JP6464469B2 - Radioactive waste disposal tunnel - Google Patents

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本発明は、例えば原子力発電所から排出される放射性廃棄物を処分する放射性廃棄物処分用トンネルに関する。   The present invention relates to a radioactive waste disposal tunnel that disposes of radioactive waste discharged from, for example, a nuclear power plant.

例えば原子力発電所から排出される放射性廃棄物の地層処分施設は、施設本来の目的から可能な限り深いところを目指すことになり、地下300m以深に構築することで廃棄物を安全に埋設貯蔵することにしている。   For example, a geological disposal facility for radioactive waste discharged from a nuclear power plant will aim to be as deep as possible from the original purpose of the facility, and it will be safe to embed and store waste by building it below 300m underground. I have to.

このような放射性廃棄物の埋設処分では、廃棄物の周囲をベントナイト等の粘度系材料で覆うことにより地下水への漏出を抑制することが考えられている。しかし、セメント系部材をベントナイトの近傍に構築する場合には、千年或いは万年オーダーの期間でセメント成分の溶出が生じてベントナイトの材質劣化を招き、ベントナイトの超長期の低透水性能を確保できなくなることがわかってきた。このような懸念を排除するためには、セメント系材料を極力使用しない支保部材が必要である。   In such disposal of radioactive waste, it is considered that leakage to groundwater is suppressed by covering the periphery of the waste with a viscous material such as bentonite. However, when a cement-based member is constructed in the vicinity of bentonite, the elution of cement components occurs in a period of a thousand or tens of years, leading to deterioration of the bentonite material, making it impossible to ensure the low-permeability performance of bentonite for an extremely long period. I understand that. In order to eliminate such a concern, a support member that uses as little cement material as possible is necessary.

セメント系材料を極力使用しない支保構造として、本出願人は特許文献1に開示されたような岩石利用セグメントを提案している。岩石利用セグメントは、鋼製枠と花崗岩等の岩石ブロックを組み合わせた複合セグメントであり、鋼製枠にレンガ状の岩石ブロックを充填し、岩石ブロックの間に形成される隙間にはモルタルを充填することでセグメントとして一体化を図る構造となっている。このセグメントにおいて、モルタルは岩石ブロック間の隙間を埋めるためだけに使用されるので、その使用量は吹付けコンクリートやコンクリートセグメントに比べて少なくなり、セメントの使用を大幅に低減できる可能性がある。   As a supporting structure that uses as little cement-based material as possible, the present applicant has proposed a rock utilization segment as disclosed in Patent Document 1. The rock use segment is a composite segment that combines a steel frame and a rock block such as granite. The steel frame is filled with a brick-like rock block, and the gap formed between the rock blocks is filled with mortar. Thus, the structure is designed to be integrated as a segment. In this segment, mortar is used only to fill gaps between rock blocks, so the amount used is less than that of shotcrete or concrete segments, which may greatly reduce the use of cement.

さらに、本出願人は、岩石利用セグメントを用いて坑道を構築する方法を特許文献2で提案している。この方法では、岩石利用セグメントの組み立て作業に伴う坑道の地山壁面とセグメントとの間に生じる空隙に対してセメント系材料を極力使用しない裏込め材として、砕石を用いた裏込め充填が行なわれる。すなわち、坑道の建設が完了した後、廃棄物及び緩衝材等の人工バリアの埋設作業を行い、その後、坑道を埋め戻す際、この砕石層に対してベントナイト系材料等を注入して砕石間の隙間を充填し、放射性核種の移行経路となる水みちが生じないように低透水領域に改良する。   Furthermore, the present applicant has proposed a method of constructing a mine shaft using a rock utilization segment in Patent Document 2. In this method, backfilling using crushed stone is performed as a backfilling material that uses as little cement-based material as possible for the gaps between the ground wall of the mine shaft and the segment associated with the assembling work of the rock use segment. . That is, after the construction of the mine is completed, an artificial barrier such as waste and cushioning material is buried, and then when the mine is backfilled, bentonite-based materials are injected into this crushed stone layer, Fill the gap and improve the low water permeability area so that there is no water channel as a radionuclide migration path.

特開2002−250795号公報JP 2002-250795 A 特開2009−276335号公報JP 2009-276335 A

ところで、一般的な放射性廃棄物の処分坑道での定置方法としては、図14(A)に示す縦置き方式と、図14(B)に示す横置き方式とがある。   By the way, there are a vertical placement method shown in FIG. 14 (A) and a horizontal placement method shown in FIG.

図14(A)に示す縦置き方式では、地上(地上施設)との間が立坑100によって連絡された坑道(処分坑道)102の底盤部から縦方向に掘削された処分孔104に人工バリア106を埋設した後、立坑100及び坑道102を埋め戻し材108によって埋め戻す。なお、図14(A)中、参照符号110は止水プラグであり、参照符号112は小破砕帯を示す。この縦置き方式の場合、坑道102を埋め戻す際、坑道102の内空側から岩石利用セグメント等の支保工114の背面にある砕石層にベントナイト系材料等を注入することができる。   In the vertical installation method shown in FIG. 14 (A), an artificial barrier 106 is formed in the disposal hole 104 drilled in the vertical direction from the bottom of the tunnel (disposal tunnel) 102 connected to the ground (ground facility) by the vertical shaft 100. Then, the vertical shaft 100 and the shaft 102 are backfilled with the backfill material 108. In FIG. 14A, reference numeral 110 denotes a water stop plug, and reference numeral 112 denotes a small crushing zone. In the case of this vertical placement method, when the tunnel 102 is backfilled, bentonite-based material or the like can be injected from the inner space side of the tunnel 102 into the crushed stone layer on the back surface of the support work 114 such as the rock utilization segment.

一方、図14(B)に示す横置き方式では、坑道102に人工バリア106を定置した後、立坑100及び坑道102を埋め戻し材108によって埋め戻す。なお、図14(B)中、参照符号116は力学プラグを示す。この横置き方式の場合、廃棄体及び緩衝材等の人工バリア106が坑道102に定置されているため作業空間が確保できず、支保工114の背面にある砕石層に坑道102の内空側からベントナイト系材料等を注入することは難しい。   On the other hand, in the horizontal installation method shown in FIG. 14B, after the artificial barrier 106 is placed in the tunnel 102, the shaft 100 and the tunnel 102 are backfilled with the backfill material 108. In FIG. 14B, reference numeral 116 indicates a dynamic plug. In the case of this horizontal placement method, an artificial barrier 106 such as a waste body and a cushioning material is fixed in the tunnel 102, so that a work space cannot be secured, and the crushed stone layer on the back surface of the support work 114 can be seen from the inner side of the tunnel 102. It is difficult to inject bentonite-based materials.

また、図14(B)の横置き方式について、現時点では、人工バリア106の定置方式の選択肢の一つであるPEM(Prefabricated Engineered Barrier System Module)システムが今後の技術開発の対象として有望と考えられている。PEMシステムとは、地上施設で廃棄物、オーバーパック、緩衝材を鋼製の容器内に一体化したモジュールを製作し(以下、「人工バリア一体化モジュール」という)、この人工バリア一体化モジュールを地下施設に搬送・定置する方法である。図15に示すように、例えば、人工バリア一体化モジュール118は、坑道102の支保工となるセグメント(岩石利用セグメント)120の内側に台座122を介して定置される。なお、図15中、参照符号124は砕石層を示す。   14B, at present, a PEM (Prefabricated Engineered Barrier System Module) system, which is one of the choices for the placement method of the artificial barrier 106, is considered to be a promising target for future technological development. ing. The PEM system is a module that integrates waste, overpacks, and cushioning materials in a steel container at a ground facility (hereinafter referred to as an “artificial barrier integrated module”). It is a method of transporting and placing in underground facilities. As shown in FIG. 15, for example, the artificial barrier integrated module 118 is placed through a pedestal 122 inside a segment (a rock utilization segment) 120 serving as a support for the tunnel 102. In FIG. 15, reference numeral 124 indicates a crushed stone layer.

