JP2008223359A - 吹付け工法 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的高い含水比の止水材料を吹付け材料として使用しても、密度が十分に高い止水層を形成可能な吹付け工法を提供すること。
【解決手段】本発明に係る吹付け工法は、ベントナイトを主成分とする固形分を含有する材料を噴射して、当該材料からなる止水層を形成するものであって、上記固形分と水とを混和して止水材料を調製する材料調製工程と、止水材料から団粒物を造粒する造粒工程と、団粒物をホース内に導入後、圧縮気体の圧力で当該団粒物をホース内で移送する移送工程と、ホースの先端に設けられたノズルから団粒物を噴射する噴射工程と、を備える
【選択図】図２

Description

本発明は、ベントナイトを含有する材料を噴射して、当該材料からなる止水層を形成する吹付け工法に関する。

コンクリートやモルタルなどの層を施工面上に形成する工法として、吹付け工法が知られている。吹付け工法は一般に湿式吹付け工法と乾式吹付け工法とに大別される。湿式吹付け工法は、主材料と水とを混和して予め調製した吹付け材料を圧縮空気の圧力でホース先端のノズルから噴射して層を形成する工法である。一方、乾式吹付け工法は、空練りした粉末状の主材料をノズルから噴射する際に、水との混合を行うことで材料に付着性を付与させて層を形成する工法である。

湿式吹付け工法は、主材料と水との配合割合の調整が容易であること、材料の付着性が良好であることなどの特長を有する。湿式吹付け工法は、これら特長から高い均一性で材料を吹付け可能であるという利点を有する反面、水を含む材料をホースで移送するため、材料がホースやノズルの内部に付着してしまうという問題がある。

これに対し、乾式吹付け工法によれば、材料がホースなどの内部に付着することなく安定した材料供給が可能である。しかしながら、乾式吹付け工法ではノズル付近で加水を行うため、材料中の水分が十分均一に分散せず品質に悪影響を与えるおそれがある。上記のような従来の吹付け工法に係る問題を解消するため、種々の吹付け装置やノズルの開発がこれまでになされている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００４−１９７５５３号公報 特開平１１−２７６９３９号公報

ところで、放射性廃棄物処分場や高速道路などの土木構造物及び基礎などの建築物を地下に構築する際には、地下水の浸入などを防止する目的で構造物の周囲にベントナイトを含有する止水層が形成される。放射性廃棄物処理場に設けられる止水層に対しては、特に高い止水性能が要求される。このような大規模であると共に、高い止水性能を要求される止水層の施工に湿式吹付け工法の採用が検討されている。

高い止水性能を達成するためには、止水材料が高密度に吹き付けられてなる止水層を形成する必要がある。止水材料の吹付け密度の決定因子の一つに当該材料の含水比がある。止水材料の含水比が所定の範囲内にある場合にあっては、その値が低くなるにしたがって形成される止水層の密度が向上する傾向にある。そのため、止水材料の含水比はなるべく低くすることが望まれるところ、含水比が過度に低い止水材料を使用すると吹付け面に材料が十分に付着しない場合がある。この場合、付着しない材料が粉塵として飛散して材料のロスが生じたり、作業環境が悪化したりする。

一方、止水材料の付着性を向上すべく、その含水比を高く設定すると、吹付け密度が低下するのみならず、付着性の向上に伴い当該材料がホースやノズル内に付着して閉塞の問題を招来するおそれがある。かかる事情により、従来の湿式吹付け工法によって高い止水性能が要求される止水層を形成するには改善の余地があった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、吹付け面に対する付着性を確保すべく、含水比が比較的高い止水材料を使用しても、密度が十分に高い止水層を形成可能な吹付け工法を提供することを目的とする。

本発明は、ベントナイトと水とを含有する止水材料から団粒物を造粒し、この団粒物を噴射することにより止水材料を高い密度で付着させることを特徴とする吹付け工法を提供する。止水材料から得られる団粒物を噴射することで、止水材料の含水比が比較的高い場合であっても、止水材料が高密度に付着してなる止水層を形成することができる。

