JP2010189835A - Rolling construction method of clay-based soil material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粘土系土質材料の転圧施工方法に関するものであって、たとえば、低レベル放射性廃棄物の埋設処分施設における低透水層を構成する粘土系土質材料の転圧施工方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rolling compaction method for clay-based soil materials, and, for example, relates to a compacting method for clay-based soil materials that constitute a low water-permeable layer in a low-level radioactive waste embedding disposal facility. .
低レベルの放射性廃棄物の埋設処分施設100が、たとえば、図13に示すような断面構造の坑道施設として計画されている。埋設処分施設100は、掘削した地下坑道の内部に埋戻材101と低透水層102とを敷設した、その内部に放射性廃棄物収納体103およびその周囲をモルタル104で充填して埋設可能な構造となっている。放射性廃棄物収納体の外周部に配置する低透水層にはベントナイト系粘土材料を転圧施工することにより、遮水性能に優れた層を構築することにしている(たとえば、特許文献1参照)。
A low-level radioactive waste
また、低レベルの放射性廃棄物の埋設処分施設では、低透水層の性能として難透水性(透水係数が1E−12m/s未満)を提供できる密度1.6Mg/m3以上が求められる一方で、いたずらに高密度にすることによる低透水層の吸水膨潤圧が内部に収容する放射性廃棄物格納躯体に力学的に悪影響を与えることを抑制しなければならない。たとえば、図14に示すような有効ベントナイト乾燥密度と透水係数の関係(たとえば、非特許文献1参照)があり、図15に示すようなベントナイト密度と膨潤圧の関係(たとえば、非特許文献1参照)があるので、できるだけ乾燥密度が1.6Mg/m3に近くてバラツキがすくない密度分布でベントナイト系粘土材料を転圧施工することが望まれている。 In addition, in a low-level radioactive waste burial facility, a density of 1.6 Mg / m 3 or more capable of providing poor permeability (permeability coefficient of less than 1E-12 m / s) is required as the performance of the low permeability layer. In addition, it is necessary to suppress that the water absorption swelling pressure of the low water permeable layer due to unnecessarily high density adversely affects the radioactive waste storage housing accommodated therein. For example, there is a relationship between effective bentonite dry density and hydraulic conductivity as shown in FIG. 14 (see, for example, Non-Patent Document 1), and a relationship between bentonite density and swelling pressure as shown in FIG. 15 (see, for example, Non-Patent Document 1). Therefore, it is desired that the bentonite-based clay material be pressed by a density distribution that has a dry density as close to 1.6 Mg / m 3 as possible and does not vary as much as possible.
一方、上述した低透水層は、たとえば、1mの厚さでベントナイトを乾燥密度に換算した値で1.6Mg/m3程度に締め固めることが必要とされている。このような性能のベントナイト系粘土材料の転圧方法として、本願出願人は、特許文献2,3に示すような多連装ランマ装置による転圧方法を提案している。
On the other hand, the low water-permeable layer described above is required to be compacted to about 1.6 Mg / m 3 with a value obtained by converting bentonite into a dry density with a thickness of 1 m, for example. As a rolling method for bentonite clay material having such a performance, the applicant of the present application has proposed a rolling method using a multi-running rammer device as shown in
しかしながら、特許文献2,3で示した技術では乾燥密度が1.6〜1.8Mg/m3の範囲にあり、乾燥密度が均一ではなかった。
However, in the techniques shown in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、乾燥密度のバラツキを小さくし、乾燥密度を均一にすることができる粘土系土質材料の転圧方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the compaction method of the clay-type soil material which can make variation in dry density small and can make dry density uniform.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、自走式多連装ランマ装置を用いて粘土系土質材料を転圧する粘土系土質材料の転圧施工方法であって、転圧が終了した転圧終了面に前記自走式多連装ランマ装置を等速走行させることにより、これから施工する施工面に対するランマの繰出高さを一定にするとともに、一定速度で漸次転圧することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a method for rolling a clay-based soil material to roll the clay-based soil material using a self-propelled multi-runner device. The above-mentioned self-propelled multi-runner device is run at a constant speed on the rolling end surface where the rolling is completed, so that the feeding height of the runner relative to the construction surface to be constructed is made constant and the rolling is gradually performed at a constant speed. And
また、本発明は、上記粘土系土質材料の転圧施工方法において、施工面に対するランマの繰出高さをランマが効率良く締め固める高さとしたことを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that, in the above-mentioned method for rolling compaction of clay-based soil material, the feeding height of the runner relative to the construction surface is set to a height at which the runner can efficiently compact.