ところが、一般的な人工バリア一体化モジュール118は、例えば、その重量が約30トン、台座の幅が約0.7m、モジュール1体当たりの長さが約3.0mであり、0.14MPaの分布荷重がセグメント120に作用する。砕石層124を構成する砕石の弾性係数はセグメント120や坑道102の壁面の岩盤の弾性係数よりも小さいと考えられるため、分布荷重が作用すると、セグメント120の背面の砕石層124が変形し、それに伴ってセグメント120に局所的な曲げ応力が発生して、ひび割れの発生や破壊に至ることが懸念されている。   However, the general artificial barrier integrated module 118 has, for example, a weight of about 30 tons, a pedestal width of about 0.7 m, a length of about 3.0 m per module, and 0.14 MPa. A distributed load acts on the segment 120. Since the elastic modulus of the crushed stone constituting the crushed stone layer 124 is considered to be smaller than the elastic modulus of the rocks on the wall surface of the segment 120 or the tunnel 102, when a distributed load is applied, the crushed stone layer 124 on the back surface of the segment 120 is deformed. Along with this, there is a concern that a local bending stress is generated in the segment 120, leading to the occurrence of cracks and destruction.

本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、坑道の内周面を覆う支保工のひび割れや破壊を阻止することができる放射性廃棄物処分用トンネルを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a radioactive waste disposal tunnel capable of preventing cracking and destruction of a supporting work covering the inner peripheral surface of a mine shaft. And

本発明に係る放射性廃棄物処分用トンネルは、地山を掘削して形された坑道の内周面を覆う環状の支保工設けられた放射性廃棄物処分用トンネルであって、前記支保工は、弧状を成すセグメント前記坑道の周方向に複数枚並べて構成されたものであり、前記支保工は、前記周方向に複数枚並べられた前記セグメントのうち、前記坑道の底部には、他の部位のセグメントよりも厚く形成されたセグメント配置されており、前記底部を除く前記支保工と前記坑道との間に、砕石を充填した砕石層設けられており、前記坑道の底部に配置されるセグメント上に放射性廃棄物が配置されると共に、前記底部に配置されるセグメントが前記坑道の内周面と直接的に接触しており、前記坑道の底部に配置されるセグメントは、前記放射性廃棄物の重量が作用したときに、ひび割れや破壊を生じない厚みを有することを特徴とする。 Radioactive waste disposal tunnel according to the present invention is a radioactive waste disposal tunnel provided annular shoring covering the inner peripheral surface of the tunnel which is shaped formed by drilling the natural ground, the shoring are those segments forming an arcuate is constituted by arranging plural in a circumferential direction of the tunnel, said shoring, among the segments arranged plurality in the circumferential direction, the bottom of the tunnel, the other are arranged segments formed thicker than the portion of the segment of the between the shoring and the galleries except bottom, crushed stone layer is provided filled with crushed stone, placed at the bottom of the tunnel The radioactive waste is disposed on the segment to be formed, the segment disposed at the bottom is in direct contact with the inner peripheral surface of the tunnel, and the segment disposed at the bottom of the tunnel is the radioactive waste When the weight is applied, and having a thickness that does not cause cracking or breaking.

このような構成によれば、坑道の内周面を覆う支保工の底部を他の部位よりも厚く形成し、この底部の支保工の背後には砕石層を設けていないため、例えば、処分する廃棄物として大きな重量を有する人工バリア一体化モジュールを定置した場合に、その重量による分布荷重が支保工に作用しても、坑道の壁面の岩盤が底部の支保工を直接的に支持するため、支保工に局所的な曲げ応力が発生することが回避され、支保工のひび割れや破壊を阻止することができる。   According to such a configuration, the bottom portion of the supporting work that covers the inner peripheral surface of the mine shaft is formed thicker than the other parts, and the crushed stone layer is not provided behind the supporting work at the bottom portion. When the artificial barrier integrated module having a large weight as a waste is placed, even if the distributed load due to its weight acts on the support, the rock on the wall surface of the tunnel directly supports the support at the bottom, Generation of local bending stress in the support work is avoided, and cracks and breakage of the support work can be prevented.

前記セグメントは、鋼製枠に岩石ブロック一体化して形成されたものであってもよい。 The segment may be formed by integrating a rock block into a steel frame.

前記支保工の内部空間に定置される放射性廃棄物は、放射性廃棄物金属製容器と緩衝材とで人工バリアを構築された人工バリア一体モジュールあってもよい。 The shoring radioactive waste is placed in the interior space of may be engineered barrier integral module of radioactive waste were constructed of artificial barriers between metallic container and buffer material.

本発明によれば、例えば、処分する廃棄物として大きな重量を有する人工バリア一体化モジュールを定置した場合に、その重量による分布荷重が支保工に作用しても、坑道の壁面の岩盤が底部の支保工を直接的に支持するため、支保工に局所的な曲げ応力が発生することが回避され、支保工のひび割れや破壊を阻止することができる。   According to the present invention, for example, when an artificial barrier integrated module having a large weight as a waste to be disposed is placed, even if a distributed load due to the weight acts on the support, the rock on the wall surface of the tunnel is at the bottom. Since the support work is directly supported, the occurrence of local bending stress in the support work is avoided, and cracking and breakage of the support work can be prevented.

図1は、本発明の一実施形態に係る放射性廃棄物処分用トンネルを適用して構築した放射性廃棄物処分体の構成を示す側面断面図である。FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a radioactive waste disposal body constructed by applying a radioactive waste disposal tunnel according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1中のII−II線に沿う断面構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a cross-sectional configuration along the line II-II in FIG. 図3は、図1に示す放射性廃棄物処分用トンネルの施工方法の一工程を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing one step of the construction method of the radioactive waste disposal tunnel shown in FIG. 図4は、図3中のIV−IV線に沿う断面構成を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional configuration along the line IV-IV in FIG. 3. 図5は、支保工を構成するセグメントの構成を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the segments constituting the support work. 図6は、図1に示す放射性廃棄物処分用トンネルの施工方法の一工程を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing one step of the construction method of the radioactive waste disposal tunnel shown in FIG. 1. 図7は、図1に示す放射性廃棄物処分用トンネルの施工方法の一工程を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing one step of the construction method of the radioactive waste disposal tunnel shown in FIG. 1. 図8は、図7中のVIII−VIII線に沿う断面構成を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a cross-sectional configuration along the line VIII-VIII in FIG. 図9は、図8に示す妻壁を展開形態に変化させた状態を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a state in which the wife wall illustrated in FIG. 8 is changed to an unfolded form. 図10は、図1に示す放射性廃棄物処分用トンネルの施工方法の一工程を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory view showing one step of the construction method of the radioactive waste disposal tunnel shown in FIG. 図11は、図10中のXI−XI線に沿う断面構成を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a cross-sectional configuration along the line XI-XI in FIG. 図12は、支保工での地下水の流れを示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing the flow of groundwater in the support work. 図13は、支保工の底部に設置されるセグメントの排水孔の構成を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing the configuration of the drain holes of the segments installed at the bottom of the support work. 図14は、一般的な放射性廃棄物の坑道での定置方法を示す説明図であり、図14(A)は、縦置き方式を示し、図14(B)は、横置き方式を示す。FIG. 14 is an explanatory view showing a method of placing a general radioactive waste in a tunnel, FIG. 14 (A) shows a vertical placement method, and FIG. 14 (B) shows a horizontal placement method. 図15は、図14(B)に示す坑道に人工バリア一体化モジュールを定置した状態を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory view showing a state in which the artificial barrier integrated module is placed on the tunnel shown in FIG. 14 (B).

