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村上 裕晃; 西山 成哲; 竹内 竜史; 岩月 輝希
応用地質, 64(2), p.60 - 69, 2023/06
放射性廃棄物の処分分野において、ボーリング孔が適切に閉塞されたことの妥当性を確認するための確認項目を整理する目的で、ベントナイトを用いたボーリング孔の閉塞試験を行った。閉塞材の定置前後に閉塞区間を対象として注水試験を行った結果、本研究で目標としたとおり閉塞材がその上下の区間を分断していることを確認できたことから、適切に閉塞されたことを確認する手法の一つとして注水試験が有用であると考えられた。一方、一度閉塞した区間に高差圧が生じた結果として閉塞部に水みちが生じたことから、高差圧が生じる条件では、閉塞材を移動させない等の対策が講じられていることが確認項目として挙げられる。計画段階では、岩盤の水理地質構造に応じた閉塞材のレイアウトや仕様が検討されていることが重要である。また、ベントナイトを閉塞材とする場合は、ベントナイトが孔内で膨潤して体積が増加、密度が低下して透水係数が上昇するため、このことが念頭に置かれている必要がある。加えて、ベントナイトを計画深度へ定置可能な搬送方法であることや、複数材料を組み合わせる場合は閉塞材の性能を低下させない配置であることが確認項目として挙げられた。
村上 裕晃; 岩月 輝希; 竹内 竜史; 西山 成哲*
原子力バックエンド研究(CD-ROM), 27(1), p.22 - 33, 2020/06
地層処分や中深度処分などの放射性廃棄物の埋設・処分分野においては、事業の進捗に合わせて処分施設周辺の地質環境の変化などの大量の情報を収集する必要がある。モニタリングは、処分場周辺の地質環境の把握、事業の意思決定プロセスの支援、利害関係者への情報提供などの目的のために実施される。本論では、国内外における地下水モニタリングの現状と課題を整理した。その結果、モニタリングに先立つ地質環境調査でのボーリング孔掘削、モニタリング場所の選定については、これまでの研究技術開発により技術が確立している一方で、モニタリング機器の長期運用、長期運用後の機器回収、モニタリング孔閉塞時の閉塞材搬送方法、保孔用ケーシングやストレーナ管を残置した場合の移行経路閉塞性などについては、更に技術的根拠の蓄積が必要と考えられた。
松井 裕哉; 前田 信行; 瀬戸 政宏*
JNC TY7430 2000-001, 57 Pages, 2000/03
JNC-TY7430-2000-001.pdf:2.17MB
大規模地下空洞や大深度地下構造物の建設は、空洞周辺岩盤が本来持っている力学的・水理学的な物性を変化させ、空洞の安定性や地下水流動へ影響を及ぼす。資源環境技術総合研究所とサイクル機構は、岩盤の力学的安定性に関する調査方法や評価方法をテーマとして、平成元年度より共同研究を実施している。平成10年度から第4フェーズとして、岩盤空洞の安定性に関する評価方法の検討というテーマで、主として掘削影響領域を評価するための基礎データとなる初期応力状態や二次応力状態の計測・評価手法などについて検討することとした。本年度は、東濃鉱山の地表から掘削した深度約200mのボーリング孔において、AE法、DRAによる三次元初期応力測定およびAE法と水圧破砕法による初期応力測定を実施し、三次元的な初期応力状態を把握するとともに初期応力状態の評価手法の適用性について検討した。それらの結果の概要について、以下に述べる。・鉛直方向の応力値は、堆積岩部では推定される土被り圧とほぼ等しく、花崗岩部ではそれより少し大きい。・水平最大主応力値は、深度と共にほぼ直線的に増加し、その勾配は花崗岩部の方が大きい傾向にあった。・水平最大主応力値は、堆積岩部では概ねN-S
N45
Wで、花崗岩部ではほぼN45°W方向であった。・応力環境については、堆積岩部で遷移型(
H
=h)、花崗岩部では遷移型もしくは横ずれ断層型(HhV)の応力環境であった。・今回用いたAE法、DRAおよび水圧破砕法は初期応力測定手法としての適用性があり、AE法と水圧破砕法を組み合わせた三次元的な応力状態の評価方法は有効であることが示された。
千々松 正和*; 杉田 裕; 藤田 朝雄; 雨宮 清*
JNC TN8400 99-034, 177 Pages, 1999/07
