(57)【要約】  【課題】廃棄体を処分孔に埋設定置する地層処分において、施工時の処分孔への地下水の侵入を確実に防止でき、かつ、廃棄体の埋設定置後の止水も十分に行え、さらに廃棄体等の定置作業を迅速に行え、かつ、通常の揚重設備や定置装置などを用いて安全に地層処分作業を行える処分孔の止水対策方法を提供する。  【解決手段】処分坑道１に処分孔２を形成した後、この処分孔２内に底板11ａと筒状側板11ｂからなる止水性容器11を配置し、処分孔２と容器11との隙間に充填材12の充填と、容器11内に緩衝材10の配置とを行うと共に緩衝材10中に廃棄体Ａを定置した後、廃棄体Ａの上部を緩衝材10で蓋をし、さらにこの蓋緩衝材10の上の容器11内の上部空間を埋め戻し材13で埋め戻した後、容器11の上端を止水性部材11ｃで蓋をする。または廃棄体Ａの上部を緩衝材10で蓋をし、止水性部材11ｃで蓋をした後、容器11の上部における処分孔２の上部空間を埋め戻し材13で埋め戻す。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処分坑道に処分孔を形成した後、この処分孔内に底板と筒状側板とからなる止水性容器を配置し、処分孔と止水性容器との隙間に充填材の充填と、止水性容器内に緩衝材の配置とを行うと共に、この緩衝材中に廃棄体を定置した後、この廃棄体の上部を緩衝材で蓋をし、さらにこの蓋緩衝材の上における止水性容器内の上部空間を埋め戻し材で埋め戻した後、止水性容器の上端を止水性部材で蓋をすることを特徴とする処分孔の止水対策方法。
【請求項２】
処分坑道に処分孔を形成した後、この処分孔内に底板と筒状側板とからなる止水性容器を配置し、処分孔と止水性容器との隙間に充填材の充填と、止水性容器内に緩衝材の配置とを行うと共に、この緩衝材中に廃棄体を定置した後、この廃棄体の上部を緩衝材で蓋をし、さらに止水性容器の上端を止水性部材で蓋をした後、止水性容器の上部における処分孔の上部空間を埋め戻し材で埋め戻すことを特徴とする処分孔の止水対策方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地層処分に用いられる処分孔の止水対策方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、地層処分事業で考えられている埋設方法の一つとして、「廃棄体竪置き方式」がある。この方式は、図２に示すように、処分坑道１の底版に一定間隔で処分孔２を構築し、その処分孔２内に緩衝材３を敷き詰めると共に、この緩衝材３中に廃棄体Ａを埋設定置する処分方法である。緩衝材３の主材料はベントナイトと呼ばれる土質系材料で、水と触れ合うと膨潤し、内圧が高まることで水の侵入を抑制する特徴があり、核種の流出を遅延させる効果が期待されている。
【０００３】
竪置き方式の処分工程は次の通りである。図３に示すように、(1) 先ず始めに処分坑道１を構築し、(2) 続いて処分孔２を構築する。処分坑道１及び処分孔２が完成したら、(3) 底部及び側部の緩衝材３を敷設する。その後、(4) 遠隔操作により廃棄体Ａを定置し、(5) 上部の緩衝材３で蓋をする。そして、(6) 処分坑道１の底版レベルまで処分孔２を埋め戻し材４で埋め戻し、作業は終了する。
【０００４】
また、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１〜３がある。特許文献１の発明は、処分孔に周辺岩盤の安定性を確保するための有底鋼管を挿入し、この有底鋼管内に緩衝材を封入し、この緩衝材中に廃棄体を埋設して定置させた後、蓋状の緩衝材で廃棄体を封鎖してから処分孔の上部にさらに緩衝材を充填するものである。特許文献２、３の発明は、放射性廃棄物を収納した所謂オーバーパックを鋼板等からなる外殻収納容器内に収容し、この容器内にオーバーパックを取り囲むように緩衝材等を充填し、このような外殻収納容器を地上から地下へ搬送し、そのまま処分穴に埋設するものである。