以下、本発明に係る放射性廃棄物処分用トンネルについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a radioactive waste disposal tunnel according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る放射性廃棄物処分用トンネル1を適用して構築した放射性廃棄物処分体10の構成を示す側面断面図であり、図2は、図1中のII−II線に沿う断面図である。   FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a radioactive waste disposal body 10 constructed by applying a radioactive waste disposal tunnel 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line II in FIG. It is sectional drawing which follows the -II line.

放射性廃棄物処分用トンネル1(以下、単に「トンネル1」ともいう)は、坑道(処分坑道)11と、坑道11の内周面を覆工する環状の支保工20と、砕石層30と、妻壁13とを備えて構成されている。放射性廃棄物処分体10は、支保工20の内部空間20sに図示しない高レベル放射性廃棄物をモジュール化した人工バリア一体化モジュール2を設置し、この内部空間20sを閉塞材40で埋め戻して閉塞したものである。   A radioactive waste disposal tunnel 1 (hereinafter also simply referred to as “tunnel 1”) includes a tunnel (disposal tunnel) 11, an annular support 20 that covers the inner peripheral surface of the tunnel 11, a crushed stone layer 30, A wife wall 13 is provided. The radioactive waste disposal body 10 is installed in the internal space 20s of the support structure 20 with the artificial barrier integrated module 2 in which high-level radioactive waste (not shown) is modularized, and the internal space 20s is backfilled with the closing material 40 and closed. It is a thing.

人工バリア一体化モジュール2(以下、単に「モジュール2」ともいう)は、廃棄物2a、オーバーパック2b、緩衝材2cを鋼製の容器内に一体化したものであり、例えば、PEM(Prefabricated Engineered Barrier System Module)システムを構成する公知のものである。坑道11内において、モジュール2は、底部の支保工20の上に台座26を介して定置される。モジュール2は、例えば、その重量が約30トン、その長さが約3.0m、台座26の幅が約0.7mである。トンネル1に定置される放射性廃棄物の形態は限定されるものではなく、人工バリア一体化モジュール2以外の構成のものであっても勿論よい。   The artificial barrier integrated module 2 (hereinafter also simply referred to as “module 2”) is a unit in which waste 2a, overpack 2b, and cushioning material 2c are integrated in a steel container. For example, PEM (Prefabricated Engineered) (Barrier System Module) system. Within the mine shaft 11, the module 2 is placed on a support 20 at the bottom via a pedestal 26. For example, the module 2 has a weight of about 30 tons, a length of about 3.0 m, and a width of the base 26 of about 0.7 m. The form of the radioactive waste placed in the tunnel 1 is not limited, and may of course have a configuration other than the artificial barrier integrated module 2.

坑道11は、図3に示す掘削装置50により地山12を掘削して形成したものである。より具体的には、坑道11は、掘削装置50により所定の掘削方向(図3では左側)に向けて地山12を掘削することで形成される。坑道11の内径は、例えば5.4mである。   The mine shaft 11 is formed by excavating the natural ground 12 with the excavator 50 shown in FIG. More specifically, the mine shaft 11 is formed by excavating the natural ground 12 with the excavator 50 in a predetermined excavation direction (left side in FIG. 3). The inner diameter of the mine shaft 11 is, for example, 5.4 m.

掘削装置50は、自由断面掘進機である掘削装置本体51と、支保工20を構築するセグメント22,22aを搬送し、さらにセグメント22,22aを組み立てて支保工20を構築する支保工組立装置本体60とを備えている。   The excavator 50 conveys the excavator main body 51 which is a free section excavator and the segments 22 and 22a for constructing the support work 20, and further assembles the segments 22 and 22a to construct the support work 20. 60.

掘削装置本体51は、掘削方向に沿った掘削軸の軸心51xを中心に回転可能な円柱状のカッターヘッド52と、カッターヘッド52の先端部外周面に取り付けられたカッター53と、カッターヘッド52を掘削軸の軸心51x回りに回転させる駆動源54と、4つの車輪55とを備える。掘削装置本体51は、駆動源54の駆動力を車輪55に伝達する伝達状態と、駆動源54の駆動力を車輪55に伝達しない非伝達状態とに切り換え可能であり、伝達状態で駆動源54を駆動した場合には、車輪55が回転して走行する。   The excavator body 51 includes a cylindrical cutter head 52 that can rotate around an axis 51x of the excavation axis along the excavation direction, a cutter 53 that is attached to the outer peripheral surface of the tip of the cutter head 52, and the cutter head 52. Is provided with a drive source 54 for rotating the shaft around the axis 51x of the excavation shaft and four wheels 55. The excavator body 51 can be switched between a transmission state in which the driving force of the driving source 54 is transmitted to the wheels 55 and a non-transmission state in which the driving force of the driving source 54 is not transmitted to the wheels 55. When the vehicle is driven, the wheel 55 rotates and travels.

支保工組立装置本体60は、支保工20の内部空間20sにおいて、一定間隔毎に立設する複数の柱61と、掘削方向に沿って延在し、柱61にそれぞれ取り付けたビーム63とを備えている。   The support assembly apparatus main body 60 includes a plurality of columns 61 erected at regular intervals in the internal space 20 s of the support 20 and beams 63 extending along the excavation direction and attached to the columns 61. ing.

柱61は、図4に示すように、掘削方向に沿って掘削装置本体51が移動する領域R1を確保するため、中央部において折り曲げてU字状を成すアーチ状に形成されている。柱61の下端部には、車輪62が設けられており、車輪62がレール15上を走行することにより、柱61は掘削方向及びこれと反対方向に移動可能である。柱61の一方の端と他方の端との間隔は、例えば3.2mである。   As shown in FIG. 4, the column 61 is formed in an arch shape that is bent at the center portion to form a U-shape in order to secure a region R <b> 1 in which the excavator body 51 moves along the excavation direction. A wheel 62 is provided at the lower end of the column 61, and the column 61 can move in the excavation direction and in the opposite direction when the wheel 62 travels on the rail 15. The distance between one end of the pillar 61 and the other end is, for example, 3.2 m.

ビーム63は、柱61の中央部に取り付けられている。図3に示すように、ビーム63には、当該ビーム63に対して掘削方向及びこれと反対方向に走行する第1走行手段63a及び第2走行手段63bが設けられている。本実施形態では、第1走行手段63aは、ビーム63の下端部に設けており、第2走行手段63bは、ビーム63の上端部に設けている。   The beam 63 is attached to the central portion of the column 61. As shown in FIG. 3, the beam 63 is provided with first traveling means 63 a and second traveling means 63 b that travel in the excavation direction and the opposite direction with respect to the beam 63. In the present embodiment, the first traveling means 63 a is provided at the lower end portion of the beam 63, and the second traveling means 63 b is provided at the upper end portion of the beam 63.

第1走行手段63aには、セグメント22,22aを組み立てて支保工20を構築する支保工組立手段70が取り付けられている。支保工組立手段70は、第1走行手段63aに取り付けられた第1軸部材71と、回動軸の軸心70x回りに回動可能な状態で第1軸部材71に取り付けられた第2軸部材72と、第2軸部材72に対して進退可能に取り付けられた第3軸部材73と、第3軸部材73の先端に設けられてセグメント22,22aを保持する図示しない保持具とを備えている。   A support assembly means 70 for assembling the segments 22 and 22a to construct the support work 20 is attached to the first traveling means 63a. The support assembly means 70 includes a first shaft member 71 attached to the first traveling means 63a, and a second shaft attached to the first shaft member 71 in a state of being rotatable around the axis 70x of the rotation shaft. A member 72; a third shaft member 73 that is attached to the second shaft member 72 so as to be movable back and forth; and a holder (not shown) that is provided at the tip of the third shaft member 73 and holds the segments 22 and 22a. ing.

