坑道の施工方法および放射性廃棄物の処分方法
【課題】放射性廃棄物の処分施設を製造するための具体的な製造技術を提供すること。
【解決手段】定置装置１は、資材をトンネル内に定置して坑道を形成する定置装置である。定置装置１では、エレクタ３が、坑道の一部分を構成する資材を把持して、トンネル内の所定の位置に配置する。また、定置装置１では、エレクタ３が、移動手段６に坑道の他の部分を構成する資材を移動手段６に搭載し、移動手段６が、この資材を搭載しつつトンネル内を所定の位置まで移動する。そして、資材卸手段７が、移動手段に搭載された資材を卸してトンネル内の所定の位置に配置する。
【解決手段】定置装置１は、資材をトンネル内に定置して坑道を形成する定置装置である。定置装置１では、エレクタ３が、坑道の一部分を構成する資材を把持して、トンネル内の所定の位置に配置する。また、定置装置１では、エレクタ３が、移動手段６に坑道の他の部分を構成する資材を移動手段６に搭載し、移動手段６が、この資材を搭載しつつトンネル内を所定の位置まで移動する。そして、資材卸手段７が、移動手段に搭載された資材を卸してトンネル内の所定の位置に配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、坑道の施工方法および放射性廃棄物の処分方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性廃棄物を処分するにあたり、トンネル内にベントナイトブロックやセグメント等の資材を定置して施工した坑道内に収納容器に格納した前記放射性廃棄物を定置し、その後モルタル等の充填材により封止して処分する技術が知られている。かかる従来技術には、例えば特許文献１に記載される技術がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３０４５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１中には、地下水の流入等を遅延させるためにベントナイトブロックをトンネル内へ環状に配置して外殻を形成し、その内側にコンクリートブロックを配置した放射性廃棄体の処分施設が開示されている。しかし、これらの具体的な配置方法や配置手順は開示されていない。そこで、この発明は、放射性廃棄物の処分施設を製造するための具体的な製造技術を提供できる坑道の施工方法および放射性廃棄物の処分方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る坑道の施工方法は、外殻と内殻とを備える積層構造を有する坑道を、トンネル内に形成するにあたり、断面円弧状の外殻用資材をトンネル内に複数配置して、前記外殻の略下半分を形成する工程と、配置された略下半分の前記外殻の内周上に断面円弧状の内殻用資材を複数配置して、前記内殻を環状に形成する工程と、前記内殻の外周上に前記外殻用資材を配置して、残りの外殻を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
また、この発明に係る坑道の施工方法は、前記坑道の施工方法において、少なくとも前記外殻は、前記外殻用資材が配置された後に当該外殻用資材をトンネルの軸方向から押し込んで、当該外殻用資材と既に配置された外殻用資材との隙間を詰めて形成されることを特徴とする。
【０００７】
また、この発明に係る放射性廃棄物の処分方法は、上記施工方法により形成された坑道に、放射性廃棄物を収容することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、外殻と内殻とを備える積層構造を有する坑道を、トンネル内に形成するにあたり、断面円弧状の外殻用資材をトンネル内に複数配置して、前記外殻の略下半分を形成する工程と、配置された略下半分の前記外殻の内周上に断面円弧状の内殻用資材を複数配置して、前記内殻を環状に形成する工程と、前記内殻の外周上に前記外殻用資材を配置して、残りの外殻を形成する工程と、を含んで構成されるので、放射性廃棄物処分施設の具体的な製造技術を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。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。また、以下に示す実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１０】
近年、原子炉の炉内構造物その他の放射性廃棄物を、処分場の地下に埋設する計画がある。この計画では、地下に坑道を形成し、この坑道内に坑道を形成して放射性廃棄物の収容容器を配置する。ここで、坑道は、ブロックから成る外殻層とセグメントから成る内殻層との２層構造を有する。かかるブロックには、例えば、粘土質の鉱物から成るベントナイトブロックが採用される。ベントナイトブロックは、その特性により、外部から坑道内部への地下水の浸水を抑制する。これにより、放射性廃棄物から出る放射性物質が地下水の浸水により外部に漏出する事態が抑制される。ここで、坑道を構成する資材（例えば、ブロックおよびセグメント）は、定置装置によりトンネル内に配列される。以下において、先ず、この定置装置の構成を説明し、次に、定置装置の使用方法を説明しつつ坑道の施工方法を説明する。
【００１１】
図１は、この発明の実施の形態に係る定置装置を示す構成図である。図２〜図５は、図１に記載した定置装置を示すＡ−Ａ視図（図２）、Ｂ−Ｂ視図（図３）、Ｃ−Ｃ視図（図４）およびＤ−Ｄ視図（図５）である。この定置装置１は、第１ベース２と、エレクタ３と、第２ベース４と、第一資材詰手段である資材詰手段５と、移動手段６と、資材卸手段７とを含み構成される。
【００１２】
