令和元年度

重点研究課題2011年 東京電力福島第一原子力発電所事故後における土木技術等の貢献事例の体系的整理－事故時の緊急時対応、汚染拡大防止対策等への技術蓄積の整理・体系化－

概要報告
2020年11月24日

土木学会エネルギー委員会
低レベル放射性廃棄物・汚染廃棄物対策に関する研究小委員会
分科会2（事故廃棄物対策技術検討）

研究の背景と目的
2011年3月11日に発生した東日本大震災における東京電力福島第一原子力発電所（以下、1F）の事故から約10年近くが経過した。事故発生当初から、国・東電を中心に我が国が一丸となり、さらには国際的な広範な支援・協力も得た取組みにより、初期段階での緊急時対応から冷温停止・復旧活動へ、その後の汚染水処理対策、さらには環境負荷低減・廃棄物対策などの1Fの安定化が達成されるとともに、廃止措置に向けての新たな取組みのステージへと進展している。
本研究は、1Fにおける原子力事故対策事例を確実に伝えていくことが、現世代の技術者の重要な使命であるとの認識のもと、●将来において仮に原子力事故が起こるというリスクを想定した場合にも適切な対応がとれるように、土木工学としても十分な備えを受け継いでいくこと●そのための基礎資料として、また次世代を担う若手土木技術者等への貴重な技術情
報・教訓としてのメッセージとして資することを目的とし、
これまでの1Fにおける取組み全体を俯瞰して、事故に対して土木技術等がどのように対応し、原子力事故環境下において土木技術者がいかに苦労と工夫を重ねて果たし役割について、体系的に調査・整理・分析を行った。
1

報告書の構成(1/3）
事故発生以降、2018年度までの土木分野における汚染拡大防止対策の取組みを表-1に示す。汚染拡大防止対策は以下のように区分できる。
対策工の区分
時系列的な対策工の区分①事故初期段階の復旧活動
Ⅰ.汚染水処理対策
Ⅱ.環境負荷低減・廃棄物対策 ②3つの方針に基づく汚染水処理対策
Ⅲ.放射性汚染廃棄物の合理的 ③事故直後から継続実施している環境負荷低減・廃保管・管理棄物対策ならびに放射性汚染廃棄物の保管・管理
上記の対策について、2018年12月までの公開情報*1の収集・体系的整理

報告書の構成1.概説
2.事故初期段階の土木分野の復旧活動
3.汚染水処理対策、環境負荷低減・廃棄物対策
4.放射性汚染廃棄物の合理的な安定保管・管理技術
5.技術提案の公募

主な公開情報*1
・東京電力
・原子力規制委員会 特定原子力施設監視・評価検討会
・経済産業省 廃炉・汚染水対策ポータルサ
イト
等のホ－ムペ－ジ
・電力土木
・土木施工
等の学協会誌2

表-1

福島第一原子力発電所 汚染拡大防止対策の2018年度までの取組み

3報告書の構成(2/3)
目

次

1.概説
1.1報告書作成の目的
1.2事故直後から現在までに発生したトラブルや取り組み
1.3報告書の構成
2.事故初期段階の土木分野の復旧活動
2.1構内道路の健全性確認及びがれきの撤去
2.2汚染水の流出防止対策及び海域汚染拡大防止対策
2.2.1汚染水の流出防止対策(1)汚染水流出箇所の緊急対策(2)汚染水の流出防止対策
2.2.2 海域汚染拡大防止対策(1)シルトフェンスの設置(2)1～4号機取水路開渠南側透過防止工の補修(3)ゼオライト土嚢の投入と循環型浄化装置の設置(4)海底土の被覆
2.3放射性物質の飛散防止対策
2.3.1飛散防止剤の散布
2.3.2散水2.4津波対策
2.4.1仮設防潮堤の設置
2.4.2その他の津波対策

赤字は本資料（概要報告）での紹介事項

3.汚染水処理対策、環境負荷低減・廃棄物対策
3.1概説
3.2汚染水処理対策
3.2.1全体計画の策定(1)地質・水理地質構造(2)地下水流動場の評価(3)予防的・重層的な汚染水処理対策の検討方針
3.2.2個別の汚染水処理対策(1)汚染水を取り除く対策(a)海水配管トレンチの汚染水除去及び充填(2)汚染源に水を近づけないための対策(a)地下水バイパス(b)サブドレン(c)陸側遮水壁(d)フェ－シング(3)汚染水を漏らさないための対策(a)水ガラスによる地盤改良(b)海側遮水壁及び地下水ドレン(c)タンク
3.3環境負荷低減・廃棄物対策
3.3.1汚染の拡大防止対策(1)海底土の被覆(2)構内排水路
4報告書の構成(3/3)
3.3.2廃棄物関連対策(1)がれきの撤去（がれきの撤去に資する遠隔操作技術）(2)がれきの一時保管(3)固体廃棄物貯蔵施設の敷地造成

4.放射性廃棄物の合理的な安定保管・管理技術
4.1対象廃棄物の分類(1)福島第一原子力発電所事故で発生した放射性廃棄物(2)安定保管・管理の対象廃棄物
4.2がれき等の保管・管理
4.2.1目的
4.2.2概要(1)がれき等の種類(2)がれき等の発生量と今後の発生予測(3)保管・管理の方法
4.2.3特徴、工夫・効果(1)廃棄物の保管方法に関する事項(2)がれき類の一時保管場所の津波に対する安全対策(3)覆土式一時保管施設における工夫(4)伐採木一時保管槽における工夫(5)可燃性廃棄物の火災対策(6)モニタリング
4.2.4 課題等

赤字は本資料（概要報告）での紹介事項

4.3水処理二次廃棄物の保管・管理
4.3.1目的
4.3.2概要(1)水処理二次廃棄物の種類(2)水処理二次廃棄物の発生量と今後の発生予測(3)保管・管理の方法
4.3.3特徴、工夫・効果(1)一時保管における工夫
4.3.4課題等(1)水処理二次廃棄物一時保管のリスク低減(2)保管施設への移行による放射線影響の低減(3)処理・処分方策の検討(4)モニタリングの検討
5.技術提案の公募
5.1国際廃炉研究開発機構の公募
5.2経済産業省 資源エネルギ－庁の公募

5

1.2 事故直後から現在までに発生したトラブルや取組み
読者の理解促進を図るための報告書の導入として、東京電力が同社のホームページで1Fの廃炉作業の進捗等を紹介している「廃炉への軌跡」を編集して、事故直後から2018年10月までに発生した様々なトラブルや進捗した取組み、さらに土木分野が関わった取組み等を経時的に紹介した。
表 1-1 事故直後から2018年10月までに発生した様々なトラブルや進捗した取組み

表 1-2 事故直後から2018年10月までに発生した様々なトラブルや進捗した取組み

土木分野が関わった取り組み等を赤枠で示した
6

2.1構内道路の健全性確認及びがれきの撤去
津波により流された重油タンク等が発電所建屋へのアクセスの障害となり、さらにその後の水素爆発により広範囲に飛び散ったがれきのため、原子炉の冷却（冷却水の確保、冷却設備の設置、消防車やコ
ンクリ－トポンプ車等による冷却）を行うためのア
クセス（動線)の確保に支障をきたしていた。
地震の翌日からがれきの撤去を開始したが、広範囲に飛散した高濃度放射性物質に汚染されたがれき等により、撤去作業に従事する作業員の被ばく線量が上昇した。
このため、作業員の被ばく低減を目的として、有人の重機に加え無人遠隔操作の重機による建屋周辺のがれの撤去により、安定した原子炉の冷却が可能
となった。