第2走行手段63bには、図4に示すように、砕石31を吐出する砕石吐出手段80と、充填材料として、例えばベントナイト32(図2参照)等の粘度系材料を吐出するベントナイト吐出手段90とが設けられている。   As shown in FIG. 4, the second traveling means 63b includes a crushed stone discharging means 80 for discharging the crushed stone 31, and a bentonite discharging means 90 for discharging a viscosity material such as bentonite 32 (see FIG. 2) as a filling material. And are provided.

砕石吐出手段80は、第2走行手段63bに取り付けられた砕石吐出手段本体81と、先端から砕石31を吐出する砕石吐出ノズル82とを備えている。   The crushed stone discharging means 80 includes a crushed stone discharging means main body 81 attached to the second traveling means 63b, and a crushed stone discharging nozzle 82 for discharging the crushed stone 31 from the tip.

ベントナイト吐出手段90は、第2走行手段63bに取り付けられたベントナイト吐出手段本体91と、先端からベントナイト32を吐出するベントナイト吐出ノズル92とを備えている。   The bentonite discharge means 90 includes a bentonite discharge means main body 91 attached to the second traveling means 63b, and a bentonite discharge nozzle 92 for discharging the bentonite 32 from the tip.

支保工(覆工)20は、いわゆるライニングと呼ばれるものであり、図1及び図2に示すように、坑道11の内周面の全体を覆うよう環状に構成されている。支保工20は、図3及び図4に示すように、円筒状を成す複数の筒体21を、掘削方向に沿って複数並べて構成されている。筒体21は、弧状を成す複数のセグメント22(22a)を、掘削軸の軸心51x回りに沿って周方向に複数並べて構成されており、例えば掘削方向における幅が1mとなるように形成されている。支保工20は、底部を除く部位の厚さが0.1mであり、その内径が5.0mである。支保工20の底部には他の部位に設置されるセグメント22よりも厚みの大きなセグメント22aが設置され、このセグメント22aの厚さは、例えば、0.2mであり、他の部位の2倍程度の厚さに設定される。   The support (lining) 20 is a so-called lining, and is formed in an annular shape so as to cover the entire inner peripheral surface of the mine shaft 11 as shown in FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the support work 20 is configured by arranging a plurality of cylindrical cylinders 21 along the excavation direction. The cylindrical body 21 is configured by arranging a plurality of arcuate segments 22 (22a) in the circumferential direction around the axis 51x of the excavation shaft, and is formed to have a width of 1 m in the excavation direction, for example. ing. The support work 20 has a thickness of a portion excluding the bottom portion of 0.1 m and an inner diameter of 5.0 m. A segment 22a having a thickness larger than that of the segment 22 installed at the other part is installed at the bottom of the support work 20, and the thickness of the segment 22a is, for example, 0.2 m, which is about twice that of the other part. Set to the thickness of

セグメント22(22a)は、図5に示すように、例えば鋼等の金属材料で形成され、外枠となるセグメント本体23と、セグメント本体23の内部に嵌め込まれる複数の岩石24と、セグメント本体23と岩石24との間に充填されたモルタル(図示を省略)とで構成されている。このモルタルには、低アルカリセメントを使用する。   As shown in FIG. 5, the segment 22 (22 a) is formed of a metal material such as steel, for example, and includes a segment main body 23 serving as an outer frame, a plurality of rocks 24 fitted into the segment main body 23, and the segment main body 23. And mortar (not shown) filled between the rock 24 and the rock 24. A low alkali cement is used for this mortar.

支保工20の底部を構成するセグメント(底部セグメント、底部拡幅セグメント)22aは、その板厚が他の部位(支保工20の側部及び天部)を構成するセグメント22よりも厚く構成されるが、全体の構造はセグメント22と同様でよい。セグメント22aの背後には砕石層30が設けられず、セグメント22aは坑道11の内周面(地山12)に直接的に設置される。   The segment (bottom segment, bottom widened segment) 22a that constitutes the bottom of the support work 20 is configured so that the plate thickness is thicker than the segment 22 that constitutes another part (side and top of the support work 20). The overall structure may be the same as that of the segment 22. The crushed stone layer 30 is not provided behind the segment 22a, and the segment 22a is installed directly on the inner peripheral surface (the ground 12) of the mine shaft 11.

セグメント22aには、図4及び図13に示すように、坑道11の内周面に設置された状態で該坑道11の掘削方向に沿って延在する排水孔25aと、セグメント22aの曲面方向(円弧方向)に沿って設けられ、排水孔25aと直交する排水孔25bとが形成されている。排水孔25aは、坑道11の掘削方向に沿って連設された隣接するセグメント22aの排水孔25aとの間で互いに連通し、坑道11の延長方向へと連通する。排水孔25bは、図4に示すように、セグメント22aの側方の砕石層30に対応する位置に開口し、砕石層30を通過した地下水を排水孔25aへと流通させる。   4 and 13, the segment 22a includes a drain hole 25a extending along the excavation direction of the mine shaft 11 in a state of being installed on the inner peripheral surface of the mine shaft 11, and a curved surface direction of the segment 22a ( A drainage hole 25b that is provided along the arc direction and is orthogonal to the drainage hole 25a is formed. The drainage holes 25 a communicate with each other between the drainage holes 25 a of adjacent segments 22 a provided along the excavation direction of the mine shaft 11, and communicate with the extension direction of the mine shaft 11. As shown in FIG. 4, the drain hole 25b opens at a position corresponding to the crushed stone layer 30 on the side of the segment 22a, and allows groundwater that has passed through the crushed stone layer 30 to flow to the drain hole 25a.

岩石24は、例えば堆積岩、変成岩、又は火成岩等を削ることでセグメント本体23の内部に嵌め込むことができるように形成されている。岩石24としては、上記した堆積岩等の石灰岩のようにカルシウムやカリウム等のアリカリ性成分を含むものは使用しないことが好ましい。すなわち、本実施形態における岩石24とは、アルカリ性成分を含まないものである。   The rock 24 is formed so as to be fitted into the segment main body 23 by cutting, for example, sedimentary rock, metamorphic rock, or igneous rock. As the rock 24, it is preferable not to use a limestone such as a sedimentary rock as described above that contains antaritic components such as calcium and potassium. That is, the rock 24 in this embodiment does not contain an alkaline component.

砕石層30は、図1および図2に示すように、坑道11の内周面と支保工20の外周面との間の空隙に設けたものであり、セグメント22aが配置された支保工20の底部には設置されない。砕石層30は、例えばカルシウムやカリウム等のアリカリ性成分を含まない岩石を破砕して形成した豆砂利等の砕石31で構成されており、砕石31は、例えば2.5〜10.00mmの比較的粒径が小さい砂利からなる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the crushed stone layer 30 is provided in a gap between the inner peripheral surface of the mine shaft 11 and the outer peripheral surface of the support work 20, and the support work 20 in which the segment 22a is disposed. It is not installed at the bottom. The crushed stone layer 30 is composed of crushed stones 31 such as pea gravel formed by crushing rocks not containing antaritic components such as calcium and potassium, and the crushed stone 31 is a comparison of 2.5 to 10.00 mm, for example. It consists of gravel with a small particle size.

なお、アルカリ性成分を含む砕石31であっても、アルカリ性成分の含有量がバリア性能に影響を及ぼさない程度であれば、使用可能である。ここで、バリア性能とは、「埋め戻し材および緩衝材における核種の移行において、周辺岩盤が持つ遅延性能と同等となるような性能」を意味する。また、砕石31のアルカリ性成分が許容値以上の場合、脱アルカリ処理等を施して許容値以下とすることで、使用可能となる。   Note that even the crushed stone 31 containing an alkaline component can be used as long as the content of the alkaline component does not affect the barrier performance. Here, the barrier performance means “performance that is equivalent to the delay performance of the surrounding rock in the migration of nuclides in the backfill material and the buffer material”. Moreover, when the alkaline component of the crushed stone 31 is more than an allowable value, it can be used by applying a dealkalization treatment or the like to make it less than the allowable value.

