側方流動で破壊される杭基礎､護岸壁と防潮堤 KK原発の液状化対策㊵

建物､構造物の杭基礎が､地盤の側方流動で破壊されることは、よく知られている。下の図は1964昭和39年6月16日13時発生の新潟地震で破壊された旧ＮＨＫのビルの基礎である。地表から約４ｍ下の箇所から液状化層を挟んで約１０ｍ下の２箇所で折れている。
ＫＫ原発では、鋼管を打ち込んで杭基礎をしている土木構造物や建築物が多数ある。それらは、敷地地盤の側方流動で破壊される可能性がある。その杭の多くは、泥岩岩盤・西山層まで打ち込まれている。西山層が地表面から約40ｍ下にあると、杭も40ｍ長あり打ち込まれている。周囲が地盤沈下しても、その杭を介して岩盤に防潮堤などを支える構造が作られている。その杭も､敷地地盤の側方流動で破壊される可能性がある。

これまでは、液状化､側方流動の予測・評価は､地表面から２０ｍ以浅の地盤を対象にしていた。だから、２０ｍから西山層までの間・あいだの地層は評価・予測されてなかった。仮に､地震で２０ｍから西山層までの間・あいだの地層が側方流動・液状化で変位し、その間・あいだで杭が曲がる､折れても、想定外と東電は云え、責任逃れが出来た。

2016平成28年9月に､２０ｍから西山層までの間・あいだの地層を対象に加える､対象拡大する事になった。それで、２０ｍから西山層までの間・あいだで杭が､曲がる､折れると予測評価される可能性が出てきた。具体的には､東電が「古安田層」と称している安田層下部層が側方流動し、杭の鋼管が曲り､折れると予測される可能性が2016平成28年9月から出てきた。
そして、荒浜側の護岸壁と防潮堤が基礎杭が曲り､折れると予測評価された。

側方流動で破壊されるもの､ KK原発の液状化対策 ㊴

地盤の液状化による被害は、大きく3つあると思う。「水混じりの固体（地盤）が、地震の揺れによって砂混じりの液体に一時的に変化する」現象が液状化。これを踏まえて
一つは、地盤が建物や橋などの構造物を支える力が一時的無くなることによる被害。砂混じりの液体に一時的に変化することで、見かけ比重が重い構造物が沈下する。

一つは、見かけ比重が軽い構造物が浮上がる。地震で液状化発生し一時的に出来る砂混じりの液体は､比重1.8程度ある。水・地下水の密度の1.8倍程度あり、液状化前の1.8倍の浮力が発生する。マンホールなど地中構造物に1.8倍の浮力が掛かることになり「マンホールを例に取ると、コンクリートの比重は2.3程度ですが、内部が空洞だと見かけの比重は半分以下になることがあります。このため、比重1.8程度の液状化地盤では浮き上がってしまうのです。」「マンホールが浮き上がると、地下の下水管がマンホールとの接続部で破断するため、下水は流せなくなります。」（そこで液状化が起きる理由､若松　加寿江 著・東京大学出版会　の83頁）

一つは「緩やかに傾斜した土地が広範囲に液状化すると、液状化した地層とそれに載った表層が高い方から低い方に向かって動き出す現象」がおきる。建物の基礎が引っ張られて傾いたり、基礎が土台から外れたり、破断して上屋が大きく変形する。ガス・水道などの埋設管が破断・引っ張りや圧迫・押し合いで損傷する。

ＫＫ原発で採られている対策
ＫＫ原発の建築物､構造物は､直接基礎・ベタ基礎や杭基礎。原子炉建屋、タービン建屋の基礎・下部構造・底一面を西山層と呼ばれる泥岩岩盤を掘り込んだり、人造岩ＭＭＲマンメイドロックを介して設置してある。また基礎鋼管を西山層に達するまで打ち込んで杭基礎をしてある。この二つは、基礎構造が沈下対策になっている。それ以外の埋戻し層や安田層下部層の洪積砂質土層などに直接基礎・ベタ基礎を設置してある建築物､構造物は、危ない可能性がある。3号機変圧器火災は、変圧器本体は杭基礎だったが、接続母線部のダクトが直接基礎であった。

構造物の浮上がり対策は、大きく3つある。機冷却用取水路はブロックに分けて作られている。ブロックは水を通す中空､空洞構造だから､見かけ比重は軽い。改良土をブロック周囲と直上1ｍあまりに積み上げて､浮上り力を低めている。

タービン建屋､原子炉建屋はサブドレイン井戸と電動水ポンプを設置し、建屋基礎の深度からの地下水汲み上げ策が採られている。サブドレイン井戸汲み上げ策は、地下水を抜くことで液状化地層を非飽和にし、非液状化する策である。汲み上げで建屋ベタ基礎近くまで地下水位高・水位深度まで下がると期待できる。下がった深度まで土壌を非飽和にして、液状化しないようにして浮上がり力を小さくする策だ。