【特許文献１】特開２００２−１８１９９５号公報
【特許文献２】特開平１０−１５３６９６号公報
【特許文献３】特開平９−６８５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図３の竪置き方式における従来の処分工程において、(2) の処分孔２を構築してから、(3) の緩衝材３を敷設するまでには多少時間が経過し、その間に処分孔２に地下水が侵入することは十分に考えられる。地下水が出ている状態で緩衝材３を敷設すると、先に述べた理由により緩衝材３は図４に示すように膨潤し、廃棄体Ａの定置に支障を来す恐れがある。
【０００６】
また、特許文献１の発明では、処分孔に有底鋼管を設置することにより上記の地下水による緩衝材の膨潤を解消することができるが、廃棄体の上部は緩衝材で封鎖されるだけであるので、廃棄体の埋設定置後の止水が十分でない。さらに、処分孔内に有底鋼管を隙間なく挿入することは難しく、隙間が生じた場合には有底鋼管が移動し、廃棄体の定置作業に支障を来す。
【０００７】
また、特許文献２、３の発明では、オーバーパックを緩衝材等を介して収容した大型で重量物の外殻収納容器を用いるため、地上から地下の処分坑道までの揚重設備や処分穴への定置装置などが大型化し、また作業の安全性が低下するなどの問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、廃棄体を処分孔に埋設定置する地層処分において、施工時の処分孔への地下水の侵入を確実に防止することができ、かつ、廃棄体の埋設定置後の止水も十分に行うことができ、さらに廃棄体等の定置作業を迅速に行うことができ、かつ、通常の揚重設備や定置装置などを用いて安全に地層処分作業を行うことができる処分孔の止水対策方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る発明は、処分坑道に処分孔を形成した後、この処分孔内に底板と筒状側板とからなる止水性容器を配置し、処分孔と止水性容器との隙間に充填材（セメントミルクやモルタル等のセメント系材料）の充填と、止水性容器内に緩衝材（ベントナイト等）の配置とを行うと共に、この緩衝材中に廃棄体を定置した後、この廃棄体の上部を緩衝材で蓋をし、さらにこの蓋緩衝材の上における止水性容器内の上部空間を埋め戻し材で埋め戻した後、止水性容器の上端を止水性部材で蓋をすることを特徴とする処分孔の止水対策方法である。
【００１０】
本発明の請求項２に係る発明は、処分坑道に処分孔を形成した後、この処分孔内に底板と筒状側板とからなる止水性容器を配置し、処分孔と止水性容器との隙間に充填材（セメントミルクやモルタル等のセメント系材料）の充填と、止水性容器内に緩衝材（ベントナイト等）の配置とを行うと共に、この緩衝材中に廃棄体を定置した後、この廃棄体の上部を緩衝材で蓋をし、さらに止水性容器の上端を止水性部材で蓋をした後、止水性容器の上部における処分孔の上部空間を埋め戻し材で埋め戻すことを特徴とする処分孔の止水対策方法である。
【００１１】
止水性容器は、止水が目的であるため、板厚が数ｍｍ程度の鋼板等を用いることができる。止水性容器の蓋（止水性部材) は、処分坑道の内部の空気に含まれる水分も止水するためのものであり、また緩衝材が吸水膨潤しないので膨潤圧も作用しないため、簡易な蓋とすることができる。
【００１２】
以上のような本発明によれば、掘削形成された処分孔に底板と筒状側板とからなる止水性容器を挿入配置するため、処分孔内を施工時から長期にわたって常にドライに保つことができ、また処分孔の構築から廃棄体の埋設定置の間に処分孔に地下水が侵入するのを確実に防止することができ、地下水で緩衝材が膨潤することがなく、廃棄体の定置作業を支障なく行うことができる。また、廃棄体の埋設定置後は、止水性容器の上部開口を止水性部材で蓋をすることにより、緩衝材が空気中の水分と接触するのも防ぐことができ、長期にわたって緩衝材と水との接触を防ぐことができる。