本発明に係る吹付け工法にあっては、止水材料から団粒物を造粒することによって、止水材料の高密度化を図ることができる。すなわち、本発明の吹付け工法は、ベントナイトを主成分とする固形分を含有する止水材料を噴射して、当該止水材料からなる止水層を形成するものであって、上記固形分と水とを混和して止水材料を調製する材料調製工程と、止水材料から団粒物を造粒する造粒工程と、団粒物をホース内に導入後、圧縮気体の圧力で当該団粒物をホース内で移送する移送工程と、ホースの先端に設けられたノズルから団粒物を噴射する噴射工程と、を備える。

本発明の吹付け工法においては、造粒工程を経ることによって細粒分を含む止水材料が団粒物に造粒される。この団粒物をホース内に導入して移送するため、含水比が比較的高い止水材料を使用しても、止水材料を混和物のままホース内に導入する場合と比較して、当該材料がホースやノズルの内部に付着することを十分に抑制できる。したがって、吹付け面に対する付着性を十分に確保できる程度に止水材料の含水比を高く設定することができる。

上記の通り、本発明の吹付け工法によれば、止水材料がホース等の内部に付着することを十分に抑制できるため、止水層の連続施工を効率的に実施することができる。これに加え、本発明の吹付け工法によれば、止水材料を締め固めて造粒した団粒物を噴射して止水層を形成するため、同じ含水比の止水材料を造粒することなく混和物のまま吹き付ける場合と比較して、止水材料が高密度で締め固められてなる止水層が形成される。これにより、止水性能の高い止水層を構築できる。

本発明の吹付け工法における団粒物は、一対の歯車を回転させて当該一対の歯車の噛合せ部に止水材料を供給し、この噛合せ部において止水材料が締め固められたものであることが好ましい。一対の歯車を備える造粒装置を使用して団粒物を造粒することによって、止水材料を機械的に締め固めることができ、付着の原因となる細粒分をより確実に低減できる。また、止水材料を一対の歯車の噛合せ部を通過させることで、止水材料を構成する各成分が十分均一に分散してなる団粒物を造粒することができる。

本発明の吹付け工法においては、一対の歯車を一定の速度で回転させることが好ましい。一対の歯車を一定の速度で回転させると、一定量の団粒物を連続的に造粒することができる。これをホース内に導入することでホース先端のノズルから連続的に一定量の団粒物を噴射することができる。

造粒装置が備える一対の歯車は着脱自在であることが好ましい。一対の歯車が着脱自在であると、これに代えて他の一対の歯車を造粒装置に装着することによって、団粒物の物性（例えば、粒径、締固め度合い）を適宜設定できる。団粒物の特性は、止水材料の組成や止水層に要求される止水性能等に応じて設定すればよい。

本発明においては固形分に含まれるベントナイトの含有率は、固形分の質量基準で９５質量％以上であることが好ましい。一般にはベントナイトの含有率が９５質量％以上の固形分を用いて止水材料を調製し、これを団粒物としたものを吹付けて止水層を形成すると、特に高い止水性能を達成することができる。このため、放射性廃棄物処理場などの特に高い止水性能を要求される止水層の形成に好適である。ただし、ベントナイトの含有率が低い固形分（ベントナイト含有率：５質量％以上９５質量％未満）を使用する場合でも、一定の止水性能が得られるため、対象とする止水層の要求性能に応じてベントナイトの含有率を設定すればよい。

なお、ベントナイトの含有率が９５質量％以上の固形分を使用する場合、材料調製工程において、止水材料の含水比が１５〜３０％の範囲内となるように上記固形分と水とを混和することが好ましい。ここで、止水材料の含水比ｗ（％）は、下記式（１）で定義されるものである。式中、Ｗ_ｗは止水材料に含まれる水の質量、Ｗ_ｓは止水材料に含まれるベントナイトや砂などの固形分の質量をそれぞれ示す。
ｗ＝（Ｗ_ｗ／Ｗ_ｓ）×１００ （１）

本発明によれば、吹付け面に対する付着性を確保すべく、含水比が比較的高い止水材料を使用しても、密度が十分に高い止水層を形成可能な吹付け工法を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る吹付け工法の好適な実施形態の一例について詳細に説明する。ここでは、地中に構築する放射性廃棄物処分場の止水層を形成する場合を例に説明する。なお、図面の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

