JP5308962B2 - 廃棄体の定置方法 - Google Patents

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Description

本発明は、廃棄体の定置方法に関するものである。
従来、放射性廃棄物を処分する際には、長期にわたる安全な管理対策が必要であり、基本的な処分方法として、地下に形成した処分施設内に廃棄体を埋設する方法が採られてきた。処分施設内に廃棄体を定置・処分するには、搬送台車により廃棄体を処分空間内に搬入した後、搬送台車の荷台上から支持架台上に廃棄体を一段ずつ順次移載する方法(例えば、特許文献1参照)、トンネルの内側に廃棄体格納ピットを構築することにより、円筒形状の処分空間を備える廃棄体埋設構造物を構築した後、処分空間に廃棄体を搬入して順次定置し、充填材を充填する方法(例えば、特許文献2参照)等があった。いずれの方法においても、処分作業時の安全性を確保するため、廃棄体の搬送や定置、処分空間の埋め戻し等の工程は遠隔操作で行われてきた。
特開2002−107493号公報 特開2004−298822号公報
しかしながら、従来の定置方法では、処分空間に搬入した廃棄体を定置位置に順次定置するため、作業効率が良くなかった。また、複雑な遠隔操作を行う必要があった。
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、複数の廃棄体を一括して定置することにより、遠隔操作を容易にし、作業効率を高めることができる廃棄体の定置方法である。
前述した目的を達成するために本発明は、処分坑道内に、床版と1対の側壁とを構築し、上面が開放された内部空間を形成する工程(a)と、前記処分坑道内に架台を固定し、前記架台に建て起こし装置を介して取り付けられた水平状態の荷台上に、前記内部空間の坑道横断方向の断面形状に合わせて複数の廃棄体を並置する工程(b)と、前記建て起こし装置を用いて前記荷台を回動させて建て起こす工程(c)と、前記内部空間に前記複数の廃棄体を設置する工程(d)と、を具備することを特徴とする廃棄体の定置方法である。
工程(b)では、荷台に設けられた間隔調整機構を用いて、複数の廃棄体の坑道横断方向の位置を調整することが望ましい。
工程(a)では、ベントナイトブロック等を用いて床版と1対の側壁とを構築する。工程(a)では、例えば、1対の側壁を平面状に構築する。また、1対の側壁を階段状に構築してもよい。
架台には、走行機構および固定機構が設けられ、工程(b)の前に、走行機構を用いて架台を所定の位置に移動し、工程(b)で、固定機構を用いて架台の位置を固定することが望ましい。工程(b)では、例えば、処分坑道内に設けられた移動可能な積み込み装置を用いて、荷台上に複数の廃棄体を並置する。
荷台の一端には、伸縮可能な下部支持フォークが荷台に対して垂直に設けられ、工程(c)で、荷台を建て起こすと、複数の廃棄体の鉛直方向の隙間が重力により詰まり、下部支持フォークが複数の廃棄体を支持する。
本発明では、内部空間の断面形状に合わせて複数の廃棄体を並置した荷台を、建て起こし装置を用いて回動させて建て起こし、内部空間に複数の廃棄体を一括して定置する。そのため、複雑な遠隔操作が不要であり、作業効率が飛躍的に高まる。また、荷台に廃棄体を並置する際に、荷台に設けられた間隔調整機構を用いて複数の廃棄体の坑道横断方向の位置を調整し、荷台を建て起こす際に、複数の廃棄体の鉛直方向の隙間が重力により詰まるため、隣接する廃棄体同士の隙間を簡単に詰めることができる。
本発明によれば、複数の廃棄体を一括して定置することにより、遠隔操作を容易にし、作業効率を高めることができる廃棄体の定置方法を提供できる。
処分坑道1の周方向の垂直断面図 処分坑道1の軸方向の垂直断面図 定置装置4の平面図 定置装置4の立面図 定置装置4の立面図 建て起こしフレーム17を建て起こす工程を示す図 廃棄体5を定置する工程を示す図 図1の(b)図の範囲Aに示す部分の拡大図 側壁57aを階段状に形成した処分坑道49の周方向の垂直断面図 定置装置4aの平面図
