値であることを確認した未使用品のものを使用するため，摩擦係数は0. 2の状態とする。表3に水密ゴムの物性値及び試験方法の規格を示す。

( 4 )余震時の波圧の設定について
余震時においては，余震+津波の津波高さの圧力を想定する必要があるため，津波による荷重を以下のとおり止水板に負荷し，実証試験を実施する。 ◆水平方向荷重止水板1枚（2m）当り3カ所×2セットの水圧負荷装置により29. 0 kN以上の荷重を掛ける。 WH=86.7kN/m×2m÷ (3×2) =28.9 kN=29.0 kN ◆鉛直方向荷重止水板1枚(2m)当り2カ所×2セットの水圧負荷装置により29.0kN以上の荷重を掛ける。 W,=29.0 kN/m×2m÷2＝29.0kN h =20.9m h1=20.485m h2=0.415m ◆水平方向水圧荷重（単位mあたり） WH=1/2・(h²—h1²)   y = =1/2× (20.90²—20.485²) ×10.1=86.7kN/m y r :海水の単位体積重量 10.1 kN/m ◆鉛直方向水圧荷重（単位m当たり） W,=h1 • y,- B ´ =20.485×10.1×0.14=  29.0 kN/m B´ ：鉛直方向受圧厚さ0. 14m
（５）実証試験に係る計測項目
実証試験における計測項目（表4）計測箇所（図6）及び計測器一覧（表5）を示す。
図6実証試験時の計測部位

（６）実証試験手順
実証試験のスケジュールを以下に示す。実証試験は1回の実証試験で2日間必要とする。そのため，実証試験の本震，余震＋準波を実施し水密ゴムの計測等は３日目に実施する手順になる。表6に実証試験の実施手順を示す。水密ゴムは，実際に想定しうる本震の後に余震＋津波となるため，余震＋津波の実証試験が終了するまでは同じものを通して使用する。以下は試験1回目の手順，2回目以降も同様の手順で実施する。
(3日目) ・水密ゴム取外し，摩耗等計測・各部外観検査，寸法計測（試験後健全性確認） ・品質記録の例を図7に示す。
※ホワイトノイズ加振とは
止水板を設置しない状態で試験装置の固有振動数を算出し，試験装置の固有振動数に有意な変化がないことを試験前に確認することで，試験装置が正常な状態であることを確認する。
6. 1. 3. 3 二次元・三次元動的解析の結果について
1.目 的
止水機構が基準地震動Ｓ及び余震+準波時において，実規模大の試験装置を用いた試験(以下「実証試験」という。)を行い，止水板の挙動を確認することにより，変位追従性，水密ゴムの健全性を確認する。本件では実証試験に合わせて実施する二次元・三次元動的解析の結果について説明する。
2.解析条件
( 1 )二次元動的解析＜評価条件＞ ・解析コード：MARC（大規模解析対応非線形解析） ・地震動：基準地震動S s ・解析ケース：3ケース　地震時，津波時，津波時＋余震解析モデルは図1に示す。 ・水密ゴム摩擦係数：常時   : 0.2 (ダム・堰施設技術基準(案)） (国土交通省)劣化時の挙動把握（しきい値確認）     : 0.2～1.2 •金属間摩擦係数止水板（接触面アルミニウム）と戸当り（ステンレス）: 0. 4 •評価対象部位：底面水密ゴム，側面水密ゴム，止水板接続ゴム，止水板（止水板コマ含む），止水板押え，底面・側面戸当り，止水板側ガイド板，支圧板・許容応力：引張り強度，変形量（伸び）（水密ゴム）弾性設計範囲内（止水板，その他の部材） •評価項目：応力評価，追従性評価（止水板浮上り)，水圧模擬，摩擦係数しきい値確認
( 2 )三次元動的解析
＜評価条件＞ ・解析コード：MARC（大規模解析対応非線形解析） ・地震動：基準地震動Ｓ s •解析ケース：3ケース　地震時，津波時，津波時＋余震解析モデルは図2に示す。 ・水密ゴム摩擦係数：常時　：0.2（ダム・堰施設技術基準（案）（国土交通省） •金属間摩擦係数止水板（接触面アルミニウム）と戸当り（ステンレス）: 0.4 •評価対象部位：底面水密ゴム，側面水密ゴム，止水板接続ゴム，止水板（止水板コマ含む），止水板押え，底面・側面戸当り，止水板側ガイド板，支圧板・許容応力：引張り強度，変形量（伸び）（水密ゴム］弾性設計範囲内（止水板，その他の部材） •評価項目：応力評価，追従性評価（止水板2枚の挙動，浮上り）、水圧模擬図2  三次元動的解析モデル
３．三次元動的解析
（１）実証試験モデルの解析条件MSC_MARC2014. 2. 0  (エムエスシーソフトウェア株式会社) a.解析コードb.解析内容大変形超弾性解析（止水ゴムを超弾性体として扱う） c.モデルの説明基本的に6面体ソリッド要素，架台の部分はシェル要素として作成した。 d．解析に用いる物性値および摩擦係数各部の物性値と摩擦係数は表1に示す通り。モデル化に当たっては，⑨底面戸当り，鋼製防護壁（⑥側面戸当り）は，剛体としてモデル化した。

