(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設中に内圧導入手段により内圧を作用させつつ、地盤内に廃棄物の貯蔵空間を形成すると共に、この貯蔵空間の内壁に気密保持のためのライニング材を張り付けて、前記内圧導入手段により該貯蔵空間に内圧を作用させることで貯蔵空間の周辺地盤を支保し、かつ前記内圧導入手段により前記貯蔵空間に内圧を作用させつつ該貯蔵空間の内部に、エアロック機能を有する通路を介して廃棄物を搬入し、廃棄物の搬入完了後に前記貯蔵空間内に、該貯蔵空間内部の空隙を埋める埋め戻し材を導入した上で、該貯蔵空間を閉鎖することを特徴とする廃棄物の地下処分方法。
【請求項２】
前記ライニング材の外側に裏込め材を打設することを特徴とする請求項１記載の廃棄物の地下処分方法。
【請求項３】
前記ライニング材の外側に地盤内の地下水を排水する排水手段を設けることを特徴とする請求項１記載の廃棄物の地下処分方法。
【請求項４】
前記ライニング材の外側に裏込め材を打設すると共に、裏込め材と地盤との境界部分に地盤内の地下水を排水する排水手段を設けることを特徴とする請求項１記載の廃棄物の地下処分方法。
【請求項５】
前記貯蔵空間の内部に廃棄物を搬入するとき、貯蔵空間内を換気することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の廃棄物の地下処分方法。
【請求項６】
前記貯蔵空間を閉鎖した後に、貯蔵空間の内圧を管理することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の廃棄物の地下処分方法。
【請求項７】
地盤内に形成された廃棄物の貯蔵空間と、該貯蔵空間の内壁に気密保持のために張り付けられたライニング材と、前記貯蔵空間の建設中および該貯蔵空間内に廃棄物を搬入し終わるまでの操業中に前記貯蔵空間に内圧を作用させることで貯蔵空間の周辺地盤を支保する内圧導入手段と、前記貯蔵空間の内部に廃棄物を搬入するためのエアロック機能を有した通路と、を具備することを特徴とする廃棄物の地下処分施設。
【請求項８】
前記ライニング材の外側に裏込め材を打設したことを特徴とする請求項７記載の廃棄物の地下処分施設。
【請求項９】
前記ライニング材の外側に地盤内の地下水を排水する排水手段を設けたことを特徴とする請求項７記載の廃棄物の地下処分施設。
【請求項１０】
前記ライニング材の外側に裏込め材を打設すると共に、裏込め材と地盤との境界部分に地盤内の地下水を排水する排水手段を設けたことを特徴とする請求項７記載の廃棄物の地下処分施設。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低レベル放射性廃棄物などを地下に隔離処分するに際し、比較的強度の低い地山中にもコストを抑えながら処分することのできる廃棄物の地下処分方法及び地下処分施設に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放射性廃棄物の処分に関しては、必要十分な安全対策を施した上で、地下施設に埋設することが考えられている。我が国には硬岩から軟岩まで幅広い地質が分布していることから、比較的強度の低い軟岩に対しても、処分施設を建設することが考えられている。
【０００３】
低レベル放射性廃棄物の中で放射性核種濃度が比較的高いものは、浅層処分ではなく、やや深い地下（５０〜１００ｍ以深）に大断面の空洞を建設して処分することが検討されている。
【０００４】