また、本発明は、上記粘土系土質材料の転圧施工方法において、粘土系土質材料を複数回に分けて所望の密度まで締め固めることを特徴とする。 Moreover, the present invention is characterized in that, in the above-mentioned method for rolling compaction of clay-based soil material, the clay-based soil material is divided into a plurality of times and compacted to a desired density.
また、本発明は、上記粘土系土質材料の転圧施工方法において、目標密度に締め固めた場合の飽和度が85%から90%になるように、含水比を調整した粘土系土質材料を撒き出し、転圧施工することを特徴とする。 Further, according to the present invention, in the above-mentioned method for rolling compaction of clay-based soil material, a clay-based soil material having a moisture content adjusted so that the saturation degree when it is compacted to the target density is 85% to 90%. It is characterized by taking out and rolling.
また、本発明は、上記粘土系土質材料の転圧施工方法において、前記多連装ランマ装置の一の転圧板と同等面積の円形転圧板が繰り出し可能な円筒容器に、施工予定の粘土系土質材料を施工予定の厚みで撒きだし、前記一の転圧板を繰り出すランマと前記円形転圧板を用いて、転圧時間、繰出高さを変えて転圧試験を行うことにより、各条件における転圧後の密度を測定し、施工面に対するランマの繰出高さと多連装ランマ装置の走行速度を導き出すことを特徴とする。 Further, the present invention provides a clay-based soil material that is planned to be applied to a cylindrical container in which a circular roller plate having the same area as that of one roller plate of the multi-running rammers can be fed in the above-mentioned clay-based soil material rolling method. After rolling in each condition by rolling out the one rolling plate and using the circular rolling plate, and rolling test by changing rolling time and feeding height. The density of this is measured, and the run-off height of the runner with respect to the construction surface and the traveling speed of the multi-running run-ma device are derived.
本発明にかかる粘土系土質材料の転圧施工方法は、転圧が終了した転圧終了面に自走式多連装ランマ装置を等速走行させることにより、これから施工する施工面に対するランマの繰出高さを一定にするとともに、一定速度で漸次転圧するようにしたので、均一な密度で締め固めることができる。 The method for rolling compaction of clay-based soil material according to the present invention is such that a self-propelled multi-equipped runner device is driven at a constant speed on the rolling completion surface after rolling, so that the feeding amount of the runner for the construction surface to be constructed from now on. Since the thickness is made constant and the rolling is gradually performed at a constant speed, it can be compacted with a uniform density.
また、施工面に対するランマの繰出高さをランマが効率良く締め固める高さとしたので、粘土系土質材料を効率的に転圧施工することができる。 Moreover, since the feeding height of the rammer relative to the construction surface is set to a height at which the rammer can be compacted efficiently, the clay-based soil material can be efficiently compacted.
また、転圧が進むと転圧の途中で施工面が低くなり、ランマの繰出高さが高くなるが、粘土系土質材料を複数回に分けて所望の密度まで締め固めるので、著しく高くなることはなく、均一な密度で締め固めることができる。 In addition, as the rolling progresses, the construction surface becomes lower in the middle of rolling, and the feeding height of the rammer becomes higher, but the clay-based soil material is divided into several times and compacted to the desired density, so it must be significantly higher. It can be compacted with a uniform density.
また、転圧時間が大きくなると、次第に密度は増大し、飽和度も増加する。そして、転圧が進み飽和度が85%〜90%になるような含水比になると、それ以上は飽和度が進まない。すなわち、施工面に撒き出す粘土系土質材料を、目標密度に締め固めた場合の飽和度が85%から90%になるように含水比を調整しておくことで、目標密度に近い均一密度で転圧施工することができる。 In addition, as the rolling time increases, the density gradually increases and the degree of saturation also increases. And when rolling pressure advances and it becomes the water content ratio which becomes 85%-90% of saturation, saturation will not advance any more. In other words, by adjusting the water content ratio so that the degree of saturation when the clay-based soil material rolled out on the construction surface is compacted to the target density is 85% to 90%, the uniform density close to the target density can be obtained. It can be rolled.
