(57)【要約】【課題】  構築に伴う岩盤の緩みを抑え、坑道周辺に発生する水みちを遮断することができる遮水壁を提供する。【解決手段】  立坑４に構築されている遮水壁において、立坑４内の止水プラグ６から下方に向かうにしたがって立坑４から離れるように外側に向かって掘削された連続溝１０を備えている。連続溝１０の内部には、高濃度のベントナイトスラリー１１が充填され、略傘形状の遮水壁７を形成している。遮水壁７は、立坑４内に設けられたベントナイトブロックから形成される止水プラグ６の外周に密着接合して構成されている。  【選択図】      図２
2006077453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
坑道に構築される遮水壁において、前記坑道内部より坑道の外側全周にわたって所定領域掘削形成された連続溝に止水材が充填されていることを特徴とする遮水壁。      
【請求項２】
前記坑道は立坑であり、遮水壁は前記立坑に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の遮水壁。
【請求項３】
前記坑道内部に止水プラグが設けられ、その外周に密着接合して前記遮水壁が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の遮水壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、坑道の周辺岩盤に発生する水みちを遮断する遮水壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所等から発生する高レベル放射性廃棄物の地層処分において、高レベル放射性廃棄物は、金属製のオーバーパックに封入され複数の処分孔に埋没される。この処分孔は地下３００ｍ以下にある水平方向の処分坑道に設置され、処分坑道は立坑によって地上と連絡している。廃棄体から放出される放射性核種は、処分孔に埋没後、オーバーパックの腐食やベントナイトの化学変質等によって人工バリアの性能が劣化する。これにより、放射性核種は、天然バリアである岩盤中に放出され、さらには岩盤中を流れる地下水によって地上へ運ばれる可能性がある。とくに、掘削後の坑道の周辺岩盤は緩んだ状態であり、掘削前よりも透水性が高く、地下水の水みちになる。汚染された地下水の地上流出を防止するためには、処分孔と地上を連絡するアクセス坑道となる立坑の周辺の水みちを遮断することが有効である。
立坑の水みちの遮断方法は、遮断箇所にベントナイトブロック等からなる止水プラグを構築する方法があり、加えてベントナイトグラウト等を注入する方法が一般的である。ベントナイトグラウトは、ベントナイトに水やエタノール等の有機溶媒を混合したベントナイトスラリーから形成されている。止水プラグの構築方法は、立坑断面より大きく拡幅掘削し、この拡幅箇所に膨潤性が高く低透水性のベントナイトブロック等を設置する。これにより、立坑周辺に流れる水みちを遮断する。また、拡幅掘削によって生じた掘削損傷領域が、新たな水みちとなりうる箇所にベントナイトグラウト注入する方法がある（例えば、特許文献１、２参照）。
別の水みちの遮断方法として、埋没される放射性廃棄物の地層処分法において、各処分孔毎に止水プラグを構築することで放射性核種が地下水に漏出することを防止する方法が、特許文献３に開示されている。
【特許文献１】特開平８−４９２４２号公報
【特許文献２】特開２００１−３２３４５３号公報
【特許文献３】特開平３−１５０５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、立坑に止水プラグを構築する場合、立坑周辺の水みちは遮断できるが、拡幅掘削の影響によって止水プラグの外側に新たな掘削損傷領域が発生し水みちとなる可能性がある。一方、上記特許文献３に示す地層処分法は、一般に数万本に及ぶ廃棄体毎に処分孔が設けられており、これらの処分孔それぞれに止水プラグを設置する必要があるため、膨大な施工量となり現実的ではない。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、構築に伴う岩盤の緩みを抑え、坑道周辺に発生する水みちを遮断することができる遮水壁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る坑道に構築される遮水壁は、坑道に構築される遮水壁において、坑道内部より坑道の外側全周にわたって所定領域掘削形成された連続溝に止水材が充填されていることを特徴としている。  
