JP4771174B2 - 坑道閉鎖方法及び坑道閉鎖装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば放射性廃棄物などの廃棄物を埋設処分する廃棄物埋設処分施設の坑道を、埋め戻し材を用いて埋め戻して閉鎖する坑道閉鎖方法及び坑道閉鎖装置に関する。

例えば地下３００ｍを超える地下深部に高レベルの放射性廃棄物を埋設処分することが検討されている。この際、放射性廃棄物は、例えばガラスと混ぜて固化され、このガラス固化体を炭素鋼などからなるオーバーパックで密閉して廃棄体を形成した状態で処分される。そして、この廃棄体が、図６及び図７に示すように、地下深部の硬質岩や堆積軟岩（軟質岩）の比較的安定した地山Ｇ内に、略環状に繋がる主要坑道１と、この主要坑道１と繋がるように形成した処分坑道（坑道）や処分孔（以下、処分坑道２という）からなる廃棄物埋設処分施設Ａを構築し、この廃棄物埋設処分施設Ａの処分坑道２内に処分される（例えば、特許文献１参照）。また、廃棄体を処分する処分坑道２は、例えば、硬質岩の地山Ｇ内に形成される場合、地山Ｇを掘削した後に厚さ５ｃｍ程度の覆工と、厚さ１５ｃｍ程度のインバートが吹付けコンクリートまたはコンクリートによって形成され、軟質岩の地山Ｇ内に形成される場合には、これら覆工とインバートを厚さ５０ｃｍで重厚に形成して、地山Ｇを安定させることにより処分坑道２内への地山崩落や押出しを防止するようにしている。

また、廃棄体を処分した処分坑道２をそのままにしておくと、処分坑道２の周辺地山Ｇの緩みの拡大や地下水の卓越した水みちが形成されるおそれがあり、処分施設Ａ全体としてのバリア性能を低下させるおそれがある。このため、地山Ｇと同等以上の低透水性の材料（埋め戻し材３）で処分坑道２を埋め戻すことが考えられている。そして、この種の埋め戻し材３には、膨潤性や放射性物質の吸着性に優れ、且つ低水性材料であるベントナイトやベントナイト混合材（ベントナイト系粘土材）が用いられ、地山Ｇから処分坑道２に浸入した地下水が接触するとともに膨潤して地山Ｇを押圧することによってさらなる地下水の浸入を防止したり、膨潤に伴い埋め戻し材３の透水係数が低下することで地下水の浸透を防止する。これにより、放射性廃棄物を確実に外部の自然環境から隔離して処分することが可能になる。

一方、吹付けコンクリートで形成される覆工やインバート（支保工）に地下水が接触した場合には、セメントからＣａ（カルシウム）や高アルカリ成分が地下水に溶出し、処分坑道２の周辺が高アルカリ環境になる可能性がある。このように処分坑道２が高アルカリ環境になった場合には、特にＣａイオンによって埋め戻し材３が劣化するおそれが生じる。すなわち、埋め戻し材３のベントナイト系粘土材には、その膨潤性に優れるという点でＮａ（ナトリウム）型ベントナイトが多用されるが、このＮａ型ベントナイトは、Ｃａイオンと接触するとＮａとＣａのイオン交換がなされ、膨潤性に劣るＣａ型ベントナイトに変質してしまう。このようにベントナイトが変質した場合には、埋め戻し材３の膨潤性が乏しくなり地下水の遮蔽能力ひいては放射性物質の遮蔽能力の低下を招くおそれが生じる。このため、処分坑道２に廃棄体を搬送定置して、埋め戻し材３による埋め戻しを行なう前段で、支保工を撤去し、コンクリートに起因した埋め戻し材３の劣化を防止することが検討されている。

また、例えば特許文献２には、支保工を掘削撤去し、且つ支保工を撤去した坑道空間内に埋め戻し材を投入（供給）して坑道を閉鎖してゆくための坑道閉鎖装置（トンネル埋戻し装置）が開示されている。この坑道閉鎖装置は、地山の崩落を防止する外筒と、先端にカッタヘッドを備えた中筒と、装置内外を遮蔽する内筒とからなり、ジャッキによって前後動可能（坑道の軸線方向に進退可能）に形成された三重筒式の前胴を備えて構成されている。また、筒体及びこの筒体の後端部を密閉する隔壁（支圧板）からなる後胴が、前胴の後部に摺動可能に嵌合され、前胴に繋がる油圧シリンダによって前後動可能（坑道の軸線方向に進退可能）に設けられている。そして、この坑道閉鎖装置においては、前胴を前後動させて、カッタヘッドにより坑道軸線方向の支保工を順次撤去してゆくことが可能である。また、カッタヘッドによる支保工の撤去作業と並行して、後胴の隔壁で区画した坑道の支保工撤去後の坑道軸線方向後方側（埋め戻し側）の空間に例えば土砂などの埋め戻し材を投入し、油圧シリンダでこの隔壁を坑道の後方側に移動（進出）させることで、投入した埋め戻し材を押圧しつつ締め固めることができる。そして、このように埋め戻し材を締め固めた後に、隔壁を坑道軸線方向前方側（前胴側、支保工の掘削方向側）に移動（退避）させることで、締め固めた埋め戻し材と隔壁との間に埋め戻し材を投入する新たな空間が形成され、埋め戻し材の投入、隔壁の移動による埋め戻し材の締め固め、新たな空間の形成の一連の作業を順次繰り返し行ってゆくことで、支保工を撤去しつつ坑道が埋め戻されて閉鎖される。
特開２００３−２１５２９７号公報 特開２００１−１１５７９７号公報