妻壁13は、坑道11の先端側に砕石31が流出することを防止しながら坑道11の内周面と筒体21の外周面との間の空隙に砕石31を充填するため空間を形成する仕切り壁となるものであって、掘削方向に沿って一定の間隔毎に設けられる。妻壁13は、図8及び図9に示すように、充填ノズル13aと、貫通ノズル13bと、内部に充填空間を有する袋体13cとを備えて構成される。   The end wall 13 forms a space for filling the gap between the inner peripheral surface of the mine shaft 11 and the outer peripheral surface of the cylindrical body 21 with the crushed stone 31 while preventing the crushed stone 31 from flowing out to the front end side of the mine shaft 11. A partition wall is provided at regular intervals along the excavation direction. As shown in FIGS. 8 and 9, the end wall 13 includes a filling nozzle 13 a, a through nozzle 13 b, and a bag body 13 c having a filling space inside.

充填ノズル13aは、袋体13cの内部の充填空間に連通する充填口を備える。貫通ノズル13bは、妻壁13の背後に画成された坑道11の内周面と筒体21の外周面との間の空隙に砕石31を充填する際に使用されるノズル接続口と砕石吐出口とを備える。これらノズル接続口と砕石吐出口とは、袋体13cの充填空間にそれぞれ非連通であって、ノズル接続口と砕石吐出口とが互いに連通している。   The filling nozzle 13a includes a filling port that communicates with the filling space inside the bag 13c. The through-nozzle 13b has a nozzle connection port and a crushed stone discharge used when filling a gap between the inner peripheral surface of the tunnel 11 and the outer peripheral surface of the cylindrical body 21 defined behind the end wall 13 with the crushed stone 31. And an exit. The nozzle connection port and the crushed stone discharge port are not in communication with the filling space of the bag 13c, and the nozzle connection port and the crushed stone discharge port are in communication with each other.

袋体13cは、図8に示すように、その充填空間にベントナイト32等の充填材料を充填していない状態では折り畳んだ収納形態にある一方、図9に示すように、充填空間に充填材料が充填された状態では膨らんだ展開形態に切り換わるものである。   As shown in FIG. 8, the bag 13c is in a folded storage form when the filling space is not filled with a filling material such as bentonite 32, while the filling material is filled in the filling space as shown in FIG. In the filled state, it switches to the expanded form.

ここで、妻壁13の設置方法について説明する。ここでは、地山12の坑道11の先端側に、掘削装置50によって形成された掘削空間DS(図3参照)が存在するものとして説明する。   Here, the installation method of the wife wall 13 is demonstrated. Here, the description will be made on the assumption that the excavation space DS (see FIG. 3) formed by the excavating device 50 exists on the distal end side of the mine shaft 11 of the natural ground 12.

先ず、図7及び図8に示すように、収納形態とした袋体13cを、掘削方向の先端側に新たに設置した筒体21の外周面に設置する。収納形態の袋体13cは、ベントナイト32が充填されて展開形態となった後方の妻壁13に対し、予め設定した一定の間隔(本実施形態では1m)で設置される。   First, as shown in FIG.7 and FIG.8, the bag body 13c made into the accommodation form is installed in the outer peripheral surface of the cylinder 21 newly installed in the front end side of the excavation direction. The bag 13c in the storage form is installed at a predetermined interval (1 m in the present embodiment) with respect to the rear end wall 13 filled with the bentonite 32 and in the developed form.

次に、収納形態の妻壁13の充填ノズル13aの充填口に、ベントナイト吐出ノズル92の先端を挿入してベントナイト32を吐出し、袋体13cの充填空間にベントナイト32を充填する。そうすると、充填空間にベントナイト32が充填されることで膨らんで展開形態に変化した袋体13c(妻壁13)は、図7及び図9に示すように、掘削空間DSから、筒体21の外周面と坑道11の内周面との空隙16sを分断する。このように掘削空間DSから空隙16sを分断した状態では、貫通ノズル13bは、ノズル接続口が掘削空間DS側に配置され、砕石吐出口が空隙16s側に配置される。そこで、ノズル接続口に砕石吐出ノズル82の先端を挿入して砕石31を吐出すれば、空隙16sに砕石31を充填することができる(図10及び図11参照)。   Next, the bentonite discharge nozzle 92 is inserted into the filling port of the filling nozzle 13a of the end wall 13 in the storage form to discharge the bentonite 32, thereby filling the filling space of the bag 13c with the bentonite 32. Then, as shown in FIGS. 7 and 9, the bag body 13 c (the end wall 13) that has been inflated and changed to the expanded form by being filled with the bentonite 32 is filled with the outer periphery of the cylindrical body 21 from the excavation space DS as shown in FIGS. 7 and 9. The gap 16s between the surface and the inner peripheral surface of the mine shaft 11 is divided. In this state where the gap 16s is divided from the excavation space DS, the through nozzle 13b has a nozzle connection port disposed on the excavation space DS side and a crushed stone discharge port disposed on the gap 16s side. Therefore, if the crushed stone 31 is discharged by inserting the tip of the crushed stone discharge nozzle 82 into the nozzle connection port, the crushed stone 31 can be filled in the gap 16s (see FIGS. 10 and 11).

閉塞材40は、図1及び図2に示すように、支保工20の内部空間20sを閉塞するための埋め戻し材である。閉塞材40は、地山12を構成する岩盤がアルカリ性成分を含まないものである場合には、掘削装置50により地山12を掘削した際に発生する岩石を用い、この岩石を破砕することで形成した豆砂利を使用し、この豆砂利とベントナイト32とを混合して形成するとよい。一方、地山12を構成する岩盤がアルカリ性成分を含むものである場合、閉塞材40は、アルカリ性成分を含まない岩石を破砕することで形成した豆砂利を使用し、この豆砂利とベントナイト32とを混合して形成するとよい。閉塞材40は、高レベル放射性廃棄物を支保工20の内部空間20sに設置した後、支保工20の内部空間20sに充填される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the closing material 40 is a backfilling material for closing the internal space 20 s of the support work 20. When the rock mass which comprises the natural ground 12 does not contain an alkaline component, the obstruction | occlusion material 40 uses the rock which generate | occur | produces when excavating the natural ground 12 with the excavator 50, and crushes this rock. The bean gravel thus formed may be used, and the bean gravel and bentonite 32 may be mixed and formed. On the other hand, when the rock mass which comprises the natural ground 12 contains an alkaline component, the block material 40 uses the bean gravel formed by crushing the rock which does not contain an alkaline component, and this bean gravel and bentonite 32 are mixed. To form. The blocking material 40 is filled in the internal space 20 s of the support 20 after high-level radioactive waste is installed in the internal space 20 s of the support 20.

次に、上記のように構成されるトンネル1及び放射性廃棄物処分体10の施工方法について順を追って説明し、合わせてトンネル1を構成する支保工20での排水・遮水構造について説明する。ここでは、図3に示すように、複数の筒体21を掘削方向に沿って連設されており、筒体21の内部空間21s下部には、柱61の移動を案内する一対のレール15が掘削方向に沿って延在するように設けられ、さらに掘削装置本体51が走行可能なように上面が平坦に形成された土壌材14を敷き詰めてあるものとして説明する。   Next, the construction method of the tunnel 1 and the radioactive waste disposal body 10 configured as described above will be described step by step, and the drainage / water shielding structure in the support work 20 constituting the tunnel 1 will be described. Here, as shown in FIG. 3, a plurality of cylinders 21 are connected along the excavation direction, and a pair of rails 15 for guiding the movement of the pillars 61 are provided in the lower part of the internal space 21 s of the cylinders 21. In the following description, it is assumed that the soil material 14 is provided so as to extend along the excavation direction, and further has a flat upper surface so that the excavator body 51 can travel.