図 2-3

建屋への注水の状況

図 2-1

津波発生直後の状況

図 2-2

がれき撤去の状況

7

2.2 汚染水の流出防止対策及び海域汚染拡大防止対策
事故直後から実施された主な汚染水の流出防止対策、海域汚染拡大防止対策

図 2-5

事故直後から実施された主な対策

8

2.2.1汚染水の流出防止対策

高濃度汚染水流出箇所の緊急対策

高濃度汚染水の流出状況

2号機取水口スクリ－ン室付近の電源ケー
ブルピット内に表面線量率が1,000mSv/h を超える高濃度汚染水が滞留していること、
また、ピット脇のコンクリートの亀裂から
スクリ－ンエリアに高濃度汚染水が流出していることが、2013年4月2 日に確認された。
3号機取水口スクリ－ン室付近の電源ケー
ブルピットへタ－ビン建屋から高濃度汚染
水が流入していること、さらにスクリーン
エリアへ水が流出していることが2013年5月11 日に確認された。

図 2-6 高濃度汚染水の流出状況(1)汚染水流出箇所の緊急対策
2号機取水口スクリ－ン室付近
ピットへのコンクリート注入、吸水性ポリマー等の投入を行ったが流出を止めることはできなかった。流出経路はピット及び
電線ケ－ブル管ではなく、電線
ケ－ブル管下の砕石層である可能性が高いと考えられたため、
この砕石層に水ガラスを注入した結果、流出が停止したことが確認された。

図 2-8 2号機取水口スクリ－ン室付近の流出防止対策

3号機取水口スクリ－ン室付近
ピットにつながる電線ケ－ブル
管内のケーブルの撤去、ウエスによる閉塞、ピット内へのコン
クリート注入を行った結果、流出が停止したことが確認された。

図 2-9

3号機取水口スクリ－ン室付近の流出防止対策

9

2.2.1汚染水の流出防止対策(2)汚染水の流出防止対策

高濃度汚染水流出箇所の緊急対策完了後、汚染水流出の再発防止対策立案のため建屋周辺に存在する立坑・トレンチ・ピット及び護岸の状況についての調査が実施された。
調査結果に基づき、汚染水流出のリスクがある立坑・トレンチ・ピットの閉塞、取水口の鋼製・
コンクリ－ト製仕切り板（角落とし）による閉塞、護岸損傷箇所の補修等の対策が実施された。

図 2-13

図 2-12

ピットの状況調査位置

護岸の状況調査位置

10

2.2.1汚染水の流出防止対策(2)汚染水の流出防止対策(b)立坑・トレンチ・ピットの閉塞(C)スクリーンポンプ室前面等の閉塞

立坑やピット、海水配管トレンチに接続している電源ケーブ
ルトレンチ等、あるいは流路は不明であるが流出経路となる可能性が否定できないピットの合計47箇所の閉塞が実施された。
①水ガラスセメント系薬液注入
流動性の高い水ガラスとセメントを同時注入する工法（LW工法）で閉塞が行われた。
②コンクリ－ト打設がれきの状況やコンクリ－トによる充填性が確保される箇所については、ピットに直接コンクリートを打設する閉塞が実施された。

1～4号機の各スク
リーンポンプ室前面と補機冷却用海水ポ
ンプ室の前面には、
コンクリ－ト製仕切り板（角落とし）を設置するとともに、2号機については鉄板の設置を併用する取水口の閉塞が実施 図 2-15 スクリーンポンプ室前面などの閉塞状況（2号機取水口）
された。

(d)護岸損傷箇所の補修
汚染水が護岸損
傷箇所から直接海域へ流出するリス
クに備え、護岸の保全を兼ねたグラ
ウト材の充填による止水対策が実施された。
図 2-14

立坑・トレンチ・ピットの閉塞状況

図 2-16 護岸損傷の状況、補修方法
11

2.2.2海域汚染拡大防止対策(1)シルトフェンスの設置 (4)海底土の被覆(1)シルトフェンスの設置(4)海底土の被覆

1～4号機の取水口前面、ならびに1～4号機取水路開渠北側・南側にシルトフェ
ンスを設置し、フェンス内側でのシルト等の汚濁粒子の滞留効果を促進させる海域への汚染拡大防止対策が実施された。

港湾内の海底土調査の結果、最大約150×104Bq／kgの放射性物質が確認され、高波浪、潮流や作業船舶の航行等により海底から浮泥が巻き上がり港口を経由して港湾外への汚染の拡散が懸念された。
このため、海底土を固化土により被覆することにより拡散の防止を図る海洋汚染拡大防止対策が実施された。施工箇所は、第1期工事として
港湾内の5・6号機前、1～4号機取水路開渠の約73×103m2で、未施工箇所については、第2期工事として2014年から工事が実施された（2016年12月完了）。

図 2-19 海底土の被覆施工箇所
表2-1

被覆材の配合配合1m3あたり
ベントナイ
セメント
ト
真水重量 海水重量
重量
重量
（kg)
（kg)
（kg)
(kg)

図 2-19シルトフェンス設置状況

性能確認
スラリ－水 湿潤密度
重量（g/cm3）
（kg）

被覆材
フロ－値
（cm）

被覆材A

78.9

434

433

88.6

88.6

1.106

23

被覆材B

120.4

541.6

173.4

187.7

187.7

1.21

20

図 2-26海底土の被覆施工及び海底の状況
122.4.1仮設防潮堤の設置
東北地方太平洋沖地震の影響によるアウターライズ地震の発生が専門家によって指摘された。このため、過去に大規模な発生に関する記録はないものの、福島沖のアウターライズ地震に伴う津波を想定した対策（仮設防潮堤）が実施された。

図 2-29 震源の位置

図 2-30

津波解析結果

図2-1
図 2-31

仮設堤防をモデル化した津波解析結果

図 2-32設計の考え方と仮設防潮堤の形状

仮設防潮堤の施工状況
13

3.2汚染水処理対策

3.2.1全体計画の策定

汚染水処理対策は、経済産業省の「汚染水処理対策委員会」の下に設置された小委員会、タスクフォ－ス、サブグル－プと東京電力によって、地下水や雨水の挙動に関する検討を踏まえた汚染水処理対策についての精力的な議論が行われ、「東京電力(株)福島第一原子力発電所における予防的・重層的な汚染水処理対策～総合的リスクマネジメ
ントの徹底を通じて～」とした報告書が取りまとめられ政府に提出された（平成25年12月10日）。報告書では、汚染水処理対策の3つの方針（汚染水を取り除く、汚染源に水を近づけない、汚染水を漏らさない）が示された。
汚染水処理対策は、この3つの方針に基づいた「汚染水処理対策の全体計画の策定」や「個別の対策工の設計・施工」
について、原子力規制委員会、
汚染水処理対策委員会での議論を経ながら現場の施工を展開し、2018年12月時点でほぼ全ての対策工が完成して稼働
している。

図1-1

汚染水処理対策委員会の検討の流れ

図3-9

汚染水処理対策の検討フロ－

14

3.2.1全体計画の策定
地質構造
福島第一原子力発電所の敷地を含む周辺地域の地層構成
は、地表付近の段丘堆積物（埋戻し土を含む）、中粒砂岩層（Ⅰ層）、泥質部（Ⅱ層）、互層部（Ⅲ層）が分布している。さらに下部の泥質部（Ⅳ層）の中には、2層の砂岩層（細粒砂岩層、粗粒砂岩層）が存在する。
これらの地層は、海側へ約2度で東側（海側）に傾斜し、ほぼ平行で海域へ連続して分布する。
層相

