(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤内に空洞部を形成し、この空洞部の内面に沿って、膨潤性材料からなるバリア層を設け、このバリア層の内部に形成したコンクリート構造物中に放射性廃棄物を収容貯蔵する廃棄物処分場の構築時における膨潤性材料の吸水管理方法において、
前記バリア層の形成中ないしは形成前に、前記バリア層の外方に所定の間隔を隔てて、前記バリア層に供給される地下水の制御用排水孔を掘削形成し、前記排水孔内に集水された地下水が、所定水位以上になると外部に排水することを特徴とする廃棄物処分場の構築時における膨潤性材料の吸水管理方法。
【請求項２】
前記空洞部は、前記岩盤中に立坑状に形成され、前記排水孔は、前記バリア層の外周を囲繞するように、周方向に所定の間隔を隔てて複数配置されることを特徴とする請求項１記載の廃棄物処分場の構築時における膨潤性材料の吸水管理方法。
【請求項３】
前記空洞部は、前記岩盤中に掘削されたトンネルのインバート部に、前記トンネルの軸方向に沿って長尺状に形成され、前記排水孔は、前記バリア層の外周に沿って、その両側に溝状に形成することを特徴とする請求項１記載の廃棄物処分場の構築時における膨潤性材料の吸水管理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、廃棄物処分場の構築時における膨潤性材料の吸水管理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
産業廃棄物は、性状が多岐に亘っていて、その処分方法も性状に応じて種々存在し実用化されている。このうち、放射性廃棄物の処分場は、例えば、地下岩盤に空洞部を形成し、空洞部の内部にコンテナ容器などに収納した放射性廃棄物を貯蔵する方法が考えられており、このような処分場では、廃棄物から発生するガスを安全に透過させる高透気性と、地下水の浸入を防止できる低透水性が要求されている。
【０００３】
このような要請に応える放射性廃棄物処分場の構築工法として、空洞の内面側に、ベントナイトを締め固めた膨潤性材料からなるバリア層を形成し、このバリア層の内側に廃棄物を収容するコンクリート構造物を構築する方法が提案されている。
【０００４】
しかしながら、このような処分場の構築工法には、特に、処分場の構築予定区域に、地下水が存在している場合には、構築時における膨潤性材料の吸水管理に関して以下に説明する技術的な課題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、地下岩盤中に空洞を形成し、この空洞の内部に膨潤性材料からなるバリア層を形成し、この後に、放射性廃棄物を収納貯蔵するコンクリート構造物を構築すると、バリア層の形成から処分場の構築完了まで、時間がかなりかかる。
【０００６】
ところが、このような状態で地下岩盤中に地下水が存在していると、バリア層を形成する膨潤性材料が、地下水を部分的に吸収して、偏膨潤状態になり、要求される品質を確保することが難しくなるとともに、コンクリート構造物の施工にも影響を及ぼすという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、膨潤性材料の吸水を制御することで、要求品質を確保しつつ施工の容易性も確保できる廃棄物処分場の構築時における膨潤性材料の吸水管理方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、岩盤内に空洞部を形成し、この空洞部の内面に沿って、膨潤性材料からなるバリア層を設け、このバリア層の内部に形成したコンクリート構造物中に放射性廃棄物を収容貯蔵する廃棄物処分場の構築時における膨潤性材料の吸水管理方法において、
前記バリア層の形成中ないしは形成前に、前記バリア層の外方に所定の間隔を隔てて、前記バリア層に供給される地下水の制御用排水孔を掘削形成し、前記排水孔内に集水された地下水が、所定水位以上になると外部に排水するようにした。
このように構成した放射性廃棄物処分場の構築時における膨潤性材料の管理方法によれば、バリア層の形成中ないしは形成前に、バリア層の外方に所定の間隔を隔てて、バリア層に供給される地下水の制御用排水孔を掘削形成し、排水孔内に集水された地下水が、所定水位以上になると外部に排水するので、処分場の構築中に、膨潤性材料が吸水する地下水の量を調整して、膨潤性材料の過大な水圧による変形，部分的な吸水による偏膨潤を防止することが可能になる。
前記空洞部は、前記岩盤中に立坑状に形成され、前記排水孔は、前記バリア層の外周を囲繞するように、周方向に所定の間隔を隔てて複数配置することができる。
前記空洞部は、前記岩盤中に掘削されたトンネルのインバート部に、前記トンネルの軸方向に沿って長尺状に形成され、前記排水孔は、前記バリア層の外周に沿って、その両側に溝状に形成することができる。