しかしながら、上記の特許文献２に開示された坑道閉鎖装置（トンネル埋戻し装置）においては、埋め戻し材を締め固めた後に、埋め戻し材を投入する新たな空間を形成するように隔壁を坑道の前方側に退避させると、締め固めた埋め戻し材を支持するものがなくなるため、すなわち締め固めた埋め戻し材の前面が開放されるため、埋め戻し材（締め固めた埋め戻し材の前面）に崩落が生じるおそれがある。

そして、このように締め固め後の埋め戻し材の前面に崩落が生じた場合には、新たに形成した空間に埋め戻し材を投入し、この埋め戻し材を隔壁で押圧して締め固めるとともに崩落した埋め戻し材の締め固めを行うことになり、坑道内に埋め戻し材が不均一に充填され、所定の締め固め度（密度）の埋め戻し材で坑道を埋め戻すことができなくなるという問題があった。特に、放射性廃棄物を処分した処分坑道が、このような不均一な締め固めで埋め戻された場合には、放射性物質の遮蔽性能の低下を招くおそれがあり、安全性や信頼性を損なうことになる。

本発明は、上記事情を鑑み、締め固めた埋め戻し材を所定の締め固め度で保持して坑道を好適に埋め戻すことが可能な坑道閉鎖方法及び坑道閉鎖装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の坑道閉鎖方法は、坑道内を前記坑道の軸線方向前方側の空間と後方側の空間とに区画するように前記軸線方向に進退可能に設けられた支圧板を前記軸線方向後方側に進出させ、前記後方側の空間に供給した埋め戻し材を該支圧板の背面で押圧するとともに締め固めて、前記坑道を埋め戻してゆく坑道閉鎖方法において、前記支圧板は、前記前方側と後方側の両空間を連通させる窓部と、一端側が前記後方側の空間側で支持された棒状部材が貫通する貫通孔とを備えており、前記窓部を通じて前記支圧板の背面側の前記棒状部材に支持させて埋め戻し材保持板を設置するとともに、前記後方側の空間に前記埋め戻し材を供給し、前記支圧板の進出によって前記埋め戻し材とともに前記支圧板の背面で押圧される前記埋め戻し材保持板を前記棒状部材で案内しながら前記軸線方向後方側に移動させ、前記支圧板によって前記埋め戻し材が締め固められた段階で前記埋め戻し材保持板を前記棒状部材に固定し、該埋め戻し材保持板で締め固めた前記埋め戻し材を保持させることを特徴とする。

この発明においては、例えば先行して締め固めた埋め戻し材に一端側を埋設して支持された棒状部材が支圧板の貫通孔に挿通して設けられ、この棒状部材に設置した埋め戻し材保持板を支圧板の進出とともに坑道の軸線方向後方側（埋め戻し側）に移動（進出）させながら埋め戻し材を締め固めることができる。そして、埋め戻し材が所定の締め固め度で締め固められた状態で、埋め戻し材の前面に押し付けられた埋め戻し材保持板を棒状部材に固定することで、この埋め戻し材保持板によって締め固めた埋め戻し材の前面を保持することができる。これにより、埋め戻し材を供給（投入）する新たな空間を形成するように支圧板を坑道の軸線方向前方側に移動（退避）させた場合（支圧板を支保工の掘削方向側に移動（退避）させた場合）においても、締め固めた埋め戻し材が埋め戻し材保持板で保持されているため、確実に締め固めた埋め戻し材（埋め戻し材の前面）に崩落が生じることを防止できる。

また、本発明の坑道閉鎖方法においては、前記棒状部材が外周に雄ネジの螺刻を備えたネジ棒とされ、該棒状部材に螺合させたナットによって前記埋め戻し材保持板を前記棒状部材に固定することが望ましい。