その場合、深度の大きな地下における比較的強度の低い地盤に対して大断面の空洞を建設することから、地山の安定確保が非常に難しいことが予想される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、そのような条件の場所に廃棄物を処分するには、大規模な支保工を構築することが必要になり、建設コストが大幅に高騰するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮し、深度の大きな地下における比較的強度の低い地盤中に、コストを抑えながら廃棄物を処分することのできる地下処分方法及び地下処分施設を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の地下処分方法は、建設中に内圧導入手段により内圧を作用させつつ、地盤内に廃棄物の貯蔵空間を形成すると共に、この貯蔵空間の内壁に気密保持のためのライニング材を張り付けて、前記内圧導入手段により該貯蔵空間に内圧を作用させることで貯蔵空間の周辺地盤を支保し、かつ前記内圧導入手段により前記貯蔵空間に内圧を作用させつつ該貯蔵空間の内部に、エアロック機能を有する通路を介して廃棄物を搬入し、廃棄物の搬入完了後に前記貯蔵空間内に、該貯蔵空間内部の空隙を埋める埋め戻し材を導入した上で、該貯蔵空間を閉鎖することを特徴としている。
【０００８】
低レベル放射性廃棄物などの廃棄物を地下に隔離処分する場合、最終的には、廃棄物を貯蔵空間内に搬入した後で埋め戻し材を充填して貯蔵空間を閉鎖する。従って、貯蔵空間を建設中の段階から閉鎖するまでの段階（操業中）において、地山の安定を確保すれば足りる。そこで、請求項１の発明では、建設中及び操業中に内圧導入手段により貯蔵空間に内圧を作用させることで周辺地盤を支保するようにし、それにより、大規模な支保工を構築しないでも、地山の安定性を確保するようにしている。
【０００９】
請求項２の発明の地下処分方法は、請求項１において、前記ライニング材の外側に裏込め材を打設することを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明の地下処分方法は、請求項１において、前記ライニング材の外側に地盤内の地下水を排水する排水手段を設けることを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明の地下処分方法は、請求項１において、前記ライニング材の外側に裏込め材を打設すると共に、裏込め材と地盤との境界部分に地盤内の地下水を排水する排水手段を設けることを特徴としている。
【００１２】
請求項５の発明の地下処分方法は、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記貯蔵空間の内部に廃棄物を搬入するとき、貯蔵空間内を換気することを特徴としている。
【００１３】
請求項６の発明の地下処分方法は、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記貯蔵空間を閉鎖した後に、貯蔵空間の内圧を管理することを特徴としている。
【００１４】
請求項７の発明の地下処分施設は、地盤内に形成された廃棄物の貯蔵空間と、該貯蔵空間の内壁に気密保持のために張り付けられたライニング材と、前記貯蔵空間の建設中および該貯蔵空間内に廃棄物を搬入し終わるまでの操業中に前記貯蔵空間に内圧を作用させることで貯蔵空間の周辺地盤を支保する内圧導入手段と、前記貯蔵空間の内部に廃棄物を搬入するためのエアロック機能を有した通路と、を具備することを特徴としている。
【００１５】
請求項８の発明の地下処分施設は、請求項７において、前記ライニング材の外側に裏込め材を打設したことを特徴としている。
【００１６】
請求項９の発明の地下処分施設は、請求項７において、前記ライニング材の外側に地盤内の地下水を排水する排水手段を設けたことを特徴としている。
【００１７】
請求項１０の発明の地下処分施設は、請求項７において、前記ライニング材の外側に裏込め材を打設すると共に、裏込め材と地盤との境界部分に地盤内の地下水を排水する排水手段を設けたことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は地下処分施設の概略構成図、図２は貯蔵空間の内壁２の構成図である。この施設は、地盤Ｅ内に形成された廃棄物の貯蔵空間１と、貯蔵空間１の内壁２に気密保持のために張り付けられたライニング材２Ａと、ライニング材２Ａの外側に打設された裏込めコンクリート（裏込め材）２Ｂと、裏込めコンクリート２Ｂと地盤Ｅとの境界部分に配設された排水パイプ（排水手段）２Ｃと、貯蔵空間１の建設中およびその操業中において貯蔵空間１に内圧Ｐを作用させることで貯蔵空間１の周辺地盤を支保する図示しない内圧導入手段と、貯蔵空間１の内部に廃棄物を搬入するためのエアロック機能を有したアクセス坑道（通路）８とを具備している。
