廃棄物地下埋設処分施設の立坑及び廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法
【課題】廃棄物を隔離する埋め戻し材の劣化を確実に防止して廃棄物を長期的に安定な状態で処分可能な廃棄物地下埋設処分施設の立坑及びこの立坑の構築方法を提供する。
【解決手段】地表から地山深部に向けて延設され、廃棄物を処分するための坑道が繋がる廃棄物地下埋設処分施設の立坑２０であって、地山Ｇを掘削して形成した掘削坑５内に挿入設置されて坑道と繋がる空間２１を画成する鋼管２２と、掘削坑５の掘削面５ａと鋼管２２との間に充填された非セメント系充填材２３とを備えて構成されている。
【解決手段】地表から地山深部に向けて延設され、廃棄物を処分するための坑道が繋がる廃棄物地下埋設処分施設の立坑２０であって、地山Ｇを掘削して形成した掘削坑５内に挿入設置されて坑道と繋がる空間２１を画成する鋼管２２と、掘削坑５の掘削面５ａと鋼管２２との間に充填された非セメント系充填材２３とを備えて構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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地下埋設処分施設の立坑及びこの立坑を構築する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば地下３００ｍを超える地山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、この廃棄体を処分するための廃棄物地下埋設処分施設Ａは、図９に示すように、地表から地山深部の硬質岩や堆積軟岩の比較的安定した地山Ｇまで略垂直に構築した立坑１と、この立坑１の下端側に繋がる略環状の主要坑道２と、この主要坑道２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３という）とから構成され、廃棄体が、立坑１及び主要坑道２を通じて処分坑道３内に搬送されて処分される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、廃棄体を処分した処分坑道３をそのままにしておくと、処分坑道３の周辺地山Ｇの緩みの拡大や地下水の卓越した水みちの形成のおそれがあり、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ため、これを防止する目的で地山Ｇと同等以上の低透水性の材料（埋め戻し材４）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４には、膨潤性や放射性廃棄物の吸着性に優れるベントナイトを主成分とするベントナイト混合材が用いられ、地山Ｇから処分坑道３に浸入した地下水が接触するとともに膨潤し、地山Ｇを押圧することで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４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。
【０００４】
一方、この種の廃棄物地下埋設処分施設Ａの立坑１は、例えば図９から図１２に示すように、地表から地山深部に向けて掘削した掘削坑５の地表部側の掘削面５ａを支持する坑口部６（図１０）を備え、この坑口部６は、掘削面５ａを例えば厚さ１００ｍｍ程度の吹き付けコンクリート７で覆い、径方向外側に且つ周方向に所定間隔で例えば長さ４０００ｍｍ程度のロックボルト８を打設し、さらにその内周側を例えば１４００ｍｍ程度の覆工コンクリート９で覆って構築される。また、坑口部６よりも地山深部に位置する本坑部１０（図１１及び図１２）は、地山Ｇが硬岩系岩盤の場合（図１１）には、掘削面５ａを覆うように例えば厚さ１００ｍｍ程度の吹き付けコンクリート７を設け、軟岩系岩盤の場合（図１２）には、例えば厚さ５５０ｍｍ程度の覆工コンクリート９を設けて構築される。
【特許文献１】特開２００３−２１５２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の立坑１のように、掘削坑５の掘削面５ａ（地山Ｇ）の崩落を防止する支保として吹付けコンクリート７や覆工コンクリート９を設けた場合には、この支保に地下水が接触するとセメントからＣａ（カルシウム）などの高アルカリ成分が地下水に溶出し、立坑１の周辺が高アルカリ環境になる可能性がある。そして、高アルカリ成分を含む地下水が埋め戻し材４に接触した場合には、埋め戻し材４が劣化するおそれが生じる。
【０００６】
すなわち、埋め戻し材４のベントナイト混合材には、その膨潤性に優れるという点でＮａ（ナトリウム）を担持したＮａ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。そして、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４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てしまう。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑み、廃棄物を隔離する埋め戻し材の劣化を確実に防止して廃棄物を長期的に安定な状態で処分可能な廃棄物地下埋設処分施設の立坑及びこの立坑の構築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】
【０００８】
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。
【０００９】
本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑は、地表から地山深部に向けて延設され、廃棄物を処分するための坑道が繋がる廃棄物地下埋設処分施設の立坑であって、前記地山を掘削して形成した掘削坑内に挿入設置されて前記坑道と繋がる空間を画成する鋼管と、前記掘削坑の掘削面と前記鋼管との間に充填された非セメント系充填材とを備えて構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑においては、前記鋼管内から前記地山内に向けて延び、前記地山内の地下水を前記鋼管内に導水して周辺地山の地下水位を低下させるための排水孔が設けられていることが望ましい。
【００１１】
さらに、本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑においては、前記非セメント系充填材がベントナイト混合材であることがより望ましい。
【００１２】