この発明においては、締め固めた埋め戻し材を支圧板で支持している間に、すなわち支圧板を前方側に移動（退避）する前に、棒状部材に螺合させたナットを締め付け、埋め戻し材の前面とナットで挟持するようにして、埋め戻し材に押し付けた状態の埋め戻し材保持板を固定することができる。これにより、ナットの締め付けを行うという簡易な操作で確実に埋め戻し材保持板を棒状部材に固定することができ、確実且つ簡便に締め固めた埋め戻し材の崩落を防止することができる。

本発明の坑道閉鎖装置は、坑道内に埋め戻し材を供給するとともに締め固めて前記坑道を埋め戻すための坑道閉鎖装置であって、前記坑道内を、前記坑道の軸線方向前方側の空間と、前記埋め戻し材を供給する前記軸線方向後方側の空間とに区画するとともに、前記軸線方向に進退可能に設けられた支圧板を備えており、該支圧板は、前記前方側と後方側の両空間を連通させる窓部と、一端側が前記後方側の空間側で支持された棒状部材が貫通する貫通孔とを備えることを特徴とする。

この発明においては、例えば先行して締め固めた埋め戻し材に一端側を埋設して支持された棒状部材が支圧板の貫通孔に挿通して設けられ、この棒状部材に窓部を通じて設置した埋め戻し材保持板を、支圧板の進出によって後方側の空間に供給した埋め戻し材の締め固めを行うとともに、棒状部材で案内しながら坑道の軸線方向後方側に移動させる。これにより、埋め戻し材が所定の締め固め度で締め固められた状態で、埋め戻し材の前面に押し付けられた埋め戻し材保持板を棒状部材に固定することで、この埋め戻し材保持板によって締め固めた埋め戻し材の前面を保持させることができ、埋め戻し材を供給（投入）する新たな空間を形成するように支圧板を移動（退避）させた場合においても、締め固めた埋め戻し材が埋め戻し材保持板で保持されているため、確実に締め固めた埋め戻し材（埋め戻し材の前面）に崩落が生じることを防止できる。

また、本発明の坑道閉鎖装置においては、前記棒状部材が外周に雄ネジの螺刻を備えたネジ棒とされ、前記貫通孔は、前記前方側の空間に配された前記棒状部材の他端側から螺合したナットが挿通可能な大きさで形成されていることが望ましい。

この発明においては、締め固めた埋め戻し材を支圧板で支持している間に、すなわち支圧板を前方側に移動（退避）する前に、棒状部材の他端側から螺合したナットを、貫通孔を通じて埋め戻し材の前面とナットで挟持するように締め付けることができ、確実に埋め戻し材に押し付けた状態で埋め戻し材保持板を固定することができる。これにより、ナットの締め付けを行うという簡易な操作で確実に埋め戻し材保持板を棒状部材に固定することができ、確実且つ簡便に締め固めた埋め戻し材の崩落を防止することができる。

本発明の坑道閉鎖方法及び坑道閉鎖装置によれば、埋め戻し材を供給する新たな空間を形成するように支圧板を坑道の軸線方向前方側に移動（退避）させた場合（支圧板を支保工の掘削方向側に移動（退避）させた場合）においても、確実に締め固めた埋め戻し材（埋め戻し材の前面）に崩落が生じることを防止できるため、坑道内に埋め戻し材が不均一に充填されることを防止でき、確実に所定の締め固め度（密度）の埋め戻し材で坑道を埋め戻すことができる。これにより、例えば放射性廃棄物を処分した坑道の埋め戻し（閉鎖）に適用した場合には、放射性物質の遮蔽性能の低下を招くことなく、長期にわたり安定した状態で放射性廃棄物を処分することが可能になり、安全性や信頼性を確保して坑道を閉鎖することができる。

以下、図１から図５を参照し、本発明の一実施形態に係る坑道閉鎖方法及び坑道閉鎖装置について説明する。本実施形態は、例えば図６及び図７に示した地下３００ｍを超える地下深部の地山Ｇに高レベルの放射性廃棄物を埋設処分するための廃棄物埋設処分施設Ａの処分坑道（坑道）２を、ベントナイト系粘土材の埋め戻し材３で埋め戻すための坑道閉鎖方法及び坑道閉鎖装置に関するものである。ここで、本実施形態の処分坑道２は、図１及び図２に示すように、例えば花崗岩などの硬質岩の地山Ｇ内に形成され、吹き付けコンクリート（コンクリート）によって形成した厚さ５ｃｍ程度の覆工と厚さ１５ｃｍ程度のインバート（支保工４）が設けられている。

