幌延深地層研究計画における人工バリア性能確認試験; 坑道の埋め戻し材に関する検討

The In-situ experiment for performance confirmation of engineered barrier system at Horonobe Underground Research Laboratory; Examination of backfill material using muck from URL construction

中山 雅 ; 大野 宏和 ; 棚井 憲治 ; 杉田 裕 ; 藤田 朝雄 

Nakayama, Masashi; Ono, Hirokazu; Tanai, Kenji; Sugita, Yutaka; Fujita, Tomoo

幌延深地層研究計画では、平成26年度から第3段階の調査研究として、幌延深地層研究センターの地下施設(以下、幌延URL)の350m調査坑道(試験坑道4)において、人工バリア性能確認試験を実施している。人工バリア性能確認試験は、幌延の地質環境をひとつの事例に、処分孔竪置き方式を対象として実規模の人工バリアを設置し、実環境下において人工バリア定置後の再冠水までの過渡期の現象を評価することを目的としている。具体的には、(1)地層処分研究開発の第2次取りまとめで示した処分概念が実際の地下で構築できることの実証、(2)人工バリアや埋め戻し材の設計手法の適用性確認、(3)熱-水-応力-化学連成挙動に関わる検証データの取得、である。本報告では、人工バリア性能確認試験において、試験坑道4の一部を埋め戻す際に使用する埋め戻し材について検討した。具体的には、幌延URLの坑道掘削により生じた掘削土(ズリ)とベントナイトを混合した材料の、基礎物性の把握、施工方法による目標乾燥密度の設定および狭隘な試験坑道を想定した施工性確認試験などを行い、人工バリア性能確認試験における埋め戻し材の使用を決定した。その結果、坑道下半部は埋め戻し材の撒き出し転圧締め固めにより乾燥密度1.2Mg/m、坑道上半部は乾燥密度1.4Mg/mの埋め戻し材ブロックを設置することにより、埋め戻し材の要件として設定した透水性および膨潤圧を確保できることを確認した。

The Horonobe Underground Research Laboratory (URL) Project has being pursued by Japan Atomic Energy Agency (JAEA) to enhance the reliability of relevant disposal technologies through investigations of the deep geological environment within the host sedimentary formation at Horonobe, northern Hokkaido. The URL Project consists of two major research areas, "Geoscientific Research" and "Research and Development on Geological Disposal Technologies", and proceeds in three overlapping phases, "Phase I: Surface-based investigations", "Phase II: Investigations during tunnel excavation" and "Phase III: Investigations in the underground facilities", over a period of around 20 years. Phase III investigation was started in 2010 fiscal year. The in-situ experiment for performance confirmation of engineered barrier system (EBS experiment) had been prepared from 2013 to 2014 fiscal year at G.L.-350m gallery (Niche No.4), and heating by electric heater in simulated overpack had started in January, 2015. One of objectives of the experiment is acquiring data concerned with Thermal-Hydrological-Mechanical-Chemical (THMC) coupled behavior. These data will be used in order to confirm the performance of engineered barrier system. In EBS experiment, the backfill material using mixture of bentonite and muck from Horonobe URL construction was used for backfilling a part of Niche No.4. This report shows the results of properties of the backfill material, confirmation test of compaction method and making backfill material block, and so on. From these results, it was confirmed that the backfill material would satisfy target value of the permeability and the swelling pressure.