3. 研究成果
3.2 埋設施設形態の最適化検討
3.2.3 開削サイロ型埋設施設
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区画の配置となる。これにより緩衝材上面の深度は G.L.-50m、緩衝材底面の深度は G.L.-79.6mとなる。図 3.2.3-2に埋設施設の垂直断面図を示す。
＜参考文献＞
1) 稲田善紀：岩盤工学、森北出版株式会社、1997、pp.148-149 より抜粋
‑44‑
1.3m容器1.3m×1.3m×1.3m（４行×３列×４段積み）
低拡散層（充てんモルタル）水平方向t=1.1m、垂直方向t=1.0m
8.57m
6.4m
区画寸法
88
24.14m(緩衝材含む)
34.6m(緩衝材含む) 49.4m(緩衝材含む)
43.28m(緩衝材含む)
開削サイロ内径55.0m
図 3.2.3-1 処分施設の平面図（開削サイロ型施設）
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43.28m(緩衝材含む)
地表
50.0m25.6m 2.0m2.0m
55.0m 埋め土
緩衝材t=2m
コンクリートピット t=1m
区画（8.57m×6.4m×7.2m）
廃棄体（1m3容器、4行×3列×4段積み）
図 3.2.3-2 処分施設の垂直断面図（開削サイロ型施設）
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-46-３.２.４ 施設浸透水量の検討
施設の安全評価に使用するため最新の廃棄物データにより見直されたトンネル型埋設施 設と開削サイロ型埋設施設の施設浸透水量を設定する。ここで施設浸透水量は、緩衝材の内 周を通過する地下水流量として定義する。
天然バリア条件及び人工バリア条件
天然バリア条件については、「第３次中間報告」をもとに設定した。また人工バリア条件 については、六ヶ所低レベル放射性廃棄物１号および２号埋設施設での設定値をもとに設定 した。表 3.2.4-1に設定値の一覧表を示す。
表 3.2.4-1 天然バリア条件および人工バリア条件
分類 パラメータ 設定値 備考
岩盤の
透水係数 1E-7m/s 天然バリア
動水勾配 1%
「第３次中間報告」の施設近傍 での地下水流速 0.001m/day を参考に設定する。
緩衝材
の厚さ 1m、2m
六ヶ所低レベル放射性廃棄物 ２号埋設施設の設定値 2m を基 本ケースとし、1m の場合につい てもケースに加える。
緩衝材の 透水係数
1E-9m/s、1E-10m/s、
1E-11m/s
70wt%ベントナイト配合で密度 1.6Mg/m3以上の圧縮ベントナ イトを考え、施工前の透水係数 を 1E-12m/s とする。Ca 型化と 施工のばらつきを１オーダずつ 考え 1E-10m/s を基本ケースと する*2。
コンクリートピットの厚さ 1m 六ヶ所低レベル放射性廃棄物 １、２号埋設施設の設定値。
低拡散層（充てん材）
の厚さ 1m
六ヶ所低レベル放射性廃棄物 １、２号埋設施設の設定値より 1.1m をまるめて 1mとする。
セメント系材料*1の
透水係数 1E-5m/s 六ヶ所低レベル放射性廃棄物 １、２号埋設施設の設定値。
廃棄体の積上げ段数 ４行×４段積み 人工バリア
ピット１区画の寸法 幅 8.57m×長さ 6.4m
×高さ 7.2m
処分空洞径 18m における設定 値。
注）*1：廃棄体、充てん材、コンクリートピットをセメント系材料として評価する。
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-47- (１)-47- トンネル型埋設施設
（i） 方法
図 3.2.4-1に対象施設の配置図を示す。対象施設は、緩衝材の外側で長さが212.2m
と219.6mの２本のトンネル型施設である。施設浸透水量は、３次元浸透流解析により
求めた施設１本当たりの施設浸透水量を合計することにより対象施設の施設浸透水量 とした。
図 3.2.4-2 に施設１本当たりの施設浸透水量を求めるために使用した解析モデルの 例を示す。解析領域L500m×W100m×H100mの解析領域内にセメント系材料（廃棄 体、低拡散層、コンクリートピット）、緩衝材、岩盤の３種類の材質により１本の施設 の1/8をモデル化した。ここで対象施設の垂直断面でのセメント系材料の幅は10.57m、
高さは7.2mであるが、解析モデルでは保守側に幅10.57m、高さ10.57mの正方形形 状とした。また地下水の流動方向は、施設の掘削方向に平行な方向で、動水勾配1%と なるように境界条件を設定した。
（ii） 解析ケース
解析ケースの一覧表を表 3.2.4-2に示す。
（iii） 結果
施設浸透水量の設定結果を表 3.2.4-2に併記する。
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-48-28m30m