【００１３】
さらに、処分孔と止水性容器との隙間に充填材（セメント系材料) を充填するため、短期的な止水の効果が得られると共に、処分孔の位置すなわち止水性容器の位置が固定されることで、緩衝材の配置作業や廃棄体の定置作業を迅速に行うことができる。また、従来の大型で重量物の外殻収納容器を用いること無く、緩衝材や廃棄体をそれぞれ地上から地下へ搬送して配置や定置させるため、通常の揚重設備や定置装置などを用いて安全に地層処分作業を行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果を奏する。
【００１５】
(1) 掘削形成された処分孔に底板と筒状側板からなる止水性容器（鋼製容器) を挿入配置するため、処分孔内を施工時から長期にわたって常にドライに保つことができ、また処分孔の構築から廃棄体の埋設定置の間に処分孔に地下水が侵入するのを確実に防止することができ、地下水で緩衝材が膨潤することがなく、廃棄体の定置作業を支障なく行うことができる。
【００１６】
(2) 廃棄体の埋設定置後は、止水性容器の上部開口を止水性部材（鋼板) で蓋をすることにより、緩衝材が空気中の水分と接触するのも防ぐことができ、長期にわたって緩衝材と水との接触を防ぐことができる。
【００１７】
(3) 処分孔と止水性容器との隙間に充填材（セメント系材料) を充填するため、短期的な止水の効果が得られると共に、処分孔の位置すなわち止水性容器の位置が固定されることで、緩衝材の配置作業や廃棄体の定置作業を迅速に行うことができる。
【００１８】
(4) 従来の大型で重量物の外殻収納容器を用いること無く、緩衝材や廃棄体をそれぞれ地上から地下へ搬送して配置や定置させるため、通常の揚重設備や定置装置などを用いて安全に地層処分作業を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。この実施形態は、放射性廃棄物を収納した廃棄体の竪置き方式に適用した例である。図１は、本発明に係る処分孔の止水対策方法を示す鉛直断面図である。
【００２０】
図１において、本発明に係る処分孔の止水対策方法は、ベントナイトを主材料とし廃棄体Ａを取り囲む緩衝材１０と、底板１１ａと筒状側板１１ｂと蓋１１ｃとからなる止水性容器である鋼製容器１１と、処分孔２と鋼製容器１１との隙間に充填される充填材であるセメントミルクやモルタル等のセメント系材料１２と、鋼製容器１１内の上部空間あるいは鋼製容器１１の上部における処分孔２の上部空間に充填される埋め戻し材１３とから構成されている。
【００２１】
鋼製容器（止水性容器) １１の底板１１ａと筒状側板１１ｂと蓋１１ｃとは、止水が目的であり、構造部材としての効果は期待していないため、板厚が数ｍｍ程度と薄い鋼板を使用することができる。鋼板の材質はオーバーパックと同じ材質のものを使用するのが好ましい。なお、止水性容器１１は、鋼製に限定されるものではなく、止水性を有する剛性の材質であればよい。この止水性容器１１としては、コンクリート製、炭素繊維製等を例示することができる。薄板の容器であっても短期的（施工時）には支保工の役目も果たす。また、この鋼製容器１１の外径は、処分孔２の内径よりも小さくし、容器１１を処分孔２内に配置したとき、処分孔２との間に所定の隙間が形成されるようにする。
【００２２】
止水性部材としての蓋１１ｃは、処分坑道１の内部の空気に含まれる水分も止水するためのものであり、また緩衝材１０が吸水膨潤しないので膨潤圧も作用しないため、簡易な蓋でよい。蓋１１ｃの筒状側板１１ｂの上部への固定は、ねじ込み式や嵌め込み式等でボルト２点止めや３点止め等、簡易なものでよいが、止水のためのパッキンは設ける必要がある。
