研究坑道のレイアウトの設計は，地上からの地質環境調査による深部地質環境に関する情報および研究坑道周辺の地質環境特性（地質環境モデル）やそれらにより推定された地質環境の状態などを考慮しつつ，第2段階および第3段階における調査研究計画に基づき随時見直しを行いました。

瑞浪超深地層研究所では，坑道や支保の力学的安定性については，地表からの調査予測研究段階の調査結果に基づいて地山区分を行い，この区分に応じて物性値を設定し，これに基づく解析により坑道の力学的安定性を評価するとともに，支保発生応力が許容応力を満足することを確認しました。

地震時の安定性については，本地域で想定される最大加速度の地震を入力地震動として用いて坑道，支保の地震時の健全性を評価しました。その結果，覆工コンクリートの発生応力度は破壊強度に比べて十分に小さいことがわかりました。

坑道掘削工事において，施工計画は，主に以下の項目について立案します。

• 掘削工法，掘削方式，支保工，覆工コンクリート，湧水対策，地山補強対策，仮設備計画

施工管理は，主に以下の項目について行います。

• 支保工，覆工などを構成する各部材の品質管理，出来形管理，計測（掘削に伴う地山および各支保部材の挙動を把握するための観察・計測）

瑞浪超深地層研究所では，深度500mに到達する立坑，水平坑道，横坑（延長の短い水平坑道）から構成される坑道を，櫓，巻上機，スカフォードなどの設備を用いて掘削しました。

地下深部においては，一般に地下水圧が高く坑道への湧水量が多いため，瑞浪超深地層研究所では坑道掘削時の湧水を抑制するため，セメント溶液などを岩盤に注入するグラウチング技術を適用するとともに，地下水浸透理論に基づく解析による湧水抑制の評価手法を構築しました。

地下深部の硬岩系岩盤における坑道掘削時に発生する主な突発事象としては，突発湧水と山はねが考えられます。

突発湧水に対する施工対策技術としては，水抜きボーリング孔による排水（水抜き工法）とセメント溶液などを岩盤の水みちに注入し湧水を抑制する工法（グラウチング）の２つが代表的な工法として挙げられます（先行ボーリングとグラウチング技術については，2_1_5に詳細な内容を示します）。

山はねは，坑道掘削時に掘削面周辺の岩盤の一部が大きな音響を伴って内空に突然飛び出す現象です。瑞浪超深地層研究所では山はねは発生しませんでしたが，兆候が認められた場合に必要な対策を講じることができるように，事前の検討として対策事例について情報収集を行いました。

瑞浪超深地層研究所の研究坑道内における安全対策として，坑内避難設備（避難所，非常用設備），管理システム（入出坑管理システム，坑内環境管理システム，坑内火災監視システム，坑内通信監視システム）を構築・設置し，運用しました。また，坑内環境の通気網解析を行い，この結果に基づき，坑道全体の換気方法の検討を行いました。

坑道に湧出した地下水を河川等に放流するため，水質汚濁防止法や環境基本法に定められた基準値以下になるように排水の水質を管理します。

坑道掘削に伴う研究所周辺の環境への影響の有無を確認するため，坑道からの排出水や河川水などの水質，河川流量，地下水位，騒音・振動，耕作地の土壌（塩化物イオン）の調査を実施し，瑞浪超深地層研究所の事業が周辺環境へ問題となる影響を与えていないことを確認しました。図に水質調査位置図を例として示します。