28ピット 29ピット
212.2m 30m
30m 219.6m 30m
作業エリア
図 3.2.4-1 レイアウト図（トンネル型埋設施設）
図 3.2.4-2 解析モデル図（トンネル型埋設施設）
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-49-表 3.2.4-2 解析ケースおよび施設浸透水量の結果
緩衝材 施設浸透水量(m3/y) 施設の長さ
ケース
厚さ(m) 透水係数
(m/s) 28ピッ
ト (212.2m)
29ピット
（219.6m）
合計
1 1E-11 0.67 0.71 1.38
2 1E-10 6.56 7.01 13.58
3
2
1E-9 56.46 59.93 116.38
4 1E-11 1.26 1.34 2.60
5 1E-10 12.17 13.01 25.18
6
1
1E-9 92.94 98.18 191.12
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-50- (２)-50- 開削サイロ型埋設施設
（i） 方法
対象施設の平面図と垂直断面図を図 3.2.4-3に示す。X軸、Y軸を図 3.2.4-3(a)に示 す方向、Z軸を処分施設の上方に向かう方向として定義する。トンネル型施設と同様に ３次元浸透流解析により施設浸透水量を設定した。
図 3.2.4-4に解析モデル図を示す。400m×400m×400mの解析領域内にセメント系 材料（廃棄体、充てん材、コンクリートピット）、緩衝材、岩盤の３種類の材質により、
対象施設をモデル化した。開削サイロの掘削では、セメント系材料を使用した連壁を設 置しながら掘削することが考えられる。しかし連壁は初期においては低透水性であると 考えられるものの、ひび割れの発生や材料の劣化に対しては不確実であることから、施 設周辺の岩盤と同等の透水係数として評価することとした。
地下水の流動方向は、施設の形状が複雑であるために施設浸透水量に感度がある可能 性が考えられた。このため、緩衝材の厚さが1m、透水係数が1E-10m/sの場合につい て以下の地下水の流動方向を設定した場合の施設浸透水量を求めた。
・ X軸に平行な方向
・ Y軸に平行な方向
・ Z軸に平行な方向
・ XY面に平行でX軸に対し45°の方向
・ YZ面に平行でY軸に対し45°の方向
・ XZ面に平行でX軸に対し45°の方向
その結果、表 3.2.4-3に示す施設浸透水量が得られ、施設浸透水量が大きくなるYZ 面に平行でY軸に対し45°の方向を地下水の流動方向として設定した。
（ii） 解析ケース
解析ケースの一覧表を表 3.2.4-4に示す。
（iii） 結果
施設浸透水量の設定結果を表 3.2.4-4に併記する。
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-51-1.3m容器1.3m×1.3m×1.3m（４行×３列×４段積み）
低拡散層（充てんモルタル）水平方向t=1.1m、垂直方向t=1.0m
8.57m
6.4m
区画寸法
88
24.14m(緩衝材含む)
34.6m(緩衝材含む) 49.4m(緩衝材含む)
43.28m(緩衝材含む)
開削サイロ内径55.0m
(a) 平面図
43.28m(緩衝材含む)
地表
50.0m25.6m 2.0m2.0m
55.0m 埋め土
緩衝材t=2m
コンクリートピット t=1m
区画（8.57m×6.4m×7.2m）
廃棄体（1m3容器、4行×3列×4段積み）
(b) 垂直断面図
図 3.2.4-3 開削サイロ型埋設施設の垂直断面図と平面図
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-52-図 3.2.4-4 解析モデル-52-図（開削サイロ型埋設施設）
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-53-表 3.2.4-3 地下水の流動方向を変えた場合の施設浸透水量の結果 地下水の流動方向 施設浸透水量(m3/y)
X軸に平行 1.06
Y軸に平行 1.10
Z軸に平行 1.02
XY面に平行でX軸に対し45° 1.44 YZ面に平行でZ軸に対し45° 1.47 XZ面に平行でX軸に対し45° 1.45 注） 解析条件
透水係数：岩盤 1E-7m/s、緩衝材：1E-10m/s、セメント系材料：1E-5m/s 動水勾配：1%
表 3.2.4-4 解析ケースおよび施設浸透水量の結果（開削サイロ型埋設施設）
ケース 緩衝材
厚さ(m) 透水係数(m/s) 施設浸透水量(m3/y)
1 1E-11 0.15
2 1E-10 1.47
3
2
1E-9 13.86
4 1E-11 0.28
5 1E-10 2.72
6
1
1E-9 24.15