일본산업뉴스요약

가시마가 도전한 용적 33만m³의 거대 공동 굴착
안전을 우선해 보강 앵커 추가 2부

-- 원통부를 19단으로 분할 --
수조 상부에 해당하는 높이 약 21m의 돔부 공사가 완료된 후, 그 아래 높이 약 72m의 원통부 굴착에 착수했다.

원통부는 수직 방향으로 높이 3~4m씩 19단으로 분할하고, 다시 수평 방향으로 각 단을 19구역으로 잘게 나누어 발파를 실시하였다. 굴착에 사용되는 기자재 등은 1호 어프로치 갱도를 통해 반입하고, 발생한 토사는 수직 갱을 통해 원통부 하부의 4호 어프로치 갱도를 통해 반출하였다.

오부치 소장은 “1회당 평균 700~800m³ 정도의 암반을 굴착하면서 진행해 나갔다”라고 말한다. 원통부의 굴착 용적은 약 28만m³에 이른다.

지보공은 돔부와 동일하게 우선은 콘크리트를 분사해 길이 4~5m의 록볼트를 타설. 이어서 다시 그 위에 콘크리트를 분사해 8~14m 길이의 프리스트레스 앵커를 시공했다. 앵커 설치 시에는 하중계도 함께 배치. 지반의 거동을 확인하는 데 사용했다.

가시마는 수조 부분의 굴착과 병행해 주변에 설치될 예정인 실험실과 순수제조장치실이 들어갈 장소의 굴착도 진행했다. 순수제조장치실은 폭 16m, 높이 17m, 깊이 101m로, 현재 가동 중인 ‘슈퍼카미오칸데(Super-Kamiokande)’에서 사용되고 있는 수조의 절반 가량의 체적을 가지고 있다. “순수제조장치실도 충분히 큰 지하 공간이다”(오부치 소장).

-- 공기(工期)에 영향을 준 '지반의 거동' --
오부치 소장은 “지금까지의 경험칙이 통용되지 않기 때문에 지반의 거동을 확인하면서 실시하는 시공에는 많은 난관이 있었다”라며 어려움을 토로했다.

이번 공사에서는 지하 약 600m에 안전하게 공동을 만들기 위해 굴착 시 주변 지반의 거동 측정을 철저히 해왔다. 설계자인 도쿄전력설계와 시공자인 가시마, 발주자인 도쿄대학의 담당자가 일상적으로 측정 회의를 열어, 현장에 설치된 길이 25m의 암반 변위계와 프리스트레스 앵커 하중계의 데이터를 보면서, 지보 설계의 재검토를 거듭했다.

2024년 가을 경에는 약층(弱層)이라고 불리는 지반이 약한 지면에서 변형이 계속되어 원통부 상부에 설치된 계기(計器)의 수치가 상정치를 뛰어넘는 변동을 보였다. 대규모 암석 붕괴 위험을 배제하기 위해 굴착을 일시 중단하고 보강 앵커를 추가 시공하기로 결정했다. 오부치 소장은 “공기가 늘어났지만 안전을 우선시했다. 어려운 판단이었다”라고 당시를 회고했다.

그 영향으로 공사 기간은 약 6개월 늦어져 지하 공동의 굴착 완료는 올 7월로 변경되었다.

가시마에 따르면, 토목 공사는 올 9월에 완료될 예정이다. 공사는 다음 스테이지로 넘어가 굴착한 공동 내에 거대 수조를 설치한다. 수조나 센서를 지지하는 가구(架構) 등의 설계는 닛켄설계(日建設計), 시공은 구마가이구미(熊谷組)가 각각 담당. 2028년의 관측 개시를 목표로 공사가 진행되고 있다.

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