Development of grouting technologies for HLW disposal in Japan, 3; Development of a hydrogeological model using discrete fracture network

地層処分におけるグラウト技術の高度化開発,3; DFNモデルを用いた水理地質構造モデルの構築及び評価例

Bruines, P.*; 田中 達也*; 橋本 秀爾*; 葛葉 有史; 大西 有三*

Bruines, P.*; Tanaka, Tatsuya*; Hashimoto, Shuji*; Kuzuha, Yuji; Onishi, Yuzo*

日本原子力研究開発機構は、高レベル放射性廃棄物の地層処分事業で適用するグラウト施工方法を検討するために、スイスのグリムゼル岩盤研究所において、平成21年度から平成23年度にかけてグラウト施工実証試験を実施した。本実証試験では、グラウト注入試験の計画立案からグラウト浸透領域やグラウト効果を評価するために、原位置調査データを活用して割れ目ネットワークモデルを構築し、数値シミュレーションを行った。割れ目ネットワークモデルの構築には、主に試験領域で掘削したボーリング孔と交差する割れ目の位置や方位のデータと46区間の単孔式透水試験で得られた透水性のデータを活用した。また、構築した割れ目ネットワークモデルにより、孔間トレーサー試験やグラウト注入試験を模擬した数値シミュレーションを行い、最終的にグラウト浸透範囲や効果を評価するための等価不均質連続体モデルを生成した。

This paper describes the characterization of the rock mass and how data obtained has been used to make a discrete fracture network (DFN) model and to calculate an up-scaled equivalent continuous porous media model for the purpose of numerical simulation of the grout injection process. DFN models have been constructed using mainly the BTV and hydraulic test data from the boreholes drilled in this project. The generated DFN model and the up-scaled model was able to reproduce the measured fracture characteristics as well as the hydraulic behavior observed in the field and has proven to be suitable for modeling grouting behavior. DFN model has been gradually refined step by step with the site characterization stages: the preparative stage in 2009, pre-investigation stage in 2010 and grouting test stage in 2011. Each version of the DFN model shows the understanding of the geological environment and identifies issues to be resolved in the next stage. The DFN models proved to be an essential tool for the site characterization program planning process, such as identifying the best layout of subsequent boreholes and placement of test intervals.