本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法は、地表から地山深部に向けて延設され、廃棄物を処分するための坑道が繋がる廃棄物地下埋設処分施設の立坑を構築する方法であって、前記地山の地表部側の掘削面を支持するとともに掘削方向を規定するための坑口部を形成する坑口部形成工程と、前記地山の崩落を防止するための安定液を供給しながら前記地表から地山深部に延びる掘削坑を形成する掘削工程と、底蓋を設けて有底筒状を呈するように形成した鋼管を、前記掘削坑内の前記安定液による浮力を相殺するように前記鋼管内に水を供給しながら前記掘削坑内に挿入して設置する鋼管設置工程と、前記掘削坑の掘削面と前記鋼管の間に、前記安定液と置換するように非セメント系充填材を充填する裏込め工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法においては、前記鋼管内に挿入して所定深度に配した削孔機によって前記鋼管内から前記地山内に向けて延びる排水孔を形成し、該排水孔を通じて前記地山内の地下水を前記鋼管内に導水することにより周辺地山の地下水位を低下させる地下水位低下工程を備えることが望ましい。
【００１４】
さらに、本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法において、前記鋼管内の前記水に浮かべた台船に前記削孔機を上載し、前記水を前記鋼管内から排出することにより前記台船とともに前記削孔機を所定深度に配置することがより望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑及び廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法によれば、立坑が鋼管と非セメント系充填材とを備えて構成されるため、すなわち、立坑がセメントを全く使用することなく構築されるため、立坑周辺が高アルカリ環境になることがない。このため、廃棄物を隔離するための埋め戻し材が劣化するおそれを解消でき、確実に廃棄物を長期間安定した状態で処分することが可能になる。また、立坑の掘削面を支持する支保として鋼管を用いることにより、地下水の立坑内への漏水などを確実に防止できる。
【００１６】
さらに、安定液を供給しながら掘削坑を形成することで、全断面立坑掘削工法を適用でき、すなわち掘削坑を、機械掘削で、且つ掘削面を大気圧に解放することなく形成できるため、掘削に伴う周辺地山の応力変化を小さくすることができる。これにより、廃棄物と地上を最短経路で繋ぐことになる立坑の掘削坑を形成する際に、周辺地山に透水性が大きくなる掘削影響領域（緩み領域）が発生することを抑制できる。よって、確実に廃棄物を隔離できるように立坑を構築することが可能になる。
【００１７】
また、上記のように機械掘削で地山を掘削し、鋼管を建て込んで立坑を構築できることによって、早期に立坑を構築することが可能になり工期短縮を図ることが可能になる。これにより、従来、立坑の構築のために複数の掘削機械を用い、これに掛かるコストが施工費の増大を招いていたが、上記のように早期に立坑を構築できることで、一台の掘削機械を用いて複数の立坑を施工することも可能になり、経済性を大幅に向上させることが可能になる。
【００１８】
また、本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑及び立坑構築方法においては、地山内の地下水を鋼管内に導水して周辺の地下水位を低下させるための排水孔を具備することによって、鋼管に作用する地下水圧を低減することができ、従来のように覆工コンクリートなどを用いることなく確実に安定した立坑を構築することが可能になる。
【００１９】
さらに、本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑及び立坑構築方法においては、非セメント系充填材が、例えばベントナイトと水を混合したベントナイトスラリーやエタノールとベントナイトを混合したエタノールベントナイトなどのベントナイト混合材であることによって、ベントナイトの膨潤に伴い鋼管と掘削面の隙間、及び緩み領域の地山の間隙を密充填することができ、確実に廃棄物を隔離して廃棄物地下埋設処分施設の安全性及び信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図１から図８、及び図９を参照し、本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑及び廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法について説明する。本実施形態は、例えば図９に示した廃棄物埋設処分施設Ａと同様に、地下３００ｍを超える地山深部の地山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Ｂの立坑及びこの立坑の構築方法に関するものである。
【００２１】
本実施形態の廃棄物地下埋設処分施設Ｂは、図１及び図９に示すように、地表から地山深部に向けて延設され、その下端側に廃棄物を処分するための坑道３が繋がる立坑２０を備えて構築されている。
【００２２】
また、本実施形態の立坑２０は、図１に示すように、地表側の坑口付近に設けられた略円筒状の坑口部６と、地山Ｇを掘削して形成した掘削坑５内に挿入設置されて、坑道２に連通する空間２１を画成する鋼管２２と、掘削坑５の内面（掘削面５ａ）と鋼管２２との間に充填した非セメント系充填材２３とを備えて構成されている。また、本実施形態の立坑２０には、鋼管２２が画成する空間２１と繋がり地山Ｇ内に向けて延設されて、地山Ｇ内の地下水ＧＷを鋼管２２内に導水し周辺の地下水位を低下させるための複数の排水孔２４が設けられている。
【００２３】
坑口部６は、図１及び図３に示すように、地表から垂直に打設して断面略円形に接続された複数の鋼管矢板６ａからなる矢板部６ｂと、矢板部６ｂの上端と繋がり径方向外側に延出した支持板部６ｃとから構成されている。そして、この坑口部６は、矢板部６ａによって地表部側の掘削面５ａ（地山Ｇ）が支持されてこの部分の地山Ｇが崩落することを防止している。また、坑口部６は、矢板部６ｂが略円形状に繋げられ垂直方向に延びて形成されることによって、掘削坑５の延設方向（掘削方向）を規定している。
【００２４】
鋼管２２は、図１及び図２に示すように、坑口部６の内壁面と面一に繋がる掘削面５ａの崩落を防止するように、断面円形の掘削坑５と互いの軸線Ｏ１を同軸上に配するようにして設けられている。また、この鋼管２２は、開口する下端を閉塞する鉄蓋またはコンクリート蓋の底蓋２２ａが設けられて有底円筒状を呈するように形成されている。そして、鋼管２２は、その上端を地表面付近に配し、下端を掘削坑５の底部付近に配して設けられており、このとき、鋼管２２の外面と坑口部６の内壁面及び掘削面５ａとの間に隙間を設けた状態で設けられている。さらに、この鋼管２２の内面側には、図２に示すように、周方向に繋がる環状に形成され、且つ内面から軸線Ｏ１直交方向に（鋼管２２の内面から内側に向けて）突出する複数の補剛部（スティフナー）２２ｂが、上端から下端までの範囲に並設されている。これにより、鋼管２２の内面は、波状を呈するように形成され、このような補剛部２２ｂを備えることによって、本実施形態の鋼管２２は、大きな外圧に対する耐力を有する。
【００２５】