中越沖地震時には、水平方向の地震動で上下動が励起されたが､その振動で建屋内機器・配管系に発生した応力は軽微で安全性を損なわれてないと東京電力は検証評価している。いる。

中越沖地震の地震振動で建屋内機器・配管系に安全性上問題はないと東電は評価しているが、消火系配管､消防水を送る配管は建屋壁との接続固定金具・ステーや接続継手が脱落し配管破損している。建屋の外では地下に埋設された消火用配管が地盤不等沈下で損傷して､野外消火栓などが使えなくなった。
3号機変圧器付近から地震から2分後に白煙発生が視認され、直ちに初期消火が試みられたが、消防水配管損傷で消火水不足で消火出来ない。そのうちに黒煙発煙になった。

地震後に従来の消火用配管の地中埋設を改め地上配管にするなどで、地震による配管破断を防止したとしている。地上に出し､地表に基礎を設け､接続固定金具・ステーなどでつなぐ。この地上化は､地盤不等沈下で損傷したことに十分な対策にはならない。地盤が沈下､東西南北に変位したら、金具・ステーの引き剥がし、破断・引っ張りや圧迫・押し合いがおこる。金具・ステーの損傷で変位が吸収され配管が守られることがあるとはいえ､やはり地盤の変位から配管損傷に至る。

側方流動で地盤の変位が起こる。この地上化の対応策の不十分さは、側方流動軽視を表している。
側方流動での破断・引っ張りや圧迫・押し合いで､機器間・コンピューター間の通信用途のケーブルとそれが通っている配管が損傷する。建屋内のタービンや原子炉を制御するために、6.7号機の間のＣ．Ｂコントロール建屋にある中央制御室の機器間・コンピューターとの間の通信用ケーブルと通っている配管がある。5号機建屋に設けられる緊急時対策室のそれらとの､地下に建設予定の緊急時対策所のそれらとの､テロに備えて建設予定の対策所のそれらとの通信用ケーブルとケーブルが通っている配管がある。これらへの側方流動に起因する損傷には、どう対応するのだろうか？

側方流動の方向､大きさをキチンと表示しても KK原発の液状化対策 ㊳

地盤の液状化による地盤横移動・側方流動によって、建物の基礎が引っ張られて傾いたり、基礎が土台から外れたり、破断して上屋が大きく変形する。ガス・水道などの埋設管が破断・引っ張りや圧迫・押し合いで損傷する。こうした被害形態を考えると、東電のやり方では、側方流動の大きさ､流動の方向がシミュレーションで判明しても､その側方流動がもたらすであろう被害を予想できない。先ず、判明した側方流動の大きさ､流動の方向を表示する東電の方法に問題がある。

東電の現行の表示システムは､波打ち際線・汀線に直交するラインを数直線・軸とし､その計測地点を原点とし東・砂丘側をプラス､西・海側をマイナスとして表示している。側方流動は理学的には「側方流動には、大別して二つのタイプがあります。る。一つは､海や川の護岸近くで見られるタイプで、基礎地盤の液状化や地震揺れで護岸が倒壊したり移動したりすることにより、背後地盤の押さえが緩み、海や川に向かって液状化層が流れだしていく」流動方向が海や川の護岸壁があったところに決まっているタイプ。柏崎刈羽ＫＫ原発の波打ち際は護岸提が整備されている。護岸提の波打ち際に向かって「液状化層が流れだしていく」のだから、汀線に直交するラインで流れの大きさを表示は適している。

「もう一つは、緩やかに傾斜した土地が広範囲に液状化すると、液状化した地層とそれに載った表層が高い方から低い方に向かって動き出す現象で、・・暖傾斜地の側方流動は、地面の勾配が0.5～2.5%のわずかな高低差でも」起こるタイプ。新潟地震や日本海中部地震で発生し､高い方から低い方に向かって動き出すタイプ､勾配0.5～2.5%の暖傾斜地でも起き、地盤沈下の量､残留鉛直変位は極わずかでも水平移動は長いから水平変位は大きい型・タイプの側方流動。このタイプは、実際例を見ても方向がバラバラだ。流動の始点の地の地盤の傾きに応じて、方向はバラバラになっている。ＫＫ原発なら海・西と砂丘・東だけでなく北寄りと南寄りの要素が加わる。流動の終点を西にＸｍだけでなく北にＹｍの地点と記し表示すれば、1対1応の表示になる。
計測地点を原点とし現行の東電設定軸線を横軸・Ｘ軸として、それと直交する縦線・Ｙ軸として導入する。汀線に平行な線を新たに軸として導入する、断面図手奥・北方向をプラス､手前・南方向をマイナスとする。側方流動の水平変位の方向､大きさをその計測地点を始点とし終点の1対1応で表示できる。さらに2軸に直交する軸Ｚ軸を設けて､地盤沈下や隆起などの残留鉛直変位を､隆起をプラスとし沈下をマイナスとして扱う。これ何のことはない､お馴染みのＸ軸Ｙ軸Ｚ軸の３軸の直交座標系（デカルト座標系）を設けることだ。