【００１９】
エアロック機能を有したアクセス坑道８には、二重の扉（プラグ）６Ｂ、６Ｃと、それらの扉６Ｂ、６Ｃ間に挟まれた圧力調整室９が設けられている。このアクセス坑道８は、建設時のアクセスに利用すると共に、建設及び操業の際の換気用、また廃棄物を搬送する通路としても利用する。また、貯蔵空間１の下部にも別の扉（プラグ）６Ａ付きのアクセス坑道５が設けられている。
【００２０】
廃棄物を地下に隔離処分するに当たっては、まず、地盤Ｅ内に廃棄物の貯蔵空間１を形成すると共に、この貯蔵空間１の内壁２に気密保持のためのライニング材２Ａを張り付ける。その際、工程に合わせてライニング材２Ａの裏側に排水パイプ２Ｃを設けると共に、ライニング材２Ａの裏側に裏込めコンクリート２Ｂを打設する。なお、排水パイプ２Ｃは裏込めコンクリート２Ｂと地盤Ｅとの境界部分に位置させる。
【００２１】
そして、貯蔵空間１の建設中及び破棄物を搬入し終わるまでの操業中に、内圧導入手段によって貯蔵空間１の内部に内圧Ｐを作用させることで貯蔵空間１の周辺地盤を支保し、その状態で、貯蔵空間１の内部に、エアロック機能を有するアクセス坑道８を介して廃棄物を搬入し、廃棄物の搬入完了後に貯蔵空間１内に、該貯蔵空間１内部の空隙を埋める埋め戻し材（図示略）を導入した上で、貯蔵空間１を閉鎖する。
【００２２】
なお、建設中や操業中に貯蔵空間１内の廃棄物からガスが発生する場合には、アクセス坑道５、８を介して換気を行って安全を図る。また、貯蔵空間１を閉鎖した後に、貯蔵空間１にガス圧（貯蔵圧）が発生する場合には、過度に内圧が上昇しないように内圧の管理を行う。このようにすることで、建設中、操業中、貯蔵中のいずれの期間においても、貯蔵空間１の安定を維持することができる。
【００２３】
ここで、ライニング材２Ａは、貯蔵空間１外への貯蔵物の漏れの防止を図る機能も果たす。ライニング材２Ａの材質としては、高温下での熱水などの影響を考慮すると、カーボンスチールやステンレススチールを採用するのが好ましい。
【００２４】
また、排水パイプ２Ｃは、建設時や貯蔵空間１の減圧時に、地下水圧が過度にライニング材２Ａに作用することを防止する機能を果たす。また、水に接することによりガスが発生するような廃棄物を貯蔵する場合には、操業中のガスの発生防止にも役立つ。
【００２５】
また、裏込めコンクリート２Ｂは、貯蔵空間１の内圧（建設時や操業時にかける内圧の他に貯蔵圧も含む）を地盤Ｅに滑らかに伝達し、ライニング材２Ａに局所的な変形を生じさせないようにする機能を果たす。また、貯蔵時に排水パイプ２Ｃに高圧（貯蔵圧）が作用することから排水パイプ２Ｃを保護する機能も果たす。
【００２６】
このように、低レベル放射性廃棄物などの廃棄物を地下に隔離処分する場合には、最終的には、廃棄物を貯蔵空間１内に搬入した後で埋め戻し材を充填して貯蔵空間１を閉鎖することになる。従って、閉鎖するまでの段階（建設中及び操業中）において、地山の安定を確保すれば足りる。そこで、上述のように建設中及び操業中には、内圧導入手段によって貯蔵空間１に内圧Ｐを作用させることで周辺地盤を支保するようにしているのである。このようにすることにより、大規模な支保工を構築しないでも、地山の安定性を確保しながら廃棄物の処分を行うことができる。
【００２７】
例えば、直径３０ｍのドーム型の地下処分施設を構築する場合、内圧０．５ＭＰａ、１．０ＭＰａを作用させると、コンクリート圧縮強度６ＭＰａとすれば、厚さがそれぞれ０．７ｍ、１．５ｍの支保に相当することになり、その分だけコンクリート厚さ（支保工）を軽減できることになって、建設コストの低減が図れる。
【００２８】