地層処分における技術開発の観点からは、工学規模での試験によるニアフィールド環境である周辺岩盤の挙動が人工バリアに与える影響の把握および周辺岩盤を含むニアフィールド性能の定量的評価と室内および原位置における大型試験による人工バリアの品質性能の確認を行い、地層処分技術の信頼性向上を図ることが重要となっている。そのため、核燃料サイクル開発機構東海事業所の地層処分基盤研究施設等における工学規模の試験と並行して、原位置試験場において、人工バリアの品質性能の確認およびその実岩盤条件下でのニアフィールド連成挙動を評価することが必要となっている。そこで、実条件でのニアフィールド環境を把握するため釜石原位置試験場において粘土充填・熱負荷試験を実施した。1995年には14本のボーリング孔の試錐を行い、種々のセンサーの設置を行なった。透水試験を実施した後、岩盤の力学物性を取得するために孔内載荷試験を実施した。その後、直径1.7m、深さ5.0mのテストピットの掘削を行なった。ピット掘削中は、試錐孔内に設置した計測機器により、間隙水圧、変位、温度の測定を行なった。その後、1996年にピット内に緩衝材および発熱体を設置し、連成試験を開始した。連成試験としては、ヒーターの加熱を行なう加熱試験を約260日間、ヒーター停止後の減熱試験を約180日間実施した。本論では、加熱試験および減熱試験期間中に岩盤内および緩衝材に設置した計測機器により観測された結果について報告する。また、加熱試験終了時、減熱試験終了時および緩衝材解体時に実施した緩衝材のサンプリング結果についても報告する。
下岡 謙司; 須田 真太郎*; 荒木 邦夫
JAERI-M 82-163, 47 Pages, 1982/11
地下深部における岩盤の熱伝導率を測定する手法として、ヒーター加熱による岩盤の温度上昇から熱伝導率を求める手法について述べたものである。変朽安山岩体内部で地表面下約90mの深さの坑道側壁に、水平・平行に6本のボーリング孔を壁面から2.5m~4.5mの深さに掘り、そのうち1本に電気ヒータを設置し開口部をセメントで埋めた。他の5本にはヒータ中心からの距離0.5~2.0mで熱電対11本を埋め込み開口部を全てセメントで塞いだ。47mm
、長さ1mのヒータに、出力880Wで61日間通電し、周囲の岩盤の温度上昇を測定した。岩盤の熱伝導率は、岩盤が均質で無限大であり、熱伝導率は温度に依らず一定、という仮定のもとに定常計算により求められ、2.1W/m・Cという値が得られた。この値はコアーサンプルの実験室での測定値1.5~1.6W/m・Cと比較するとわずかに大きな値である。
村上 裕晃; 岩月 輝希; 竹内 竜史; 前田 敏克
no journal, ,
放射性廃棄物の中深度処分において必須であるモニタリング用のボーリング孔は、孔の掘削および観測中はもとより、設備の撤去に際しても、移行経路とならないことを考慮した設計がなされることが重要である。しかし、その閉塞方法については、現時点では確立されていない。本発表では、孔の閉塞に係る技術的知見について整理した内容を報告する。孔の閉塞は、石油、温泉、放射性廃棄物処分の各分野において検討、実施されている。放射性廃棄物処分の分野においては、地下水が地表部へ漏出しないことに加え、孔自体が水みちとならないことに主眼が置かれている。閉塞の概念は、ベントナイト・コンクリート・砂利等を組み合わせる概念が一般的になりつつある。閉塞材の定置方法は、これまでに様々な手法が提案されているが、いずれの手法も検討段階である。ベントナイトは遮水材として重要な機能を期待されているが、水で満たされた孔内に定置するのが最も困難な材料である。また、ベントナイト等の閉塞材の定置による遮水性を評価するためには、原位置の状態を考慮した水理試験等による確認方法を検討する必要があると考えられる。
村上 裕晃; 西山 成哲*; 岩月 輝希; 竹内 竜史
no journal, ,
放射性廃棄物の中深度処分で必須となるモニタリング用のボーリング孔は、その掘削と観測中はもとより、その閉塞後も、放射性物質の移行経路とならないようにしなければならない。事業段階において、規制当局は事業者がこれらの点を解決する手段を講じているかを判断しなければならない。しかし、現時点では、放射性廃棄物分野におけるボーリング孔の閉塞方法は確立されていない。そこで本研究では、閉塞材の候補であるベントナイトの膨潤挙動と透水性に関する室内試験を実施し、閉塞・埋め戻しの確認にかかる妥当性の判断に必要な情報を整理した。
村上 裕晃; 西山 成哲*; 岩月 輝希; 竹内 竜史
no journal, ,
中深度処分において検討されている放射線モニタリングに用いられたボーリング孔は、モニタリングの終了後、放射性核種の移行経路とならないように閉塞される必要があり、規制機関はそれが適切に閉鎖されたことを確認する(以下「閉鎖確認」)必要がある。しかし現時点では、複数材料を使った閉塞概念は構築されつつあるものの、原位置において埋め戻したボーリング孔の閉塞性能を確認した事例がなく、閉鎖確認時にその妥当性を判断するための科学的知見が不足している。本研究では、原位置試験を念頭に、代表的な閉塞材であるベントナイトを対象として室内試験を実施し、閉塞の妥当性を確認する上で重要になると考えられる判断指標を整理した。