【００２３】
廃棄体Ａは、高レベル放射性廃棄物の場合、例えば、ステンレス鋼製のキャニスターをガラス固化体として安定化処理し、このガラス固化体をオーバーパックと称される厚肉鋼板製の密閉容器内に密閉収納したものである。地層処分場は、地上施設と地下の施設とを結ぶアクセス坑道と、廃棄体Ａを定置するための多数の処分坑道１と、処分坑道１を取り囲む主要坑道などから構成されている。
【００２４】
建設段階では、地上施設と地下施設との建設が行われる。処分坑道１はトンネル掘削機等で掘削され、必要に応じて支保工が施工され、処分坑道１が構築されると、処分孔２が、処分坑道１の底版部から掘削することで形成される。操業段階では、主な作業としてガラス固化体の受け入れ、オーバーバックへの封入、緩衝材の製作、廃棄体Ａ及び緩衝材の搬送・定置、処分坑道１と主要坑道との埋め戻しが行われる。閉鎖段階では、主な作業として連絡坑道とアクセス坑道の埋め戻し、地上施設の解体・撤去が行われる。
【００２５】
以上のような構成において、次のような手順により止水対策方法と廃棄体Ａの埋設定置とがなされる（図１参照）。
【００２６】
(1) 処分坑道１の底版部に処分孔２が掘削形成された後、鋼製容器１１の一体化した底板１１ａと筒状側板１１ｂとを処分孔２内に挿入する。これにより、処分孔２内が常にドライに保たれ、また処分孔２内への地下水の侵入が防止され、後に配置される緩衝材１０が膨潤することがないため、廃棄体Ａの定置に支障を来すことがない。
【００２７】
(2) 処分孔２すなわち岩盤と、底板１１ａ及び筒状側板１１ｂとの間の隙間にセメントミルク等のセメント系材料（充填材) １２を充填し、周辺岩盤との付着・硬化を図る。このセメント系材料１２も短期的には止水対策としての効果が期待でき、また処分孔２の位置すなわち容器１１の位置が固定されることで、後の緩衝材１０の配置作業や廃棄体Ａの定置作業を速やかに行うことができる。
【００２８】
(3) 底板１１ａと筒状側板１１ｂとからなる上部が開口した鋼製容器１１内に、底部及び側部の緩衝材１０を配置し、この鉛直断面がＵ字状の緩衝材１０の中に廃棄体Ａを挿入し、その後、廃棄体Ａの上部を蓋状の緩衝材１０で蓋をする。
【００２９】
(4) 図１(a) の場合、鋼製容器１１は、その上端が処分坑道１の底版レベルに一致するように製作され、上部が開口した鋼製容器１１内の上部空間に埋め戻し材１３を充填し、その後、鋼製容器１１の上部開口を蓋１１ｃで蓋をする。図１(b) の場合は、鋼製容器１１は、その高さが処分孔２の深さよりも埋め戻し材１３の分だけ小さく製作されており、鋼製容器１１の上部開口を蓋１１ｃで蓋をし、その後、処分孔２の上部空間に埋め戻し材１３を充填する。
【００３０】
なお、本発明は以上の放射性廃棄物や図示例の実施形態に限定されるものでないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る処分孔の止水対策方法を示す鉛直断面図である。
【図２】従来の廃棄体竪置き方式を示す斜視図である。
【図３】従来の廃棄体竪置き方式の処分工程を工程順に示す鉛直断面図である。
【図４】従来のベントナイトの膨潤を示す鉛直断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１……処分坑道
２……処分孔
１０……緩衝材
１１……止水性容器（鋼製容器)
１１ａ…底板
１１ｂ…筒状側板
１１ｃ…蓋（止水性部材)
１２……充填材（セメント系材料)
１３……埋め戻し材
Ａ……廃棄体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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