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、処分坑道1の周方向の垂直断面図を示す。図1の(a)図は、床版7bおよび一対の側壁7aを構築した状態を示す図、図1の(b)図は、廃棄体5を定置して埋戻し部9を埋め戻した状態を示す図である。
図1の(a)図に示すように、処分坑道1では、地山2に形成されたトンネル3の底部に床版7bが構築される。また、トンネル3の両側部にそれぞれ側壁7aが構築される。処分坑道1では、床版7bと一対の側壁7aとにより、上面が開放された内部空間6が形成される。床版7bおよび側壁7aは、例えば、ベントナイトブロックを用いて構築される。
図1の(b)図に示すように、処分坑道1では、内部空間6に複数の廃棄体5が定置される。側壁7aおよび廃棄体5の上方の埋戻し部9は、ベントナイト等を用いて埋め戻される。
次に、廃棄体5を定置する際に用いる定置装置4および天井クレーン29について説明する。図2は、処分坑道1の軸方向の垂直断面図を示す。図3は、定置装置4の平面図を示す。図3は、定置装置4を図2に示す矢印Bの方向から見た図である。図4および図5は、定置装置4の立面図を示す。図4および図5は、定置装置4を後方から見た図である。
図2から図5に示すように、定置装置4は、架台11、走行機構13、固定機構15、建て起こしフレーム17、建て起こし装置19、配置時支持フレーム23、下部支持フォーク25、微調整ローラ27、連結部材35等からなる。
図2、図4に示すように、架台11は、例えば、上下に配置した矩形のフレーム11aとフレーム11bとを一体化したものである。架台11のフレーム11aには、走行機構13が設けられる。走行機構13は、タイヤ走行式とするのが望ましい。架台11のフレーム11aの前端部および後端部には、固定機構15が設けられる、固定機構15は、例えば、図2に示す矢印Cの方向に伸縮可能なジャッキである。
定置装置4が移動する際には、固定機構15のジャッキを縮め、走行機構13のタイヤが接地した状態で走行する。定置装置4の位置を固定する際には、固定機構15のジャッキを伸張し、走行機構13のタイヤが接地しない状態とする。
架台11のフレーム11bの上方には、荷台である建て起こしフレーム17が設けられる。図2から図5に示すように、建て起こしフレーム17は、並列に配置した複数の棒状部材17aおよび棒状部材17bを、連結部材35で連結したものである。建て起こしフレーム17の棒状部材17aおよび棒状部材17bは、上面18に複数の凸部21を有する。凸部21上には、間隔調整機構である微調整ローラ27が設けられる。微調整ローラ27は、図2に示す矢印Dの方向に昇降可能である。凸部21および微調整ローラ27の設置箇所や設置数は、図3に示す廃棄体配置予定位置33に合わせて決定され、例えば、各廃棄体5の四隅に対応する箇所に設けられる。
図3から図5に示すように、建て起こしフレーム17の連結部材35の上面には、配置時支持フレーム23が固定される。配置時支持フレーム23は、微調整ローラ27の側方に、建て起こしフレーム17の棒状部材17aおよび棒状部材17bに並列となるように配置される。配置時支持フレーム23は、前端部に下部支持フォーク25を有する。図2に示すように、下部支持フォーク25は、建て起こしフレーム17に垂直に設けられる。
図2に示すように、建て起こしフレーム17は、建て起こし装置19を介して架台11のフレーム11bに連結される。建て起こし装置19は、ジャッキ19aと建て起こしピン19bとからなる。ジャッキ19aは伸縮可能であり、フレーム11bの上面20の後方部分および建て起こしフレーム17の下面22の中央部付近にピン接合される。建て起こしピン19bは、フレーム11bの上面20の前端部付近と建て起こしフレーム17の下面22の前方部分とを回動可能に接合する。