自走式多連装ランマ装置の一の転圧板を繰り出すランマと一の転圧板と同等面積の円形転圧板とを用いて、転圧時間、繰出高さを変えて転圧試験を行うことにより、各条件における転圧後の密度を測定すれば、施工面に対するランマの繰出高さと多連装ランマ装置の走行速度を導きだすことができる。 By performing a rolling test by changing the rolling time and feeding height, using a rammer that feeds out one rolling plate of a self-propelled multi-runner device and a circular rolling plate having the same area as the one rolling plate, If the density after rolling in each condition is measured, it is possible to derive the running height of the runner relative to the construction surface and the traveling speed of the multi-runner runner device.
以下に、本発明にかかる粘土系土質材料の転圧施工方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of a rolling compaction method for clay-based soil material according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
本実施の形態である粘土系土質材料の転圧施工方法は、低レベル放射性廃棄物の埋設処分施設における低透水層を構築するためのものであって、自走式多連装ランマ装置3(図10参照)による粘土系土質材料の転圧施工方法における乾燥密度のバラツキを小さくすること、図1に示すような、小規模な要素試験によって目標乾燥密度に合致する転圧条件を事前に決めることができるようにすることを目的としている。 The clay-based soil material rolling method according to the present embodiment is for constructing a low-permeability layer in a low-level radioactive waste burying disposal facility, and is a self-propelled multi-runner device 3 (Fig. 10) to reduce the variation in dry density in the rolling compaction method for clay-based soil materials, and to determine in advance the compaction conditions that match the target dry density by small-scale element tests as shown in FIG. The purpose is to be able to.
まず、図1に基づいて、一のランマ2を用いた締め固め試験について説明する。転圧条件として注目した因子は、転圧時間、ベントナイト材料の含水比である。
First, a compaction test using one
一のランマ2の締め固め試験に用いた材料は、ベントナイトの10mmアンダー(商品名:クニゲルGX、クニミネ工業(株)製造・販売)であり、含水比を20%〜25%の範囲で5水準に調整したものを用いた。一のランマ2は、自走式多連装ランマ装置3に使用している空圧駆動式ユニット(商品名:サンドランマ)を用いた。また、試験方法は、図1に示すように、直径150mm、高さ200mmの試験モールド1の中に所定の含水比を有するベントナイト材料Bを投入し、一のランマ2により5秒から45秒間転圧し、乾燥密度を測定する方法による。一回の転圧による仕上がり厚は、50mmとし、試験モールド1は、4回の転圧で一つのサンプルが作成される。
The material used for the compaction test of one Ramma 2 is
また、本試験では、ベントナイト材料の含水比、転圧時間の二つの要因のほかに、ランマ固定条件、ランマの転圧ストローク(繰出高さ)にも着目した。 In addition, in addition to the two factors of bentonite material moisture content and rolling time, the test also focused on the fixing conditions of the luma and the rolling stroke (feeding height) of the rammer.
まず、ランマ2の頭部を手で把持し、頭部の反力をフリーとし、所定の転圧時間に達するまで、連続で転圧した。このため、円形転圧板21とベントナイト材料Bまでの距離は一定ではない。この試験結果を図2に示す。横軸が転圧時間であり、縦軸が乾燥密度である。この図から、含水比が大きくなるにしたがって締め固めにくくなるが、乾燥密度は変化しなくなることがわかる。
First, the head of Ranma 2 was grasped by hand, the reaction force of the head was made free, and the pressure was continuously rolled until a predetermined rolling time was reached. For this reason, the distance between the
また、図2に示すように、ベントナイト材料の含水比が22.2%、23.2%の場合には、連続転圧時間を20秒以上とすることによって、乾燥密度は、1.6(Mg/m3)に達しており、これ以上の転圧時間にしても密度の増加は見られない。すなわち、転圧エネルギーの変化に伴う密度のバラツキが減少していることから、含水比を工夫することで、バラツキの少ない低透水層が構築可能であることを示唆している。 In addition, as shown in FIG. 2, when the water content ratio of the bentonite material is 22.2%, 23.2%, the dry density is 1.6 ( Mg / m 3 ), and even if the rolling time is longer than this, no increase in density is observed. That is, since the density variation accompanying the change in the rolling pressure energy is reduced, it is suggested that a low water permeability layer with little variation can be constructed by devising the water content ratio.