水理に関する既存の情報

段丘堆積物

中粒～粗粒の砂を主体とし
径 1～数 cm 程度の礫を含む

－

中粒砂岩層

Ⅰ層

層厚は 20m 程度で塊状無層理の中粒砂岩を主体とする。層厚数 m のシルト岩（泥質部）
を挟在する。

中粒砂岩
透水係数2.11E－03～4.14E－03cm／sec

Ⅱ層

層厚 5～7m 程度で、シルト岩を主体とする泥質部

泥質部
透水係数1.00E－06～1.18E－06cm／sec

Ⅲ層

層厚 4～8m 程度で、数 cm～３ｍ程度の間隔で砂質シルト
岩と中粒砂岩が交互に分布する互層からなる。

互層部
透水係数2.37E－04～8.07E－03cm／sec

泥質部

地層区分

互層部

富岡層 T3 部層

粗粒砂岩
透水係数
6.20E－04～4.40E－03cm／sec

広域 3 次元地質構造モデル

層厚 50m 程度の泥質岩を主体
とする地層

－

層厚 70m～30m 程度の泥質岩を主体とする地層－

福島第一原子力発電所の地質層序

敷地境界

細粒砂岩
透水係数
1.00E－04～5.14E－03cm／sec

Ⅵ層

図3-13

・細粒砂岩：Ⅲ層の下端から3m から層厚 2m 程度をもって分布する。
・粗粒砂岩：Ⅲ層の下端から7m から層厚 1m 程度をもって分布する。

広域3次元地質構造モデルの構築
汚染水処理対策の検討を行うため、下記の手順により地下水涵養域までを含めた広域地質構造モデルが構築された。
①事故直後に実施された調査ボ－リング②既存のボ－リング情報の収集整理・統合化による地質構造モデルの再構築③過去に実施された広域地表地質調査の地表露頭デ－タと敷地内の地質構造の統合化

泥質部
透水係数
1.00E－06～1.18E－06cm／sec

Ⅴ層

富岡層 T1 部層

Ⅳ層

泥質部

富岡層 T2 部層

層厚 30m 程度の無層理のシルト岩を主体とする 泥質岩からなり、2 層の連続性のよい砂層（細粒砂岩、粗粒砂岩を挟在する。
粗粒砂岩下部の泥質岩は砂質を呈する箇所がある。

(1)地質・水理地質構造

既存の 3 次元地質構造モデル

図3-16 広域3次元地質構造モデルの構築

15

3.2.1全体計画の策定(1)地質・水理地質構造

水理地質構造泥質部(Ⅱ)：敷地内にほぼ欠落なく分布する難透水性の地層。
中粒砂岩層(Ⅰ層)には泥質部(Ⅱ)を水理的基盤とする不圧地下水（自由地下水面）が分布する。
互層(Ⅲ層)：泥質部(Ⅱ)をキャップロックとする被圧地下水が分布する。
泥質部(Ⅳ層)：30m以上の層厚をもつ難透水性の地層で、敷地を含む周辺地域の水理的基盤となる。
砂岩層（細粒砂岩、粗粒砂岩）：泥質部(Ⅳ層)には被圧地下水をもつ連続性の良い細粒砂岩、粗粒砂岩が分布する。
中粒砂岩層(Ⅰ層)を流れる不圧地下水（自由地下水面）は、
敷地内の雨水の浸透によるものが支配的であること、互層部(Ⅲ層)を流れる被圧地下水は、敷地内の雨水の浸透によるもの
であるが、一部敷地外から流入する地下水が混在していること、細粒砂岩層と粗粒砂岩層を含むより深部を流れる被圧地
下水は、敷地外から流入する地下水が支配的であることが推定された。
このうち、汚染水対策を考える上では、汚染源となる高濃度汚染水が存在するトレンチや建屋がある中粒砂岩層(Ⅰ層)を流れる不圧地下水が中心的な対象となり、一部において中粒砂岩層(Ⅰ層)の不圧地下水と連絡している互層部(Ⅲ層)を流れる被圧地下水にも注目する必要がある。

地層区分

透水係数(cm/sec)

有効間隙率
備考

地層名
盛土

図3-18

地層区分

透水係数(cm/sec)

盛土

水平

0.46

段丘堆積物
3.0E-03
地層構成と地下水の分布

各地層の透水性
中粒砂岩（Ⅰ層）
泥質部（Ⅱ層）
地層区分

有効間隙率

2.8E-03鉛直
2.8E-03（実流速換算時）

2.8E-033.0E-03

0.41 中粒砂岩層同様

1.0E-03

1.0E-03

0.41 文献値

3.0E-033.0E-030.41

透水係数(cm/sec)
1.1E-06
1.1E-06

0.54
有効間隙率

備考
地層名

鉛直

2.8E-03

沖積層

表3-1

水平

（実流速換算時）

互層（Ⅲ層）地層名

水平1.0E-03

備考
0.41 異方性考慮
鉛直1.1E-06 （実流速換算時）

0.46

泥質岩（Ⅳ層）盛土

1.1E-06
2.8E-03

1.1E-06
2.8E-030.54
0.46

2.3E-033.0E-03

2.3E-033.0E-03

0.41 中粒砂岩層同様

段丘堆積物

3.0E-033.0E-03

0.41 中粒砂岩層同様

細粒砂岩
段丘堆積物

沖積層

1.0E-03

1.0E-03

0.41 文献値

泥質岩（Ⅳ層）沖積層

1.1E-06
1.0E-03

1.1E-06
1.0E-03

0.54
0.41 文献値

中粒砂岩（Ⅰ層）

3.0E-033.0E-030.41

粗粒砂岩
中粒砂岩（Ⅰ層）

2.0E-033.0E-032.0E-033.0E-030.41

泥質部（Ⅱ層）1.1E-06

1.1E-06

0.54

泥質岩（Ⅳ層）
泥質部（Ⅱ層）1.1E-06

1.1E-06

0.54

互層（Ⅲ層）

1.0E-03

1.1E-06

0.41 異方性考慮

互層（Ⅲ層）

1.0E-03

1.1E-06

0.41 異方性考慮

16

3.2.1全体計画の策定(2)地下水流動場の評価

広域3次元地質構造モデルに基づいて、地下水流動や地下水の建屋への流入量、地下水の汲上げ効果等に影響及ぼすと構造物を可能な限り正確に反映
した3次元地下水解析流動モデルを構築した。
3次元地下水解析流動モデルによる定常浸透流解析では、地下水位の実測データがある程度良好に再現されていること、さらに、事故前・後の建屋周囲のサブドレンからの地下水の汲上げ量も、比較的良い対応関係が見られた。
また、解析モデル、解析条件のバックチェックを日本原子力研究開発機構（JAEA）に依頼し、その結果、解析モデル、解析条件は概ね妥当と判断された。このため、この解析モデル、解析条件を用いた地下水流動解析結果は、実施すべき対策やその効果等を検討する上で有効と判断し、以降の汚染水処
理対策の諸検討に用いられた。
なお、逐次取得される地質・水理情報や地下水流動に影響を及ぼす地中埋設物、さらに対策工の詳細な情報などを継続的に地質構造モデル、地下水流
動解析モデルに反映するモデルの更新を適宜実施している。
図3-22