非セメント系充填材２３は、ベントナイトと水を混合したベントナイトスラリーまたはエタノールとベントナイトを混合したエタノールベントナイトのベントナイト混合材である。そして、この非セメント系充填材２３は、ベントナイトが膨潤することによって鋼管２２と、坑口部６及び掘削面５ａとの隙間に密実に充填されている。また、非セメント系充填材２３は、掘削坑５の形成時に生じた立坑２０周辺地山Ｇの緩み領域の間隙にも膨潤しつつ充填されており、この緩み領域の透水性を他の部分の地山Ｇと同等に回復させている。
【００２６】
排水孔２４は、その延設方向の開口する一端が鋼管２２の空間２１内に配され、略水平方向の地山Ｇ内に延設されている。また、鋼管２２の坑口部６の下端付近から底蓋２２ａ付近までの軸線Ｏ１方向の範囲に所定の間隔（深度）をもって、且つ周方向に所定の間隔をあけて複数並設されている。そして、これらの排水孔２４は、内部にそれぞれ図示せぬ有孔管が挿入されており、集水した地下水をこの有孔管を通じて鋼管２２内に排出する。
【００２７】
ついで、図１及び図３から図８を参照して、上記の構成からなる立坑２０を構築する方法について説明し、本実施形態の廃棄物地下埋設処分施設Ｂの立坑２０及びこの立坑２０の構築方法の作用及び効果について説明する。
【００２８】
本実施形態の立坑２０を構築する際には、はじめに、図３に示すように、地表から鋼管矢板６ａを打設して矢板部６ｂを形成するとともに支持板部６ｃを形成して、坑口部６を構築する（坑口部形成工程）。
【００２９】
ついで、図４に示すように、矢板部６ｂで囲んだ地表部側の地山Ｇを掘削するとともに、全断面立坑掘削機械２５を坑口部６上に設置する。そして、地山Ｇを取り除いた状態の矢板部６ｂの内部を、液面が地表面付近に位置するように例えばベントナイト泥水などの安定液２６で満たしておく。
【００３０】
ついで、図５に示すように、全断面立坑掘削機械２５で坑口部６から地山深部に向けて地山Ｇの掘削を開始する。このとき、矢板部６ｂにより掘削方向を規定した状態で地山深部の地山Ｇが掘削され、さらに、液面が地表面付近に常時位置するように掘削坑５内に安定液２６を供給して、掘削坑５の掘削面５ａの崩落を防止しながら掘削を行なう（掘削工程）。このように、全断面立坑掘削機械２５を用いて掘削坑５を形成し、且つ安定液２６を供給しながら掘削して掘削坑５を形成することによって、早期に掘削坑５が形成されてゆき、且つ掘削坑５の掘削面５ａが大気圧に解放されることがないため、掘削に伴う周辺地山Ｇの応力変化を小さく抑えた状態で掘削坑５が形成されてゆく。すなわち、掘削に伴う緩み領域の発生を抑制した状態で掘削坑５が形成される。
【００３１】
そして、所定深度の掘削坑５を形成して全断面立坑掘削機械２５を撤去した段階で、図６に示すように、下端に底蓋２２ａを取り付けた鋼管２２を例えばクレーン２７で吊り下げ、安定液２６で満たされた掘削坑５内に下端側から挿入してゆく。このとき、安定液２６の浮力を相殺するために鋼管２２内に順次水Ｗを注ぎ入れて重量を増大させ、この鋼管２２内に溜まった水Ｗの重さを利用して、安定液２６内に鋼管２２を沈めてゆく。このようにして、鋼管２２を掘削坑５内の所定の位置に設置する（鋼管設置工程）。なお、このとき、鋼管２２の掘削坑５内への挿入に伴い地上に押し出される安定液２６は、適宜手段を用いて回収される。
【００３２】
ついで、鋼管２２を掘削坑５内に挿入設置した段階で、図７に示すように、鋼管２２と掘削坑５の掘削面５ａとの隙間に、安定液２６と置換するように非セメント系充填材（ベントナイト混合材）２３を供給する（裏込め工程）。このとき、安定液２６と置換したベントナイト混合材２３は、鋼管２２と掘削坑５の掘削面５ａとの間に、ベントナイトの膨潤によって密実に充填される。また、このベントナイト混合材２３は、掘削坑５の形成に伴い発生した地山Ｇの緩み領域の間隙にも侵入してゆく。特にエタノールベントナイトを用いた場合には、地山Ｇの緩み領域の間隙内に侵入した後に、地山Ｇ内の地下水ＧＷが接触するとともにエタノールとこの地下水ＧＷが置換し、置換した地下水ＧＷによってベントナイトが膨潤して、高密度で緩み領域の間隙を埋める。これにより、緩み領域の透水性が他の地山Ｇと確実に同等以上に回復する。
【００３３】
ついで、鋼管２２と掘削坑５の掘削面５ａとの隙間を完全にベントナイト混合材２３で充填した段階で、図８に示すように、鋼管２２内に満たされた水Ｗに浮船（台船）２８を浮かべ、この台船２８上に削孔機２９を上載する。そして、鋼管２２内の水Ｗを地上に排出して水面を低下させるとともに、台船２８ひいては削孔機２９を鋼管２２内の所定の深度まで移動させる。このようにして削孔機２９が所定の深度に達した段階でその移動を停止し、すなわち鋼管２２内の水Ｗの排出を停止し、削孔機２９で、鋼管２２の内側から略水平方向外側の地山Ｇ内に延びる排水孔２４を形成する（排水孔形成工程）。そして、この排水孔２４内に有孔管（排水パイプ）を建て込む。このように、鋼管２２内の水Ｗを排出しながら順次下方に削孔機２９を配して排水孔２４の形成及び排水パイプの建て込みを行なうことで、複数の排水パイプが、深さ方向に所定の間隔をあけ且つ周方向に所定の間隔をあけて設置される。これにより、図１に示した本実施形態の立坑２０が構築される。また、排水パイプ（排水孔２４）によって、地山Ｇ内の地下水ＧＷが鋼管２２内に導水されて周辺地山Ｇ内の地下水位が低下することにより、鋼管２２に作用する地下水圧が低減し、鋼管２２が地下水圧などの外力で変形することが防止できる。なお、台船２８及び削孔機２９を鋼管２２内から搬出して、鋼管２２内の水Ｗを除去した段階で、鋼管２２の底蓋２２ａを撤去してもよい。特に底蓋２２ａがコンクリート蓋である場合には、撤去することが望ましい。
【００３４】
したがって、本実施形態の廃棄物地下埋設処分施設Ｂの立坑２０及びこの立坑２０の構築方法によれば、立坑２０が鋼管２２と非セメント系充填材２３とを備えて構成されるため、すなわち、立坑２０がセメントを全く使用することなく構築されるため、周辺地下水が高アルカリ環境になることがない。このため、廃棄物を隔離するための埋め戻し材が劣化することがなく、確実に廃棄物を長期間安定した状態で処分することが可能になる。また、掘削坑５の掘削面５ａを支持する支保として鋼管２２を用いることにより、周辺地山Ｇ内の地下水ＧＷが立坑２０内に漏水することがない。
【００３５】
さらに、安定液２６を供給しながら掘削坑５を形成することで、全断面立坑掘削工法を適用でき、すなわち掘削坑５を機械掘削で形成でき、掘削面５ａを大気圧に解放することなく掘削坑５を形成できるため、掘削に伴う周辺地山Ｇの応力変化を小さくすることができる。これにより、周辺地山Ｇに掘削影響領域（緩み領域）が発生することを抑制でき、廃棄物と地上を最短経路で繋ぐことになる立坑２０を好適に構築して、確実に廃棄物を隔離することが可能になる。
【００３６】
また、上記のように機械掘削で地山Ｇを掘削し、鋼管２２を建て込んで立坑２０を構築できることにより、立坑２０を早期に構築することができ工期短縮を図ることが可能になる。これにより、従来、立坑の構築のために、複数の掘削機械を用い、これに掛かるコストが施工費の増大を招いていたが、上記のように早期に立坑２０を構築できることで、一台の掘削機械を用いて複数の立坑を施工することも可能になって、経済性を大幅に向上させることが可能になる。