先ず、図3に示すように、掘削装置50において、支保工組立装置本体60よりも掘削装置本体51を掘削方向の前方側に配置する。そして、駆動源54の駆動力を車輪55に伝達しない非伝達状態に切り換えた状態で駆動源54を駆動し、掘削軸の軸心51x回りにカッターヘッド52回転させながら、掘削装置本体51を非伝達状態から伝達状態に切り換え、掘削装置本体51を掘削方向に走行させる。   First, as shown in FIG. 3, in the excavator 50, the excavator body 51 is arranged on the front side in the excavation direction with respect to the support assembly apparatus body 60. Then, the driving source 54 is driven in a state where the driving force of the driving source 54 is switched to the non-transmitting state where the driving force is not transmitted to the wheels 55, and the cutter head 52 is rotated about the axis 51x of the excavating shaft, while the excavator body 51 is not The transmission state is switched to the transmission state, and the excavator body 51 is caused to travel in the excavation direction.

この状態でカッター53が地山12に接触すると、カッター53により地山12が掘削方向に向けて掘削される。さらに、この状態から、カッターヘッド52を上下方向及び左右方向に移動させてカッター53により地山12を掘削し、図3に示すように、掘削方向の先端側に筒体21の内部空間21sと連通する掘削空間DSを形成し、掘削方向に向けて坑道11を延ばす。このような掘削は、掘削空間DSの掘削方向における幅が、筒体21の掘削方向における幅よりも大きくなるまで行う。本実施形態では、筒体21の掘削方向における幅が1mであるため、掘削方向における掘削空間DSの幅が1m以上となるまで地山12の掘削を行う。   When the cutter 53 comes into contact with the natural ground 12 in this state, the natural ground 12 is excavated by the cutter 53 in the excavation direction. Further, from this state, the cutter head 52 is moved in the up and down direction and the left and right direction to excavate the natural ground 12 by the cutter 53, and as shown in FIG. A communicating excavation space DS is formed, and the mine shaft 11 is extended in the excavation direction. Such excavation is performed until the width of the excavation space DS in the excavation direction becomes larger than the width of the cylindrical body 21 in the excavation direction. In the present embodiment, since the width of the cylindrical body 21 in the excavation direction is 1 m, the natural ground 12 is excavated until the width of the excavation space DS in the excavation direction becomes 1 m or more.

次に、掘削空間DSにセグメント22,22aを設置することで新たな筒体21を構築する。セグメント22,22aを設置する場合には、図6に示すように、掘削装置本体51を掘削方向と反対方向に移動させ、支保工組立装置本体60を掘削方向に移動させて、掘削装置本体51と支保工組立装置本体60とを入れ替える。そして、第1走行手段63aを走行させることにより各セグメント22,22aを個別に搬送し、支保工組立手段70によって坑道11の底部にセグメント22aを設け、その側部に周方向にセグメント22を設けて筒体21を構築する。   Next, a new cylinder 21 is constructed by installing the segments 22 and 22a in the excavation space DS. When installing the segments 22 and 22a, as shown in FIG. 6, the excavator body 51 is moved in the direction opposite to the excavation direction, the support assembly apparatus body 60 is moved in the excavation direction, and the excavator body 51 is moved. And the support assembly apparatus main body 60 are replaced. Then, each segment 22, 22a is individually conveyed by running the first running means 63a, and the segment 22a is provided at the bottom of the mine shaft 11 by the support assembly means 70, and the segments 22 are provided in the circumferential direction on the side portions thereof. Thus, the cylindrical body 21 is constructed.

その後、図7及び図8に示すように、掘削方向における筒体21の外周面の先端側に、収納形態の袋体13cを配置した後、充填ノズル13aの充填口にベントナイト吐出ノズル92の先端を挿入する。そして、ベントナイト吐出ノズル92の先端からベントナイト32を吐出し、袋体13cの充填空間にベントナイト32を充填して展開形態に切り換えて妻壁13を画成し、この妻壁13により、掘削空間DSから、筒体21の外周面と坑道11の内周面との間の空隙16sを分断する。   Thereafter, as shown in FIGS. 7 and 8, after the bag 13c in the storage form is disposed on the distal end side of the outer peripheral surface of the cylindrical body 21 in the excavation direction, the distal end of the bentonite discharge nozzle 92 is inserted into the filling port of the filling nozzle 13a. Insert. Then, the bentonite 32 is discharged from the tip of the bentonite discharge nozzle 92, and the filling space of the bag 13c is filled with the bentonite 32 to switch to the unfolded form, thereby defining the end wall 13. By the end wall 13, the excavation space DS is formed. Then, the gap 16s between the outer peripheral surface of the cylinder 21 and the inner peripheral surface of the mine shaft 11 is divided.

続いて、図10及び図11に示すように、妻壁13の貫通ノズル13bのノズル接続口に砕石吐出ノズル82の先端を挿入した後、当該砕石吐出ノズル82の先端から砕石31を吐出し、空隙16sに砕石31を充填する。   Subsequently, as shown in FIGS. 10 and 11, after inserting the tip of the crushed stone discharge nozzle 82 into the nozzle connection port of the through nozzle 13 b of the end wall 13, the crushed stone 31 is discharged from the tip of the crushed stone discharge nozzle 82, The crushed stone 31 is filled in the gap 16s.

次いで、今度は、妻壁13の貫通ノズル13bのノズル接続口に、ベントナイト吐出ノズル92の先端を挿入してベントナイト32を適量吐出し、貫通ノズル13bをベントナイト32によって閉塞する(図12参照)。   Next, the bentonite discharge nozzle 92 is inserted into the nozzle connection port of the through nozzle 13b of the end wall 13 to discharge an appropriate amount of bentonite 32, and the through nozzle 13b is blocked by the bentonite 32 (see FIG. 12).

上記のような作業、具体的には、地山12を掘削して掘削空間DSを形成し、当該掘削空間DSに複数のセグメント22,22aを設置して筒体21を構築し、掘削方向の先端側に妻壁13を設置して掘削空間DSから空隙16sを分断し、当該空隙16sに砕石31を充填してから貫通ノズル13bをベントナイト32で閉塞することを繰り返し、掘削方向に延在する坑道11を形成し、筒体21を掘削方向に延在させる。   The work as described above, specifically, excavating the natural ground 12 to form the excavation space DS, installing a plurality of segments 22 and 22a in the excavation space DS to construct the cylindrical body 21, The end wall 13 is installed on the distal end side to divide the gap 16 s from the excavation space DS, and after filling the gap 16 s with the crushed stone 31, the penetrating nozzle 13 b is closed with the bentonite 32 and extends in the excavation direction. The mine shaft 11 is formed, and the cylindrical body 21 is extended in the excavation direction.

このように、本実施形態では、妻壁13を設置して掘削空間DSから分断した空隙16sに砕石31を充填した後、砕石31の充填口(砕石充填口)である貫通ノズル13bを充填材料であるベントナイト32によって閉塞する。これにより、掘削方向に延在する坑道11を形成し、掘削方向に延在する筒体21(支保工20)を構築する際、各妻壁13に遮水性が備わり、坑道11の壁面から砕石層30に浸入する地下水が妻壁13を挟んだ前後の砕石層30へと流れ込まなくなる。   Thus, in this embodiment, after the chamfer 31 is filled in the gap 16s separated from the excavation space DS by installing the end wall 13, the penetrating nozzle 13b which is a filling port (crushed stone filling port) of the crushed stone 31 is used as a filling material. It is blocked by bentonite 32. Thereby, when forming the mine shaft 11 extending in the excavation direction and constructing the cylindrical body 21 (supporting work 20) extending in the excavation direction, each of the end walls 13 is provided with a water barrier, and the crushed stone from the wall surface of the mine shaft 11. Groundwater entering the layer 30 does not flow into the crushed stone layer 30 before and after the wife wall 13 is sandwiched.