なお、この実施の形態では、定置装置１がトンネル内に配置された状態を基準として、トンネルの方向により定置装置１の方向を表現する。例えば、定置装置１の軸方向とは、定置装置１の作業時にて、トンネルの軸方向に対応する方向をいうものとする。径方向および周方向についても同様である。また、第一資材であるセグメント１０１により坑道の内殻を構成し、第二資材であるブロック１００によって坑道の外殻を形成する。
【００１３】
第１ベース２は、一対の胴部２１、２２と、複数の脚部２３とを含み構成され、主としてエレクタ３が取り付けられる側のベースを構成する（図１および図３参照）。胴部２１、２２は、シリンダ２４を介して軸方向に接続される。脚部２３は、シリンダ２５を介して胴部２１、２２の外周に４体ずつ取り付けられる。第１ベース２は、作業時に、脚部２３を既に形成された坑道の壁面に付勢して突っ張り、胴部２１、２２を坑道内の所定の位置に固定にする。また、第１ベース２は、胴部２１、２２間のシリンダ２４を駆動させて、これらの隙間を軸方向に伸縮させ、尺取り虫が這うように坑道内を軸方向に移動できる（図示省略）。なお、第１ベース２は、この移動時に、シリンダ２５の駆動により脚部２３の突っ張りを順次解除し、また、移動後に、脚部２３を再度突っ張ってその位置を固定する。
【００１４】
図６は、図１に記載したエレクタの機能を示す説明図である。エレクタ３は、フレーム部３１と、レール部３２と、腕部３３と、把持部３４とを含み構成される（図１、図２および図６参照）。フレーム部３１は、第１ベース２の胴部２１に取り付けられ、胴部２１に対して周方向への回転変位が可能である（図２および図６（ｂ）参照）。レール部３２は、フレーム部３１から軸方向に突出して設けられる。腕部３３は、伸縮可能に連接された複数のパイプ部材から成り、その伸縮方向を径方向に向けつつ、レール部３２に対して軸方向にスライド可能に設置されている（図１および図６（ａ）参照）。
【００１５】
把持部３４は、ブロックおよびセグメントをそれらの側方から把持可能な構造を有し、腕部３３の先端に設けられる。エレクタ３は、作業時に、把持部３４によりブロック１００（またはセグメント１０１）を把持するとともに、腕部３３をレール部３２に沿って軸方向にスライド変位する（図６（ａ）参照）。また、エレクタ３は、フレーム部３１を駆動させて腕部３３を周方向に回転変位させ、腕部３３を径方向に伸縮させる（図６（ｂ）および図６（ｃ）参照）。これにより、エレクタ３は、ブロック１００（またはセグメント１０１）をトンネル内の所定の位置に配列することができるとともに、移動手段６上にもブロック１００（またはセグメント１０１）を搭載することもできる。
【００１６】
第２ベース４は、一対の胴部４１、４２と、複数の脚部４３とを含み構成され、主として移動手段６が取り付けられる側のベースを構成する（図１および図５参照）。胴部４１、４２は、シリンダ４４を介して軸方向に接続される。また、胴部４１、４２には、これらの中央部を軸方向に貫通する搬入路４７が設けられる。搬入路は、ブロックやセグメントを外部からエレクタ３に搬送するための通路となる。
【００１７】
脚部４３は、シリンダ４５を介して胴部４１、４２の外周に４体ずつ取り付けられる。なお、脚部４３の個数はこれに限定されるものではない。第２ベース４は、作業時に、脚部４３をトンネル壁面に付勢して突っ張り、胴部４１、４２をトンネル内の所定の位置に固定にする。また、第２ベース４は、胴部４１、４２間のシリンダ４４を駆動させて、これらの隙間を軸方向に伸縮させることによって、尺取り虫が這うようにトンネル内を軸方向に移動できる（図示省略）。
【００１８】
なお、第２ベース４は、この移動時に、シリンダ４５の駆動により脚部４３の突っ張りを順次解除し、また、移動後には、脚部４３を再度突っ張ってその位置を固定する。なお、この定置装置１では、第１ベース２と第２ベース４とは、構造上別構成としている（図１参照）。これは移動機構２３〜２５、４３〜４５およびその制御を簡素化できる点で好ましい。しかし、これに限らず、第１ベース２および第２ベース４は、一体として構成してもよい。
【００１９】
図４に示すように、第一資材詰手段である資材詰手段５は、平面略Ｕ字状の板状部５１を有し、この板状部５１を第２ベース４の胴部４２に取り付けて構成される。板状部５１は、胴部４２が有する第１ベース２側の壁面にシリンダ５２を介して取り付けられ、その平面が第１ベース２側に向きつつ胴部４２の下方側の周辺に沿うように配置される。資材詰手段５は、作業時に、シリンダ５２を駆動して板状部５１の平面を軸方向に押し出し、トンネル内の下方に配列されたブロックを軸方向に押し込む。これにより、資材詰手段５は、新たに配置されたブロックと、既に定置されたブロックとの隙間を詰める。なお、この資材詰手段５の板状部５１を軸方向に駆動する手段としては、例えば、油圧や空気圧により伸縮する挿入ジャッキである。
【００２０】
図７は、図１に記載した移動手段および資材卸手段を示す斜視図である。図８は、図７に記載した移動手段および資材卸手段の機能を示す説明図である。移動手段６は、第２ベース４が有する胴部４２のエレクタ３側の壁面上に例えば２機設けられ、胴部４２が有する環状部４６の回転により周方向に移動可能である（図１および図４参照）。移動手段６は、ブロック１００を搭載して、胴部４２の壁面上を周方向に移動し、ブロック１００をトンネル内の所定の位置まで搬送する。
【００２１】
移動手段６は、テーブル部６１と、ストッパ部６２とを含み構成される（図７参照）。テーブル部６１は、板状部材から成り、複数段のブロック１００を搭載できる（図８（ａ）参照）。なお、テーブル６１には、一度に複数段のブロック１００を搭載してもよいし、一度に一段のブロック１００を搭載してもよい。また、この実施の形態では、エレクタ３が、ブロック１００を、移動手段６のテーブル部６１上に搭載する。言い換えれば、エレクタ３が、ブロック１００を搭載する第二資材搭載手段を兼ねる。これにより、第二資材搭載手段を別途設ける場合（図示省略）と比較して、定置装置１の構成を簡素化できる利点がある。また、第二資材搭載手段を別個に用意して、エレクタ３を第二資材搭載手段として用いなくてもよい。