本実施形態の坑道閉鎖装置Ｂは、図１から図３に示すように、処分坑道２の周方向の地山面（内面）Ｇ１に沿うように形成した断面略円弧状の被覆部材１０を備えるプロテクター１１と、処分坑道２内（内空）を、埋め戻し材３を供給する処分坑道２の軸線Ｏ１方向後方側の空間１２とプロテクター１１が配置される軸線Ｏ１方向前方側の空間１３に区画するように形成された略平板状の支圧板１４と、プロテクター１１と支圧板１４に接続され、処分坑道２の軸線Ｏ１方向に伸縮してプロテクター１１と支圧板１４を軸線Ｏ１方向に相対移動（軸線Ｏ１方向に進退）させる推進機構１５と、プロテクター１１の内側で、且つ被覆部材１０の下方に配置された埋め戻し材供給装置１６及びはつり装置１７とを備えて構成されている。

プロテクター１１は、処分坑道２の底面Ｇ２（地山面Ｇ１）の軸線Ｏ１直交方向両側端側にそれぞれ配置されて軸線Ｏ１方向に延設した一対の支柱支持部材２０と、処分坑道２の地山面Ｇ１の側面Ｇ３及びアーチ状の上面Ｇ４に沿うように逆Ｕ字形状に形成した複数の支柱部材２１と、処分坑道２の上面Ｇ４側に沿って設けられた被覆部材１０とを備えて構成されている。

複数の支柱部材２１は、両端部が一対の支柱支持部材２０の上面にそれぞれ接続して一対の支柱支持部材２０を繋ぐように設けられており、処分坑道２の軸線Ｏ１方向に所定の間隔をあけて並設されている。また、このとき、プロテクター１１の前端側（前方側）に配された支柱部材２１（２１ａ）は、支柱支持部材２０の先端２０ａより後端側に配置され、プロテクター１１の後端側（後方側）に配された支柱部材２１（２１ｂ）は、支柱支持部材２０の後端２０ｃ付近に配置されている。

被覆部材１０は、複数の略矩形板状の鋼板１０ａで構成されており、各鋼板１０ａが軸線Ｏ１方向にプロテクター１１の先端付近から後端付近まで延設され、且つ周方向に並設されている。また、これら鋼板１０ａは、複数の支柱部材２１の外側を向く面に固着して支持され、前方側の支柱部材２１（２１ａ）から後方側の支柱部材２１（２１ｂ）まで連架して設けられている。そして、この被覆部材１０は、例えば地山面Ｇ１から岩片が剥落した場合に、この岩片が鋼板１０ａに当って、プロテクター１１の内側、すなわち被覆部材１０の下方に配置した埋め戻し材供給装置１６及びはつり装置１７に落下することを阻止し、これらを保護している。

一方、支圧板１４は、図１、図３及び図４に示すように、処分坑道２の内空断面よりも僅かに小さな面積をもって形成され、処分坑道２の軸線Ｏ１に直交して設けられている。また、この支圧板１４は、プロテクター１１の後端と対向配置されており、一端がプロテクター１１側を向く支圧板１４の前面１４ａに接続され、他端がプロテクター１１の後端側の支柱部材２１（２１ｂ）に接続されて、プロテクター１１と支圧板１４の間に介装した推進機構１５に支持されている。さらに、支圧板１４には、その上方側の中央に矩形状に開口する窓部１４ｂが設けられており、この窓部１４ｂは、支圧板１４の背面１４ｃに沿って水平方向に進退可能に設けられた扉部材１４ｄによって開閉される。このような窓部１４ｂを備えることによって、支圧板１４で区画した埋め戻し材３を供給する後方側の空間１２とプロテクター１１が配置される前方側の空間１３が連通可能とされている。

さらに、本実施形態の支圧板１４には、図３及び図４に示すように、前面１４ａから背面１４ｃに貫通する複数の貫通孔１４ｅが分散配置して設けられている。そして、各貫通孔１４ｅには、支圧板１４を処分坑道２の所定位置に配置した状態で、図４に示すように、一端２２ａ側が後方側の空間１２側の埋め戻し材３に埋設状態で支持され、処分坑道２の軸線Ｏ１方向に延設された鋼棒（棒状部材）２２が、支圧板１４を貫通するように挿通される。また、本実施形態の鋼棒２２は、図５に示すように、外周に雄ネジ２２ｂの螺刻が施されたネジ棒とされ、各貫通孔１４ｅは、前方側の空間１３に配された鋼棒２２の他端２２ｃ側から螺合したナット２３が挿通可能な大きさで形成されている。

推進機構１５は、例えばスライドジャッキであり、図１に示すように、その伸縮方向を処分坑道２の軸線Ｏ１と平行に配した状態で、プロテクター１１の後端側の支柱部材２１（２１ｂ）（一対の支柱支持部材２０の軸線Ｏ１方向後端（一端）側に設けられた支柱部材（２１ｂ））に接続され、この支柱部材２１（２１ｂ）に沿って所定の間隔をあけて複数設置されている。そして、複数の推進機構１５は、その同期した駆動により軸線Ｏ１方向に伸縮し、プロテクター１１と支圧板１４との処分坑道２の軸線Ｏ１方向の間隔を大小変化させ、すなわち、この推進機構１５の駆動によって、プロテクター１１と支圧板１４を、処分坑道２の軸線Ｏ１方向に近づけたり、遠ざけたり相対移動させる。