西山 成哲*; 竹内 竜史; 岩月 輝希; 村上 裕晃
no journal, ,
中深度処分においては、ボーリング孔を用いた放射性物質の漏洩を監視する放射線モニタリングの実施が検討されている。モニタリング終了後、ボーリング孔は放射性核種の移行経路とならないように閉塞される必要があり、規制機関はボーリング孔が適切に閉鎖されたことを確認する(以下、「閉鎖確認」)必要がある。しかし現時点では、複数材料を使ったボーリング孔の閉塞概念の構築や、現場においてベントナイトを使用した閉塞は実施されているものの、その閉塞性能を確認した事例はなく、閉鎖確認のための科学的知見が不足している。そのため本研究では、閉鎖確認の方法として閉塞過程での注水試験を提案し、室内試験で得られた判断指標に基づいて作成したベントナイトブロックを用いて実際のボーリング孔の閉塞試験を実施し、その閉塞性能を確認した。
澤口 拓磨; 阿部 健康; 笹川 剛; 村上 裕晃; 竹内 竜史; 飯田 芳久; 武田 聖司
no journal, ,
廃棄物・環境安全研究グループで実施している「放射性廃棄物処分の安全評価に関する研究」のうち、ベントナイト系及びセメント系人工バリアの性能評価、ボーリング孔の閉鎖確認に係る研究の概要について報告する。
澤口 拓磨; 村上 裕晃; 竹内 竜史; 高井 静霞; 笹川 剛; 武田 聖司
no journal, ,
放射性廃棄物の中深度処分では、管理期間終了後、モニタリング用のボーリング孔が放射性物質の有意な移行経路とならないように閉塞される必要があるが、現時点では当該孔が適切に閉塞されたことを確認するための手法は確立しておらず、閉鎖確認時にその妥当性を判断するための科学的知見が不足している。そこで、本研究では、閉鎖確認手法を整備するため、ボーリング孔閉塞に関する知見を踏まえつつ、ボーリング孔の閉鎖に対し確認すべき事項を明らかにするための試験的、解析的検討を行った。試験的検討では、実際の孔内を想定したセル内でのベントナイトブロックの膨潤挙動及び透水性を把握するための室内試験を実施し、初期含水比が膨潤後のベントナイトブロックの内部構造に影響を与えることが示唆された。また、解析的検討については、ボーリング孔内及びその周辺岩盤が移行経路とならないために留意が必要と考えられる水理地質構造に対して、閉塞材の条件がボーリング孔の閉塞性に与える影響を把握するための地下水流動解析を実施し、掘削損傷領域へのグラウト充填等が当該移行経路とならない閉塞材条件であることを示した。
澤口 拓磨
no journal, ,
放射性廃棄物の中深度処分では、管理期間終了後、モニタリング用のボーリング孔が放射性物質の有意な移行経路とならないように閉塞される必要があるが、現時点では当該孔が適切に閉塞されたことを確認するための手法は確立しておらず、閉鎖確認時にその妥当性を判断するための科学的知見が不足している。そこで、本研究では、閉鎖確認手法を整備するため、ボーリング孔閉塞に関する知見を踏まえつつ、ボーリング孔の閉鎖に対し確認すべき事項を明らかにするための試験的、解析的検討を行った。試験的検討では、実際の孔内を想定したセル内でのベントナイトブロックの膨潤挙動及び透水性を把握するための室内試験を実施し、初期含水比が膨潤後のベントナイトブロックの内部構造に影響を与えることが示唆された。また、解析的検討については、ボーリング孔内及びその周辺岩盤が移行経路とならないために留意が必要と考えられる水理地質構造に対して、閉塞材の条件がボーリング孔の閉塞性に与える影響を把握するための地下水流動解析を実施し、掘削損傷領域へのグラウト充填等が当該移行経路とならない閉塞材条件であることを示した。
澤口 拓磨; 高井 静霞; 打越 絵美子*; 武田 聖司
no journal, ,
放射性廃棄物の中深度処分では、モニタリング用のボーリング孔内が、核種の移行経路にならないように適切に埋戻されているかを確認する必要がある。本研究では、埋戻されたボーリング孔が、核種移行に影響を与える程度を把握するため、水理地質構造やボーリング孔に係る条件を変動させた地下水流動解析を実施した。その結果、粘土層で隔離された帯水層に1本の孔が存在し、その孔が高透水性の砂で埋戻された場合、孔周辺数十mを流れる地下水は孔に沿った流向に変化し、孔が存在しない場合の平均流速に比べて3倍程度大きくなった。一方、低透水性のベントナイトでボーリング孔が埋戻された場合、流向・流速は孔が存在しないケースと変わらなかった。また、孔間距離が20mである2本のボーリング孔が存在し、砂による埋戻しを想定した場合、孔間の領域や2本の孔を通る経路の流速が増加する結果となった。さらに、水理地質構造の違いがこのようなボーリング孔の存在によって懸念される地下水の流向/流速変化に与える影響を検討した。