【００２２】
ストッパ部６２は、ジャッキ部６３により駆動されて、テーブル部６１上に突出し、また、テーブル部６１下に収納される。ストッパ部６２は、ブロック１００をテーブル部６１上に搭載するときは、テーブル部６１下に収納され、ブロック１００の搭載後にテーブル部６１上に突出して、ブロック１００を係止する。これにより、ストッパ部６２は、移動手段６が移動してテーブル部６１が傾いたときに、ブロック１００がテーブル部上からズレ落ちる事態を防止する（図８（ａ）および（ｂ）参照）。
【００２３】
第二資材卸手段である資材卸手段７は、板状部７１と、ジャッキ部７２とを含み構成される。この資材卸手段７は、板状部７１の平面を、移動手段６のテーブル部６１面上に対して略垂直に設置される（図７参照）。資材卸手段７は、ジャッキ部７２の駆動により板状部７１の平面を軸方向にスライド変位させて、テーブル部６１上に搭載されたブロック１００を軸方向に押し出す（図８（ｃ）参照）。これにより、資材卸手段７は、ブロック１００を移動手段６から卸して、トンネル内の所定の位置に定置する。また、資材卸手段７は、移動手段６からブロック１００を卸すにあたり、ブロック１００を押し込んで、新たに卸したブロック１００と、既に配列されたブロック１００との隙間を詰める。すなわち、この資材卸手段７は、ブロック１００を押し込んで軸方向におけるブロック１００間の隙間を詰める第二資材詰手段と兼用してもよい。これにより、定置装置の構成を簡素化できる利点がある。なお、この資材卸手段７は、例えば、油圧や空気圧によって伸縮可能な挿入ジャッキである。また、第二資材詰手段を別個に設けてもよい。
【００２４】
図９〜図１７は、図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。これらの図は、坑道の施工に要する工程を順に示している。坑道１１１の施工は、既に施工された坑道１１１に、さらに軸方向に向かって１リング分ずつブロック１００の環およびセグメント１０１の環（以下、単位環という。）を継ぎ足して行われる。初期状態では、定置装置１は、第１ベース２側の機構を、トンネル１１０内に既に形成された坑道１１１上に位置させる（図９参照）。このとき、第１ベース２は、胴部２１、２１の脚部２３を坑道１１１の壁面に突っ張って、定置装置１の位置を固定する。なお、定置装置１は、坑道１１１が未だ形成されていない状態、すなわち、坑道の最初の単位環を定置する場合には、トンネル１１０または予め形成したプラットフォーム上に、第１ベース２側の機構を乗せて固定される（図示省略）。また、第１ベース２を固定できる長さだけ、予め坑道１１１を形成してから、第１ベース２を坑道１１１内に配置してもよい。
【００２５】
一方、定置装置１は、第２ベース４側の機構を、坑道１１１が未だ形成されていない側のトンネル１１０内の壁面上に位置させる（図９参照）。このとき、第２ベース４は、胴部４１、４１の脚部４３をトンネル１１０の壁面に突っ張って、定置装置１の位置を固定する。また、第２ベース４の搬入路４７には、搬送レール８１が層通される。搬送レール８１には、ホイスト８２が設けられる。搬送レール８１およびホイスト８２は、定置装置１に対して外部から断面円弧状のブロック１００や断面円弧状のセグメント１０１を搬送して供給する搬送手段８を構成する。
【００２６】
施工にあたり、定置装置１は、先ず、搬入路４７を介してブロック１００を供給され、このブロック１００をエレクタ３の把持部３４で把持する（図９参照）。次に、エレクタ３は、腕部３３をレール部３２に沿って軸方向にスライド変位させ、フレーム部３１を周方向に旋回させるとともに、腕部３３を径方向に延長させて、ブロック１００をトンネル１１０内の所定の位置に配置する（図１０および図６参照）。そして、定置装置１は、この配置作業を順次繰り返して、径方向に複数段（この実施の形態では４段）、並びに、周方向に単位環の略下半分（略半円弧分）のブロック１００を配列する（図１７参照）。
【００２７】
次に、定置装置１は、資材詰手段５を用いて、配列されたブロック１００を軸方向に押し込み、既に定置されたブロック１００群に押し付けて、既に定置されているブロック１００と、新たに挿入されたブロック１００との隙間を詰める（図１１参照）。これにより、ブロック１００間の隙間が狭められるので、外部からの地下水の浸入が抑制され、また、坑道の構造上の強度が高められる。なお、このように定置されたブロック１００、１００間には、施工直後にて、多少の隙間が残る。しかし、ブロック１００は、地下水位が回復した後にトンネル１１０内に浸入する地下水を吸って膨張するため、多少の隙間は潰されて解消される。
【００２８】
次に、定置装置１は、搬入路４７を介してセグメント１０１を供給され、このセグメント１０１をエレクタ３の把持部３４にて把持する。そして、エレクタ３は、腕部３３を軸方向にスライド変位させ、フレーム部３１（図２参照）を周方向に旋回させるとともに、腕部３３を径方向に延長させて、セグメント１０１を所定の位置に配置する（図１２、図１３および図６参照）。定置装置１は、この工程を順次行うことにより、単位環の下半分および上半分のセグメント１０１を定置する。このとき、単位環の下半分のセグメント１０１は、先の工程により定置されたブロック１００上に配置され（図１２参照）、上半分のセグメント１０１は、既に形成された単位環に隣接して新たに配置される（図１３参照）。
【００２９】
次に、定置装置１は、新たに搬入路４７から供給されたブロック１００を、エレクタ３の把持部３４にて把持し、移動手段６のテーブル部６１上に順次搭載する（図１４および図８（ａ）参照）。このとき、テーブル部６１上には、１列分（この実施の形態では、４段）のブロック１００が搭載される。移動手段６は、ブロック１００の搭載後に、ストッパ部６２を突出させて、テーブル部６１上のブロック１００を係止する。そして、移動手段６は、環状部４６の回転により、第２ベース４上を周方向に移動して、ブロック１００を所定の位置に搬送する（図１５および図８（ｂ）参照）。このとき、ストッパ部６２は、テーブル部６１上からのブロック１００のズリ落ちを防止する。なお、この実施の形態では、ブロック１００が、エレクタ３によりテーブル部６１上に搭載される。言い換えれば、この実施の形態では、エレクタ３が、資材（ブロック１００）を移動手段６に搭載する資材搭載手段を兼ねる。これは、定置装置１の構成を簡素化できる点で好ましい。しかし、これに限らず、エレクタ３以外の資材搭載手段が、資材を移動手段６に搭載しても良い（図示省略）。