【００３７】
また、排水孔２４が具備されることによって、立坑２０の鋼管２２に作用する地下水圧を低減でき、従来のように覆工コンクリートなどを用いることなく確実に安定した立坑２０を構築することが可能になる。
【００３８】
さらに、非セメント系充填材としてベントナイト混合材２３を用いることによって、ベントナイトの膨潤に伴い鋼管２２と掘削面５ａの隙間、及び緩み領域の地山Ｇの間隙を確実に密充填でき、確実に廃棄物を隔離して廃棄物地下埋設処分施設Ｂの安全性及び信頼性を向上させることができる。
【００３９】
以上、本発明に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑及びこの立坑の構築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、坑口部６が複数の鋼管矢板６ａからなる矢板部６ｂと支持板部６ｃとを備えて形成されているものとしたが、坑口部６が地表部側に設けられる関係上、特にセメントからの高アルカリ成分の溶出による埋め戻し材の劣化が生じ得ないと判断される場合には、矢板部６を例えばコンクリート製の地中連続壁としてもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、図６に、クレーン２７で支持した一本ものの鋼管２２を安定液２６中に挿入するように図示したが、分割した鋼管を用い、挿入時に鋼管の頭部が地表面付近に達するとともに他の鋼管の下端とこの頭部を溶接などで接続して、最終的に一本ものの鋼管を掘削坑５内に設置するようにしてもよい。
【００４１】
さらに、本実施形態では、立坑２０が排水孔２４を備えるものとして説明を行なったが、例えば立坑２０周辺の地下水位を他の地下水位低下工法を利用して低下させる場合には、特に排水孔２４を具備する必要はない。また、本実施形態では、非セメント系充填材２３としてベントナイト混合材を用いるものとしたが、セメント成分を含まず、且つ鋼管２２と掘削面５ａの隙間を密実に充填することが可能であれば、他の材料であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑を示す側断面図である。
【図２】図１の立坑に具備する鋼管の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑の坑口部を構築した状態を示す側断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑の坑口部上に全断面立坑掘削機械を設置した状態を示す側断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑の掘削坑を形成している状態を示す側断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑の掘削坑内に鋼管を挿入している状態を示す側断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑の非セメント系充填材を充填している状態を示す側断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑の排水孔を形成している状態を示す側断面図である。
【図９】廃棄物地下埋設処分施設を示す斜視図である。
【図１０】従来の廃棄物地下埋設処分施設の立坑の坑口部の構成を示す断面図である。
【図１１】従来の廃棄物地下埋設処分施設の硬岩系岩盤の立坑の本坑部の構成を示す断面図である。
【図１２】従来の廃棄物地下埋設処分施設の軟岩系岩盤の立坑の本坑部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 立坑
２ 主要坑道（坑道）
３ 処分坑道（坑道）
５ 掘削坑
５ａ 掘削面
６ 坑口部
１０ 本坑部
２０ 立坑
２１ 坑道に繋がる空間
２２ 鋼管
２２ａ 底蓋
２２ｂ 補剛部
２３ 非セメント系充填材（ベントナイト混合材）
２４ 排水孔
２５ 全断面立坑掘削機
２６ 安定液
２８ 台船（浮船）
２９ 削孔機
Ａ 廃棄物地下埋設処分施設
Ｂ 廃棄物地下埋設処分施設
Ｇ 地山
ＧＷ 地下水
Ｗ 水
Ｏ１ 軸線
【技術分野】
【０００１】
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地下埋設処分施設の立坑及びこの立坑を構築する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば地下３００ｍを超える地山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、この廃棄体を処分するための廃棄物地下埋設処分施設Ａは、図９に示すように、地表から地山深部の硬質岩や堆積軟岩の比較的安定した地山Ｇまで略垂直に構築した立坑１と、この立坑１の下端側に繋がる略環状の主要坑道２と、この主要坑道２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３という）とから構成され、廃棄体が、立坑１及び主要坑道２を通じて処分坑道３内に搬送されて処分される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、廃棄体を処分した処分坑道３をそのままにしておくと、処分坑道３の周辺地山Ｇの緩みの拡大や地下水の卓越した水みちの形成のおそれがあり、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ため、これを防止する目的で地山Ｇと同等以上の低透水性の材料（埋め戻し材４）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４には、膨潤性や放射性廃棄物の吸着性に優れるベントナイトを主成分とするベントナイト混合材が用いられ、地山Ｇから処分坑道３に浸入した地下水が接触するとともに膨潤し、地山Ｇを押圧することで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４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。
【０００４】
一方、この種の廃棄物地下埋設処分施設Ａの立坑１は、例えば図９から図１２に示すように、地表から地山深部に向けて掘削した掘削坑５の地表部側の掘削面５ａを支持する坑口部６（図１０）を備え、この坑口部６は、掘削面５ａを例えば厚さ１００ｍｍ程度の吹き付けコンクリート７で覆い、径方向外側に且つ周方向に所定間隔で例えば長さ４０００ｍｍ程度のロックボルト８を打設し、さらにその内周側を例えば１４００ｍｍ程度の覆工コンクリート９で覆って構築される。また、坑口部６よりも地山深部に位置する本坑部１０（図１１及び図１２）は、地山Ｇが硬岩系岩盤の場合（図１１）には、掘削面５ａを覆うように例えば厚さ１００ｍｍ程度の吹き付けコンクリート７を設け、軟岩系岩盤の場合（図１２）には、例えば厚さ５５０ｍｍ程度の覆工コンクリート９を設けて構築される。