このため、遮水性を持って隣接する妻壁13,13間において砕石層30へと浸入した地下水は、坑道11の延長方向への流れ場を失い、図12中の矢印で示すように、砕石層30内の隙間をセグメント22によって形成された筒体21の外周面に沿って下部へと流れ、底部のセグメント22aの側面に遮断されて下部から上部に向かって地下水が満たされるようとする。この際、底部のセグメント22aには、側面から前後の端面へと連通する排水孔25a,25bが形成されているため、砕石層30に流れ込んでここを満たそうとする地下水は、排水孔25a,25bを介して排水され、坑道11の延長方向に並んだ各セグメント22a間を連通する排水孔25aによって坑道11の坑口まで排水される。すなわち、坑道11の建設時及び操業時は、この排水孔25a,25bによって形成された坑道11の坑口まで続く排水経路を通じて地下水が坑外に排出されるため、支保工20に大きな水圧が作用しない排水構造が構築される。   For this reason, the groundwater infiltrated into the crushed stone layer 30 between the adjacent walls 13 and 13 with water-blocking properties loses the flow field in the extending direction of the mine shaft 11, and as shown by the arrows in FIG. The gap in the layer 30 flows downward along the outer peripheral surface of the cylindrical body 21 formed by the segment 22, and is blocked by the side surface of the bottom segment 22a so as to be filled with groundwater from the lower portion toward the upper portion. At this time, since the drainage holes 25a and 25b communicating from the side surface to the front and rear end faces are formed in the bottom segment 22a, the groundwater flowing into the crushed stone layer 30 to fill the drainage holes 25a and 25b The water is drained through 25 b and drained to the wellhead of the tunnel 11 through the drainage holes 25 a communicating between the segments 22 a arranged in the extending direction of the tunnel 11. That is, at the time of construction and operation of the mine shaft 11, since groundwater is discharged to the outside of the mine through the drainage path that continues to the pit of the mine shaft 11 formed by the drain holes 25 a and 25 b, a large water pressure does not act on the support work 20. A drainage structure is constructed.

上記のように、筒体21を連設することで、掘削方向において予め設定した長さを有する支保工20を構築した後、土壌材14やレール15を撤去し、支保工20の内部空間20sにモジュール2を設置する(図1参照)。その後、掘削方向に対して反対となる閉塞方向に向けて、支保工20の内部空間20sを閉塞材40で埋め戻すことで閉塞し、坑道11を閉鎖する。   As described above, the support body 20 having a length set in advance in the excavation direction is constructed by connecting the cylinders 21, and then the soil material 14 and the rail 15 are removed, and the internal space 20 s of the support work 20 is removed. Module 2 is installed in (see FIG. 1). Thereafter, the inner space 20 s of the support work 20 is backfilled with the closing material 40 in the closing direction opposite to the excavation direction, and the mine shaft 11 is closed.

この坑道11の閉鎖時の埋め戻し作業の終了、又は埋め戻し作業と同時期に、支保工20の底部のセグメント22aの排水孔25a,25bを坑道11の奥側から順次、ベントナイト32等の粘度系材料(充填材料)を注入して完全に閉塞する(図2参照)。これにより、坑道11の閉鎖後の遮水構造も構築される。   At the end of the backfilling operation when the mine shaft 11 is closed, or at the same time as the backfilling operation, the drain holes 25a and 25b of the bottom segment 22a of the support work 20 are sequentially adjusted from the back side of the mine shaft 11 to the viscosity of bentonite 32 and the like. A system material (filling material) is injected to completely occlude (see FIG. 2). Thereby, the water-impervious structure after the mine shaft 11 is closed is also constructed.

以上のように、本実施形態に係る放射性廃棄物処分用トンネル1は、地山12を掘削して坑道11を形成し、該坑道11の内周面を覆う環状の支保工20を設けたものであって、支保工20は、坑道11の底部が他の部位よりも厚く形成され、底部を除く支保工20と坑道11との間に、砕石31を充填した砕石層30を設けている。   As described above, the radioactive waste disposal tunnel 1 according to the present embodiment is formed by excavating the natural ground 12 to form the mine shaft 11 and providing the annular support 20 that covers the inner peripheral surface of the mine shaft 11. And the support work 20 is provided with the crushed stone layer 30 filled with the crushed stone 31 between the support work 20 except the bottom part and the mine road 11 except for the bottom.

このように、トンネル1では、支保工20の底部を他の部位よりも厚く形成し、この底部の支保工20(セグメント22a)の背後に砕石層30を設けていない。このため、モジュール2の重量による分布荷重が支保工20に作用しても、坑道11の壁面の岩盤が底部の支保工20を直接的に支持するため、支保工20に局所的な曲げ応力が発生することが回避され、支保工20のひび割れや破壊を阻止することができる。   Thus, in the tunnel 1, the bottom part of the support work 20 is formed thicker than the other part, and the crushed stone layer 30 is not provided behind the support work 20 (segment 22a) at the bottom part. For this reason, even if a distributed load due to the weight of the module 2 acts on the support 20, the rock on the wall surface of the tunnel 11 directly supports the support 20 at the bottom, so that local bending stress is applied to the support 20. Generation | occurrence | production is avoided and the crack and destruction of the support work 20 can be prevented.

トンネル1では、支保工20の外周面と坑道11の内周面との間の開放端を閉塞する妻壁13を地山12の掘削方向に向けて所定の間隔で設け、各妻壁13には、当該妻壁13で閉塞された空間(空隙16s)内に砕石31を充填して砕石層30を形成するための砕石充填口を有する貫通ノズル13bが設けられると共に、各貫通ノズル13bを砕石31の充填作業後に充填材料、例えばベントナイト32によって閉塞している。これにより、地山12から砕石層30に流れ込む地下水が坑道11の延長方向へと流れることを妻壁13によって遮断することができる。   In the tunnel 1, the end walls 13 that close the open ends between the outer peripheral surface of the support work 20 and the inner peripheral surface of the mine shaft 11 are provided at predetermined intervals in the excavation direction of the natural ground 12. Includes a through nozzle 13b having a crushed stone filling port for filling the crushed stone 31 into the space (gap 16s) closed by the wife wall 13 to form a crushed stone layer 30, and each through nozzle 13b is crushed. After the 31 filling operation, it is blocked by a filling material, for example, bentonite 32. Thereby, it is possible to block the groundwater flowing from the natural ground 12 into the crushed stone layer 30 in the extending direction of the mine shaft 11 by the wife wall 13.

この場合、トンネル1では、底部の支保工20(セグメント22a)には、砕石層30に流入した地下水を坑道11の延長方向へと排水する排水孔25a,25bが形成されると共に、該排水孔25a,25bを坑道11の埋め戻し作業後、又は坑道11の埋め戻し作業と同時期にベントナイト32等の充填材料によって閉塞している。このように底部の支保工20に排水孔25a,25bを設けたため、坑道11の建設時及び操業時には、妻壁13によって坑道11の延長方向への流れが遮断された地下水は、砕石層30内の下部へと流れた後、排水孔25aによって坑道11の坑口まで排水されるため、支保工20に大きな水圧が作用しない排水構造が構築される。しかも排水孔25a,25bは、坑道11の埋め戻し作業後、又は坑道11の埋め戻し作業と同時期にベントナイト32等の充填材料によって閉塞されるため、図14(A)に示す縦置き方式における坑道102の内空側から支保工114の背面にある砕石層にベントナイト等の粘度系材料を注入し、遮水構造とした場合と同様な遮水効果を得ることができる。すなわち、トンネル1では、砕石層30にベントナイト等の粘度系材料の注入をすることなく、高い遮水構造を構築できる。   In this case, in the tunnel 1, drainage holes 25 a and 25 b for draining the groundwater flowing into the crushed stone layer 30 in the extending direction of the tunnel 11 are formed in the support 20 (segment 22 a) at the bottom. 25a and 25b are closed by a filling material such as bentonite 32 after the backfilling operation of the tunnel 11 or at the same time as the backfilling operation of the tunnel 11. Since the drainage holes 25a and 25b are provided in the bottom support 20 in this way, the groundwater in which the flow in the extension direction of the tunnel 11 is blocked by the end wall 13 during the construction and operation of the tunnel 11 is in the crushed stone layer 30. Then, the drainage hole 25a drains to the wellhead of the mine shaft 11, so that a drainage structure in which a large water pressure does not act on the support 20 is constructed. Moreover, since the drain holes 25a and 25b are closed by the filling material such as bentonite 32 after the backfilling operation of the mine shaft 11 or at the same time as the backfilling operation of the mine shaft 11, the vertical holes shown in FIG. It is possible to obtain a water shielding effect similar to that obtained when a viscous material such as bentonite is injected into the crushed stone layer on the back surface of the support work 114 from the inner side of the tunnel 102 to form a water shielding structure. That is, in the tunnel 1, a high water shielding structure can be constructed without injecting a viscosity material such as bentonite into the crushed stone layer 30.