【００３０】
次に、定置装置１は、資材卸手段７を駆動して、移動手段６が搭載するブロック１００を押し出し、先に配置されたセグメント１０１の外周上に配置する（図１６および図８（ｃ）参照）。このとき、セグメント１０１は、配置されたブロック１００の落下を防止する内殻となる。また、このとき、定置装置１は、ブロック１００を軸方向に押し込んで、ブロック１００、１００間の隙間を詰める。これにより、ブロック１００が密に定置されて、外部からの地下水の浸入が抑制され、また、坑道の構造上の強度が高められる利点がある。定置装置１は、この工程を順次行うことにより、ブロック１００をセグメント１０１の外周上に配列する。これにより、坑道１１１の単位環分のブロック１００およびセグメント１０１が定置される。
【００３１】
次に、定置装置１は、第１ベース２および第２ベース４を駆動して、トンネル１１０内（坑道内１１１）を尺取り虫が這うように軸方向に移動する。このときの定置装置１の移動量は、単位環分の距離である。そして、定置装置１は、上記の工程を順次繰り返して、坑道１１１を形成する。
【００３２】
この定置装置１によれば、ブロック１００およびセグメント１０１の２層構造を有する坑道１１１を施工できる新規な手段が提供される。また、この定置装置１では、ブロック１００を配置した後に、資材詰手段５および資材卸手段７を用いて、新たに配列されたブロック１００と、既に配置されたブロック１００との隙間を詰める。これにより、外部から坑道１１１内への地下水の浸入が抑制され、また、坑道１１１の構造上の強度が高められる利点がある。特に、坑道１１１内に放射性廃棄物を収容する場合において、地下水が坑道１１１内に浸入し、また、処分直後に外部に浸み出すと、深刻な環境汚染を招くおそれがある。この点において、この定置装置１は、かかる事態を未然に防止できる点で好ましい。また、この発明によれば、従来存在しなかった新規な定置装置、坑道の施工方法および放射性廃棄物の処分方法が提供されるので、技術の多様化が図られる。また、この発明によれば、放射性廃棄物処分施設の坑道を現実に製造できるので、放射性廃棄物処分施設の具体的な製造技術を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように、本発明に係る坑道の施工方法および放射性廃棄物の処分方法は、放射性廃棄物処分施設の具体的な製造技術を提供することに有用であり、特に、放射性廃棄物処分施設の坑道の施工に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の実施の形態に係る定置装置を示す構成図である。
【図２】図１に記載した定置装置を示すＡ−Ａ視図である。
【図３】図１に記載した定置装置を示すＢ−Ｂ視図である。
【図４】図１に記載した定置装置を示すＣ−Ｃ視図である。
【図５】図１に記載した定置装置を示すＤ−Ｄ視図である。
【図６】図１に記載したエレクタの機能を示す説明図である。
【図７】図１に記載した移動手段および資材卸手段を示す斜視図である。
【図８】図７に記載した移動手段および資材卸手段の機能を示す説明図である。
【図９】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１０】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１１】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１２】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１３】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１４】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１５】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１６】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１７】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 定置装置
２ 第１ベース
３ エレクタ
４ 第２ベース
５ 資材詰手段
６ 移動手段
７ 資材卸手段
８ 搬送手段
４７ 搬入路
６１ テーブル部
６２ ストッパ部
１００ ブロック
１０１ セグメント
１１１ 坑道
【技術分野】
【０００１】