図3-21

解析モデルの鳥瞰図

地下水位の実測データと解析値の比較

図3-23

JAEAによるバックチェック
173.2.1全体計画の策定(3)予防的・重層的な汚染水処理対策の検討方針

汚染水処理対策は、汚染水を「取り除く」、汚染源に水を「近づけない」、汚染水を「漏らさない」の3つ対策に大別できる。
(a)汚染水を「取り除く」対策
建屋海側トレンチ内の高濃度汚染水の汲上げ・閉塞(b)汚染源に水を「近づけない」対策、汚染水を「漏らさない」対策（地下水流動に影響を及ぼすもの）
地下水流動解析モデルを用いて各対策を個別・組合せで実施した場合の効果を把握し、予防的・重層的対策の観点からの解析により、地下水バイパス、海側遮水壁・地下水ドレン（護岸付近の揚水施設）サブドレン、陸側遮水壁が完全に機能すれば、地下水の建屋への表3-4 廃炉・汚染水問題の追加対策
流入量を相当程度軽減できること、
また、広域的なフェーシングによる
表面遮水の効果は大きいことが確認された。
(c)汚染水を「漏らさない」対策
溶接型タンクへのリプレ－ス、タンクエリアの堰のかさ上げ、排水路の暗渠化、排水口の港湾内へのルー
ト変更、建屋の防水性向上(d)汚染水を「漏らさない」対策（タンク容量の確保）
溶接型タンクの増設

表3-3

解析ケ－ス、解析結果(定常計算)

183.2.2個別の汚染水処理対策
水中で長距離流動可能なセメント系充填材の開発を行い、充填箇所の特徴に応じて以下の材料を用いたトレンチ内部の閉塞が行われ、トレンチ内部の汚染水の移送（除去）が行われた。
①低収縮性を有する水中不分離性コンクリート
立坑部の止水（間隙通過性と自己充填性）機能を有する材料。
②水中重量ペースト
トンネル部や立坑部の隙間やひび割れを埋める機能（密度が大きく粒径が小さい、化学的に不活性）を有する材料。
③中硬化型高流動エポキシ樹脂
立坑部の充填材をキャッピングする機能（水中を6m以上流動し自己充填性にも優れる）を有する材料。
④高流動コンクリート
立坑最上部の「ふた」の役割（ひび割れ抑制）を有する材料。

建屋直近の高線量環境での作業となるため、充填作業
エリアでは、作業箇所への砕石・鉄板の敷設、側部はコンクリート擁壁・遮へいシート（鉛毛マット）を設置す
る等、万全の被ばく低減対策が実施された。

(1)汚染水を取り除く対策(a)海水配管トレンチの汚染水除去及び充填

図3-32

海水配管トレンチ充填の概要図(2号機海水配管トレンチの例）

図3-37

被ばく低減対策

19

3.2.2個別の汚染水処理対策
地下水は山側（西）から海側（東）に向かって流下する。汚染リスクが低い建屋山側で地下水を汲上げることにより、建屋への地下水流入を抑制し、汚染されていない汲上げ水を海洋放出する
地下水バイパスの主な検討項目は、以下とおりである。
①地下水バイパスの効果
地下水流動解析による揚水井戸の本数、設置位置、施工深度、汲上げ量と効果等の検討により、12孔の揚水井戸、3系統のタンク系列の設備を設定②建屋山側の水質の確認と揚水井設置工事の成立性
・建屋山側の地下水の汚染がないことの確認
・発電所建屋近傍の高線量環境下での施工となるため、十分な被ばく低減対策を考慮した施工方法の工夫による工事の成立性の検討。
③地下水バイパスの運用（揚水井の運用とタンクの運用）
・揚水井戸の運用は、建屋周辺の地下水位、水質等のモニタ
リングを行いながら、建屋内滞留水のアウトリ－クが発生しない段階的な水位低下を実施（揚水井の運用）。
・貯留→分析→排水のサイクルでの運用が可能な設備の設置とタンク運用。
地下水バイパス稼働（2014年4月9日）から約半年後では、地下
水バイパスは合計90m3／日程度の建屋流入量の抑制効果があるものと評価された。

(2)汚染水源に水を近づけないための対策(a)地下水バイパス

図3-38

図3-41

地下水バイパスのコンセプト

地下水バイパス設備全体平面図

図3-44 地下水バイパスの建屋流入量への抑制効果

20

3.2.2個別の汚染水処理対策(b)サブドレン

主要建屋周辺の地下水を汲上げるサブドレン（93基）は、津波や水素爆発によるポンプ等の損傷、がれきの混入、高濃度汚染水の滞留などのため運転を停止していた。このため、建屋周囲の地下水位が上昇し、建屋への地下水流入の増加要因となっていた。
また、地下水位をコントロールしながら低下させ建屋への図3-45 サブドレンの配置と事故後の状況
地下水流入量の低減を図ることが急務であったこと、さらに、将来のドライアップに向けた建屋水位の低下を行うためにもサブドレンによる地下水位のコントロ－ルが重要である。
サブドレンについては、陸側遮水壁等の対策工を考慮した
地下水流動解析により、地下水位の低下量、汲上げ量などの予測、サブドレンの復旧や新設、浄化設備の容量などの検討を踏まえ、以下の方針での再稼働が行われた。
図3-46 サブドレンの構造（既設及び新設） 図3-47 新設サブドレンの施工状況①既設ピットのうち復旧可能なピットについては、ピット内の浮遊物質やがれきの除去、ポンプの再設置を行い速やかに再稼働させる（27基）。
②復旧が難しいピットについては、ピットを新設して稼働させる(15基）。
③サブドレン汲上げ水の移送・処理設備は、汲上げ水に含まれる放射性核種（トリチウムを除く）を十分低い濃度になるまで除去し、水質を確認した後に排水できる設備とする。
図3-48

サブドレンの設備構成

21

3.2.2個別の汚染水処理対策(c)陸側遮水壁

凍土方式による陸側遮水壁の概要
凍土方式による陸側遮水壁は、建屋周りを凍土による遮水壁で取り囲み、また、海側遮水壁と接続させることにより、山側から海側へ流れる地下水を迂回させて建屋に近づけないことで汚染水を低減させる。

図3-53

陸側遮水壁の造成と地下水流れのイメ－ジ

表3-8 陸側遮水壁の主要設備

図3-55

凍結管の構造断面

図3-56

陸側遮水壁の設備配置図
223.2.2個別の汚染水処理対策(c)陸側遮水壁
表3-10 陸側遮水壁の工法の比較

凍土方式による陸側遮水壁採用の経緯
汚染水処理対策委員会は、廃炉対策推進会議（第3回、平成25年4月19日）の議長（経済産業大臣）の指示により、建屋への地下水流入抑制の具体的な方策についての公募を行い、陸側遮水壁に求められる要件に基づいた評価を行った。
①遮水能力が高く、地下水の流入抑制効果が高いこと
・地下水流入量の抑制効果が高いことが望ましく、透水性は小さいほどよい。
・地震などによって遮水壁に亀裂入が発生した場合でも、遮水機能の低下が起こりにくいほどよい。

②施工期間の短さ、施工可能性の高さ、遮水壁で囲い込む範囲を狭くできること
・高線量下での作業のため、工期の短さや施工可能性が高いこと。
・地下埋設物の存在があっても施工可能であること。
・周辺へ汚染水を流出させない施工方式が好ましい。
・取扱う地下水の総量が少なく、地下水水管理を容易とするため、囲い込む範囲が狭いことが好ましい。
・発生する残土が少ないことが好ましい。

③既設の埋設構造物に大きな影響をあたえないこと④完成後の地下水位管理が比較的容易であること⑤完成後の補修等の管理が比較的容易であること

評価結果
応募のあった対策工のうち、凍土壁は既設構造物を取り壊さず、また、地下水の凍結で遮水性の高い壁の構築が可能なため、他の方法に比べ要件に対する優位性があると判断され、第3回 汚染水処理対策委員会（平成25年5月30日）において「遮水効果、施工性等に優れる凍土方式」による陸側遮水壁が採用された。
23