【特許文献１】特開２００３−２１５２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の立坑１のように、掘削坑５の掘削面５ａ（地山Ｇ）の崩落を防止する支保として吹付けコンクリート７や覆工コンクリート９を設けた場合には、この支保に地下水が接触するとセメントからＣａ（カルシウム）などの高アルカリ成分が地下水に溶出し、立坑１の周辺が高アルカリ環境になる可能性がある。そして、高アルカリ成分を含む地下水が埋め戻し材４に接触した場合には、埋め戻し材４が劣化するおそれが生じる。
【０００６】
すなわち、埋め戻し材４のベントナイト混合材には、その膨潤性に優れるという点でＮａ（ナトリウム）を担持したＮａ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。そして、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４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てしまう。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑み、廃棄物を隔離する埋め戻し材の劣化を確実に防止して廃棄物を長期的に安定な状態で処分可能な廃棄物地下埋設処分施設の立坑及びこの立坑の構築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】
【０００８】
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。
【０００９】
本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑は、地表から地山深部に向けて延設され、廃棄物を処分するための坑道が繋がる廃棄物地下埋設処分施設の立坑であって、前記地山を掘削して形成した掘削坑内に挿入設置されて前記坑道と繋がる空間を画成する鋼管と、前記掘削坑の掘削面と前記鋼管との間に充填された非セメント系充填材とを備えて構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑においては、前記鋼管内から前記地山内に向けて延び、前記地山内の地下水を前記鋼管内に導水して周辺地山の地下水位を低下させるための排水孔が設けられていることが望ましい。
【００１１】
さらに、本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑においては、前記非セメント系充填材がベントナイト混合材であることがより望ましい。
【００１２】
本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法は、地表から地山深部に向けて延設され、廃棄物を処分するための坑道が繋がる廃棄物地下埋設処分施設の立坑を構築する方法であって、前記地山の地表部側の掘削面を支持するとともに掘削方向を規定するための坑口部を形成する坑口部形成工程と、前記地山の崩落を防止するための安定液を供給しながら前記地表から地山深部に延びる掘削坑を形成する掘削工程と、底蓋を設けて有底筒状を呈するように形成した鋼管を、前記掘削坑内の前記安定液による浮力を相殺するように前記鋼管内に水を供給しながら前記掘削坑内に挿入して設置する鋼管設置工程と、前記掘削坑の掘削面と前記鋼管の間に、前記安定液と置換するように非セメント系充填材を充填する裏込め工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法においては、前記鋼管内に挿入して所定深度に配した削孔機によって前記鋼管内から前記地山内に向けて延びる排水孔を形成し、該排水孔を通じて前記地山内の地下水を前記鋼管内に導水することにより周辺地山の地下水位を低下させる地下水位低下工程を備えることが望ましい。
【００１４】
さらに、本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法において、前記鋼管内の前記水に浮かべた台船に前記削孔機を上載し、前記水を前記鋼管内から排出することにより前記台船とともに前記削孔機を所定深度に配置することがより望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑及び廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法によれば、立坑が鋼管と非セメント系充填材とを備えて構成されるため、すなわち、立坑がセメントを全く使用することなく構築されるため、立坑周辺が高アルカリ環境になることがない。このため、廃棄物を隔離するための埋め戻し材が劣化するおそれを解消でき、確実に廃棄物を長期間安定した状態で処分することが可能になる。また、立坑の掘削面を支持する支保として鋼管を用いることにより、地下水の立坑内への漏水などを確実に防止できる。
【００１６】
さらに、安定液を供給しながら掘削坑を形成することで、全断面立坑掘削工法を適用でき、すなわち掘削坑を、機械掘削で、且つ掘削面を大気圧に解放することなく形成できるため、掘削に伴う周辺地山の応力変化を小さくすることができる。これにより、廃棄物と地上を最短経路で繋ぐことになる立坑の掘削坑を形成する際に、周辺地山に透水性が大きくなる掘削影響領域（緩み領域）が発生することを抑制できる。よって、確実に廃棄物を隔離できるように立坑を構築することが可能になる。
【００１７】
また、上記のように機械掘削で地山を掘削し、鋼管を建て込んで立坑を構築できることによって、早期に立坑を構築することが可能になり工期短縮を図ることが可能になる。これにより、従来、立坑の構築のために複数の掘削機械を用い、これに掛かるコストが施工費の増大を招いていたが、上記のように早期に立坑を構築できることで、一台の掘削機械を用いて複数の立坑を施工することも可能になり、経済性を大幅に向上させることが可能になる。
【００１８】
また、本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑及び立坑構築方法においては、地山内の地下水を鋼管内に導水して周辺の地下水位を低下させるための排水孔を具備することによって、鋼管に作用する地下水圧を低減することができ、従来のように覆工コンクリートなどを用いることなく確実に安定した立坑を構築することが可能になる。
【００１９】