e.解析モデルに考慮している隙間
止水機構の実機と同じ構造を模擬するため，以下の箇所については，解析モデル上も隙間を考慮し解析を実施する。図3に解析モデル上の隙間を示す。 ①側面水密ゴムと側面戸当りの隙間3mm ②底面水密ゴムと底面戸当りの隙間3mm ③止水板ガイドと止水板押えの隙間5mm
f.解析モデルの作成
実証試験モデルの解析モデルを図4に示す。
（２）実機モデルの解析条件
a.解析コードMSC_MARC2014. 2. 0  (エムエスシーソフトウェア株式会社)大変形超弾性解析（止水ゴムを超弾性体として扱う） b.解析内容ｃ．モデルの説明基本的に6面体ソリッド要素として作成した。 d．解析に用いる物性値および摩擦係数各部の物性値と摩擦係数は表1に示す通り。

e.解析モデルに考慮している隙間
止水機構の実機と同じ以下の箇所については，解析モデル上も隙間を考慮し解析を実施する。図5に解析モデル上の隙間を示す。 ①側面水密ゴムと側面戸当りの隙間3mm ②底面水密ゴムと底面戸当りの隙間3mm ③止水板ガイドと止水板押えの隙間5mm f.解析モデルの作成実機モデルの解析モデルを図6に示す。図6 6. 1. 3. 4 実証試験に用いる模擬地震波の作成，実証試験及び三次元動的解析のケースについて
1.本盛
(1)本震時における模擬地震波の加速度応答スペクトルと時刻歴波形ＸＹ方向の水平加振については，振動台の能力(3G)の範囲で包絡波を作成した。 Ｚ方向の鉛直加振については，振動台の能力(1G)を超えるため，実証試験において振動台の鉛直性能の最大の1Gの加振により実施する。図1に三方向（X, Y, Z）の模擬地震波の加速度応答スペクトルと加速度時刻歴を示す。加速度応答スペクトルと時刻歴波形（Y方向（ＥＷ））加速度応答スペクトルと時刻歴波形（Ｚ方向）三方向（X，Y，Z）の模擬地震波の加速度応答スペクトルと加速度時刻歴区1
(2)本震時の実証試験ケースと三次元動的解析のケース
本震時における実証試験のケースと検証に用いる三次元動的解析の実施ケースを表1に示す。実証試験実施前に実施する項目は，実証試験に合わせた三次元動的解析を実施し，実証試験結果の報告時には，実機モデルでの三次元動的解析を実施し止水板の挙動を検証する。
a.水平方向(X, Y)
水平方向の加振は，Ｙ方向（ＥＷ）の包絡波で加振（②）を行う。Ｘ方向（ＮＳ）については振動台の能力(1G)が上限であることから，Y方向（EW）にX方向（NS）の包絡波を入力し方向を反転させた加振（①）を行なうことで止水板の挙動を確認する。
b.鉛直方向( Z方向)
鉛直方向による加振試験については，実証試験による振動台の能力(1G)が上限であることから，鉛直方向の上限（1G）を考慮したケース(①, ②)にて実証試験を行い，止水板の挙動を確認する。また，データ拡充の観点から鋼製防護壁の波形と取水路の波形を与えたケース(③, ④)も実施し，止水板の挙動を確認する。
○：検証結果報告時に報告（5月下旬） (3)模擬地震波の作成について◆Ｘ方向（提軸方向）の模擬地震波の作成作成方法は，6. 1. 3-13頁に示す。 ◆ Y方向(堤軸直交方向)の模擬地震波の作成a . 二次元有効応力解析による鋼製防護壁基礎天端の応答時刻歴を算出する。 (図2参照)南側基礎天端(C-C'断面)北側基礎天端(B-B断面)図2  鋼製防護壁基礎の二次元有効応力解析による応答時刻歴（堤軸直交方向；B-B’及びC-C’断面） b. 鋼製防護壁の三次元フレームモデルの基礎との接続部に前頁のa.に示す変位時刻歴を入力した動的解析を行い，止水機構位置の応答時刻歴及び応答スペクトルを算出する。 (図3参照) c．二次元有効応力解析による取水路天端の応答時刻歴及び応答スペクトルを算出する。 d．b項，c項で求めた応答時刻歴を重ね合わせ，鋼製防護壁と取水路の相対的な応答時刻歴及び応答スペクトルを算出する。 (図5参照) b項で算出した鋼製防護壁三次元フレーム解析による中央部の応答時刻歴及び応答スペクトル(堤軸直交方向) e. ｂ項，ｃ項とｄ項にて算出した応答スペクトルを比較し，加速度応答スペクトルの包絡波を作成し模擬地震波として振動台に入力する。 (図6) ◆Z方向(鉛直方向)の模擬地震波の作成方法a . 二次元有効応力解析による鋼製防護壁基礎天端の応答時刻歴を算出する。 (図7参照)鋼製防護壁基礎の二次元有効応力解析による応答時刻歴（鉛直方向） b. 鋼製防護壁の三次元フレームモデルの基礎との接続部に前頁のa.に示す変位時刻歴を入力した動的解析を行い，止水機構位置の応答時刻歴及び応答スペクトルを算出する。 (図8参照) d．ｂ項，ｃ項で求めた応答時刻歴を重ね合わせ，鋼製防護壁と取水路の相対的な応答時刻歴及び応答スペクトルを算出する。 (図10参照) b項で算出した鋼製防護壁三次元フレーム解析による中央部の応答時刻歴及び応答スペクトル(鉛直方向) e. ｂ項, ｃ項とｄ項にて算出した応答スペクトルを比較し，加速度応答スペクトルの包絡波を作成し模擬地震波として振動台に入力する（図11)。鉛直による加振試験については，実証試験による加振は1Gが振動台の能力の上限であることから，鉛直の上限（1G）によるケースを考慮し実証試験を行う。なお，三次元動的解析においては，基準地震動（Ｓ , ）を包絡波した模擬地震波にて解析を実施し挙動を確認する。