3.2.2個別の汚染水処理対策(c)陸側遮水壁
表3-12

陸側遮水壁の設計検討

陸側遮水壁の主な設計検討事項

検討項目
大項目

主な設計検討事項は表 3- 12のとおり。また、原子力規制委員会 特定原子力施設監視・評価検討会、汚染水処理対策委員会、陸側遮水壁タスクフォ－ス等で個別の技術課題や設計検討、工事の進捗管理、
凍土壁の効果などが検討された（表 3- 13）。
陸側遮水壁を支える技術としては、実証試験の評価、凍土の成立性評価、凍土壁ライン・深度や凍結プラント等の基本仕様、リチャ－ジウェル（注水井）の成立性や設備設計、削孔や凍結順序などの造成手順、運用方法（水位管理）の設定などを行う上で用いた解析技術（地下水流動解析、凍結解析（熱・水連成解析） ）等の他、以下の4つの実証試験により技術的な課題の解決を図った。

検討事項

小項目

1.遮水壁の範囲，位置（ライン），凍結管 のピッチ等の基本検討

2.遮水壁の深度

地下水流入
抑制対策

②凍土壁に支障のある埋設物の調査・評価

・施工・竣工図等に基づいた凍土壁ルート下の埋設物の位置・深度，形状・規模の確認
・設計・施工への影響評価
・補助工法や埋設物内の汚染水漏洩に対する対策検討③リチャージシステムの効果の評価

・解析（地下水流動解析）によるリチャ－ジ効果の検討
・実証試験（現地小規模凍結試験）で確認④遮水壁内地下水量処理策の検討

・解析（地下水流動解析）により凍結順序（山側先行施工と山海側同時施工）などによる建屋周辺地下水位の低下検討⑤遮水効果・滞留水のアウトリークの可能性についての評価

・遮水効果を実証試験（現地小規模凍結試験）で確認
・解析（地下水流動解析）によるアウトリークの可能性
ならびに最適な施工順序の検討⑥各建屋への流入量の把握・評価

・解析（地下水流動解析）による検討①下部透水層の地下水の影響評価②難透水層（泥岩層）の遮水性確保の検討

・解析（地下水流動解析，熱・水連成解析）によるリスクと効果を踏まえた最適な深度の検討
・難透水層の遮水性を実証試験（現地小規模凍結試験）で確認③互層の地下水への汚染の拡大防止検討

・施工方法の検討①凍土壁施工に関する基礎データの取得

・実証試験（現地小規模結試験）で取得②凍土壁に支障のある埋設物の調査・評価

・施工・竣工図等に基づいた凍土壁ルート下の埋設物の位置，深度，形状，規模の確認
・設計・施工への影響評価
・補助工法，埋設物内の汚染水漏洩対策の検討③埋設物による影響の評価

・解析（地下水流動解析，熱・水連成解析）による凍結範囲の検討
・実証試験（モックアップ試験）での検討
・補助工法や埋設物内の汚染水漏洩対策の検討④埋設物横断部での施工方法の検討

・実証試験（現地小規模凍結試験）で検討
・補助工法や埋設物内の汚染水漏洩の対策を検討①補助工法適用（薬液注入工法など）も含めた施工方法の検証・解析（地下水流動解析，熱・水連成解析）による検討
・実証試験（モックアップ試験）で検討
・地下水流速の速い箇所が極力発生しない施工順序の検討①フェーシングの支障物の把握

・現地確認による支障物の把握

5.フェーシング（降雨浸入防止②フェーシングの効果の評価
対策)の成立性6.凍土遮水壁形成の確認

・干渉する工事の抽出・影響の評価、緩和策の検討①凍土遮水壁形成の確認方法の検討

・データ管理システムの検討
・実証試験（現地小規模結試験）等で検討①遮水壁設置時の地下水位低下速度の評価

・解析（地下水流動解析）による検討

図3-58

4つの実証試験・解析（地下水流動解析）による検討①リチャージによる地下水位コントロールの予測・解析（地下水流動解析）による検討

8.建屋周辺地下水の低下によ②リチャージシステムの設計
る建屋内滞留水の漏えいの防止
9.ロードマップへの影響の緩和
他プロジェクトおよび既設備との干渉 10.凍土周辺の既設構造物に対する影響の緩和(凍結
の緩和
など）

施工性

保守管理

・凍土壁の深度・施工方法

・凍土壁ライン・凍結プラント基本配置
・補助工法を含めた埋設干渉箇所の施工計画
・凍土遮水壁の造成手順

・凍土遮水壁の造成手順
・凍土遮水壁の造成・維持に関するモニタリング基本方針
・未凍結箇所における補助工法

・凍土遮水壁の造成・維持に関するモニタリング基本方針，モニタリ
ングシステム(地中温度，地下水位）
・デ－タ管理システム

・解析（地下水流動解析）による建屋流入量の検討
・移送設備，タンク増設の検討③凍結順序の違いによる地下水位低下の評価

・凍土壁ライン，凍結プラント等の基本
仕様、基本配置・凍土遮水壁の造成手順
・凍土遮水壁設置後の地下水位管理の基本方針・フェ－シング計画
・凍土遮水壁設置後の地下水位管理の基本方針・解析（地下水流動解析）による検討③干渉する工事の抽出・影響の評価、緩和策

7.建屋周辺地下水位の低下 ②建屋内滞留水に併せた滞留水の移送・タンクに併せた建屋内水位の低下 増設の検討
建屋滞留水
の漏洩防止

設計等への反映①凍土の効果，被ばくを考慮した施工範囲等

3.既設埋設物干渉箇所での凍土の成立性

4.地下水流速の速い箇所での凍土の成立性内容・解析（地下水流動解析，熱・水連成解析）による施工範囲
等の検討
・放射線防護設備の検討

・凍土遮水壁設置後の地下水位管理の基本方針・凍土遮水壁の造成手順
・移送設備，タンク増設計画

・凍土遮水壁設置後の地下水位管理の基本方針・デ－タ管理システム

・データ管理システムの検討③現場試験による成立性の検証

・実証試験（現地小規模凍結試験）で確認①干渉する工事の抽出、影響の評価緩和の検討

・他工事との綿密な工程調整や地上構造物の調査の徹底
・補助工法を含めた施工方法の検討

・凍土壁ライン・凍結プラント基本配置
・施工工程①凍結膨張による周囲構造物への影響検討

・解析（地盤沈下，建屋の支持基盤等への影響など）
による検討
・実証試験で確認②解凍後の地盤の不安定性の検討

・実証試験(現地小規模凍結試験）で確認

・凍土壁ライン・凍結プラント基本配置
・凍土遮水壁の造成手順
・凍土壁造成，維持に関するモニタリン
グ基本方針
・デ－タ管理システム
・凍土周辺の既設構造物に対する影響の緩和方策①作業員、資機材（冷凍機など）の確保

・施工工程に基づいた作業員、資機材の確保②施工品質の確保

・データ管理システム③被ばくを考慮した施工範囲の検討

・放射線防護設備④津波等を考慮した冷却プラント等のヤード確保

・津波襲来時を考慮したプラント配置①長期運用のための電機設備監視システムの検討・設備，機器等の仕様検討
・点検，補修計画の検討
・データ管理システムの検討②長期運用、災害対応に適した電機設備の検討