さらに、本発明の廃棄物地下埋設処分施設の立坑及び立坑構築方法においては、非セメント系充填材が、例えばベントナイトと水を混合したベントナイトスラリーやエタノールとベントナイトを混合したエタノールベントナイトなどのベントナイト混合材であることによって、ベントナイトの膨潤に伴い鋼管と掘削面の隙間、及び緩み領域の地山の間隙を密充填することができ、確実に廃棄物を隔離して廃棄物地下埋設処分施設の安全性及び信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図１から図８、及び図９を参照し、本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑及び廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法について説明する。本実施形態は、例えば図９に示した廃棄物埋設処分施設Ａと同様に、地下３００ｍを超える地山深部の地山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Ｂの立坑及びこの立坑の構築方法に関するものである。
【００２１】
本実施形態の廃棄物地下埋設処分施設Ｂは、図１及び図９に示すように、地表から地山深部に向けて延設され、その下端側に廃棄物を処分するための坑道３が繋がる立坑２０を備えて構築されている。
【００２２】
また、本実施形態の立坑２０は、図１に示すように、地表側の坑口付近に設けられた略円筒状の坑口部６と、地山Ｇを掘削して形成した掘削坑５内に挿入設置されて、坑道２に連通する空間２１を画成する鋼管２２と、掘削坑５の内面（掘削面５ａ）と鋼管２２との間に充填した非セメント系充填材２３とを備えて構成されている。また、本実施形態の立坑２０には、鋼管２２が画成する空間２１と繋がり地山Ｇ内に向けて延設されて、地山Ｇ内の地下水ＧＷを鋼管２２内に導水し周辺の地下水位を低下させるための複数の排水孔２４が設けられている。
【００２３】
坑口部６は、図１及び図３に示すように、地表から垂直に打設して断面略円形に接続された複数の鋼管矢板６ａからなる矢板部６ｂと、矢板部６ｂの上端と繋がり径方向外側に延出した支持板部６ｃとから構成されている。そして、この坑口部６は、矢板部６ａによって地表部側の掘削面５ａ（地山Ｇ）が支持されてこの部分の地山Ｇが崩落することを防止している。また、坑口部６は、矢板部６ｂが略円形状に繋げられ垂直方向に延びて形成されることによって、掘削坑５の延設方向（掘削方向）を規定している。
【００２４】
鋼管２２は、図１及び図２に示すように、坑口部６の内壁面と面一に繋がる掘削面５ａの崩落を防止するように、断面円形の掘削坑５と互いの軸線Ｏ１を同軸上に配するようにして設けられている。また、この鋼管２２は、開口する下端を閉塞する鉄蓋またはコンクリート蓋の底蓋２２ａが設けられて有底円筒状を呈するように形成されている。そして、鋼管２２は、その上端を地表面付近に配し、下端を掘削坑５の底部付近に配して設けられており、このとき、鋼管２２の外面と坑口部６の内壁面及び掘削面５ａとの間に隙間を設けた状態で設けられている。さらに、この鋼管２２の内面側には、図２に示すように、周方向に繋がる環状に形成され、且つ内面から軸線Ｏ１直交方向に（鋼管２２の内面から内側に向けて）突出する複数の補剛部（スティフナー）２２ｂが、上端から下端までの範囲に並設されている。これにより、鋼管２２の内面は、波状を呈するように形成され、このような補剛部２２ｂを備えることによって、本実施形態の鋼管２２は、大きな外圧に対する耐力を有する。
【００２５】
非セメント系充填材２３は、ベントナイトと水を混合したベントナイトスラリーまたはエタノールとベントナイトを混合したエタノールベントナイトのベントナイト混合材である。そして、この非セメント系充填材２３は、ベントナイトが膨潤することによって鋼管２２と、坑口部６及び掘削面５ａとの隙間に密実に充填されている。また、非セメント系充填材２３は、掘削坑５の形成時に生じた立坑２０周辺地山Ｇの緩み領域の間隙にも膨潤しつつ充填されており、この緩み領域の透水性を他の部分の地山Ｇと同等に回復させている。
【００２６】
排水孔２４は、その延設方向の開口する一端が鋼管２２の空間２１内に配され、略水平方向の地山Ｇ内に延設されている。また、鋼管２２の坑口部６の下端付近から底蓋２２ａ付近までの軸線Ｏ１方向の範囲に所定の間隔（深度）をもって、且つ周方向に所定の間隔をあけて複数並設されている。そして、これらの排水孔２４は、内部にそれぞれ図示せぬ有孔管が挿入されており、集水した地下水をこの有孔管を通じて鋼管２２内に排出する。
【００２７】
ついで、図１及び図３から図８を参照して、上記の構成からなる立坑２０を構築する方法について説明し、本実施形態の廃棄物地下埋設処分施設Ｂの立坑２０及びこの立坑２０の構築方法の作用及び効果について説明する。
【００２８】
本実施形態の立坑２０を構築する際には、はじめに、図３に示すように、地表から鋼管矢板６ａを打設して矢板部６ｂを形成するとともに支持板部６ｃを形成して、坑口部６を構築する（坑口部形成工程）。
【００２９】
ついで、図４に示すように、矢板部６ｂで囲んだ地表部側の地山Ｇを掘削するとともに、全断面立坑掘削機械２５を坑口部６上に設置する。そして、地山Ｇを取り除いた状態の矢板部６ｂの内部を、液面が地表面付近に位置するように例えばベントナイト泥水などの安定液２６で満たしておく。
【００３０】
ついで、図５に示すように、全断面立坑掘削機械２５で坑口部６から地山深部に向けて地山Ｇの掘削を開始する。このとき、矢板部６ｂにより掘削方向を規定した状態で地山深部の地山Ｇが掘削され、さらに、液面が地表面付近に常時位置するように掘削坑５内に安定液２６を供給して、掘削坑５の掘削面５ａの崩落を防止しながら掘削を行なう（掘削工程）。このように、全断面立坑掘削機械２５を用いて掘削坑５を形成し、且つ安定液２６を供給しながら掘削して掘削坑５を形成することによって、早期に掘削坑５が形成されてゆき、且つ掘削坑５の掘削面５ａが大気圧に解放されることがないため、掘削に伴う周辺地山Ｇの応力変化を小さく抑えた状態で掘削坑５が形成されてゆく。すなわち、掘削に伴う緩み領域の発生を抑制した状態で掘削坑５が形成される。
【００３１】
そして、所定深度の掘削坑５を形成して全断面立坑掘削機械２５を撤去した段階で、図６に示すように、下端に底蓋２２ａを取り付けた鋼管２２を例えばクレーン２７で吊り下げ、安定液２６で満たされた掘削坑５内に下端側から挿入してゆく。このとき、安定液２６の浮力を相殺するために鋼管２２内に順次水Ｗを注ぎ入れて重量を増大させ、この鋼管２２内に溜まった水Ｗの重さを利用して、安定液２６内に鋼管２２を沈めてゆく。このようにして、鋼管２２を掘削坑５内の所定の位置に設置する（鋼管設置工程）。なお、このとき、鋼管２２の掘削坑５内への挿入に伴い地上に押し出される安定液２６は、適宜手段を用いて回収される。
【００３２】
ついで、鋼管２２を掘削坑５内に挿入設置した段階で、図７に示すように、鋼管２２と掘削坑５の掘削面５ａとの隙間に、安定液２６と置換するように非セメント系充填材（ベントナイト混合材）２３を供給する（裏込め工程）。このとき、安定液２６と置換したベントナイト混合材２３は、鋼管２２と掘削坑５の掘削面５ａとの間に、ベントナイトの膨潤によって密実に充填される。また、このベントナイト混合材２３は、掘削坑５の形成に伴い発生した地山Ｇの緩み領域の間隙にも侵入してゆく。特にエタノールベントナイトを用いた場合には、地山Ｇの緩み領域の間隙内に侵入した後に、地山Ｇ内の地下水ＧＷが接触するとともにエタノールとこの地下水ＧＷが置換し、置換した地下水ＧＷによってベントナイトが膨潤して、高密度で緩み領域の間隙を埋める。これにより、緩み領域の透水性が他の地山Ｇと確実に同等以上に回復する。