本発明では、形成された遮水壁内への水の侵入を防止でき、坑道周辺や従来技術における止水プラグ周辺の掘削損傷領域に発生する水みちを遮断できる。また、遮水壁構築に伴う掘削溝断面が、止水プラグを拡幅掘削する際の掘削断面と比較して小さいため、岩盤の緩みを抑えることができる。
【０００６】
また、本発明に係る遮水壁は、立坑に設けられていることが好ましい。
本発明では、処分孔と地上とのアクセスとなる立坑周辺の水みちを遮断することにより、汚染された地下水が地上に運ばれることを防止できる。
【０００７】
また、本発明に係る遮水壁は、坑道内部に止水プラグが設けられ、その外周に密着接合して遮水壁が設けられていることが好ましい。
本発明では、坑道内部に流れる水を遮断でき、遮水壁と坑道との接合箇所から坑道内に地下水が進入することを防止できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、止水性の高い遮水壁を構築でき、坑道周辺を流れる水みちを遮断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の第一の実施の形態による遮水壁について、図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態に係る遮水壁を備えた立坑を示す全体図である。図２は図１に示す遮水壁部分の拡大図、図３は図２に示す遮水壁を上方から見た概略説明図、図４は図３に示す遮水壁のＡ−Ａ線断面図、図５は図３に示す遮水壁に関するものであって、硬岩でスロットドリルを使用して形成されたＡ−Ａ線断面図、図６は止水プラグと遮水壁の内部構造を示す側断面図である。
図１に示すように、高レベル放射性廃棄物の地層処分場は、高レベル放射性廃棄物１を埋没する複数の処分孔２と、これら処分孔２が設置される水平方向の処分トンネル３と、処分トンネル３と地上とを連絡する立坑４（坑道）とから構成されている。立坑４の周辺岩盤には掘削によって緩みが発生した掘削損傷領域５があり、この掘削損傷領域５は図１に示す矢印Ｄ方向に流れる水みちを形成している。
本実施の形態に係る立坑における遮水構造は、立坑４内の水の動きを止めるため立坑４内に止水材を詰めて構築された止水プラグ６と、掘削損傷領域５を遮断するために止水プラグ６の周部に設けられている遮水壁７とから構成されている。
【００１０】
図１、図２に示すように、立坑４内部にはプラグ設置領域８を有し、プラグ設置領域８にベントナイトブロックから形成される止水プラグ６が構築される。そして、止水プラグ６は、埋め戻し材９によって上下を挟まれて形成されている。
遮水壁７は、止水プラグ６に接合され、第一遮水壁７ａと第二遮水壁７ｂの上下二段から構成されている。そして遮水壁７は、立坑４の坑道内のプラグ設置領域８から下方に向かうにしたがって漸次立坑から離れるように立坑の外側全周にわたって所定領域掘削形成された連続溝１０にベントナイトスラリー１１（止水材）が充填されている。ここで、前記遮水壁７が形成される所定領域とは、具体的には図３に示すように、遮水壁７の外周縁が立坑４の内径より拡径しかつ掘削損傷領域５を越えて外側に拡がる範囲で、これによって掘削損傷領域５の水みちが遮断される。また遮水壁７を、立坑（坑道）の下方に向かうにしたがって漸次立坑（坑道）から離れるように形成したのは、立坑（坑道）の下方から上方に向かって水みちがあるためであり、要は、水の流れる方向と反対方向に向かって漸次立坑（坑道）から離れる方向に遮水壁を形成すればよい。
【００１１】