ところで、ベントナイト32は天然の地下環境において数10万年以上安定して存在していた材料であり、セメントのような化学的なインパクトを生じる材料が近くにないのであれば、長期間の健全性を期待できる。本実施形態の場合、セグメント22,22aの岩石24間の隙間を充填するモルタルにはセメントを使用するが、低アルカリセメントを使用するので、ベントナイト32等へのセメントの影響を抑えることができる。また、使用するセメント量も通常の吹付けコンクリート等の支保工に比べて大幅に低減できるので、セメントの影響に対する不確実性の低減が期待できる。また、ベントナイト32は、膨潤することによって空間を埋めると共に、透水係数が1−8m/sから1−13m/sという非常に小さな値を期待できる材料であり、このような透水係数であればベントナイト32が地下水の水みちとなることはない。さらに、ベントナイト32は、セメント系材料と違って、ひび割れによる透水経路の発生を心配する必要もない。 By the way, bentonite 32 is a material that has existed stably in the natural underground environment for hundreds of thousands of years, and if there is no material that produces a chemical impact such as cement nearby, long-term soundness Can be expected. In the present embodiment, cement is used for the mortar that fills the gap between the rocks 24 of the segments 22 and 22a. However, since low alkali cement is used, the influence of the cement on the bentonite 32 and the like can be suppressed. In addition, since the amount of cement used can be greatly reduced as compared with the support work such as ordinary shotcrete, a reduction in uncertainty with respect to the influence of cement can be expected. Bentonite 32 is a material that fills the space by swelling and can expect a very small value of 1-8 m / s to 1-13 m / s. For example, bentonite 32 does not become a groundwater channel. Furthermore, unlike the cementitious material, the bentonite 32 does not have to worry about the generation of a water-permeable path due to cracking.

また、通常の排水システムを採用する場合には、支保工の外周面を防水シートで覆い、下部に排水パイプを設置する必要があり、防水シートや排水パイプ等の有機物が残置されると、処分施設の閉鎖後に、核種移行遅延性能に有意な影響を与えないこと等の確認が必要となる。これに対して、本実施形態に係るトンネル1では、底部のセグメント22aに排水孔25a,25bを設けることにより、排水パイプの設置の必要がなく、残置物の影響を低減できる。   In addition, when adopting a normal drainage system, it is necessary to cover the outer peripheral surface of the support with a waterproof sheet and install a drain pipe at the bottom.If organic matter such as a waterproof sheet or drain pipe is left behind, After the facility is closed, it is necessary to confirm that it will not significantly affect the nuclide migration delay performance. On the other hand, in the tunnel 1 according to the present embodiment, by providing the drain holes 25a and 25b in the bottom segment 22a, it is not necessary to install drain pipes, and the influence of leftovers can be reduced.

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can be freely changed without departing from the gist of the present invention.

1 放射性廃棄物処分用トンネル
2,118 人工バリア一体化モジュール
10 放射性廃棄物処分体
11,102 坑道
12 地山
13 妻壁
13a 充填ノズル
13b 貫通ノズル
13c 袋体
16s 空隙
20,114 支保工
21 筒体
22,22a,120 セグメント
25a,25b 排水孔
30,124 砕石層
31 砕石
32 ベントナイト
40 閉塞材
50 掘削装置
51 掘削装置本体
60 支保工組立装置本体
63a 第1走行手段
63b 第2走行手段
70 支保工組立手段
80 砕石吐出手段
90 ベントナイト吐出手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radioactive waste disposal tunnel 2,118 Artificial barrier integrated module 10 Radioactive waste disposal body 11,102 Tunnel 12 Ground mountain 13 Wife wall 13a Filling nozzle 13b Through-nozzle 13c Bag body 16s Cavity 20,114 Supporting work 21 Cylindrical body 22, 22a, 120 Segment 25a, 25b Drain hole 30,124 Crushed stone layer 31 Crushed stone 32 Bentonite 40 Blocking material 50 Excavator 51 Excavator body 60 Supporting assembly apparatus body 63a First traveling means 63b Second traveling means 70 Support assembly Means 80 Crushed stone discharge means 90 Bentonite discharge means

Claims (3)

地山を掘削して形された坑道の内周面を覆う環状の支保工設けられた放射性廃棄物処分用トンネルであって、
前記支保工は、弧状を成すセグメント前記坑道の周方向に複数枚並べて構成されたものであり、
前記支保工は、前記周方向に複数枚並べられた前記セグメントのうち、前記坑道の底部には、他の部位のセグメントよりも厚く形成されたセグメント配置されており、
前記底部を除く前記支保工と前記坑道との間に、砕石を充填した砕石層設けられており、
前記坑道の底部に配置されるセグメント上に放射性廃棄物が配置されると共に、前記底部に配置されるセグメントが前記坑道の内周面と直接的に接触しており、
前記坑道の底部に配置されるセグメントは、前記放射性廃棄物の重量が作用したときに、ひび割れや破壊を生じない厚みを有することを特徴とする放射性廃棄物処分用トンネル。
Natural ground A drilling to form formed by the inner peripheral surface annular radioactive waste for disposal tunnel shoring is provided for covering the tunnel, and
The shoring is for segments forming an arcuate is constituted by arranging plural in a circumferential direction of the tunnel,
The shoring, among the segments arranged plurality in the circumferential direction, the bottom of the tunnel is disposed thicker segments than the other portions segment,
A crushed stone layer filled with crushed stone is provided between the support work except the bottom and the mine shaft ,
Radioactive waste is disposed on the segment disposed at the bottom of the mine shaft, and the segment disposed at the bottom is in direct contact with the inner peripheral surface of the mine shaft,
The radioactive waste disposal tunnel according to claim 1, wherein the segment disposed at the bottom of the tunnel has a thickness that does not crack or break when the weight of the radioactive waste is applied.
請求項1記載の放射性廃棄物処分用トンネルにおいて、
前記セグメントは、鋼製枠に岩石ブロック一体化して形成されたものであることを特徴とする放射性廃棄物処分用トンネル。
In the radioactive waste disposal tunnel according to claim 1,
The radioactive waste disposal tunnel according to claim 1, wherein the segment is formed by integrating a rock block with a steel frame.
請求項1又は2記載の放射性廃棄物処分用トンネルにおいて、
前記支保工の内部空間に定置される放射性廃棄物は、放射性廃棄物金属製容器と緩衝材とで人工バリアを構築された人工バリア一体モジュールあることを特徴とする放射性廃棄物処分用トンネル。
In the radioactive waste disposal tunnel according to claim 1 or 2,
The shoring radioactive waste is placed in the interior space of the radioactive waste, characterized in that radioactive waste is an artificial barrier integral module built artificial barriers between metallic container and the buffer material Disposal tunnel.
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