図１は、放射性廃棄物処分場の正断面図の一例である。同図に示す放射性廃棄物処分場１０は、放射性廃棄物を地層処分するためのものである。放射性廃棄物処分場１０は、坑道１を有しており、坑道１内に放射性廃棄物２が埋められて廃棄される。坑道１は、例えばコンクリートによって形成されている。坑道１内には放射性廃棄物２を収容するための廃棄体収容部３が設けられている。放射性廃棄物２は、金属製の容器に収容された状態で廃棄体収容部３内に定置される。

廃棄体収容部３の周囲にはベントナイトを含有する止水材料からなる止水層５ａ〜５ｄが設けられている。止水層５ａ〜５ｄの更に外側には、例えばコンクリートからなる充填部７ａ〜７ｄが設けられている。廃棄体収容部３の周囲に設けられた止水層により、廃棄体収容部３に対する地下水の流通を防止する。

止水層の形成に使用する吹付け施工システム及び止水材料について説明する。図２は、本実施形態で使用する施工システムを示す図であって、作業者５０がノズル９を保持している状態を示す模式図である。同図に示す施工システム１００は、止水材料を噴射するための圧縮空気を製造するコンプレッサ２０と、止水材料の調製を行うと共に当該材料から団粒物を造粒する造粒装置３０と、コンプレッサ２０からの圧縮空気及び造粒装置３０からの団粒物がそれぞれ供給され、団粒物を圧縮空気で噴射する噴射装置４０と、を備えている。

コンプレッサ２０は、噴射装置４０に供給する圧縮空気を製造するためのものである。コンプレッサ２０としては空気を十分な圧力に昇圧でき、団粒物を噴射可能なものであればレシプロ式やロータリー式などの従来公知の装置を使用することができる。

造粒装置３０は、乾燥したベントナイトと水とを混和して止水材料を調製するホッパー３１と、このホッパー３１の下部に設けられた一対の歯車とを備えている。クレーン３５によってホッパー３１内に所定の含水比となるように水を添加したベントナイトを供給し、ベントナイトと水とを混和することによって止水材料を調製する（材料調製工程）。

図３は造粒装置３０の構造を示す模式断面図である。同図に示すように、一対の歯車３２ａ，３２ｂの噛合せ部３３に止水材料を導入し、機械的に締め固めることによって団粒物（粒径：２０ｍｍ程度）を造粒する（造粒工程）。一対の歯車３２ａ，３２ｂは駆動装置（図示せず）によって一定の速度で回転し、一定量の団粒物を連続的に造粒できる構成となっている。

なお、造粒装置３０が備える一対の歯車３２ａ，３２ｂは、着脱自在であり、歯車３２ａ，３２ｂに代えて他の一対の歯車を装着できる。歯車のピッチや歯たけが異なる一対の歯車を適宜選択して装着することにより、団粒物の粒径や締固め度合いを変更することができる。団粒物の粒径は、例えば、使用するノズルの内径に応じて適宜変更すればよい。団粒物の締固め度合いは、ホース内では形状が保持される一方、ノズル９から噴射されて対象面に吹き付けられる衝撃によって形状が崩れる程度であることが好ましい。団粒物の締固め度合いは、例えばホースによる移送距離やノズルの形状に応じて適宜変更すればよい。

止水材料の調製に使用するベントナイトとして、ベントナイト原鉱石から製造したものが挙げられる。止水材料に含まれる固形分中のベントナイトの含有量は９５質量％以上（固形分の質量基準）であることが好ましく、９８質量％以上であることがより好ましい。更には、固形分が実質的にベントナイトのみからなることが最も好ましい。ベントナイトの含有量が９５質量％未満であると、９５質量％以上の場合と比較して、形成される止水層の止水性能が低くなる傾向にある。ただし、ベントナイトの含有率が低い固形分（ベントナイト含有率：５質量％以上９５質量％未満）を使用する場合でも、一定の止水性能が得られるため、対象とする止水層の要求性能に応じてベントナイトの含有率を設定すればよい。なお、固形分に含まれるベントナイト以外の成分としては、砂や土などが挙げられる。