天井クレーン29は、処分坑道1の内部に設置された移動可能な積み込み装置である。天井クレーン29は、図2に示すように、レール29a、吊り部29bからなる。レール29aは、トンネル3の天井付近に、トンネル3の軸方向に設置される。吊り部29bは、レール29aに沿って移動する。
次に、処分坑道1に廃棄体5を埋設する方法について説明する。処分坑道1に廃棄体5を埋設するには、まず、図1の(a)図に示すように、地山2に構築したトンネル3の下部に床版7bを、トンネル3の両側部に側壁7aを構築し、トンネル3内に上面が開放された内部空間6を形成する。また、トンネル3内に天井クレーン29を設置する。
そして、定置装置4を、固定機構15のジャッキを縮めて走行機構13のタイヤを接地させた状態で床版7b上を走行させ、所定の位置に移動させる。次に、図2に示すように、固定機構15のジャッキを伸張して、定置装置4を処分坑道1内の所定の位置に固定する。このとき、建て起こしフレーム17は、図2および図4に示すように、水平状態とする。
定置装置4を固定した後、天井クレーン29の吊り部29bで廃棄体5の吊り具31を吊り下げ、吊り部29bをレール29aに沿って移動させることにより、廃棄体5を処分坑道1内に搬入する。そして、搬入した廃棄体5を、定置装置4の建て起こしフレーム17上に順次並置する。このとき、図4に示すように、建て起こしフレーム17上では、微調整ローラ27が廃棄体5を支持する。
建て起こしフレーム17上における廃棄体5の配置形状は、内部空間6の坑道横断方向の断面形状に合わせたものとする。第1の実施の形態では、図3の廃棄体配置予定位置33に示すように、建て起こしフレーム17上に、坑道横断方向に4列、坑道軸方向に5列の、計20個の廃棄体5を並置する。
建て起こしフレーム17上の廃棄体配置予定位置33に廃棄体5を並置する工程では、まず、坑道横断方向の最前列34−1において、図4に示す中央部分の廃棄体5aを配置する。次に、廃棄体5aの両側方に廃棄体5bを配置する。そして、間隔調整機構である微調整ローラ27を用いて、廃棄体5aと廃棄体5bとの坑道横断方向、すなわち図4に示す矢印Eの方向の隙間を詰める。さらに、廃棄体5bの側方に廃棄体5cを配置し、微調整ローラ27を用いて、廃棄体5bと廃棄体5cとの坑道横断方向の隙間を詰める。これらの作業を、坑道横断方向の最前列34−1から最後列34−4まで4回にわたり繰り返す。
建て起こしフレーム17上の廃棄体配置予定位置33に複数の廃棄体5を並置した後、図4に示す矢印Fの方向に微調整ローラ27を下降させる。そして、図5に示すように、廃棄体5を配置時支持フレーム23で支持する。
図6は、建て起こしフレーム17を建て起こす工程を示す図である。廃棄体5を配置時支持フレーム23で支持した後、図6に示すように、建て起こし装置19のジャッキ19aを伸張することにより、建て起こしフレーム17を建て起こしピン19bを中心に矢印Gの方向に回動させる。建て起こしフレーム17を建て起こすと、建て起こしフレーム17上に並置した複数の廃棄体5の鉛直方向の隙間が重力により詰まる。
図7は、廃棄体5を定置する工程を示す図である。図7に示すように、建て起こしフレーム17の建て起こしが完了した状態では、水平状態となった下部支持フォーク25が廃棄体5(n+1)を支持する。
図7に示すように、定置装置4は、建て起こしフレーム17の建て起こしが完了した後、固定機構15を縮めて走行機構13のタイヤを床版7bに接地させる。そして、走行機構13を用いて定置装置4を適切な位置まで移動させ、下部支持フォーク25で支持した廃棄体5(n+1)を、内部空間6内に既に定置された廃棄体5(n−1)、廃棄体5nの後方に定置する。
図8は、図1の(b)図の範囲Aに示す部分の拡大図である。図8の(a)図は、定置した状態の廃棄体5の上面および下面が平坦である場合の例を示す。図8の(a)図に示すように、定置した状態の廃棄体5の上面および下面が平坦である場合、床版7bの上面37に、あらかじめ凹条39を設けておく。図7に示す廃棄体5を定置する工程では、廃棄体5を支持した下部支持フォーク25を図8の(a)図に示す凹条39に差し込んだ後、凹条39内で下方に移動させることにより、廃棄体5を下部支持フォーク25から床版7bに受け替える。なお、床版7bに設ける凹条39の数は、定置装置4の下部支持フォーク25の本数に応じて決定する。