・凍結プラント等の基本配置
・災害時対応策の検討

・事業工程
・施工計画
・凍土壁ライン，凍結プラント等の基本仕様，基本配置

11.施工計画の成立性

12.長期運用における保守管理

・凍土壁ライン，凍結プラント等の基本
仕様，基本配置・長期運用における保守管理

青字：解析による検討

赤字：実証試験による確認・検討24

表 3- 13

原子力規制委員会、汚染水処理対策委員会、陸側遮水壁タスクフォ－スでの審議事項（2018年12月20日現在）

25

3.2.2個別の汚染水処理対策(c)陸側遮水壁

陸側遮水壁の施工①施工手順②埋設物への対応
凍土ラインには約１７０箇所の大小の埋設物横断箇所が分布。埋設物の大きさ・形状、深度、隣接埋設管との位置・間隔、溜まり水の状況などにより施工方法を変更して凍土壁の造成を行っている。
③被ばく低減対策
作業時間は施工箇所の空間線量に応じて1日あたり3～4時間とし、除染（
れき撤去、汚染土壌の除去）や遮へい物（砕石、敷き鉄板、コンクリート・
鉄板・鉛フェンス）の設置などの被ばく低減対策、さらに、ブライン配管周りの断熱材や保護鋼板などは、プレキャスト材を多用する工夫により作業時間の短縮が図られた。

図3-61 被ばく低減対策の効果
図3-59
表3-14

陸側遮水壁の施工手順
埋設物への対応方法

図3-62 被ばく低減対策

26

3.2.2個別の汚染水処理対策(b)陸側遮水壁

凍結開始後の水位管理
陸側遮水壁内側の水位管理は、建屋滞留水の周辺地盤への漏えいを発生させないことを絶対条件として、陸側遮水壁内
側の地下水位のコントロ－ルは、サブドレン（地下水の汲上げ、42孔）とリチャ－ジウェル（注入井、 33孔）で行われる。
地下水位の監視は、既存の観測孔を含め不圧地下水で69孔、被圧地下水で53孔の観測孔が配置された。
水位管理は、サブドレン・地下水ドレンの稼働と海側遮水壁の閉合を行う条件で、建屋水位に対する建屋周辺の地下水
位の変化、建屋流入量やサブドレンの汲上げ量の変化などのシミュレ－ション結果に基づいたシナリオを設定して、具体的な水位管理方法を定めている。

図3-64 水位管理の基本方針

図3-65 サブドレン、リチャ－ジウェル（注入井）、地下水位観測孔配置図
表 3-16 水位管理の基本シナリオ

27

3.2.2個別の汚染水処理対策(c)陸側遮水壁
陸側遮水壁の効果は、実測値、及び実測値の分析により陸側遮水壁の評価が行われた。
表 3-18 実測値に基づく評価項目

図 3-68 陸側遮水壁内外の地下水位分布の推移

図 3-69 陸側遮水壁内外の地下水位分布（2018年3月）

図 3-67 凍結状況（掘削調査、2018年3月）

陸側遮水壁単体の効果は、3次元浸透流解析により陸側遮水壁がない場合のシミュレ－ションを行い、実測値との差分を陸側遮水壁
単体の効果として評価した。解析結果からは、建屋への雨水・地下
水流入量、サブドレン・T.P.+2.5m盤の汲上げ量は、合計が566m3/
日低減したものと評価。

対策実施前：約400m3／日
陸側遮水壁閉合前：約190m3／日
凍結開始後：約90m3／日

・陸側遮水壁内側への地下水等の供給量（F）は、約830m³／日から約390m³／日に低減
・陸側遮水壁海側への地下水等の移動量（C）は、約350m³／日から約60m³／日に低減

図 3-73 建屋への雨水・地下水流入量

図 3-74 水収支による陸側遮水壁内側への地下水供給量の評価

図 3-75 陸側遮水壁単体の効果の推定
28

3.2.2個別の汚染水処理対策
フェ－シグ○雨水の地下浸透を抑制し建屋への地下水流入量を低減する効果○敷地内の空間線量の低減効果

図 3-76 フェ－シングの効果(d)フェ－シング

高線量環境下、急勾配での施工の特徴・工夫
水素爆発による高線量のがれきが多量に残置された1～4号機建屋西（山）側に位置する法面などに対して、以下のような工夫がなされた。
①表土除去工の遠隔自動化
急斜面用バックホウ(Rock Climbing
Machine（RCM）)の採用②がれき撤去工の効率化
高線量がれきのうち金属がれき対して、電磁式大型磁石を用いたリフテイングマ
グネットをクレーンに吊り下げ、がれき
図 3-82 RCMによる施工状況
回収作業を行った。

図 3-77 フェ－シング施工エリア

耐久性、遮水性、遮へい性、施工性の観点から短繊維混入モルタルの吹付工法を採用した。吹付厚さは、吹付後の表面線量率を5μSv／h以下とするため、吹付厚
さを10cmとした（市町村による除染実施
ガイドライン、2011年8月26日)。

図 3-83 がれき撤去装置と施工状況③モルタル吹付工の機械化
法尻に重機の設置スペースが確保できるエリアでは、吹付ロボット（Robo-Shot：
人力の5倍程度の作業能力）による施工が行われた。

図 3-85 Robo-Shotによる施工
29

3.2.2個別の汚染水処理対策(3)汚染水を漏らさないための対策(a)水ガラスによる地盤改良

2013年6月に1号機、2号機取水口間護岸付近の地下水観測孔から、高い濃度の放射性物質の検出が確認された。 地盤改良は二重管ストレーナー工法（複相式）で、二このため、緊急止水対策が必要となり、資機材調達、及 次注入として浸透性の高い薬液を注入して土粒子間へのび施工の迅速性、さらに塩水環境下でも効果を発揮して 浸透を図り止水性の確保を図った。地盤改良開始以降、地下水観測孔の水位が上昇する改良効果が認められ、
1.0E-05cm／sec程度以下の透水性の止水壁を構築するため、注入材として水ガラス系注入材（シリカゾルグラウ 2014年3月に施工を完了した（全削孔数量：1、072孔）。
ト）を用いた薬液注入工法により、護岸付近に止水壁を構築した。

図 3-89 施工手順と施工状況

施工エリアは、空間線量率が0.08～1.90mSv/hと高い作業環境であったため、様々な被ばく対策が行われ、作業エリアの空間線量を0.04～0.32mSv/hまで低減させた
後に作業を実施した。

図 3-88 薬液注入工平面図
表 3-23 注入材性状及び注入要領

図 3-87 薬液注入工断面図

図 3-90 図 3-90 線量低減対策
30

3.2.2個別の汚染水処理対策
海側遮水壁、及び地下水ドレンは、汚染水の流出経路となる透水層に鋼管矢板の連続壁からなる海側遮水壁を設置して海域への汚染
水の流出を防止するとともに、海側遮水壁により堰上がる地下水を地下水ドレンで汲上げる設備。

図 3-93 海側遮水壁のイメ－ジ
地下水ドレン

図 3-95 海側遮水壁の平面形状と地質断面図(3)汚染水を漏らさないための対策(b) 海側遮水壁、及び地下水ドレン①構造
自立式鋼管矢板
・鋼管径：1,000mm、1,200mm
・長さ：約21～26m（地中部は約14～17m）
図 3-96 鋼管矢板
継手
・漏水防止ゴム付P－T型
・透水係数1.0E-06cm/s以下
・変形追従性能保有②施工
図 3-97 漏水防止ゴム付P－T型継ぎ手
先行掘削により互層（Ⅲ層）までの地盤をほぐした後、バイブ
ロハンマ－の打撃により鋼管を設置。下端部は難透水層の泥質部に打撃により数m程度の根入を行う。
継手処理は、カメラによる健全性の確認後、無収縮モルタルの注入する。

図 3-98 鋼管杭の打設施工手順
31

3.2.2個別の汚染水処理対策
海側遮水壁が完成した場合、建屋周辺の地下水が堰上
がり建屋流入量の増加、また、地表面まで地下水位が上昇した場合は、汚染水の越流による海洋汚染の拡大も考えられた。このため、海側遮水壁の一部区間を開放状態とし、建屋周辺の地下水位をコントロ－ルするサブドレ
ンと汚染水の移送・浄化設備の本格稼働に合わせて海側
遮水壁の閉合を行う手順とした。