【００３３】
ついで、鋼管２２と掘削坑５の掘削面５ａとの隙間を完全にベントナイト混合材２３で充填した段階で、図８に示すように、鋼管２２内に満たされた水Ｗに浮船（台船）２８を浮かべ、この台船２８上に削孔機２９を上載する。そして、鋼管２２内の水Ｗを地上に排出して水面を低下させるとともに、台船２８ひいては削孔機２９を鋼管２２内の所定の深度まで移動させる。このようにして削孔機２９が所定の深度に達した段階でその移動を停止し、すなわち鋼管２２内の水Ｗの排出を停止し、削孔機２９で、鋼管２２の内側から略水平方向外側の地山Ｇ内に延びる排水孔２４を形成する（排水孔形成工程）。そして、この排水孔２４内に有孔管（排水パイプ）を建て込む。このように、鋼管２２内の水Ｗを排出しながら順次下方に削孔機２９を配して排水孔２４の形成及び排水パイプの建て込みを行なうことで、複数の排水パイプが、深さ方向に所定の間隔をあけ且つ周方向に所定の間隔をあけて設置される。これにより、図１に示した本実施形態の立坑２０が構築される。また、排水パイプ（排水孔２４）によって、地山Ｇ内の地下水ＧＷが鋼管２２内に導水されて周辺地山Ｇ内の地下水位が低下することにより、鋼管２２に作用する地下水圧が低減し、鋼管２２が地下水圧などの外力で変形することが防止できる。なお、台船２８及び削孔機２９を鋼管２２内から搬出して、鋼管２２内の水Ｗを除去した段階で、鋼管２２の底蓋２２ａを撤去してもよい。特に底蓋２２ａがコンクリート蓋である場合には、撤去することが望ましい。
【００３４】
したがって、本実施形態の廃棄物地下埋設処分施設Ｂの立坑２０及びこの立坑２０の構築方法によれば、立坑２０が鋼管２２と非セメント系充填材２３とを備えて構成されるため、すなわち、立坑２０がセメントを全く使用することなく構築されるため、周辺地下水が高アルカリ環境になることがない。このため、廃棄物を隔離するための埋め戻し材が劣化することがなく、確実に廃棄物を長期間安定した状態で処分することが可能になる。また、掘削坑５の掘削面５ａを支持する支保として鋼管２２を用いることにより、周辺地山Ｇ内の地下水ＧＷが立坑２０内に漏水することがない。
【００３５】
さらに、安定液２６を供給しながら掘削坑５を形成することで、全断面立坑掘削工法を適用でき、すなわち掘削坑５を機械掘削で形成でき、掘削面５ａを大気圧に解放することなく掘削坑５を形成できるため、掘削に伴う周辺地山Ｇの応力変化を小さくすることができる。これにより、周辺地山Ｇに掘削影響領域（緩み領域）が発生することを抑制でき、廃棄物と地上を最短経路で繋ぐことになる立坑２０を好適に構築して、確実に廃棄物を隔離することが可能になる。
【００３６】
また、上記のように機械掘削で地山Ｇを掘削し、鋼管２２を建て込んで立坑２０を構築できることにより、立坑２０を早期に構築することができ工期短縮を図ることが可能になる。これにより、従来、立坑の構築のために、複数の掘削機械を用い、これに掛かるコストが施工費の増大を招いていたが、上記のように早期に立坑２０を構築できることで、一台の掘削機械を用いて複数の立坑を施工することも可能になって、経済性を大幅に向上させることが可能になる。
【００３７】
また、排水孔２４が具備されることによって、立坑２０の鋼管２２に作用する地下水圧を低減でき、従来のように覆工コンクリートなどを用いることなく確実に安定した立坑２０を構築することが可能になる。
【００３８】
さらに、非セメント系充填材としてベントナイト混合材２３を用いることによって、ベントナイトの膨潤に伴い鋼管２２と掘削面５ａの隙間、及び緩み領域の地山Ｇの間隙を確実に密充填でき、確実に廃棄物を隔離して廃棄物地下埋設処分施設Ｂの安全性及び信頼性を向上させることができる。
【００３９】
以上、本発明に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑及びこの立坑の構築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、坑口部６が複数の鋼管矢板６ａからなる矢板部６ｂと支持板部６ｃとを備えて形成されているものとしたが、坑口部６が地表部側に設けられる関係上、特にセメントからの高アルカリ成分の溶出による埋め戻し材の劣化が生じ得ないと判断される場合には、矢板部６を例えばコンクリート製の地中連続壁としてもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、図６に、クレーン２７で支持した一本ものの鋼管２２を安定液２６中に挿入するように図示したが、分割した鋼管を用い、挿入時に鋼管の頭部が地表面付近に達するとともに他の鋼管の下端とこの頭部を溶接などで接続して、最終的に一本ものの鋼管を掘削坑５内に設置するようにしてもよい。
【００４１】
さらに、本実施形態では、立坑２０が排水孔２４を備えるものとして説明を行なったが、例えば立坑２０周辺の地下水位を他の地下水位低下工法を利用して低下させる場合には、特に排水孔２４を具備する必要はない。また、本実施形態では、非セメント系充填材２３としてベントナイト混合材を用いるものとしたが、セメント成分を含まず、且つ鋼管２２と掘削面５ａの隙間を密実に充填することが可能であれば、他の材料であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑を示す側断面図である。
【図２】図１の立坑に具備する鋼管の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑の坑口部を構築した状態を示す側断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑の坑口部上に全断面立坑掘削機械を設置した状態を示す側断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑の掘削坑を形成している状態を示す側断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑の掘削坑内に鋼管を挿入している状態を示す側断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑の非セメント系充填材を充填している状態を示す側断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る廃棄物地下埋設処分施設の立坑の排水孔を形成している状態を示す側断面図である。
【図９】廃棄物地下埋設処分施設を示す斜視図である。
【図１０】従来の廃棄物地下埋設処分施設の立坑の坑口部の構成を示す断面図である。
【図１１】従来の廃棄物地下埋設処分施設の硬岩系岩盤の立坑の本坑部の構成を示す断面図である。
【図１２】従来の廃棄物地下埋設処分施設の軟岩系岩盤の立坑の本坑部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 立坑