連続溝１０は、図４に示すように一定の幅で掘削する場合と、図５に示すように円形孔を一部重ねて掘削する場合とがあるが、連続溝の幅は１００ｍｍから３００ｍｍ程度を目安にしている。
そして、連続溝１０は、止水プラグ６と接合する領域に位置してベントナイトブロックの挿入部材１２が充填された接合領域１０ａと、接合領域１０ａの外側に掘削形成されていてベントナイトスラリー１１が充填されている充填領域１０ｂとを有している（図６参照）。
【００１２】
次に、本実施の形態に係る止水プラグと遮水壁の構築方法について図面に基づいて説明する。
連続溝１０は、既に形成されている立坑４のプラグ設置領域８から下方に向かうにしたがって立坑から離れるように外側に向かって掘削され、立坑４の周方向に全周にわたって設けられる。この連続溝１０は、周辺岩盤に影響の少ない機械掘削工法によって掘削され、例えば、軟岩の場合に小型の水平多軸回転式の連続掘削機を使用し、軟岩から硬岩に及ぶ場合には複数のスロットドリルを搭載した削岩機を使用し、連続溝１０を同時に掘削できる機械を使用する（図５参照）。
【００１３】
そして、掘削された連続溝１０の充填領域１０ｂにベントナイトスラリー１１を注入する。ここで、第一の実施の形態において用いられるベントナイトスラリー１１について説明する。連続溝１０の充填領域１０ｂに充填する材料は、止水性が高く、連続溝１０の深部に流れ込みやすい粘性の小さなものが要求され、ベントナイトスラリーとエタノール等の有機溶媒とを混練して作成される高濃度のベントナイトスラリー１１を採用する。連続溝１０は、下向きに傾斜する掘削溝となるため、ベントナイトスラリー１１は連続溝１０の外側の深部にまで流れ込み十分な充填ができ、止水性の高い遮水壁７を構築することができる。
充填領域１０ｂに注入後、接合領域１０ａにベントナイトブロックからなる挿入部材１２が詰め込まれる。
【００１４】
ここまでの施工手順により、ベントナイト壁となる第一遮水壁７ａが構築され、次に同様の施工手順により第二遮水壁７ｂをその下に構築する。
続いて、立坑４内のプラグ設置領域８より下部に埋め戻し材９が埋没され、その後プラグ設置領域８にベントナイトブロックを積み上げ止水プラグ６を構築する。そして、止水プラグ６は図６の矢印Ｅ方向に締め固められ、その上部に埋め戻し材９が設置される。止水プラグ６の締め固めにより、挿入部材１２と止水プラグ６間の間隙が密着し接合する。そして、充填領域１０ｂに充填されているベントナイトスラリー１１は、地下水を吸収して水と反応して膨潤し、挿入部材１２との接合面を止水する。
【００１５】
上述のように、本第一の実施の形態によれば、ベントナイトスラリー１１に吸収された水は殆ど動かない性質から、遮水壁７は高い止水効果を発揮できる。よって、立坑４周辺の掘削損傷領域５の水みちを遮断でき、高レベル放射性核種を含んだ地下水が地上に運ばれることを防止できる。連続溝１０は、機械により掘削されると共に、従来技術における止水プラグのように拡幅した場合の掘削断面と比較して、前記したように断面幅が小さいため、掘削に伴う岩盤の緩みを抑えることができる。また、連続溝１０が立坑４の斜め下方向に傾斜して掘削されることで、ベントナイトスラリー１１が連続溝１０の深部にまで流れ込み十分な充填ができる。さらに、第一遮水壁７ａと第二遮水壁７ｂとの二箇所の遮水壁７が設けられることで、立坑４周辺の水みちは遮水壁７の周部を迂回することになり、地上に繋がる水みちの距離が長くなり、地上に地下水が運ばれることを防止できる。
【００１６】
次に、第二の実施の形態による遮水壁と止水プラグの構築方法について、図面に基づいて説明する。図７（ａ）乃至（ｃ）は、本実施の形態に係る遮水壁の他の一例を示す図であり、止水プラグと遮水壁の施工手順図である。
第二の実施の形態では、立坑４に構築される遮水壁７は第一遮水壁７ａだけであり、図１乃至図４に示す第一の実施の形態にある連続溝１０と止水プラグ６の接合部分を除き同様の構成からなっている。具体的には、図７（ｃ）に示すように、立坑４の周部より下方外側に掘削された連続溝１０と、連続溝１０の内部全体にベントナイトスラリー１１が充填された遮水壁７と、立坑４内にベントナイトブロックから構築される止水プラグ１３とから構成されている。