なお、貯蔵空間１の形状としては、図１に示すもののように、上部が半球状で周壁が円筒状のサイロ型にしたり、図３、図４に示すもののように、上部が半円状のトンネル型にしたりすることができる。図３、図４の施設の場合、貯蔵空間１１の内壁に吹き付けコンクリート１２を施し、その内側にライニング材としてシール材１３を配設し、シール材１３の背後に裏込めコンクリート１４を打設した構造としている。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、７の発明によれば、建設中および操業中には内圧導入手段により貯蔵空間に内圧をかけることで周辺地盤を支保するようにしているので、大規模な支保工を構築しないでも、地山の安定を維持することができる。従って、深度の大きい地下の比較的強度の低い地盤内であっても、コストを抑制しながら廃棄物を地下に隔離処分することができ、処分施設の適用性が広がる。また、深度の大きいところに処分できることから、隔離性、安全性が高くなる。また、貯蔵空間の内部を外部よりも高圧にするので、地下水の貯蔵空間への進入がなくなり、操業中の廃棄物が水に接触することでガスを発生するのを防止することができる。そのため、換気設備を小さくでき、経済性を高めることができる。また、貯蔵空間はライニング材によって外部と遮断されているため、廃棄物からの予想外のガスの発生に対しても対策を容易に講じられる。
【００３０】
請求項２、８の発明によれば、裏込め材をライニング材の裏側に注入することにより、貯蔵空間の内圧（建設時や操業時にかける内圧の他に貯蔵圧も含む）を地盤に滑らかに伝達することができ、ライニング材に局所的な変形を生じさせないようにすることができる。
【００３１】
請求項３、９の発明によれば、ライニング材の外側に排水手段を設けることにより、建設時や、内圧を減じた貯蔵時に、地下水圧が過度にライニング材に作用するのを防止することができる。また、水に接することによりガスが発生するような廃棄物を貯蔵するような場合には、操業中のガスの発生を防止することができる。
【００３２】
請求項４、１０の発明によれば、裏込め材をライニング材の裏側に注入することにより、貯蔵空間の内圧（建設時や操業時にかける内圧の他に貯蔵圧も含む）を地盤に滑らかに伝達することができ、ライニング材に局所的な変形を生じさせないようにすることができる。また、ライニング材の外側に排水手段を設けることにより、建設時や内圧を減じた貯蔵時に地下水圧が過度にライニング材に作用するのを防止することができる。また、水に接することによりガスが発生するような廃棄物を貯蔵するような場合には、操業中のガスの発生を防止することができる。また、裏込め材と地盤との境界部分に排水手段を設けることにより、貯蔵圧から排水手段を保護することができる。
【００３３】
請求項５の発明によれば、貯蔵空間の内部に廃棄物を搬入するとき、貯蔵空間内を換気するので、廃棄物からガスが発生する場合にも安全に操業できる。
【００３４】
請求項６の発明によれば、貯蔵空間を閉鎖した後に、貯蔵空間の内圧を管理するので、廃棄物がガスが発生する場合にも、ライニング材に過度の内圧がかからないようにすることができ、貯蔵空間の安定性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の地下処分施設の概略構成図である。
【図２】  同施設の内壁の構成図である。
【図３】  本発明の他の実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【図４】  同他の実施形態の断面図である。
【符号の説明】
Ｅ  地盤
１  貯蔵空間
２  内壁
２Ａ  ライニング材
２Ｂ  裏込めコンクリート（裏込め材）
２Ｃ  排水パイプ（排水手段）
８  アクセス坑道（エアロック機能を有する通路）
１１  貯蔵空間
１３  シール材（ライニング材）
１４  裏込めコンクリート（裏込め材）
【図１】
0003769721.tif 000002
【図２】
0003769721.tif 000003
【図３】
0003769721.tif 000004
【図４】
0003769721.tif 000005