本実施形態の埋め戻し材供給装置１６は、図１に示すように、埋め戻し材３を貯留するタンクなどを備え自走可能に構成した車体部１６ａと、車体部１６ａの前方側に設けられた多関節アーム１６ｂと、多関節アーム１６ｂの先端に支持され、タンクから圧送した埋め戻し材３を噴出するノズル部１６ｃとを備えて構成されている。そして、この埋め戻し材供給装置１６は、プロテクター１１の後端側に配置されるとともに、多関節アーム１６ｂを備えた前方側を支圧板１４側（処分坑道２の軸線Ｏ１方向後方側、埋め戻し側）に向けて配置されている。また、このとき、埋め戻し材供給装置１６は、処分坑道２の底面Ｇ２上にその車輪を配置した状態で、プロテクター１１の一対の支柱支持部材２０の間に設けられている。これにより、埋め戻し材供給装置１６は、プロテクター１１の被覆部材１０の下方に配置される。

一方、はつり装置１７は、自走可能に構成した車体部１７ａと、この車体部１７ａに支持され、前方に突出するように設けられたビーム部１７ｂとから構成されている。また、ビーム部１７ｂは、後端側が車体部１７ａの前方側に支持されて車体部１７ａの前方に延出しており、その先端に回転カッタ１７ｃが具備されている。さらに、ビーム部１７ｂは、車体部１７ａに支持された後端側を回転中心として、水平方向及び上下方向に回動可能に設けられ、且つ先端に具備された回転カッタ１７ｃを中心軸回りに回転させるとともに、中心軸方向に伸縮自在とされて回転カッタ１７ｃを中心軸方向前方に送り出せるように構成されている。一方、回転カッタ１７ｃは、円錐台状に形成されており、その外面に例えば外側に突出する図示せぬ複数の切刃が設けられている。

そして、上記のように構成したはつり装置１７は、プロテクター１１の先端側に配置され、且つビーム部１７ｂを備えた前方側を処分坑道２の軸線Ｏ１方向前方側（支保工４の掘削方向側）に向けて配置されている。また、このとき、はつり装置１７は、ビーム部１７ｂの先端側、すなわち回転カッタ１７ｃがプロテクター１１の先端から軸線Ｏ１方向前方に配されるように設置されている。さらに、このはつり装置１７は、埋め戻し材供給装置１６と同様に、プロテクター１１の被覆部材１０の下方に配され、且つ処分坑道２の底面Ｇ２上にその車輪を配置した状態で一対の支柱支持部材２０の間に設けられている。

ついで、上記の構成からなる坑道閉鎖装置Ｂを用いて処分坑道２を閉鎖する方法について説明し、本実施形態の坑道閉鎖方法及び坑道閉鎖装置Ｂの作用及び効果について説明する。

本実施形態では、推進機構１５をプロテクター１１と支圧板１４の間隔が最小となるように縮めた状態で、処分坑道２内に坑道閉鎖装置Ｂを設置する。このとき、支圧板１４の貫通孔１４ｅに、一端２２ａ側が例えば先行して処分坑道２の軸線Ｏ１方向後方側の空間１２（埋め戻し側の空間１２）に充填した埋め戻し材３に埋設状態で支持された鋼棒２２を挿通させて坑道閉鎖装置Ｂを設置する。これにより、鋼棒２２は、その他端２２ｃが支圧板１４で区画した処分坑道２の軸線Ｏ１方向前方側の空間１３側（プロテクター１１側、支保工４の掘削方向側）に配される。

ついで、支圧板１４の扉部材１４ｄを退避させて窓部１４ｂを開口する。作業者は、図４及び図５に示すように、円板状に形成されるとともに外周縁から中心まで径方向に切り欠かれたスリット２４ａを備える埋め戻し材保持板２４を、窓部１４ｂを通じて各鋼棒２２に設置する。このとき、スリット２４ａに鋼棒２２を挿通し、鋼棒２２に支持させて埋め戻し材保持板２４が設置され、また、埋め戻し材保持板２４の一面２４ｂが支圧板１４の背面１４ｃに対向して近接するように設置される。さらに、鋼棒２２の他端２２ｃからナット２３を螺合させておく。

このように各鋼棒２２に埋め戻し材保持板２４を取り付けた段階で、埋め戻し材供給装置１６の多関節アーム１６ｂを伸ばし、開口した窓部１４ｂから支圧板１４で区画した後方側の空間１２内にノズル部１６ｃを挿入して、この空間１２内に埋め戻し材３を吹き付けて投入（供給）する。このようにして後方側の空間１２を埋め戻し材３で満たした段階で、支圧板１４の窓部１４ｂを閉じる。なお、この段階では、投入した埋め戻し材３が所定の締め固め度（密度）で充填されていない。