この発明は、坑道の施工方法および放射性廃棄物の処分方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性廃棄物を処分するにあたり、トンネル内にベントナイトブロックやセグメント等の資材を定置して施工した坑道内に収納容器に格納した前記放射性廃棄物を定置し、その後モルタル等の充填材により封止して処分する技術が知られている。かかる従来技術には、例えば特許文献１に記載される技術がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３０４５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１中には、地下水の流入等を遅延させるためにベントナイトブロックをトンネル内へ環状に配置して外殻を形成し、その内側にコンクリートブロックを配置した放射性廃棄体の処分施設が開示されている。しかし、これらの具体的な配置方法や配置手順は開示されていない。そこで、この発明は、放射性廃棄物の処分施設を製造するための具体的な製造技術を提供できる坑道の施工方法および放射性廃棄物の処分方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る坑道の施工方法は、外殻と内殻とを備える積層構造を有する坑道を、トンネル内に形成するにあたり、断面円弧状の外殻用資材をトンネル内に複数配置して、前記外殻の略下半分を形成する工程と、配置された略下半分の前記外殻の内周上に断面円弧状の内殻用資材を複数配置して、前記内殻を環状に形成する工程と、前記内殻の外周上に前記外殻用資材を配置して、残りの外殻を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
また、この発明に係る坑道の施工方法は、前記坑道の施工方法において、少なくとも前記外殻は、前記外殻用資材が配置された後に当該外殻用資材をトンネルの軸方向から押し込んで、当該外殻用資材と既に配置された外殻用資材との隙間を詰めて形成されることを特徴とする。
【０００７】
また、この発明に係る放射性廃棄物の処分方法は、上記施工方法により形成された坑道に、放射性廃棄物を収容することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、外殻と内殻とを備える積層構造を有する坑道を、トンネル内に形成するにあたり、断面円弧状の外殻用資材をトンネル内に複数配置して、前記外殻の略下半分を形成する工程と、配置された略下半分の前記外殻の内周上に断面円弧状の内殻用資材を複数配置して、前記内殻を環状に形成する工程と、前記内殻の外周上に前記外殻用資材を配置して、残りの外殻を形成する工程と、を含んで構成されるので、放射性廃棄物処分施設の具体的な製造技術を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。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。また、以下に示す実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１０】
近年、原子炉の炉内構造物その他の放射性廃棄物を、処分場の地下に埋設する計画がある。この計画では、地下に坑道を形成し、この坑道内に坑道を形成して放射性廃棄物の収容容器を配置する。ここで、坑道は、ブロックから成る外殻層とセグメントから成る内殻層との２層構造を有する。かかるブロックには、例えば、粘土質の鉱物から成るベントナイトブロックが採用される。ベントナイトブロックは、その特性により、外部から坑道内部への地下水の浸水を抑制する。これにより、放射性廃棄物から出る放射性物質が地下水の浸水により外部に漏出する事態が抑制される。ここで、坑道を構成する資材（例えば、ブロックおよびセグメント）は、定置装置によりトンネル内に配列される。以下において、先ず、この定置装置の構成を説明し、次に、定置装置の使用方法を説明しつつ坑道の施工方法を説明する。
【００１１】
図１は、この発明の実施の形態に係る定置装置を示す構成図である。図２〜図５は、図１に記載した定置装置を示すＡ−Ａ視図（図２）、Ｂ−Ｂ視図（図３）、Ｃ−Ｃ視図（図４）およびＤ−Ｄ視図（図５）である。この定置装置１は、第１ベース２と、エレクタ３と、第２ベース４と、第一資材詰手段である資材詰手段５と、移動手段６と、資材卸手段７とを含み構成される。
【００１２】
なお、この実施の形態では、定置装置１がトンネル内に配置された状態を基準として、トンネルの方向により定置装置１の方向を表現する。例えば、定置装置１の軸方向とは、定置装置１の作業時にて、トンネルの軸方向に対応する方向をいうものとする。径方向および周方向についても同様である。また、第一資材であるセグメント１０１により坑道の内殻を構成し、第二資材であるブロック１００によって坑道の外殻を形成する。
【００１３】
第１ベース２は、一対の胴部２１、２２と、複数の脚部２３とを含み構成され、主としてエレクタ３が取り付けられる側のベースを構成する（図１および図３参照）。胴部２１、２２は、シリンダ２４を介して軸方向に接続される。脚部２３は、シリンダ２５を介して胴部２１、２２の外周に４体ずつ取り付けられる。第１ベース２は、作業時に、脚部２３を既に形成された坑道の壁面に付勢して突っ張り、胴部２１、２２を坑道内の所定の位置に固定にする。また、第１ベース２は、胴部２１、２２間のシリンダ２４を駆動させて、これらの隙間を軸方向に伸縮させ、尺取り虫が這うように坑道内を軸方向に移動できる（図示省略）。なお、第１ベース２は、この移動時に、シリンダ２５の駆動により脚部２３の突っ張りを順次解除し、また、移動後に、脚部２３を再度突っ張ってその位置を固定する。
【００１４】
図６は、図１に記載したエレクタの機能を示す説明図である。エレクタ３は、フレーム部３１と、レール部３２と、腕部３３と、把持部３４とを含み構成される（図１、図２および図６参照）。フレーム部３１は、第１ベース２の胴部２１に取り付けられ、胴部２１に対して周方向への回転変位が可能である（図２および図６（ｂ）参照）。レール部３２は、フレーム部３１から軸方向に突出して設けられる。腕部３３は、伸縮可能に連接された複数のパイプ部材から成り、その伸縮方向を径方向に向けつつ、レール部３２に対して軸方向にスライド可能に設置されている（図１および図６（ａ）参照）。
【００１５】
把持部３４は、ブロックおよびセグメントをそれらの側方から把持可能な構造を有し、腕部３３の先端に設けられる。エレクタ３は、作業時に、把持部３４によりブロック１００（またはセグメント１０１）を把持するとともに、腕部３３をレール部３２に沿って軸方向にスライド変位する（図６（ａ）参照）。また、エレクタ３は、フレーム部３１を駆動させて腕部３３を周方向に回転変位させ、腕部３３を径方向に伸縮させる（図６（ｂ）および図６（ｃ）参照）。これにより、エレクタ３は、ブロック１００（またはセグメント１０１）をトンネル内の所定の位置に配列することができるとともに、移動手段６上にもブロック１００（またはセグメント１０１）を搭載することもできる。