ベントナイトの含有率が９５質量％以上の固形分を使用する場合、止水材料の含水比は十分に締め固められた団粒物を得る観点から、１５〜３０％の範囲であることが好ましい。当該含水比が１５％未満であると、止水材料から団粒物を造粒することが困難となると共に止水材料の付着性が不十分となり、吹付け作業時に材料が飛散しやすくなる。他方、当該含水比が３０％を超えると、ホース８内に止水材料が付着しやすくなると共に十分に高密度の止水層を形成しにくくなる。止水材料の含水比の下限は、１６％であることが好ましく、１７％であることがより好ましい。また、止水材料の含水比の上限は、２９％であることが好ましく、２８％であることがより好ましく、２７％であることが更に好ましい。

噴射装置４０は、ホース８内に団粒物を導入すると共に導入された団粒物を噴射するための装置である。図４は噴射装置４０の構造を示す模式図である。同図に示すように、噴射装置４０は積み重ねられた上段、中段、下段の三つの円盤部材を備えている。三つの円盤部材４１，４２，４３は、中段に位置する円盤部材４２のみが回転するように互いに連結されている。上段の円盤部材４１及び中段の円盤部材４２は、２つの貫通孔４１ａ，４１ｂ及び２つの貫通孔４２ａ，４２ｂを備えている。上段の円盤部材４１の貫通孔４１ａに対して造粒装置３０からの団粒物が供給されるようになっている。他方、上段の円盤部材４１の貫通孔４１ｂにコンプレッサ２０からの空気が供給されるようになっている。下段の円盤部材４３は１つの貫通孔４３ｂを備えており、ホース８の基端が接続されている。この貫通孔４３ｂは、円盤部材４１の貫通孔４１ｂと対向する位置に設けられている。

噴射装置４０の動作は以下の通りである。造粒装置３０から供給される団粒物は上段の円盤部材４１の貫通孔４１ａを通じて中段の円盤部材４２の一方の貫通孔４２ａ内に収容される。中段の円盤部材４２が回転することによって、貫通孔４２ａ内に収容された団粒物は貫通孔４１ｂ及び貫通孔４３ｂの位置に向けて移動する。貫通孔４２ａ内の団粒物が貫通孔４１ｂ及び貫通孔４３ｂの位置まで移動すると、当該団粒物は貫通孔４１ｂからの圧縮空気によって貫通孔４３ｂ側へと噴射され、貫通孔４３ｂを通じてホース８内に導入される。この時、中段の円盤部材４２のもう一方の貫通孔４２ｂに再び造粒装置３０からの団粒物が収容される。

上段の円盤部材４１の貫通孔４１ａ，４１ｂに団粒物及び圧縮空気をそれぞれ供給すると共に、中段の円盤部材４２を一定の速度で回転させることで、ホース８内に団粒物を連続的に導入する。そして、ホース８内に導入した団粒物を圧縮空気の圧力でホースの先端の方向に移送し（移送工程）、当該団粒物を圧縮空気と共にノズル９から連続的に噴射する（噴射工程）。ホース８の先端に設けるノズル９としては、従来公知の各種のノズルを使用することができる。ただし、ノズル内部での止水材料の付着を抑制し、閉塞を回避する観点から、団粒物の粒径よりも内径が大きいノズルを使用することが好ましい。

次に、本実施形態に係る吹付け工法によって放射性廃棄物処分場１０の止水層５を形成する方法について説明する。

図１に示す放射性廃棄物処分場１０を構築するに際しては、廃棄体収容部３を坑道１内に載置するに先立ち、坑道１の左右側の壁面及び底面に充填部７ａ，７ｂ，７ｃを形成する。左右の充填部７ａ，７ｂは、坑道１内に廃棄体収容部３を載置したときに廃棄体収容部３の左右側の壁面と充填部７ａ，７ｂの壁面との間隔がそれぞれ１ｍ程度となるように設ける。更に、充填部７ｃ上に止水層５ａを１ｍ程度の厚さで敷設する。止水層５ａの敷設は本実施形態に係る吹付け工法によって実施してもよいし、振動ローラなどの施工によって実施してよい。