図8の(b)図は、定置した状態の廃棄体5の下面41に凹条43が設けられる場合の例を示す。図8の(b)図に示すように、定置した状態の廃棄体5の下面41に凹条43が設けられる場合、床版7bの上面37は平坦とする。図7に示す廃棄体5を定置する工程では、廃棄体5を支持した下部支持フォーク25を図8の(b)図に示す凹条43に差し込んだ後、凹条43内で下方に移動させることにより、廃棄体5を下部支持フォーク25から床版7bに受け替える。
なお、図8の(b)図に示すように、定置した状態の廃棄体5の下面41に凹条43が設けられる場合、上面45に凸条47を設けることが望ましい。廃棄体5の上面45に凸条47を設け、下段の廃棄体5の上面45の凸条47と上段の廃棄体5の下面41の凹条43とを嵌め合わせることにより、廃棄体5の位置ずれを防ぎ、より確実に定置することができる。廃棄体5に設ける凸条47および凹条43の数は、定置装置4の下部支持フォーク25の本数に応じて決定する。
図7に示すように廃棄体5を定置した後、図1の(b)図に示すように、廃棄体5および側壁7aの上方の埋戻し部9を、ベントナイト等で順次埋め戻す。
廃棄体5を処分坑道1に埋設するには、上述したように、廃棄体5を処分坑道1に搬入して建て起こしフレーム17上に並置する工程と、建て起こしフレーム17を建て起こす工程と、廃棄体5を内部空間6に既に設置された廃棄体5の後方に定置する工程と、廃棄体5および側壁7aの上方を埋め戻す工程とを繰り返す。
このように、第1の実施の形態では、回動可能な建て起こしフレーム17を有する定置装置4を用いる。そして、水平状態の建て起こしフレーム17上に、処分坑道1の内部空間6の断面形状に合わせて複数の廃棄体5を並置した後、建て起こしフレーム17を回動させて建て起こすことにより、内部空間6に複数の廃棄体5を一括して定置する。そのため、廃棄体5を定置する際に複雑な遠隔操作が不要であり、作業効率が飛躍的に高まる。
第1の実施の形態では、建て起こしフレーム17に廃棄体5を並置する際に、建て起こしフレーム17に設けられた微調整ローラ27を用いて隣接する廃棄体5の坑道横断方向の隙間を詰める。また、建て起こしフレーム17を建て起こす際に、隣接する廃棄体5の鉛直方向の間隔が重力により詰まる。そのため、隣接する廃棄体5同士の隙間を簡単に詰めることができる。
次に、第2の実施の形態について説明する。図9は、側壁57aを階段状に形成した処分坑道49の周方向の垂直断面図を示す。図2に示すように、第2の実施の形態では、側壁の形状が第1の実施の形態とは異なる。
処分坑道49では、地山2に形成されたトンネル53の底部に床版57bが構築される。また、トンネル53の両側部にそれぞれ階段状の側壁57aが構築される。床版57bおよび側壁57aは、例えば、ベントナイトブロックを用いて構築される。処分坑道49では、床版57bと一対の側壁57aとにより形成される上面が開放された内部空間およびその上方に、複数の廃棄体55が定置される。側壁57aおよび廃棄体55の上方の埋戻し部59は、ベントナイト等で埋め戻される。
図10は、定置装置4aの平面図を示す。第2の実施の形態では、廃棄体55を定置する際に、図10に示す定置装置4aを用いる。定置装置4aは、第1の実施の形態で用いた定置装置4とほぼ同様の構成であるが、建て起こしフレーム17の形状、建て起こし装置(図示せず)の取り付け位置が異なる。
図10に示すように、定置装置4aにおける廃棄体配置予定位置61は、床版57bと階段状の側壁57aとで形成される内部空間の坑道横断方向の断面形状によって決定される。定置装置4aの建て起こしフレーム17の形状は、廃棄体配置予定位置61に対応したものとする。