なお、前記地下水の制御用排水孔は、処分場の構築完了後には、例えば、処分場からの有害物質の排出検知用に用いることもできるし、不要な場合には、膨潤性材料、例えば、ベントナイト，ベントナイトと砂の混合物，吸水性高分子樹脂などを充填して閉塞すればよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１および図２は、本発明にかかる廃棄物処分場の構築時における膨潤性材料の吸水管理方法の一実施例を示している。
【００１０】
これらの図に示した吸水管理方法は、図２にその完成状態を示す廃棄物処分場１０を構築する場合の適用例である。図２に示した廃棄物処分場１０は、岩盤１２の地下に、立坑状の空洞部１３を形成する形式であって、膨潤性材料で形成されたバリア層１４と、コンクリート構造物１６とを備えている。
【００１１】
バリア層１４は、膨潤性材料、例えば、カルシウムないしはナトリウムベントナイトを所定の厚みに締め固めたものであって、透水係数が１０-9〜１０-10ｃｍ／ｓｅｃ以下で、透気係数が１０-7ｃｍ／ｓｅｃ程度になっていて、円板状の底部１４０と、上端が開口した円筒状の側壁部１４１と、側壁部１４１の上端開口を閉塞する円板状の上版部１４２とを有している。
【００１２】
コンクリート構造物１６は、その内部にコンテナ容器などに密封された放射性廃棄物が収容されるものであって、膨潤性バリア層１４の内側にあって、円板状の底版１６０と、上端が開口した円筒状の側壁１６１と、側壁１６１の上端開口を閉塞する円板状の上版１６２とを有している。
【００１３】
以上のように構成された廃棄物処分場１０を構築する際には、まず、岩盤１２中に円筒状の空洞部１３が、所要深さまで掘削形成される。
【００１４】
空洞部１３が形成されると、その底面１３０と側面１３１に沿って、膨潤性材料からなるバリア層１４の底部１４０および側壁部１４１が、それぞれベントナイトなどを締め固めて所定厚みに形成される。
【００１５】
このようなバリア層１４の底部１４０と側壁部１４１との形成が終了すると、バリア層１４の内部にコンクリート構造物１６が形成される。コンクリート構造物１６を形成する際には、まず、その底版１６０がバリア層１４の底部１４０上に所定厚みに形成される。
【００１６】
そして、底版１６０の形成が終了すると、底版１６０の外周縁側の上部に、側壁１６１が一体として形成される。側壁１６１の形成は、バリア層１４の側壁部１４１の内面と、その外面が接触するようにして、下方から上方に向けて形成される。
【００１７】
コンクリート構造物１６の底版１６０と側壁１６１とが形成されると、その内部に放射性廃棄物を収容して、その後に、コンクリート構造物１６の上版１６２を形成して、構造物１６内を密封した後に、上版１６２上に、バリア層１４の上版部１４２を、側壁部１４１と連続するようにして形成し、これにより廃棄物処分場１０の構築が完了する。
【００１８】
以上のような工程で構築される廃棄物処分場１０の構築工法は、従来のこの種の工法と実質的に同じであるが、本実施例の場合には、以下に説明する点に顕著な特徴がある。
【００１９】
すなわち、上述した工程で構築される廃棄物処分場１０においては、岩盤１２中に空洞部１３を形成し、この後に、膨潤性材料からなるバリア層１４の底部１４０と側壁部１４１とを、空洞部１３の底面１３０および側面１３１に接触するようにして形成する。
【００２０】
ところが、このような形成状態においては、岩盤１２中に地下水が帯有されていると、これが空洞部１３の内面から、膨潤性材料からなるバリア層１４の底部１４０と側壁部１４１とに供給される。
【００２１】
このような地下水の供給状態は、バリア層１４の底部１４０と側壁部１４１とを形成した後に、廃棄物処分場１０の構築が完了するまで継続されると、完工までの期間が比較的長いので、バリア層１４の膨潤性材料は、過剰な膨潤状態となり、要求される品質を確保することが難しくなるとともに、コンクリート構造物の施工にも影響を及ぼすことになる。
【００２２】
そこで、本実施例では、膨潤性材料への地下水の供給を制御すべく、バリア層１４の外方に所定の間隔を隔てて、地下水の制御用排水孔２０を配置した。
【００２３】
この制御用排水孔２０は、本実施例の場合には、所定の厚みのリング状に形成されたバリア層１４の側壁部１４１の外周を囲繞するようにして、周方向に所定の間隔を隔てて、等角度間隔で複数配置されている。
【００２４】
各制御用排水孔２０は、ボーリングによりバリア層１４の底部１４０の下面よりも深い深度まで掘削され、各制御用排水孔２０の内部には、集水された地下水のレベルを検出する水位計や、この水位計の検出信号に基づいて、地下水の水位が所定以上になると、集水した地下水を外部に排出する排水パイプを備えた水中ポンプなどが設置されている。
【００２５】
このような制御用排水孔２０は、例えば、空洞部１３の掘削前に設置して、空洞部１３を形成する際の施工に影響を及ぼす地下水を排除することもできるし、地下水の量が少ない場合には、バリア層１４の形成前ないしは形成中に掘削して、バリア層１４に供給される地下水の量を制御する。
