地層処分場における地下施設の埋め戻し

Backfilling of the underground facilities on a disposal site

杉田 裕 ; 藤田 朝雄 ; 棚井 憲治 ; 長谷川 宏; 古市 光昭*; 奥津 一夫*; 三浦 一彦*

Sugita, Yutaka; Fujita, Tomoo; Tanai, Kenji; Hasegawa, Hiroshi; Furuichi, Mitsuaki*; Okutsu, Kazuo*; Miura, K.*

高レベル放射性廃棄物の処理処分に関しては、最終的には人間の生活圏から隔離することが必要との考え方に基づき、安定な形態にガラス固化し、30年間から50年間程度の冷却のための一時貯蔵をした後、地下の深い地層中に処分(地層処分)を行うことが基本方針とされている。処分場を積極的に埋め戻すという概念は地層処分に固有のものである。処分場の地下施設を埋め戻すのは、たとえば人工バリアを設置するために地下深部に掘削された坑道を空間のまま放置しておくと、地圧の作用により坑道の力学的安定性が損なわれたり、坑道そのものが地下水の卓越した水みちとなるなど、処分場に求められるバリア性能に有意な影響を及ぼすことが想定されるからである。これらバリアシステムに影響を与える要因を排除するため、廃棄体が定置された後の地下深部に掘削された坑道等は適切に処置しておく必要がある。廃棄体定置後に残された地下施設を埋め戻す材料を埋め戻し材という。本報告では、埋め戻し材として検討した。ここでは、混合する骨材として地下施設の建設時に大量に発生するずり(岩盤の破片)を模擬した礫およびケイ砂を用いた。また、埋め戻しでは必要に応じてプラグやグラウトを設置することとなる。プラグはその機能によってコンクリート材と粘土材が考えられ、グラウトもこれと同様のものが考えられる。本報告では、埋め戻しの概念、骨材混合体の諸物性、埋め戻し材、プラグ、グラウトの機能、施工法、工程についてとりまとめた。さらに、埋め戻し材、プラグ、グラウトの材料である骨材混合体、コンクリート材および粘土材料ごとに品質管理項目を抽出した。

Regarding disposal techniques of high-level radioactive waste (HLW), the HLW is vitrified and then stored for cooling for a period of 30 to 50 years. After cooling, the HLW is isolated in the deep underground. The concept of geological disposal is based on the requirement to enclose the HLW in the deep underground for the long-term durability of the human's environmental safety. Backfilling of a repository is a unique activity on the geological disposal. If underground tunnels excavated to construct the repository are left, they may have significant influences on the barrier performance of an entire repository, such as: the mechanical stability of a tunnel may be damaged by rock stresses and a tunnel may provide a fast pathway for ground water flow. Therefore, the underground facilities are expected to be backfilled with a backfilling material after emplacement of the HLW and a buffer material. The material for the backfilling of the underground facilities is backfilling material. In this report, bentonite-aggregate mixture is considered, as one of the candidate materials for the backfilling material. Aggregate imitates the muck that is generated during construction phase of the underground facilities. The combination of backfilling, plugging and grouting is considered in some underground situations. Plug is composed of concrete material or clay-based one. Grouting material is concrete material or clay-based one, too. In this report, the concept of the backfilling, mechanical and hydrological characteristics of the bentonite-aggregate mixture, the function, work methods and a schedule of the backfilling materials, plugging and grouting are considered, and items of quality control for the bentonite-aggregate mixture, concrete material and grouting are listed.