上記構成の坑道１内に廃棄体収容部３を載置する。廃棄体収容部３を載置したら、図５に示すように、充填部７ａと廃棄体収容部３との間に止水材料（団粒物）を吹き付け、止水層５ｂを形成する。ノズル９を下方に向けた状態に保持し、坑道１の下部から上部に向けて徐々に止水材料を充填する。充填部７ａと廃棄体収容部３との間に止水層５ｂを形成したら、同様にして、充填部７ｂと廃棄体収容部３との間に止水層５ｃを形成する。

止水材料の吹き付けが進み、廃棄体収容部３の側面に対する止水層５ｂ，５ｃが形成されたら、本実施形態に係る吹付け工法によって廃棄体収容部３の上側の面上に止水層５ｄを形成する。その後、図１に示すように、止水層５ｄと坑道１の上側の壁面との間の空間に充填部７ｄを形成する。このように廃棄体収容部３の周囲に止水材料からなる止水層５を形成し、廃棄体収容部３に対して地下水が流通することを防止する。

本実施形態に係る吹付け工法を実施することにより、以下のような効果が奏される。すなわち、高い止水性能を達成するには止水材料が高密度に締固められた止水層を形成することを要するところ、本実施形態の吹付け工法では止水材料を機械的に固めて造粒した団粒物を吹き付けるため、従来の吹付け工法と比較して高密度の止水層を形成することができる。したがって、転圧ローラなどの装置を使用できない場所であっても、放射性廃棄物処分場に求められる程度の高い止水性能を有する止水層を形成することができる。また、吹付け工法という簡易な工法によって高い止水性能を有する止水層を形成できるため、狭隘な部分に止水層を形成する場合に好適である。

また、本実施形態に係る吹付け工法によれば、止水材料から団粒物を造粒し、これをホース内に導入して噴射するため、含水比が比較的高い止水材料を使用してもホース８やノズル９の内側に当該材料が付着することを十分に抑制できる。したがって、大規模な止水層を形成するに際し、長時間にわたり連続的に吹付け作業を行う場合に吹付け作業を効率的に実施できる。また、止水材料を団粒物とすることによって粉塵の原因となる細粒分が十分に低減されるため、吹付け作業時における粉塵の飛散を抑制でき、作業環境を改善できると共に、止水材料のロス率も低減できる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態の造粒工程は、止水材料が一対の歯車の噛合せ部を一回のみ通過するものであるが、当該材料が噛合せ部を複数回通過するようにしてもよい。例えば、本発明の吹付け方法は、造粒した団粒物の少なくとも一部を造粒装置３０に返送する返送工程を備えるものであってもよい。団粒物をホッパー３１内に返送して、噛合せ部３３を再度通過させることで、止水材料の組成の均一性が更に高まり、より高い密度の止水層を形成できる。なお、上記返送工程の代わりに、一対の歯車をそれぞれ備える複数の造粒装置が直列に設置されてなる造粒システムに止水材料を供給し、止水材料が複数の噛合せ部を順次通過するようにしてもよい。更に、止水材料を高密度化する方法は一対の歯車によるものに限られず、例えば、転圧、突き固め等により締め固めた止水材料をサイコロ状や粒状に切断して団粒物を得てもよい。

また、上記実施形態においては、充填部７ａ〜７ｄと廃棄体収容部３との間のすべてに止水材料を吹き付けるようにしているが、坑道１内の作業スペースを確保できる部分には、できる限り小型の締め固め機械で施工するか、あるいはベントナイトブロックを敷き詰めて、残りの狭隘な部分においてのみ本発明の吹付け工法を実施して止水層を形成してもよい。また、坑道１内に充填部７ａ〜７ｄを形成せず、坑道１の内壁面と廃棄体収容部３との間のすべてを止水材料で充填してもよい。また、止水材料として、例えばベントナイトとセメントの混合物を用いてもよい。更に、高い止水性能を要求されない場合には、ベントナイトに土砂や繊維などを混合して調製した止水材料を使用してもよい。また、ノズル９は作業者が直接保持する場合と、ロボット等の機械に装着して運転又は遠隔操作する場合がある。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに制限されるものではない。

＜吹付け試験１＞
（実施例１）
図２に示す施工システム１００と同様の構成を有する施工システムを用いて下記の手順により吹付け試験を行った。まず、含水比が２０％となるように予め水分調整したベントナイトを造粒装置のホッパー内に導入した。