一方、本実施形態では、このように埋め戻し材供給装置１６で埋め戻し材３の投入を行なっている間（同時）に、はつり装置１７によって、プロテクター１１の先端から軸線Ｏ１方向前方に位置するコンクリート（支保工４）をはつり取って除去する。すなわち、ビーム部１７ｂを後端中心に回転させて、回転カッタ１７ｃを支保工４の表面近傍に位置させる。ついで、回転カッタ１７ｃを中心軸回りに回転させながら支保工４の表面に所定の押圧力で当接させ、切刃で支保工４のはつりを開始する。さらに、ビーム部１７ｂを処分坑道２の内周に沿って回動させてゆき、処分坑道２の全周に亘る支保工４をはつり撤去（掘削撤去）する。また、このとき、ビーム部１７ｂの先端を伸長して回転カッタ１７ｃを前方に送り出すことで、軸線Ｏ１方向の所定区間の支保工４を撤去する。なお、埋め戻し材供給装置１６及びはつり装置１７が、プロテクター１１の被覆部材１０の下方に配されているため、埋め戻し材３の投入及び支保工４の撤去を行なっている間に地山面Ｇ１から岩片が剥落した場合においても、この岩片が被覆部材１０に当って各装置１６、１７に落下することがない。

ついで、上記のように埋め戻し材３の投入及び所定区間の支保工４の撤去を終え、はつり取ったコンクリート片を搬送撤去した段階で、推進機構１５を伸長するように駆動して、すなわちプロテクター１１と支圧板１４の間隔を大きくするように駆動する。このとき、プロテクター１１の自重により先行して支圧板１４が処分坑道２の軸線Ｏ１方向後方側に進出（埋め戻し側に移動）し、この支圧板１４の背面１４ｃで投入した埋め戻し材３が押圧されて徐々に締め固められてゆく。また、埋め戻し材３を締め固めるように支圧板１４が進出するとともに、この支圧板１４の背面１４ｃで鋼棒２２に設置した埋め戻し材保持板２４が押圧される。これにより、埋め戻し材保持板２４が、鋼棒２２上を滑動し、この鋼棒２２によって処分坑道２の軸線Ｏ１方向後方側に案内されながら移動してゆく。そして、埋め戻し材３の締め固め度が所定の締め固め度に達し、締め固めた埋め戻し材３からの反力によって支圧板１４の移動が停止した段階で、埋め戻し材保持板２４が締め固めた埋め戻し材３の前面３ａに押し付けられる。

この状態でさらに推進機構１５を駆動すると、今度は、締め固めた埋め戻し材３で反力が確保され、プロテクター１１の支柱支持部材２０が処分坑道２の底面Ｇ２上を滑動し始め、プロテクター１１が処分坑道２の軸線Ｏ１方向前方に向けて推進する。これにより、予め支保工４をはつり取った所定区間を被覆部材１０で覆うように、プロテクター１１が推進し、埋め戻し材供給装置１６及びはつり装置１７を推進したプロテクター１１内の所定位置に移動させる。

このように推進機構１５の伸長駆動によって埋め戻し材３の締め固め及びプロテクター１１の推進を完了した段階で、締め固めた埋め戻し材３は、支圧板１４がその前面３ａに当接して支持されている。本実施形態では、このように締め固めた埋め戻し材３を支圧板１４で支持した状態で、作業者が、鋼棒２２の他端２２ｃ側に螺合させたナット２３を螺入させる。そして、支圧板１４の貫通孔１４ｅがナット２３よりも大きく形成されているため、この貫通孔１４ｅによって処分坑道２の軸線Ｏ１方向前方側（プロテクター１１側、支保工４の掘削方向側）に露出した埋め戻し材保持板２４の一面２４ａに貫通孔１４ｅを通過したナット２３が当接する。これにより、埋め戻し材保持板２４が、埋め戻し材３の前面３ａに押し付けられた状態で、この埋め戻し材３の前面３ａとナット２３で挟持されて鋼棒２２に固定される。

また、この段階で、支圧板１４よりもプロテクター１１側に配された鋼棒２２の他端２２ｃに、例えばカップラなどを用いて新たな鋼棒２２の一端２２ａを接続して、新たな鋼棒２２を処分坑道２の軸線Ｏ１方向に延設させる。

ついで、推進機構１５を縮めるように駆動して、支圧板１４をプロテクター１１側に近づけるように移動（退避）させる。これにより、締め固めた埋め戻し材３の前面３ａと支圧板１４の背面１４ｃとの間に、新たに埋め戻し材３を投入する空間（後方側の空間）１２が形成されてゆき、推進機構１５を縮めてプロテクター１１と支圧板１４の間隔を最小にした段階で所定厚（軸線Ｏ１方向の厚さ）の空間１２が形成される。