止水プラグ１３には、遮水壁７との接合位置に、図７（ａ）に示す切り欠き状を形成する接合領域１４が設けられている。この接合領域１４は、立坑４の縦断面視外周部に略リング状に配置され、連続溝１０と同様にベントナイトスラリー１１が充填される。ここで、止水プラグ１３は、図７（ｃ）に示すように接合領域１４を取り囲んで構築され、接合領域１４より下部に位置する第一止水プラグ１３ａと、接合領域１４に接合する位置となる第二止水プラグ１３ｂと、その上部に位置する第三止水プラグ１３ｃとの三領域から形成されている。
【００１７】
第二の実施の形態では、連続溝１０の掘削までの施工手順は、第一の実施の形態と同様である。
連続溝１０の掘削後は、先ず接合領域１４を残した状態でベントナイトブロックを積み上げ、第一止水プラグ１３ａと第二止水プラグ１３ｂを順次構築する。次に、連続溝１０及び接合領域１４にベントナイトスラリー１１を注入する。ベントナイトスラリー１１の注入位置は、第二止水プラグ１３ｂの上面と略水平位置までとなる。さらに第二止水プラグ１３ｂ及び充填領域１４の上部にベントナイトブロックを積み上げ、第三止水プラグ１３ｃを構築する。
そして、連続溝１０に充填されたベントナイトスラリー１１は、第一の実施の形態と同様、地下水によって膨潤し止水プラグ１３と密着して接合され、止水効果を奏する。
【００１８】
第二の実施の形態による遮水壁では、第一の実施の形態による円形孔１０と止水プラグ６との間に挿入部材１２を設けた接合構成でなく、ベントナイトスラリー１１と止水プラグ１３が直接接合する構成である。第二の実施の形態では、第一の実施の形態と同様の止水効果を得ることができる遮水壁７を構築するものである。
【００１９】
以上、本発明に係る遮水壁の構築方法の第一及び第二の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の第一及び第二の実施の形態で構成したように、遮水壁７は一箇所または二箇所でもよく、水みちの遮断効果を大きくするために三箇所以上の遮水壁７を設けてもよい。
また、連続溝１０は、同等の大きさの断面であれば溝断面及び円形断面に限定されることはない。
さらに、上記の実施の形態では、立坑４に遮水壁７を設けているが、斜坑または水平坑の坑道に適用してもよい。要は、本発明において所期の機能が得られればよいのである。
なお、上記の実施の形態では、遮水壁７は止水プラグ６の周部に設けているが、止水プラグ６を設けず、遮水壁７を立坑４内部まで構築し一体化した円錐状を形成する遮水壁７としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る遮水壁を備えた立坑を示す全体図である。
【図２】図１に示す遮水壁部分の拡大図である。
【図３】図２に示す遮水壁を上から見た概略説明図である。
【図４】図３に示す遮水壁のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３に示す遮水壁に関するものであって、硬岩でスロットドリルを使用して形成されたＡ−Ａ線断面図である。
【図６】第一の実施の形態に係る止水プラグと遮水壁の内部構造を示す側断面図である。
【図７】第二の実施の形態に係る止水プラグと遮水壁の施工手順図である。
【符号の説明】
【００２１】
４  立坑（坑道）  
５  掘削損傷領域
６  止水プラグ
７  遮水壁
８  プラグ設置領域
９  埋め戻し材
１０  連続溝
１０ａ  接合領域
１０ｂ  充填領域
１１  ベントナイトスラリー（止水材）
１２  挿入部材
１３  止水プラグ
１４  接合領域
【図１】
2006077453.tif 000003
【図２】
2006077453.tif 000004
【図３】
2006077453.tif 000005
【図４】
2006077453.tif 000006
【図５】
2006077453.tif 000007
【図６】
2006077453.tif 000008
【図７】
2006077453.tif 000009