２ 主要坑道（坑道）
３ 処分坑道（坑道）
５ 掘削坑
５ａ 掘削面
６ 坑口部
１０ 本坑部
２０ 立坑
２１ 坑道に繋がる空間
２２ 鋼管
２２ａ 底蓋
２２ｂ 補剛部
２３ 非セメント系充填材（ベントナイト混合材）
２４ 排水孔
２５ 全断面立坑掘削機
２６ 安定液
２８ 台船（浮船）
２９ 削孔機
Ａ 廃棄物地下埋設処分施設
Ｂ 廃棄物地下埋設処分施設
Ｇ 地山
ＧＷ 地下水
Ｗ 水
Ｏ１ 軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表から地山深部に向けて延設され、廃棄物を処分するための坑道が繋がる廃棄物地下埋設処分施設の立坑であって、
前記地山を掘削して形成した掘削坑内に挿入設置されて前記坑道と繋がる空間を画成する鋼管と、前記掘削坑の掘削面と前記鋼管との間に充填された非セメント系充填材とを備えて構成されていることを特徴とする廃棄物地下埋設処分施設の立坑。
【請求項２】
請求項１記載の廃棄物地下埋設処分施設の立坑において、
前記鋼管内から前記地山内に向けて延び、前記地山内の地下水を前記鋼管内に導水して周辺地山の地下水位を低下させるための排水孔が設けられていることを特徴とする廃棄物地下埋設処分施設の立坑。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の廃棄物地下埋設処分施設の立坑において、
前記非セメント系充填材がベントナイト混合材であることを特徴とする廃棄物地下埋設処分施設の立坑。
【請求項４】
地表から地山深部に向けて延設され、廃棄物を処分するための坑道が繋がる廃棄物地下埋設処分施設の立坑を構築する方法であって、
前記地山の地表部側の掘削面を支持するとともに掘削方向を規定するための坑口部を形成する坑口部形成工程と、前記地山の崩落を防止するための安定液を供給しながら前記地表から地山深部に延びる掘削坑を形成する掘削工程と、底蓋を設けて有底筒状を呈するように形成した鋼管を、前記掘削坑内の前記安定液による浮力を相殺するように前記鋼管内に水を供給しながら前記掘削坑内に挿入して設置する鋼管設置工程と、前記掘削坑の掘削面と前記鋼管の間に、前記安定液と置換するように非セメント系充填材を充填する裏込め工程とを備えることを特徴とする廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法。
【請求項５】
請求項４記載の廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法において、
前記鋼管内に挿入して所定深度に配した削孔機によって前記鋼管内から前記地山内に向けて延びる排水孔を形成し、該排水孔を通じて前記地山内の地下水を前記鋼管内に導水することにより周辺地山の地下水位を低下させる地下水位低下工程を備えることを特徴とする廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法。
【請求項６】
請求項５記載の廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法において、
前記鋼管内の前記水に浮かべた台船に前記削孔機を上載し、前記水を前記鋼管内から排出することにより前記台船とともに前記削孔機を所定深度に配置することを特徴とする廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法。
【請求項１】
地表から地山深部に向けて延設され、廃棄物を処分するための坑道が繋がる廃棄物地下埋設処分施設の立坑であって、
前記地山を掘削して形成した掘削坑内に挿入設置されて前記坑道と繋がる空間を画成する鋼管と、前記掘削坑の掘削面と前記鋼管との間に充填された非セメント系充填材とを備えて構成されていることを特徴とする廃棄物地下埋設処分施設の立坑。
【請求項２】
請求項１記載の廃棄物地下埋設処分施設の立坑において、
前記鋼管内から前記地山内に向けて延び、前記地山内の地下水を前記鋼管内に導水して周辺地山の地下水位を低下させるための排水孔が設けられていることを特徴とする廃棄物地下埋設処分施設の立坑。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の廃棄物地下埋設処分施設の立坑において、
前記非セメント系充填材がベントナイト混合材であることを特徴とする廃棄物地下埋設処分施設の立坑。
【請求項４】
地表から地山深部に向けて延設され、廃棄物を処分するための坑道が繋がる廃棄物地下埋設処分施設の立坑を構築する方法であって、
前記地山の地表部側の掘削面を支持するとともに掘削方向を規定するための坑口部を形成する坑口部形成工程と、前記地山の崩落を防止するための安定液を供給しながら前記地表から地山深部に延びる掘削坑を形成する掘削工程と、底蓋を設けて有底筒状を呈するように形成した鋼管を、前記掘削坑内の前記安定液による浮力を相殺するように前記鋼管内に水を供給しながら前記掘削坑内に挿入して設置する鋼管設置工程と、前記掘削坑の掘削面と前記鋼管の間に、前記安定液と置換するように非セメント系充填材を充填する裏込め工程とを備えることを特徴とする廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法。
【請求項５】
請求項４記載の廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法において、
前記鋼管内に挿入して所定深度に配した削孔機によって前記鋼管内から前記地山内に向けて延びる排水孔を形成し、該排水孔を通じて前記地山内の地下水を前記鋼管内に導水することにより周辺地山の地下水位を低下させる地下水位低下工程を備えることを特徴とする廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法。
【請求項６】
請求項５記載の廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法において、
前記鋼管内の前記水に浮かべた台船に前記削孔機を上載し、前記水を前記鋼管内から排出することにより前記台船とともに前記削孔機を所定深度に配置することを特徴とする廃棄物地下埋設処分施設の立坑構築方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２６０１９（Ｐ２００８−２６０１９Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９５５８１（Ｐ２００６−１９５５８１）
【出願日】平成１８年７月１８日（２００６．７．１８）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１８日（２００６．７．１８）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
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