(3)汚染水を漏らさないための対策(b) 海側遮水壁、及び地下水ドレン
海側遮水壁の閉合は2015年9月19日から開始され、10月26日に継手処理が完了した。閉合作業に伴い、港湾内の放射性物質濃度は大幅に低下した。

トリチウム濃度の推移

図 3-100 海側遮水壁の未施工区間

全ベータ・ストロンチウム 90 濃度の推移

図 3-101 未施工区間の閉合手順と施工状況

セシウム 137 濃度の推移

図 3-102 港湾内海水中の放射性物質濃度の推移

32

3.2.2個別の汚染水処理対策
タンクの設置は、事故直後から大量の処理水を迅速に保管す
るため、効率的に組立てができるフランジ型タンクの設置で対応していた。

初期段階では、フランジ型タンクの構造や配管に起因する漏えい
移送の運用に起因する漏えいなどが発生していたため、日常点検の強化、万一、タンクから漏えいした場合でもタンクヤ－ドから地盤へ汚染水が流出しない対策（浸透防止工、コ
ンクリ－ト堰、外周堰の設置）等、様々な対策が整備された。

(3)汚染水を漏らさないための対策(c) タンク
フランジ型タンクは長期的には漏えいのリス
クが高く、このリスクを低減するための抜本的な対策として、フランジ型タンクの撤去、溶接型タンクへの切替え（リプレ－ス）が実施された。

図 3-105 フランジ型タンク（左－組立中、右－完成）

図 3-106 タンクヤ－ド整備の概要

図 3-108 溶接型タンク（貯水容量1,200m3／基）

リプレ－スに際しては、今後増加する汚染水に備えるため、貯留容量の増加対策が図られた。
タンク堰嵩上げ・被覆・二重化 2)

被覆工，コンクリ－ト堰の設置 3)

タンク堰カバー・雨樋 2)

図 3-107 タンクヤ－ド整備の概要

図 3-109 貯留容量の増加対策

33

3.2.2個別の汚染水処理対策(3)汚染水を漏らさないための対策(c) タンク

フランジ型タンクの解体
汚染水を抜き取った後の表面線量率は40～50mSv/hと高く、また、タンク基礎コンクリ－トは、過去の漏えいにより表面が汚染されていた。解体工事では、タンクからのダストの飛散抑制や作業員の被ばく低減対策、防護装備
における熱中症リスクなどの多くの課題に対応する必要があった。
タンク解体の手順①タンク内面塗装（抑制剤塗布）
タンク内面に付着している放射性物質の物理的な抑え込みのため、タンク内面の洗浄と塗装を実施した。
②タンクの解体
雨水浸入防止とダストの飛散抑制のため、空気膜を用いた超軽量構造のバルーン天板、クレーンによる一括架設、容易な着脱による設置方式を確立した。
③コンクリ－卜基礎切削除染
コンクリ－卜基礎切削は、飛散防止用仮設テント内で実施し、ポータブル型切削機による除染が行われた。表面切削は切削ごとに表面線量率を測定し、10μSv/h未満になるまで切削を繰り返す作業が
図 3-115 汚染度一切削深さ関係行われた。

図 3-110 フランジ型タンクの解体フロ－

図 3-113 フランジ型タンク解体作業状況

図 3-114 コンクリ－卜基礎切削除染の状況

34

3.2.2個別の汚染水処理対策
溶接型タンクの設置(3)汚染水を漏らさないための対策(c) タンク

溶接型タンクは、現地でタンクを組立・溶接を行う方式と、福島第二原子力発電所で組立・溶接を行い完成形のタンクを海上で運搬する2つの方式の併用による施工が行われた。
タンクの組立・溶接

4 枚継側板完成形タンクを搬入する方式

タンクの組立・溶接・水張り試験は福島第二原子力発電所での作業となるため、作業時間の制約や放射能保護具が不要となり、作業効率が格段に向上した。

1 枚もの側板

図 3-116 工場での部材作成（側板の作成）

図 3-119 福島第二原子力発電所での組立て・溶接の状況

図 3-117 仮組の状況（底板設置～側板建込み）

福島第一原子力発電所までの約13kmは海上輸送を行い、設置箇所までの約2kmの陸上輸送は多軸式特殊台車で行った。

図 3-120 海上輸送、及び陸上輸送の状況
図 3-118 側板の溶接状況（左：溶接足場、右：溶接状況）

水張り試験は実施済みのため、設置後、底板の溶接線について
磁粉探傷検査（MT）を行い、欠陥がないことを確認して供用を開始した。これにより、供用開始までの時間が大幅に短縮された。

図 3-121 タンクの設置状況

35

3.3 環境負荷低減・廃棄物対策

3.3.1 汚染の拡大防止対策(1) 海底土の被覆第1期工事の被覆箇所以外の港湾内の汚染は依然高い状況であった。このため、約18万m2の未施工エリアについて第2期工事として海底土被覆を実施した。対象エリアのうちエリア①は、海底に浮泥が存在するため、第1期工事と同様に浮泥の拡散を防止する2層（被覆材A、B）の被覆構造とした。浮泥の分布しないエリア②については、被覆材Bの1層の被覆構成とした。
施工方法の工夫（トレミー管筒先構造）

図 3-126 海底被覆土の施工システム

筒先からの落下衝撃による海底土の巻き上がり抑制のため、落下する被覆材の鉛直力を水平方向に分散させると同時に被覆材の材料分離をおさえつつ、被覆材を海底土上に広く均等に行き渡らせる筒先冶具（スプレッダー）を開発

図 3-124 海底土の汚染状況と海底土被覆施工範囲

図 3-129 筒先冶具（スプレッダー）の工夫

図 3-125 被覆土の構成

図 3-130 施工状況（第2期工事）

36

3.3 環境負荷低減・廃棄物対策 3.3.2 廃棄物関連対策(1)がれきの撤去（がれきの撤去に資する遠隔操作技術）(a)構内道路
遠隔操作は2種類のシステムから構成され、遠隔操作室
でオペレ－タが重機を操作する（「2.1構内道路の健全性確認及びがれきの撤去」参照）。

(b) 3号機建屋
重機10台を遠隔により操作するシ
ステムを構築。
操作室は、建屋から500mほど離れた免振重要棟に設置され、現場に4つの通信基地局を設け、その間を光ケーブルで接続することにより、通信基地局を介して重機に操作信号を送信するシステムでがれきを撤去。

橋台の上に重機を上げてタービン建屋の排気ダクトを解体した。

3 号機原子炉建屋の南側などに落下したがれきの撤去する様子

図 3-151 がれき撤去の施工状況

図 3-148 システム概念図

図 3-149 無人化施工の状況

図 3-150 がれき撤去と付属建屋解体イメージ
37

3.3 環境負荷低減・廃棄物対策 3.3.2 廃棄物関連対策(c)3号機（搬送の自動化）
クローラーダンプ自動走行システム
機械が自分で周囲の状況を判断して走行・停止し、障害物を検知して、衝突を回避する
自動搬送システム。
3号機原子炉建屋から搬出された高線量がれ
きを固体廃棄物貯蔵庫まで搬送する。
図 3-154 クローラーダンプ自動走行システム