ここで、従来の坑道閉鎖装置においては、上記のように支圧板１４をプロテクター１１側に移動（処分坑道２の軸線Ｏ１方向前方側に退避）して新たに埋め戻し材３を投入する空間１２を形成した際に、締め固めた埋め戻し材３を支持するものがなくなるため、埋め戻し材３の前面３ａに崩落が生じ、埋め戻し材３の締め固め度（密度）が不均一になるという問題があった。特に、埋め戻し区間と支保工４のはつり撤去区間の区間長のバランスや、埋め戻し区間の無支保状態における地山Ｇの安定性を確保するために、本実施形態のように埋め戻し材３の前面３ａを略垂直にすることが望ましいが、このようにした場合には、埋め戻し材３の崩落が生じやすくなってしまう。

これに対し、本実施形態においては、埋め戻し材３の前面３ａに、埋め戻し材保持板２４が押し付け状態で固定されているため、新たに埋め戻し材３を投入する空間１２を形成するために支圧板１４をプロテクター１１側に移動（退避）させた場合においても、締め固めた埋め戻し材３の前面３ａが埋め戻し材保持板２４で確実に保持される。これにより、所定の締め固め度で締め固めた埋め戻し材３に崩落が生じることが確実に防止される。そして、新たな空間１２内に埋め戻し材保持板２４を設置し、上記のように、前方側の支保工４の撤去、埋め戻し材３の締め固め、プロテクター１１の推進を順次繰り返し行ってゆくことで、確実に所定の締め固め度で締め固めた埋め戻し材３で処分坑道２が埋め戻され、好適に処分坑道２が閉鎖されてゆく。

したがって、本実施形態の坑道閉鎖方法及び坑道閉鎖装置Ｂによれば、先行して締め固めた埋め戻し材３に一端２２ａ側を埋設して支持された鋼棒２２が支圧板１４の貫通孔１４ｅに挿通して設けられ、この鋼棒２２に設置した埋め戻し材保持板２４を支圧板１４の進出とともに後方側に移動させながら埋め戻し材３を締め固めることができる。そして、埋め戻し材３が所定の締め固め度で締め固められた状態で、埋め戻し材３の前面３ａに押し付けられた埋め戻し材保持板２４を、ナット２３を用いて鋼棒２２に固定することで、締め固めた埋め戻し材３を保持することができる。これにより、埋め戻し材３を供給（投入）する新たな空間１２を形成するように支圧板１４を処分坑道２の軸線Ｏ１方向前方側に退避させた場合においても、締め固めた埋め戻し材３に崩落が生じることを防止できる。

また、貫通孔１４ｅがナットを挿通させることができる大きさで形成されているため、締め固めた埋め戻し材３を支圧板１４で支持している間に、すなわち支圧板１４を前方側に移動（退避）する前に、鋼棒２２の他端２２ｃ側から螺合したナット２３を、貫通孔１４ｅを通じて埋め戻し材３の前面３ａとナット２３で挟持するように締め付けることができ、確実に埋め戻し材３に押し付けた状態で埋め戻し材保持板２４を固定することができる。これにより、ナット２３の締め付けを行うという簡易な操作で確実に埋め戻し材保持板２４を鋼棒２２に固定することができ、確実且つ簡便に締め固めた埋め戻し材３の崩落を防止することができる。

よって、本実施形態の坑道閉鎖方法及び坑道閉鎖装置Ｂによれば、確実に締め固めた埋め戻し材３（埋め戻し材３の前面３ａ）の崩落を防止できるため、坑道２内に埋め戻し材３が不均一に充填されることを防止でき、確実に所定の締め固め度（密度）の埋め戻し材３で坑道２を埋め戻すことができる。これにより、放射性廃棄物を処分した坑道２を埋め戻す場合においても、放射性物質の遮蔽性能の低下を招くことなく、長期にわたり安定した状態で放射性廃棄物を処分することが可能になり、安全性や信頼性を確保して坑道２を閉鎖することができる。

また、埋め戻し材３の前面３ａを略垂直にしても確実に埋め戻し材保持板２４によって崩落を防止できるため、埋め戻し区間と支保工４のはつり撤去区間の区間長のバランスや、埋め戻し区間の無支保状態における地山Ｇの安定性を確保できる。さらに、支保工４の撤去作業と埋め戻し作業が錯綜することがないため、連続して安定した施工サイクルを確保することができる。よって、施工時の安全性を確保しつつ施工効率の向上を図ることも可能になる。