処分坑道49では、図9に示すように、処分坑道1と比較して廃棄体55の設置幅が広い。そのため、定置装置4aでは、建て起こし装置の建て起こしピン(図示せず)の取り付け位置を処分坑道49の高さ方向の中心付近とする。建て起こし装置のジャッキ(図示せず)は、建て起こしフレーム17を建て起こす際に前方を下に下ろしながら回動させることができるように、建て起こしフレーム17と架台(図示せず)とに接合される。
第2の実施の形態においても、第1の実施の形態とほぼ同様の方法で、処分坑道49に廃棄体55を埋設する。第2の実施の形態では、地山2に構築したトンネル53の下部に床版57bを、トンネル53の両側部に階段状の側壁57aを構築し、トンネル53内に上面が開放された内部空間を形成する。また、トンネル53内に天井クレーンを設置する。
そして、定置装置4aを、走行機構により走行させて所定の位置に移動させ、固定機構を用いて固定する。定置装置4aを固定した後、天井クレーンを用いて複数の廃棄体55を処分坑道49内に順次搬入し、水平状態の建て起こしフレーム17上に並置する。このとき、建て起こしフレーム17上では、微調整ローラ27が廃棄体55を支持する。
第2の実施の形態では、図10に示す廃棄体配置予定位置61に廃棄体55を並置する。廃棄体配置予定位置61に廃棄体55を配置する際には、まず、坑道横断方向の最前列62−1において、中央部分の廃棄体55を配置する。次に、微調整ローラ27を用いて隣接する廃棄体55同士の坑道横断方向の隙間を詰めつつ、中央部分の廃棄体55の両側方に廃棄体55を順次配置する。建て起こしフレーム17上に廃棄体55を並置する工程では、これらの作業を、坑道横断方向の最前列62−1から最後列62−6まで繰り返す。
建て起こしフレーム17上の廃棄体配置予定位置61に複数の廃棄体55を並置した後、微調整ローラ27を下降させて、廃棄体55を配置時支持フレーム23で支持する。そして、建て起こし装置を用いて、建て起こしフレーム17を回動させて建て起こす。建て起こしフレーム17を建て起こすと、建て起こしフレーム17上に並置した複数の廃棄体55の鉛直方向の隙間が重力により詰まる。
建て起こしフレーム17の建て起こしが完了した状態では、水平状態となった下部支持フォーク25が廃棄体55を支持する。定置装置4aは、建て起こしフレーム17の建て起こしが完了した後、固定を解除して走行機構により適切な位置まで移動し、下部支持フォーク25で支持した廃棄体55を既設の廃棄体55の後方に定置する。廃棄体55を定置した後、図9に示すように、廃棄体55および側壁57aの上方の埋戻し部59を、ベントナイト等で埋め戻す。
廃棄体55を処分坑道49に埋設するには、上述したように、廃棄体55を処分坑道49に搬入して建て起こしフレーム17上に並置する工程と、建て起こしフレーム17を建て起こす工程と、廃棄体55を既設の廃棄体55の後方に定置する工程と、廃棄体55および側壁57aの上方を埋め戻す工程とを繰り返す。
なお、第2の実施の形態においても、図8の(a)図に示す例と同様に、定置した状態の廃棄体55の上面および下面が平坦である場合、床版57bの上面に、下部支持フォーク25を差し込む凹条をあらかじめ設けておく。また、図8の(b)図に示す例と同様に、床版57bの上面を平坦とし、定置した状態の廃棄体55の下面に下部支持フォーク25を差し込む凹条を設けてもよい。この場合、廃棄体55の上面に凸条を設け、下段の廃棄体55の上面の凸条と上段の廃棄体55の下面の凹条とを嵌め合わせて定置することが望ましい。
このように、第2の実施の形態では、回動可能な建て起こしフレーム17を有する定置装置4aを用いる。そして、水平状態の建て起こしフレーム17上に処分坑道49の内部空間の断面形状に合わせて複数の廃棄体55を並置した後、建て起こしフレーム17を回動させて建て起こすことにより、内部空間に複数の廃棄体55を一括して定置する。そのため、廃棄体55を定置する際に複雑な遠隔操作が不要であり、作業効率が飛躍的に高まる。