【００１６】
第２ベース４は、一対の胴部４１、４２と、複数の脚部４３とを含み構成され、主として移動手段６が取り付けられる側のベースを構成する（図１および図５参照）。胴部４１、４２は、シリンダ４４を介して軸方向に接続される。また、胴部４１、４２には、これらの中央部を軸方向に貫通する搬入路４７が設けられる。搬入路は、ブロックやセグメントを外部からエレクタ３に搬送するための通路となる。
【００１７】
脚部４３は、シリンダ４５を介して胴部４１、４２の外周に４体ずつ取り付けられる。なお、脚部４３の個数はこれに限定されるものではない。第２ベース４は、作業時に、脚部４３をトンネル壁面に付勢して突っ張り、胴部４１、４２をトンネル内の所定の位置に固定にする。また、第２ベース４は、胴部４１、４２間のシリンダ４４を駆動させて、これらの隙間を軸方向に伸縮させることによって、尺取り虫が這うようにトンネル内を軸方向に移動できる（図示省略）。
【００１８】
なお、第２ベース４は、この移動時に、シリンダ４５の駆動により脚部４３の突っ張りを順次解除し、また、移動後には、脚部４３を再度突っ張ってその位置を固定する。なお、この定置装置１では、第１ベース２と第２ベース４とは、構造上別構成としている（図１参照）。これは移動機構２３〜２５、４３〜４５およびその制御を簡素化できる点で好ましい。しかし、これに限らず、第１ベース２および第２ベース４は、一体として構成してもよい。
【００１９】
図４に示すように、第一資材詰手段である資材詰手段５は、平面略Ｕ字状の板状部５１を有し、この板状部５１を第２ベース４の胴部４２に取り付けて構成される。板状部５１は、胴部４２が有する第１ベース２側の壁面にシリンダ５２を介して取り付けられ、その平面が第１ベース２側に向きつつ胴部４２の下方側の周辺に沿うように配置される。資材詰手段５は、作業時に、シリンダ５２を駆動して板状部５１の平面を軸方向に押し出し、トンネル内の下方に配列されたブロックを軸方向に押し込む。これにより、資材詰手段５は、新たに配置されたブロックと、既に定置されたブロックとの隙間を詰める。なお、この資材詰手段５の板状部５１を軸方向に駆動する手段としては、例えば、油圧や空気圧により伸縮する挿入ジャッキである。
【００２０】
図７は、図１に記載した移動手段および資材卸手段を示す斜視図である。図８は、図７に記載した移動手段および資材卸手段の機能を示す説明図である。移動手段６は、第２ベース４が有する胴部４２のエレクタ３側の壁面上に例えば２機設けられ、胴部４２が有する環状部４６の回転により周方向に移動可能である（図１および図４参照）。移動手段６は、ブロック１００を搭載して、胴部４２の壁面上を周方向に移動し、ブロック１００をトンネル内の所定の位置まで搬送する。
【００２１】
移動手段６は、テーブル部６１と、ストッパ部６２とを含み構成される（図７参照）。テーブル部６１は、板状部材から成り、複数段のブロック１００を搭載できる（図８（ａ）参照）。なお、テーブル６１には、一度に複数段のブロック１００を搭載してもよいし、一度に一段のブロック１００を搭載してもよい。また、この実施の形態では、エレクタ３が、ブロック１００を、移動手段６のテーブル部６１上に搭載する。言い換えれば、エレクタ３が、ブロック１００を搭載する第二資材搭載手段を兼ねる。これにより、第二資材搭載手段を別途設ける場合（図示省略）と比較して、定置装置１の構成を簡素化できる利点がある。また、第二資材搭載手段を別個に用意して、エレクタ３を第二資材搭載手段として用いなくてもよい。
【００２２】
ストッパ部６２は、ジャッキ部６３により駆動されて、テーブル部６１上に突出し、また、テーブル部６１下に収納される。ストッパ部６２は、ブロック１００をテーブル部６１上に搭載するときは、テーブル部６１下に収納され、ブロック１００の搭載後にテーブル部６１上に突出して、ブロック１００を係止する。これにより、ストッパ部６２は、移動手段６が移動してテーブル部６１が傾いたときに、ブロック１００がテーブル部上からズレ落ちる事態を防止する（図８（ａ）および（ｂ）参照）。
【００２３】
第二資材卸手段である資材卸手段７は、板状部７１と、ジャッキ部７２とを含み構成される。この資材卸手段７は、板状部７１の平面を、移動手段６のテーブル部６１面上に対して略垂直に設置される（図７参照）。資材卸手段７は、ジャッキ部７２の駆動により板状部７１の平面を軸方向にスライド変位させて、テーブル部６１上に搭載されたブロック１００を軸方向に押し出す（図８（ｃ）参照）。これにより、資材卸手段７は、ブロック１００を移動手段６から卸して、トンネル内の所定の位置に定置する。また、資材卸手段７は、移動手段６からブロック１００を卸すにあたり、ブロック１００を押し込んで、新たに卸したブロック１００と、既に配列されたブロック１００との隙間を詰める。すなわち、この資材卸手段７は、ブロック１００を押し込んで軸方向におけるブロック１００間の隙間を詰める第二資材詰手段と兼用してもよい。これにより、定置装置の構成を簡素化できる利点がある。なお、この資材卸手段７は、例えば、油圧や空気圧によって伸縮可能な挿入ジャッキである。また、第二資材詰手段を別個に設けてもよい。
【００２４】