コンプレッサ及び噴射装置を起動させた後、作業者がノズルを施工面に向けて保持し、吹付け作業を行う準備を整えた。準備完了後、造粒装置の歯車を回転させて、止水材料から団粒物を造粒した。この団粒物を連続的に噴射装置に供給して圧縮空気による吹付け作業を行った。

本実施例においては、ホースやノズル内において閉塞が発生することなく、吹付け作業を実施することができた。また、ノズルから噴射された止水材料は施工面上に良好に付着し、本実施例の含水比の止水材料は良好な付着性を有することを確認した。施工面上に形成された止水層を一部回収し、止水層の単位体積あたりの止水材料の乾燥質量（乾燥密度）を計測した。

（実施例２）
含水比が２１％の止水材料を調製したことの他は、実施例１と同様にして吹付け試験及び止水層の乾燥密度測定を実施した。本実施例においては、ホースやノズル内において閉塞が発生することなく、吹付け作業を実施することができた。また、ノズルから噴射された止水材料は施工面上に良好に付着し、本実施例の含水比の止水材料は良好な付着性を有することを確認した。

（実施例３）
含水比が２２％の止水材料を調製したことの他は、実施例１と同様にして吹付け試験及び止水層の乾燥密度測定を実施した。本実施例においては、ホースやノズル内において閉塞が発生することなく、吹付け作業を実施することができた。また、ノズルから噴射された止水材料は施工面上に良好に付着し、本実施例の含水比の止水材料は良好な付着性を有することを確認した。

（実施例４）
含水比が２４．５％の止水材料を調製したことの他は、実施例１と同様にして吹付け試験及び止水層の乾燥密度測定を実施した。本実施例においては、ホースやノズル内において閉塞が発生することなく、吹付け作業を実施することができた。また、ノズルから噴射された止水材料は施工面上に良好に付着し、本実施例の含水比の止水材料は良好な付着性を有することを確認した。

（比較例１）
含水比が１８％の止水材料を調製し、これを団粒物とすることなく混和物のまま噴射装置の供給したことの他は、実施例１と同様にして吹付け試験及び止水層の乾燥密度測定を実施した。本比較例においては、ホースやノズル内において閉塞が発生することなく、吹付け作業を実施することができた。しかしながら、ノズルから噴射された止水材料の一部が施工面上に付着せず、付着しない止水材料が粉塵として飛散した。

（比較例２）
含水比が２０％の止水材料を調製し、これを団粒物とすることなく混和物のまま噴射装置の供給したことの他は、実施例１と同様にして吹付け試験及び止水層の乾燥密度測定を実施した。本比較例においては、ホースやノズル内において閉塞が発生することなく、吹付け作業を実施することができた。しかしながら、ノズルから噴射された止水材料の一部が施工面上に付着せず、付着しない止水材料が粉塵として飛散した。また、本比較例においては、同じ含水比の止水材料を使用している実施例１と比較して、止水層の乾燥密度は０．０７Ｍｇ／ｃｍ^３小さくなった。

（比較例３）
含水比が２１％の止水材料を調製し、これを団粒物とすることなく混和物の状態のまま噴射装置の供給したことの他は、実施例１と同様にして吹付け試験及び止水層の乾燥密度測定を実施した。本比較例においては、ホースやノズル内において閉塞が発生することなく、吹付け作業を実施することができた。また、ノズルから噴射された止水材料は施工面上に良好に付着し、本比較例の含水比の止水材料は良好な付着性を有することを確認した。しかしながら、本比較例においては、同じ含水比の止水材料を使用している実施例２と比較して、止水層の乾燥密度は０．０７Ｍｇ／ｃｍ^３小さくなった。

実施例１〜４及び比較例１〜３の結果を表１，２及び図６に示す。

＜吹付け試験２＞
（実施例５）
含水比が２１％となるように止水材料を調製したことの他は、実施例１と同様にして吹付け試験及び止水層の乾燥密度測定を実施した。本実施例においては、ホースやノズル内において閉塞が発生することなく、吹付け作業を実施することができた。また、ノズルから噴射された止水材料は施工面上に良好に付着し、本実施例の含水比の止水材料は良好な付着性を有することを確認した。