第2の実施の形態では、建て起こしフレーム17に廃棄体55を並置する際に、建て起こしフレーム17に設けられた微調整ローラ27を用いて隣接する廃棄体55の坑道横断方向の隙間を詰める。また、建て起こしフレーム17を建て起こす際に、隣接する廃棄体55の鉛直方向の間隔が重力により詰まる。そのため、隣接する廃棄体55同士の隙間を簡単に詰めることができる。
第2の実施の形態では、側壁57aを階段状とすることにより、廃棄体の種類や地上からの位置などから予測される漏洩のリスクに応じて、処分坑道内のできるかぎり大きな容積に廃棄体を定置することが可能となる。
なお、処分坑道の周方向断面における廃棄体の設置数や設置形状は、第1および第2の実施の形態に示すものに限らない。廃棄体の設置数や設置形状は、廃棄体の種類や地上からの位置などに応じて適切に決定される。
定置装置の構成は、第1および第2の実施の形態に示すものに限らない。定置装置は、廃棄体を並置した建て起こしフレームを回動させて建て起こし、廃棄体を定置できるような構成とする。
第1および第2の実施の形態では、定置装置に並置した廃棄体の間隔調整装置として微調整ローラ27を設けたが、間隔調整装置は隣接する廃棄体の間隔を適切に調整できるものであればよい。走行機構13や固定機構15は上述したものに限らない。廃棄体の搬入には、天井クレーン29以外の移動可能な積み込み装置を用いてもよい。
1、49………処分坑道
3、53………トンネル
4、4a………定置装置
5、55………廃棄体
7a、57a………側壁
7b、57b………床版
9、59………埋戻し部
11………架台
13………走行機構
15………固定機構
17………建て起こしフレーム
19………建て起こし装置
25………下部支持フォーク
27………微調整ローラ
29………天井クレーン

Claims (7)

  1. 処分坑道内に、床版と1対の側壁とを構築し、上面が開放された内部空間を形成する工程(a)と、
    前記処分坑道内に架台を固定し、前記架台に建て起こし装置を介して取り付けられた水平状態の荷台上に、前記内部空間の坑道横断方向の断面形状に合わせて複数の廃棄体を並置する工程(b)と、
    前記建て起こし装置を用いて前記荷台を回動させて建て起こす工程(c)と、
    前記内部空間に前記複数の廃棄体を設置する工程(d)と、
    を具備することを特徴とする廃棄体の定置方法。
  2. 前記工程(b)で、前記荷台に設けられた間隔調整機構を用いて、前記複数の廃棄体の坑道横断方向の位置を調整することを特徴とする請求項1記載の廃棄体の定置方法。
  3. 前記工程(a)で、ベントナイトブロックを用いて前記床版と1対の側壁とを構築することを特徴とする請求項1または請求項2記載の廃棄体の定置方法。
  4. 前記工程(a)で、前記1対の側壁を階段状に構築することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の廃棄体の定置方法。
  5. 前記架台に、走行機構および固定機構が設けられ、
    前記工程(b)の前に、前記走行機構を用いて前記架台を所定の位置に移動し、
    前記工程(b)で、前記固定機構を用いて前記架台の位置を固定することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の廃棄体の定置方法。
  6. 前記工程(b)で、前記処分坑道内に設けられた移動可能な積み込み装置を用いて、前記荷台上に前記複数の廃棄体を並置することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の廃棄体の定置方法。
  7. 前記荷台の一端に、伸縮可能な下部支持フォークが前記荷台に対して垂直に設けられ、
    前記工程(c)で、前記荷台を建て起こすと、前記複数の廃棄体の鉛直方向の隙間が重力により詰まり、前記下部支持フォークが前記複数の廃棄体を支持することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の廃棄体の定置方法。
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