つぎに、ランマ2の頭部を固定し反力を逃がさないようにした。具体的には、ランマ2の高さ位置を固定して、5秒間転圧を継続した後に、その都度、ランマ2の転圧ストローク(円形転圧板21の底面とベントナイト材料までの距離)が100mmとなるように、ランマ2の高さ位置を再調整しながら、5秒間の転圧を繰り返して、所定の累計時間まで転圧した。この場合には、ランマ2の転圧ストロークの変動を小さくすることができるため、バラツキの少ない転圧エネルギーをベントナイト材料Bに与えることができる。また、ランマ2の高さ位置を固定している場合には、反力効果によりベントナイト材料Bに大きな転圧エネルギーを与えることができると考えられる。この試験結果を図3に示す。横軸が転圧累計時間であり、縦軸が乾燥密度である。この図から、ランマ2の高さ位置を固定した場合には、10秒間転圧すれば、乾燥密度が1.6Mg/m3となるように締め固めることができることがわかる。また、この図から、ベントナイト材料の含水比が23%、23.6%の場合には、転圧時間が2倍に増えても、目標密度から乖離しないことが確認される。
Next, the head of
つぎに、ランマ2の転圧ストロークを変えて締め固め試験を行い、好適な転圧ストロークを導いた。図4に示す試験結果は転圧時間を5秒としたものであり、図5に示す試験結果は転圧時間を10秒としたものである。これらの図には、ランマ2の転圧ストロークによってランマ2の転圧エネルギーが異なり、結果として乾燥密度に差がでることが明確に示されている。また、試験に用いたランマ2は、転圧ストロークを13cmとすれば、効率が良いこともわかる。
Next, a compaction test was performed by changing the rolling stroke of the
ところで、ランマ2の頭部を固定し反力を逃がさないようにすると、最初は最適な転圧ストローク(たとえば、13cm)で繰り出されるが、ベントナイト材料Bの締め固めが進むと、図6に示すように、転圧の途中でベントナイト材料Bの施工面が低くなり、最適な転圧ストロークでなくなる。そして、ベントナイト材料Bに適正な転圧エネルギーが与えられなくなる。
By the way, if the head of the
そこで、図7に示すように、ベントナイト材料Bを複数回に分けて締め固めることとし、その都度転圧ストロークを調整するようにすれば、ランマ2の転圧ストロークの変動を小さくすることができる。したがって、ベントナイト材料Bに適正なエネルギーが与えられる。
Therefore, as shown in FIG. 7, if the bentonite material B is compacted in a plurality of times and the rolling stroke is adjusted each time, the fluctuation of the rolling stroke of the
つぎに、撒き出すベントナイト材料Bの含水比を変えて締め固め試験を行い、ベントナイト材料Bの含水比ごとに転圧時間と乾燥密度との関係を求めた。この試験結果を図8に示す。この試験結果を乾燥密度と含水比とから求めた飽和度に着目し整理したものを図9に示す。横軸が転圧時間であり、縦軸が飽和度である。これらの図から、転圧時間が長くなると転圧エネルギーが大きくなり、乾燥密度と飽和度が増大することがわかる。また、転圧が進み飽和度が85%〜90%になると、それ以上飽和度が増大しにくいこともわかる。換言すると、目標密度に締め固めた場合の飽和度が85%〜90%となるように、含水比を調整した粘土系土質材料を撒き出し、転圧施工することとすれば、転圧エネルギーが多少ばらついたとしても、その影響を受けにくく、目標密度に近い均一密度で転圧施工することができる。 Next, a compaction test was performed by changing the water content ratio of the bentonite material B, and the relationship between the rolling time and the dry density was determined for each water content ratio of the bentonite material B. The test results are shown in FIG. FIG. 9 shows a summary of the test results focusing on the degree of saturation obtained from the dry density and the water content ratio. The horizontal axis is the rolling time, and the vertical axis is the saturation. From these figures, it can be seen that as the rolling time increases, the rolling energy increases and the drying density and saturation increase. It can also be seen that when the rolling pressure advances and the saturation level is 85% to 90%, the saturation level is less likely to increase. In other words, if the clay-based soil material whose water content ratio is adjusted is rolled out and subjected to rolling so that the saturation when compacted to the target density is 85% to 90%, the rolling energy is reduced. Even if there is some variation, it is difficult to be affected by it, and it can be rolled at a uniform density close to the target density.