図９〜図１７は、図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。これらの図は、坑道の施工に要する工程を順に示している。坑道１１１の施工は、既に施工された坑道１１１に、さらに軸方向に向かって１リング分ずつブロック１００の環およびセグメント１０１の環（以下、単位環という。）を継ぎ足して行われる。初期状態では、定置装置１は、第１ベース２側の機構を、トンネル１１０内に既に形成された坑道１１１上に位置させる（図９参照）。このとき、第１ベース２は、胴部２１、２１の脚部２３を坑道１１１の壁面に突っ張って、定置装置１の位置を固定する。なお、定置装置１は、坑道１１１が未だ形成されていない状態、すなわち、坑道の最初の単位環を定置する場合には、トンネル１１０または予め形成したプラットフォーム上に、第１ベース２側の機構を乗せて固定される（図示省略）。また、第１ベース２を固定できる長さだけ、予め坑道１１１を形成してから、第１ベース２を坑道１１１内に配置してもよい。
【００２５】
一方、定置装置１は、第２ベース４側の機構を、坑道１１１が未だ形成されていない側のトンネル１１０内の壁面上に位置させる（図９参照）。このとき、第２ベース４は、胴部４１、４１の脚部４３をトンネル１１０の壁面に突っ張って、定置装置１の位置を固定する。また、第２ベース４の搬入路４７には、搬送レール８１が層通される。搬送レール８１には、ホイスト８２が設けられる。搬送レール８１およびホイスト８２は、定置装置１に対して外部から断面円弧状のブロック１００や断面円弧状のセグメント１０１を搬送して供給する搬送手段８を構成する。
【００２６】
施工にあたり、定置装置１は、先ず、搬入路４７を介してブロック１００を供給され、このブロック１００をエレクタ３の把持部３４で把持する（図９参照）。次に、エレクタ３は、腕部３３をレール部３２に沿って軸方向にスライド変位させ、フレーム部３１を周方向に旋回させるとともに、腕部３３を径方向に延長させて、ブロック１００をトンネル１１０内の所定の位置に配置する（図１０および図６参照）。そして、定置装置１は、この配置作業を順次繰り返して、径方向に複数段（この実施の形態では４段）、並びに、周方向に単位環の略下半分（略半円弧分）のブロック１００を配列する（図１７参照）。
【００２７】
次に、定置装置１は、資材詰手段５を用いて、配列されたブロック１００を軸方向に押し込み、既に定置されたブロック１００群に押し付けて、既に定置されているブロック１００と、新たに挿入されたブロック１００との隙間を詰める（図１１参照）。これにより、ブロック１００間の隙間が狭められるので、外部からの地下水の浸入が抑制され、また、坑道の構造上の強度が高められる。なお、このように定置されたブロック１００、１００間には、施工直後にて、多少の隙間が残る。しかし、ブロック１００は、地下水位が回復した後にトンネル１１０内に浸入する地下水を吸って膨張するため、多少の隙間は潰されて解消される。
【００２８】
次に、定置装置１は、搬入路４７を介してセグメント１０１を供給され、このセグメント１０１をエレクタ３の把持部３４にて把持する。そして、エレクタ３は、腕部３３を軸方向にスライド変位させ、フレーム部３１（図２参照）を周方向に旋回させるとともに、腕部３３を径方向に延長させて、セグメント１０１を所定の位置に配置する（図１２、図１３および図６参照）。定置装置１は、この工程を順次行うことにより、単位環の下半分および上半分のセグメント１０１を定置する。このとき、単位環の下半分のセグメント１０１は、先の工程により定置されたブロック１００上に配置され（図１２参照）、上半分のセグメント１０１は、既に形成された単位環に隣接して新たに配置される（図１３参照）。
【００２９】
次に、定置装置１は、新たに搬入路４７から供給されたブロック１００を、エレクタ３の把持部３４にて把持し、移動手段６のテーブル部６１上に順次搭載する（図１４および図８（ａ）参照）。このとき、テーブル部６１上には、１列分（この実施の形態では、４段）のブロック１００が搭載される。移動手段６は、ブロック１００の搭載後に、ストッパ部６２を突出させて、テーブル部６１上のブロック１００を係止する。そして、移動手段６は、環状部４６の回転により、第２ベース４上を周方向に移動して、ブロック１００を所定の位置に搬送する（図１５および図８（ｂ）参照）。このとき、ストッパ部６２は、テーブル部６１上からのブロック１００のズリ落ちを防止する。なお、この実施の形態では、ブロック１００が、エレクタ３によりテーブル部６１上に搭載される。言い換えれば、この実施の形態では、エレクタ３が、資材（ブロック１００）を移動手段６に搭載する資材搭載手段を兼ねる。これは、定置装置１の構成を簡素化できる点で好ましい。しかし、これに限らず、エレクタ３以外の資材搭載手段が、資材を移動手段６に搭載しても良い（図示省略）。
【００３０】
次に、定置装置１は、資材卸手段７を駆動して、移動手段６が搭載するブロック１００を押し出し、先に配置されたセグメント１０１の外周上に配置する（図１６および図８（ｃ）参照）。このとき、セグメント１０１は、配置されたブロック１００の落下を防止する内殻となる。また、このとき、定置装置１は、ブロック１００を軸方向に押し込んで、ブロック１００、１００間の隙間を詰める。これにより、ブロック１００が密に定置されて、外部からの地下水の浸入が抑制され、また、坑道の構造上の強度が高められる利点がある。定置装置１は、この工程を順次行うことにより、ブロック１００をセグメント１０１の外周上に配列する。これにより、坑道１１１の単位環分のブロック１００およびセグメント１０１が定置される。
【００３１】
次に、定置装置１は、第１ベース２および第２ベース４を駆動して、トンネル１１０内（坑道内１１１）を尺取り虫が這うように軸方向に移動する。このときの定置装置１の移動量は、単位環分の距離である。そして、定置装置１は、上記の工程を順次繰り返して、坑道１１１を形成する。
【００３２】