こうして側方流動の方向､大きさが表示される。それでその側方流動がもたらすであろう被害を予想・予測できるのか。それには引き裂かれ破断するかもしれない建物や構造物の基礎は何処にある､破断・引っ張りや圧迫・押し合いで損傷するかもしれない埋設管や埋設ケーブルが何処に埋められているのかの情報､埋設管・ケーブルマップ､構造物基礎マップと云うべき位置情報が必要だ。それらの位置情報を側方流動の方向､大きさの情報と照らし合わせて被害を予想・予測できる。福島第一原発事故・核災害の経過を顧みるに、これら位置情報が十分集められているのか。特に埋設の配管やケーブルの位置情報がＸ軸Ｙ軸Ｚ軸の３軸の直交座標系（デカルト座標系）で集められているのか。
ある場所､位置に埋設されている配管やケーブルの情報は集められているか。身近でも公道を掘り返して、下水管や水道管､ガス管を新設や更新の際に既設の管の位置､深度が図面と違っていたり、無いはずの管があったりする事例を見聞している。そのために、工事開始前の点検調査が夜間に行われたりしている。公地・公道がこれであるから、私有地の原発敷地内は同様と推測される。この推測が当たっていることを､福島第一事故の収束作業で､我々も知っている。

3号機変圧器の黒煙火災の実例を顧みると、初期消火に使った屋外消火栓設備からの放水量が消火設備間の配管破断によりが少なく、変圧器の絶縁油が白煙段階の初期消火が進まなかった。それだから絶縁油が燃え始め黒煙が出たと見られる。
ある側方流動αで配管破断が起きると判ったとしよう。次に、それで使用不可に､消火活動不可能になる屋外消火栓などの消火設備を割り出す。それらの消火担当範囲が出せる。その範囲で変圧器など出火しそうな設備をリストアップする。その「出火するかなリスト」が､側方流動αによる被害予想・予測になるわけだ。この作業を､側方流動のαからΩ・オメガまで､ずっとやり、その積分が「側方流動がもたらすであろう被害の予想・予測」になるわけだ。作成できるだろうか？

側方流動の南北方向を取り込めない東電表示。 KK原発の液状化対策 ㊲

東電の側方流動の残留水平変位の表示システム､汀線に直交するラインを数直線とし､その地点を原点とし東・砂丘側をプラス､西・海側をマイナスとしている。そしてマイナス２ｍとかプラス0.5ｍと表示するシステムである。地盤の傾きに応じ高い方から低い方に向かって動き出すタイプ・流動の型では、側方流動の方向､変位する方向は様々になる。その方位は、東西の他に南北の要素が入る。東電の表示のやり方では、この南北の要素､側方流動の南北に寄る要素がうまく取り込めない。

側方流動で西側（海側）に向かっていても、北に寄る流動なら32方位で西微北､西北西､北西微西､北西､北西微北､北北西､北微西と記される北に寄る流動があり、南寄りなら西微南､西南西､南西微西､南西､南西微南､南南西､南微西と記される南に寄る方位の流動がある。東電の波打ち際線・汀線に直交する断面図で､手奥の北に寄る流動､手前の南に寄る､。

荒浜北側の4号機断面では、基準地震動Ss－５でマイナス１ｍ程度が護岸から２０ｍ付近まで検出されている。20m付近～４５m付近までマイナス１m短､45m近辺～70m防潮堤東側までマイナス0.7ｍが検出されている。これの解釈の一つは、段々と護岸から離れるにつれて側方流動が小さくなった､残留水平変位の量が小さくなったとする素直な解釈。
いま一つは、流動方向が徐々に北寄りになった。２０ｍ付近までは海・西に流れる１ｍの流動、流れがやや北に偏り20m付近～４５m付近までは西北西になった。東西で西向きで計る見掛けの大きさは､三角関数コサインの定義から小さくなる。､西北西ならコサイン22.5度は0.92だから西向きの見掛けの大きさは、マイナス92㎝と短くなる。45m近辺～70m防潮堤東側までの間は､もっと北に寄って45度の北西の側方流動で､コサイン45度で0.70だから見掛けはマイナス70㎝になる。

これと同じ理屈で、側方流動の方向が徐々に南に寄っても、同じことが起きる。西南西なら見掛けの大きさはマイナス92㎝､南西で見掛けはマイナス70㎝になる､表示される。北西と南西では90度・直角も向きが違うが、東電表示システムでは同じ値になる。