フォークリフト自動走行システム
貯蔵庫前では、コンテナをフォークリ
フトに遠隔操作で積み替え、所定の位置
へコンテナを定置する。

図 3-155 フォーク リフト自動走行システム(1)がれきの撤去（がれきの撤去に資する遠隔操作技術）(d)オペレ－ションフロア
オペレ－ションフ
ロア上のがれきを遠隔操作により撤去した後、有人作業ができるように厚板鉄板等の敷設、遠隔操作
式除染装置の吸引による小がれきや粉塵の除去による線量低減を図った。
図 3-155 フォーク リフト自動走行システム

図 3-158 除染機器

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4. 放射性廃棄物の合理的な安定保管・管理技術
対象廃棄物の分類①がれき等（がれき類、伐採木、使用済保護衣等）②水処理二次廃棄物（吸着塔類、廃スラッジ、濃縮廃液）
注：事故以前から発電所で保管されていた廃棄物、将来発生する燃料デブリ等は本報告の対象外

4.2がれき等の保管・管理
4.2.1目的「がれき等」を将来の処理・処分までの期間安定的に保管管理するため、放射性物質の拡散（飛散、漏洩）と被ばく線量の抑制（隔離、遮へい）が可能な保管施設に収容する。直ちに保管施設に収容できない場合、まず一時保管施設に収容の後に一時保管を解消していく。
4.2.3特徴、工夫・効果
・廃棄物の処理処分のため、発生場所・表面線量率等を記録し、分類して保管した。
・津波評価を行い、浸水しない地点を保管場所とした。
・伐採木の一時貯蔵施設で、発火防止対策を実施するとともに延焼防止の防火帯を設置した。
・漏洩が無いことを確認するため、モニタリングを実施した。

図4-5 がれき等の種類と保管施設
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4.3水処理二次廃棄物の保管・管理
4.3.1目的「水処理二次廃棄物」を将来の処
理・処分までの期間に亘り安定的に保管管理するため、保管設備の経年劣化や放射性物質の飛散・漏えい、可燃性ガスの発生等のリス
クに十分配慮した管理を行う。
4.3.3特徴、工夫・効果・遮へいが必要な容器は、ボックス
カルバート（一部は蓋付）に保管して遮へいで被ばく線量を抑制した。
・漏洩の可能性がある容器を保管するボックスカルバートは、水密構造とした。

一時
保管
施設
（計画）

保管
施設
図4-15 水処理二次廃棄物の保管・管理フロ－

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5. 技術提案の公募

5.1 国際廃炉研究開発機構の公募

汚染水問題については国内外の叡智を結集するため、6分野について広く対応策を募集した。これを受けて、国内外から769件の提案があった。
技術提案については、専門家によるレビュー会議において、6分野ごとに①福島第一原発と同様の環境下において実用化の実績があるもの。
②他分野において実用化の実績があるもの。
③原理は確立されており、研究レベルで一定の成果を上げているもの。
表5-4 公募を踏まえ新たに活用すべき主な技術④アイデア提案として示されているもの。
の視点で整理・分類がなされ、数年以内に現場で一定の効果が発揮されるものかの観点から評価が行われ、汚染水処理対策委員会（第9回）に「新たに活用すべき主な技術」として報告された。

表5-5 現場で採用する技術提案

表5-4 国内外からの技術提案

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5. 技術提案の公募

5.2 経済産業省 資源エネルギ－庁の公募

経済産業省 資源エネルギ－庁は、平成25年度補正予算「廃炉・汚染水対策事業費補助金」に係る補助事業として、以下の4つの汚染水処理対策技術検証事業に係る補助事業者の公募を行った。
① 海水浄化技術検証事業② 土壌中放射性物質捕集技術検証事業③ 汚染水貯蔵タンク除染技術検証事業④ 無人ボーリング技術検証事業
公募の結果、11件の提案が採択され、検証事業が実施された。

表5-6 汚染水処理対策技術検証事業
海水浄化技術検証事業①海水中の汚濁物質を除去する前処理装置と海水用に調整された独自の捕集材

海水中における、主として放射性セシウムや、放射性ス システムとを組み合わせた浄化システムの除去性能を検証
トロンチウム等の浄化技術について、その除去性能を ②放射性核種の捕集について実績のある吸着材を採用し、これを導入した水中稼働式浄化システムの除去性能を検証
検証するための実証試験③自然素材を活用して、セシウムだけでなくストンロンチウムに対しても高い吸着性能を持つ捕集材料の開発を実施し、この除去性能、放射線耐性、二次廃棄物量を検証④可燃性の吸着シートを新たに開発し、これを導入した水中可動式浄化システムについて、その除去性能と二次廃棄物量を検証⑤セシウムとストロンチウムの化学特性の相違を考慮して、繊維状吸着材を新たに開発し、海水からのセシウムとストロンチウムの除去性能と二次廃棄物量を検証

土壌中放射性物質捕集技術検証事業⑥土壌中の放射性ストロンチウムに対する浸透式反応性バリア技術の捕集性能を

表5-4 国内外からの技術提案

一定以上の塩化物イオン濃度下（200 ppm 以上）におけ 検証
る、土壌中の放射性物質（主として放射性ストロンチ ⑦高いストロンチウム捕集性能を有する吸着剤（海水中での捕集率99%以上）を用ウム）捕集技術の捕集性能 いて、地下水中のストロンチウムを効率よく捕集・回収する仕組みを有する透過壁の構造およびその施工手順を確立を実証
を検証

汚染水貯蔵タンク除去技術検証事業⑧複雑な形状のタンクの除染に超高圧液体窒素技術を適用した際の除染性能と廃解体作業における作業員の被ばくを低減する観点から、 棄物回収性能を検証
複雑な構造を有するボルト
締め型タンク内部に貯留す ⑨「ドライアイスブラスト」、「機械切削」、「ショットブラスト」の3 つの除染技術を最適る汚染水を排水するの除染 に組み合わせた遠隔除染装置の除染性能を検証
性能を検証⑩タンク底部の残留汚染水を浄化用水として再利用することで、汚染水を増やすことなく、タンク内部を除染するシステムの性能を検証

無人ボーリング技術検証事業
ボーリング作業時における作業員の被ばくを低減させる観点から、高線量下での無人ボーリング性能を検証

図5-1 成果報告の例（無人ボーリング技術検証事業最終成果）⑪ボーリング作業工程のうち ・初期掘削 ・コアリング掘削 ・拡掘を対象とした、衛星通信ネットワークを用いた遠隔操作ボーリングシステムの検証

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まとめ
放射能汚染という大変厳しい環境下において、事故発生当初からの緊急時対応と復旧活動、汚染水処理や環境負荷・廃棄物対策等様々な取り組みのほとんどにおいて土木技術は関わってきており、多くの土木技術者がそれぞれの場面で創意・工夫と苦労を重ねて貢献した。広範に実施された各種対策
技術がどのようなものであったかということを、本調査報告書では、公開資料に基づいて、対象廃棄物・技術分野ごとの時系列的な流れも考慮して体系的な整理を行った。

福島第一原子力発電所の事故対策で用いられた土木技術は、今までにない革新的な技術の適用例は少なく従来技術の展開で実施された。しかし、高線量下、さらに時間的な制約などの厳しい条件の下で実施された調査・設計検討、施工における様々な工夫、確実な品質管理、放射線防護対策、熱中症対策を含めた安全対策など、従来の土木工事とは大きく異なった活動が行われてきた。
原子力事故という過酷な状況下において、東電や国、あるいは原子力防災等の専門家の人々とともに、多くの土木技術者もまた、縁の下の力持ち的な役割を果たしてきたということを技術者や一般の方々にも改めて知っていただくとともに、将来への貴重な基礎資料、あるいは教訓として若い世代の技術者の皆さんに広く有用な基礎資料として寄与できれば幸いである。

図3-4 高線量下（Yzone）での作業状況

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