以上のことを踏まえて、自走式多連装ランマ装置3を用いてベントナイト系土質材料Bを転圧施工する場合には、図10に示すように、転圧が終了した転圧終了面に自走式多連装ランマ装置3を等速走行させることにより、これから施工する施工面に対するランマ2の繰出高さを一定とするとともに、一定速度で漸次転圧することにする。
Based on the above, when the bentonite-based soil material B is rolled using the self-propelled multiple-running
また、施工面に対するランマ2の繰出高さは、ランマ2が効率良く締め固める高さ、すなわち、上述した試験結果から13cmとする。また、転圧施工は、複数回、たとえば、3回または4回に分けて所望の密度まで締め固めることが好ましく、必要な転圧時間を転圧回数で除した時間を転圧するように、自走式多連装ランマ装置3を等速走行させながら、転圧施工させることにする。
Further, the feeding height of the
さらに、目標密度に締め固めた場合の飽和度が85%から90%になるように、含水比を調整したベントナイト系土質材料Bを撒き出し、転圧施工することにする。このような転圧施工を複数回に分けて行うことによって、ランマ3の転圧ストロークの変動を小さくすることができ、自走式ランマ装置3におけるランマ2の繰出高さを微調整することが不要となり、施工時の管理が容易となる。
Furthermore, the bentonite-based soil material B with the moisture content adjusted is rolled out and subjected to rolling so that the degree of saturation when it is compacted to the target density is 85% to 90%. By performing such rolling operation in a plurality of times, fluctuations in the rolling stroke of the
このように、目標密度に締め固めた場合の飽和度が85%から90%になるように、含水比を調整したベントナイト系土質材料Bを撒き出した後、効率良く締め固める繰出高さにランマ2の繰出高さをあらかじめ調整した自走式多連装ランマ装置3が必要な転圧時間を転圧回数で除した時間だけ転圧するように、転圧が終了した転圧終了面を等速走行させながら、転圧施工させれば、図11に示すように、多連装ランマ装置による転圧施工の結果得られるベントナイト系土質材料Bの乾燥密度も非常に均質なものとなる。
In this way, after the bentonite-based soil material B with the moisture content adjusted so that the saturation when the compaction is compacted to the target density is 85% to 90%, the runner height is set to a feeding height that can be compacted efficiently. The self-propelled
上述したように、図10に示す自走式多連装ランマ装置3によって実際に転圧施工したベントナイト系土質材料Bをコア抜きして、転圧各層の平均乾燥密度をプロットしたものが図11である。さらに、これらの採取サンプルのうち、No2孔から採取したサンプルを上、中、下に3分割して、より詳細な乾燥密度の分布を測定した。その結果を図12に示すが、転圧した各層上部は、より高密度であり、下部は低密度となるという傾向が読み取れる一方で、局部的な高密度な部分は生じても、飽和度が95%を超えることはないということも事実である。結果として、転圧した各層の平均乾燥密度は、目標とする1.6Mg/m3に近い値を呈し、各層の平均飽和度は、85〜90%の範囲に入っている。
As described above, the bentonite-based soil material B actually rolled by the self-propelled
換言すれば、上述した要素試験によって転圧条件を決定すれば、その転圧条件がそのまま自走式多連装ランマ装置3の転圧条件となることになる。すなわち、自走式多連装ランマ装置3の一の転圧板と同等面積の円形転圧板21が繰り出し可能な円筒容器に、施工予定の粘土系土質材料を施工予定の厚みで撒き出し、一の転圧板を繰り出すランマ2と円形転圧板21を用いて、転圧時間、繰出高さを変えて転圧試験を行うことにより、各条件における転圧後の密度を測定し、最適な転圧条件を決定すれば、それを用いて自走式多連装ランマ装置3のランマ2の繰出高さと自走式多連装ランマ装置3の走行速度を設定できる。
In other words, if the rolling condition is determined by the above-described element test, the rolling condition becomes the rolling condition of the self-propelled
1 試験モールド
2 ランマ
21 円形転圧板
3 自走式多連装ランマ装置
B ベントナイト材料
DESCRIPTION OF
Claims (5)
転圧が終了した転圧終了面に前記自走式多連装ランマ装置を等速走行させることにより、これから施工する施工面に対するランマの繰出高さを一定にするとともに、一定速度で漸次転圧することを特徴とする粘土系土質材料の転圧施工方法。 A method for rolling clay-based soil material by using a self-propelled multi-running rammer to roll the clay-based soil material,
By making the self-propelled multi-runner runner device run at a constant speed on the rolling end surface where rolling is completed, the feeding height of the runner with respect to the construction surface to be constructed is made constant, and rolling is gradually performed at a constant speed. A rolling method for clay-based soil materials.
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