マイナス１ｍと表示してあっても、真西に向かってる流動１ｍなのか？北寄りで北西に向かっている1.4ｍの流動が東電表示でマイナス１ｍなのか？南に60度寄っている2mの流動のマイナス１ｍ表示なのか？代表的な角度でみたが、寄る角度とコサイン値は限りない。寄る角度とコサイン値は無限にある。
結局、東電表示では側方流動の方向､方位角度は分からないし、その大きさも判らない。

新潟地震や日本海中部地震で発生したタイプ､高い方から低い方に向かって地盤が動き出すタイプ､勾配0.5～2.5%の暖傾斜地でも発生し、鉛直方向の変位､沈下や隆起は小さいが水平方向の横移動は大きいタイプの側方流動が､東電表示では流動の方向､方位角度、その大きさも判らない。

地盤の横移動によって、建物の基礎が引っ張られ上屋が傾いたり、基礎が破断したり土台から外れたりして上屋が大きく変形する。ガス・水道などの埋設管が横断されたり、押し潰し圧縮され変形する。中越沖地震の際の3号機変圧器の火災も、発見して直ちに消火に取り掛ったら消火設備間の配管破断により放水量が少なく、初期消火が進まなかった。それだから変圧器の絶縁油が燃え始めたと見られる。

このような被害形態を考えると、流動の始点と終点の間の距離､側方流動の大きさ､流動の方向がシミュレーションで判明しても､それがモタラスであろう被害が表示方法の問題で判らないのだから東電のやり方は問題だ。

僅か十数cmの地盤変動・変位でも､配管を破断し火災黒煙の3号機 KK原発の液状化対策 ㊱

東京電力は柏崎刈羽原発敷地の液状化の問題を､それによる地盤沈下という形で取り扱い､量について「液状化後の排水による沈下と、地震時の液状化による側方流動による沈下という二つに分けて算定」している(第419回・2016平成28年11月29日の審査会合､議事録77頁)

側方流動による沈下の「解析の結果を続きまして21ページ以降にお示ししています」と第419回・2016平成28年11月29日の審査会合で資料2-3､平成28年11月付「柏崎刈羽原子力発電所　6号及び7号炉 液状化による地盤沈下及び斜面崩壊を考慮した津波評価条件について」をとり挙げている。

そこではシミュレーションした結果を二つの量､地震が収まっても残留している垂直方向の変位量・残留鉛直変位(m)と横方向を残留水平変位(m)で示してある。液状化を､それによる地盤沈下で取り扱うのだから、垂直方向の変位量・残留鉛直変位(m)が出てくるのは当然だ。残留水平変位・ｍは不要だといえる。
ただ、理学的工学的には側方流動による地盤の水平方向移動で､横方向の残留水平変位で、建物基礎や橋の基礎杭などが引っ張られて傾いたり、基礎が土台から外れたり、破断して上屋が大きく変形したりしている。また、ガス・水道などの埋設管が多数被害を受けている。液状化を論ずのに､横方向の水平移動､変位を外すわけにいかない。
柏崎刈羽原発では､中越沖地震時に3号機タービン建屋の南東部の脇にある変圧器から火が出ている。2007年7月16日10時13分に地震。全号機停止。10時15分、パトロール中の発電所職員が、3号機タービン建屋外部の３台の変圧器の内の最も東側からの白煙の発煙を発見。
防火壁で区切られ延焼の可能性は小さいが、消火設備間の配管破断により放水量が少なく、初期消火活動は思うように進まなかった。10時30分頃、黒煙に変わる。変圧器の絶縁油が燃え始めたと見られ、区切る防火壁で燃え拡がる可能性は小さいが、しかしこのままの状態では変圧器が爆発する危険性があると職員らは判断し、対策本部に報告し安全な場所に退避。
変圧器火災は放置され､黒煙を上げ続けた。約1時間の11時32分、所管する消防署が化学消防車等で消火活動を開始、発煙から約2時間後の12時10分頃に鎮火した。
外部からの電力を受けて変圧し､建屋内の電動ポンプ等に送り出す設備。その電力接続線が通っているダクトが､外れた。火災時の写真画像でも連絡道路や芝生が脈打ってる様が見て取れ、現場は地盤変動があった。その変位は､鎮火後の調べで写真でみて上下､左右（南北）､前後（東西）あり、その内の上下変位が約２０㎝と最も大きい。その変位をもたらした地盤変動で、消火配管が破断し、初期消火失敗。その変位で破損して､変圧器絶縁油が漏えいし、電力線が地絡アース・短絡ショートで火花アークが飛んで火災に至ったと考えられる。変位が左右（南北）でも､前後（東西）で絶縁油は漏洩し電気火花は飛んだろう。僅か十数センチの地盤変動・変位でも､配管を破断し火災黒煙を生じ得る実例である。