（実施例６）
造粒装置から排出される団粒物を再度造粒装置のホッパーに導入し、造粒装置を２回通過させて得た団粒物を噴射装置に供給したことの他は、実施例５と同様にして吹付け試験及び止水層の乾燥密度測定を実施した。本実施例においては、ホースやノズル内において閉塞が発生することなく、吹付け作業を実施することができた。また、ノズルから噴射された止水材料は施工面上に良好に付着し、本実施例に係る止水材料は良好な付着性を有することを確認した。

（実施例７）
造粒装置を３回通過させて得た団粒物を噴射装置に供給したことの他は、実施例６と同様にして吹付け試験及び止水層の乾燥密度測定を実施した。本実施例においては、ホースやノズル内において閉塞が発生することなく、吹付け作業を実施することができた。また、ノズルから噴射された止水材料は施工面上に良好に付着し、本実施例に係る止水材料は良好な付着性を有することを確認した。

（比較例４）
止水材料を団粒物とすることなく混和物のまま噴射装置の供給したことの他は、実施例５と同様にして吹付け試験及び止水層の乾燥密度測定を実施した。本比較例においては、ホースやノズル内において閉塞が発生することなく、吹付け作業を実施することができた。しかしながら、本比較例においては、同じ含水比の止水材料を団粒物にして使用している実施例５〜７と比較して、止水層の乾燥密度は小さくなった。

実施例５〜７及び比較例４の結果を図７に示す。

以上の結果より、止水材料を団粒物に造粒した後、これを噴射して止水層を形成すると、混和物のまま噴射する場合と比較して、高密度に締固められた止水層を形成できることが示された。また、止水材料が歯車の噛合せ部を複数回通過するようにすると、より高密度な止水層を形成できることが分かった。

放射性廃棄物処分場の正断面図である。 本発明の吹付け工法に好適な施工システムにおいて作業者がノズルを保持している状態を示す模式図である。 造粒装置の構造を示す模式断面図である。 噴射装置の構造を示す模式断面図である。 放射性廃棄物処分場の造成過程の正断面図である。 含水比と吹付け後の乾燥密度との関係を示すグラフである。 止水材料の噛合せ部の通過回数と吹付け後の乾燥密度との関係を示すグラフである。

符号の説明

１…坑道、２…放射性廃棄物、３…廃棄体収容部、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ…止水層、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ…充填部、８…ノズル、９…ホース、１０…放射性廃棄物処分場、２０…コンプレッサ、３０…造粒装置、３２ａ，３２ｂ…歯車（一対の歯車）、３３…噛合せ部、４０…噴射装置、１００…施工システム。

Claims (6)

1. ベントナイトと水とを含有する止水材料から団粒物を造粒し、前記団粒物を噴射することにより前記止水材料を高い密度で付着させることを特徴とする吹付け工法。
2. ベントナイトを主成分とする固形分を含有する止水材料を噴射して、当該止水材料からなる止水層を形成する吹付け工法において、
   前記固形分と水とを混和して止水材料を調製する材料調製工程と、
   前記止水材料から団粒物を造粒する造粒工程と、
   前記団粒物をホース内に導入後、圧縮気体の圧力で当該団粒物を前記ホース内で移送する移送工程と、
   前記ホースの先端に設けられたノズルから前記団粒物を噴射する噴射工程と、
   を備えることを特徴とする吹付け工法。
3. 前記団粒物は、一対の歯車を回転させて当該一対の歯車の噛合せ部に前記止水材料を供給することによって、前記噛合せ部において前記止水材料が締め固められたものであることを特徴とする、請求項２に記載の吹付け工法。
4. 前記一対の歯車を一定の速度で回転させることを特徴とする、請求項３に記載の吹付け工法。
5. 前記一対の歯車は着脱自在であることを特徴とする、請求項３又は４に記載の吹付け工法。
6. 前記固形分に含まれる前記ベントナイトの含有率は、前記固形分の質量基準で９５質量％以上であり、前記材料調製工程において前記止水材料の含水比が１５〜３０％の範囲内となるように当該固形分と水と混和することを特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載の吹付け工法。

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