【００２６】
さて、以上のように構成した廃棄物処分場１０の構築時における膨潤性材料の吸水管理方法によれば、バリア層１４の形成中ないしは形成前に、バリア層１４の外方に所定の間隔を隔てて、バリア層１４に供給される地下水の制御用排水孔２０を掘削形成し、排水孔２０内に集水された地下水を必要に応じて外部に排水するので、処分場１０の構築中に、バリア層１４を形成するための膨潤性材料が吸水する地下水の量を調整して、膨潤性材料の過剰な吸水を防止することが可能になる。
【００２７】
この結果、本実施例の吸水管理方法によれば、処分場１０の要求品質を確保しつつ施工の容易性も確保できる。
【００２８】
なお、上記実施例では、本発明を平断面が円形の処分場１０に適用した場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、多角形など各種形状の処分場に適用することができる。
【００２９】
図３および図４は、本発明にかかる廃棄物処分場の構築時における膨潤性材料の吸水管理方法の第２実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【００３０】
これらの図に示した実施例は、岩盤１２中に掘削されたトンネル２２内に処分場１０ａを構築する際に適用した例であって、処分場１０ａは、トンネル２２のインバート部に設けられている。
【００３１】
本実施例の処分場１０ａは、トンネル２２の長手軸方向に沿って長尺状に形成されていて、膨潤性材料で形成されたバリア層１４ａと、このバリア層１４ａ内に形成されたコンクリート構造部１６ａとを備えている。
【００３２】
処分場１０ａを構築するための空洞部１３ａは、トンネル２２の長手軸に沿って所定深度まで掘削形成され、バリア層１４ａは、底部１４０ａと、側壁部１４１ａと、上版部１４２ａとを有している。
【００３３】
廃棄物が収容されるコンクリート構造部１６ａは、底版１６０ａと、側壁１６１ａと、上版１６２ａとを備え、トンネル２２の長手軸方向に沿って所定の間隔を隔てて一列状に配置されている。
【００３４】
トンネル２２の長手軸方向に沿って隣接するコンクリート構造部１６ａ間には、バリア層１４の隔壁部１６３ａが設けられている。以上のような処分場１０ａとしての構成は、実質的にこの種の従来のものと同じであるが、本実施例の場合には、以下に説明する点に顕著な特徴がある。
【００３５】
すなわち、本実施例の処分場１０ａでは、バリア層１４の外周に沿うようにして、その外側に所定の間隔を隔てて一対の地下水制御用排水孔２０ａが設けられている。
【００３６】
この実施例の制御用排水孔２０ａは、バリア層１４ａに沿って、トンネル２２の長手軸方向に伸びる溝状に形成されている。また、この制御用排水孔２０ａには、上記実施例と同様に水位計や水中ポンプなどが設置されていて、排水孔２０ａに集水された地下水が一定以上に成ると、ポンプの駆動により地下水を外部に排出する。
【００３７】
このような地下水制御用の排水孔２０ａは、上記実施例と同様に、バリア層１４の形成中ないしは形成前に、バリア層１４の外方に所定の間隔を隔てて、掘削形成される。
【００３８】
そして、排水孔２０ａ内に集水された地下水を必要に応じて外部に排水すると、処分場１０ａの構築中に、バリア層１４を形成するための膨潤性材料が吸水する地下水の量を調整して、膨潤性材料の過剰な吸水を防止することが可能になる。
【００３９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる廃棄物処分場の構築時における膨潤性材料の吸水管理方法によれば、膨潤性材料の吸水を制御することで、要求品質を確保しつつ施工の容易性も確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる膨潤性材料の吸水管理方法が適用される放射性廃棄物処分場のの一例を示す縦断面図である。
【図２】図１の上面図である。
【図３】本発明にかかる膨潤性材料の吸水管理方法が適用される廃棄物処分場の他の例を示す平面説明図である。
【図４】図３の要部縦断面図である。
【符号の説明】
１０          廃棄物処分場
１２          岩盤
１３          空洞部
１４，１４ａ          膨潤性バリア層
１４０        底部
１４１        側壁部
１４２        上版部
１６，１６ａ          コンクリート構造物
１６０        底版
１６１        側壁
１６２        上版
２０，２０ａ          排水孔
２２          トンネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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