この定置装置１によれば、ブロック１００およびセグメント１０１の２層構造を有する坑道１１１を施工できる新規な手段が提供される。また、この定置装置１では、ブロック１００を配置した後に、資材詰手段５および資材卸手段７を用いて、新たに配列されたブロック１００と、既に配置されたブロック１００との隙間を詰める。これにより、外部から坑道１１１内への地下水の浸入が抑制され、また、坑道１１１の構造上の強度が高められる利点がある。特に、坑道１１１内に放射性廃棄物を収容する場合において、地下水が坑道１１１内に浸入し、また、処分直後に外部に浸み出すと、深刻な環境汚染を招くおそれがある。この点において、この定置装置１は、かかる事態を未然に防止できる点で好ましい。また、この発明によれば、従来存在しなかった新規な定置装置、坑道の施工方法および放射性廃棄物の処分方法が提供されるので、技術の多様化が図られる。また、この発明によれば、放射性廃棄物処分施設の坑道を現実に製造できるので、放射性廃棄物処分施設の具体的な製造技術を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように、本発明に係る坑道の施工方法および放射性廃棄物の処分方法は、放射性廃棄物処分施設の具体的な製造技術を提供することに有用であり、特に、放射性廃棄物処分施設の坑道の施工に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の実施の形態に係る定置装置を示す構成図である。
【図２】図１に記載した定置装置を示すＡ−Ａ視図である。
【図３】図１に記載した定置装置を示すＢ−Ｂ視図である。
【図４】図１に記載した定置装置を示すＣ−Ｃ視図である。
【図５】図１に記載した定置装置を示すＤ−Ｄ視図である。
【図６】図１に記載したエレクタの機能を示す説明図である。
【図７】図１に記載した移動手段および資材卸手段を示す斜視図である。
【図８】図７に記載した移動手段および資材卸手段の機能を示す説明図である。
【図９】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１０】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１１】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１２】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１３】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１４】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１５】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１６】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【図１７】図１に記載した定置装置の使用方法および本発明に係る坑道の施工方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 定置装置
２ 第１ベース
３ エレクタ
４ 第２ベース
５ 資材詰手段
６ 移動手段
７ 資材卸手段
８ 搬送手段
４７ 搬入路
６１ テーブル部
６２ ストッパ部
１００ ブロック
１０１ セグメント
１１１ 坑道
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外殻と内殻とを備える積層構造を有する坑道を、トンネル内に形成するにあたり、
断面円弧状の外殻用資材をトンネル内に複数配置して、前記外殻の略下半分を形成する工程と、
配置された略下半分の前記外殻の内周上に断面円弧状の内殻用資材を複数配置して、前記内殻を環状に形成する工程と、
前記内殻の外周上に前記外殻用資材を配置して、残りの外殻を形成する工程と、
を含むことを特徴とする坑道の施工方法。
【請求項２】
少なくとも前記外殻は、前記外殻用資材が配置された後に当該外殻用資材をトンネルの軸方向から押し込んで、当該外殻用資材と既に配置された外殻用資材との隙間を詰めて形成されることを特徴とする請求項１に記載の坑道の施工方法。
【請求項３】
請求項２に記載の施工方法により形成された坑道に、放射性廃棄物を収容することを特徴とする放射性廃棄物の処分方法。
【請求項１】
外殻と内殻とを備える積層構造を有する坑道を、トンネル内に形成するにあたり、
断面円弧状の外殻用資材をトンネル内に複数配置して、前記外殻の略下半分を形成する工程と、
配置された略下半分の前記外殻の内周上に断面円弧状の内殻用資材を複数配置して、前記内殻を環状に形成する工程と、
前記内殻の外周上に前記外殻用資材を配置して、残りの外殻を形成する工程と、
を含むことを特徴とする坑道の施工方法。
【請求項２】
少なくとも前記外殻は、前記外殻用資材が配置された後に当該外殻用資材をトンネルの軸方向から押し込んで、当該外殻用資材と既に配置された外殻用資材との隙間を詰めて形成されることを特徴とする請求項１に記載の坑道の施工方法。
【請求項３】
請求項２に記載の施工方法により形成された坑道に、放射性廃棄物を収容することを特徴とする放射性廃棄物の処分方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−１３７８３（Ｐ２００９−１３７８３Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０２２６０（Ｐ２００８−２０２２６０）
【出願日】平成２０年８月５日（２００８．８．５）
【分割の表示】特願２００３−１９０４２３（Ｐ２００３−１９０４２３）の分割
【原出願日】平成１５年７月２日（２００３．７．２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月５日（２００８．８．５）
【分割の表示】特願２００３−１９０４２３（Ｐ２００３−１９０４２３）の分割
【原出願日】平成１５年７月２日（２００３．７．２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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