以上、本発明に係る坑道閉鎖装置Ｂ及び坑道閉鎖方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、廃棄物埋設処分施設Ａの処分坑道（坑道）２を閉鎖するものとして説明を行ったが、例えば道路トンネル、鉄道トンネル、下水道、共同溝などの他の坑道２を、例えば土砂などの埋め戻し材３を用いて閉鎖する際に適用されてもよい。

また、本実施形態では、新たな棒状部材（鋼棒２２）を、カップラを用いて既設の棒状部材（鋼棒２２）に接続するものとしたが、例えば新たな棒状部材２２の一端２２ａの雄ネジを、既設の棒状部材２２の他端２２ｃに形成した雌ネジに螺合させて、棒状部材２２同士を接続するようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、棒状部材２２が、鋼棒で且つその外周に雄ネジ２２ｂの螺刻が施されたネジ棒であるものとしたが、例えば樹脂製の棒状部材であってもよく、また、棒状部材は、埋め戻し材３が締め固められて支圧板１４の移動が停止した段階で、埋め戻し材保持板２４を固定することができれば、特にネジ棒としナット２３を用いて埋め戻し材保持板２４を固定する構成でなくてもよい。

本発明の一実施形態に係る坑道閉鎖装置を坑道に配置した状態を示す側断面図である。 図１のＸ−Ｘ線矢視図である。 本発明の一実施形態に係る坑道閉鎖装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る坑道閉鎖装置の支圧板を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る坑道閉鎖方法に用いる埋め戻し材保持板を示す斜視図である。 廃棄物埋設処分施設を示す斜視図である。 図６の廃棄物埋設処分施設の主要坑道及び処分坑道を示す斜視図である。

符号の説明

１ 主要坑道
２ 処分坑道（坑道）
３ 埋め戻し材
３ａ 前面
４ 支保工（コンクリート）
１１ プロテクター
１２ 後方側の空間
１３ 前方側の空間
１４ 支圧板
１４ａ 前面
１４ｂ 窓部
１４ｃ 背面
１４ｅ 貫通孔
１５ 推進機構（水平ジャッキ）
１６ 埋め戻し材供給装置
１７ はつり装置
２２ 鋼棒（棒状部材）
２２ａ 一端
２２ｂ 雄ネジ
２２ｃ 他端
２３ ナット
２４ 埋め戻し材保持板
２４ａ スリット
Ａ 廃棄物埋設処分施設
Ｂ 坑道閉鎖装置
Ｇ 地山
Ｏ１ 坑道の軸線

Claims (4)

1. 坑道内を前記坑道の軸線方向前方側の空間と後方側の空間とに区画するように前記軸線方向に進退可能に設けられた支圧板を前記軸線方向後方側に進出させ、前記後方側の空間に供給した埋め戻し材を該支圧板の背面で押圧するとともに締め固めて、前記坑道を埋め戻してゆく坑道閉鎖方法において、
   前記支圧板は、前記前方側と後方側の両空間を連通させる窓部と、一端側が前記後方側の空間側で支持された棒状部材が貫通する貫通孔とを備えており、
   前記窓部を通じて前記支圧板の背面側の前記棒状部材に支持させて埋め戻し材保持板を設置するとともに、前記後方側の空間に前記埋め戻し材を供給し、
   前記支圧板の進出によって前記埋め戻し材とともに前記支圧板の背面で押圧される前記埋め戻し材保持板を前記棒状部材で案内しながら前記軸線方向後方側に移動させ、
   前記支圧板によって前記埋め戻し材が締め固められた段階で前記埋め戻し材保持板を前記棒状部材に固定し、該埋め戻し材保持板で締め固めた前記埋め戻し材を保持させることを特徴とする坑道閉鎖方法。
2. 請求項１記載の坑道閉鎖方法において、
   前記棒状部材が外周に雄ネジの螺刻を備えたネジ棒とされ、該棒状部材に螺合させたナットによって前記埋め戻し材保持板を前記棒状部材に固定することを特徴とする坑道閉鎖方法。
3. 坑道内に埋め戻し材を供給するとともに締め固めて前記坑道を埋め戻すための坑道閉鎖装置であって、
   前記坑道内を、前記坑道の軸線方向前方側の空間と、前記埋め戻し材を供給する前記軸線方向後方側の空間とに区画するとともに、前記軸線方向に進退可能に設けられた支圧板を備えており、
   該支圧板は、前記前方側と後方側の両空間を連通させる窓部と、一端側が前記後方側の空間側で支持された棒状部材が貫通する貫通孔とを備えることを特徴とする坑道閉鎖装置。
4. 請求項３記載の坑道閉鎖装置において、
   前記棒状部材が外周に雄ネジの螺刻を備えたネジ棒とされ、前記貫通孔は、前記前方側の空間に配された前記棒状部材の他端側から螺合したナットが挿通可能な大きさで形成されていることを特徴とする坑道閉鎖装置。

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