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人工バリア施工における粒状ベントナイトの効率的締固め技術の開発

粒状ベントナイトの振動特性を利用した合理的締固め技術

森川 義人*1・根木 政広*1・白瀬 光泰*1・遠藤 さち恵*1・藤原 斉郁*2・立石 洋二*3

低レベル放射性廃棄物の余裕深度処分施設におけるベントナイト系緩衝材(人工バリア)は,所定の遮水性能を満足するための目標乾燥密度が設定されており,狭隘な施工条件下で厳格な品質管理が要求されている。特に極めて狭隘な施工条件下(幅約1m)となる側部緩衝材の施工は,小型締固め機械の使用が余儀なくされており,従来の締固め技術では多くの転圧回数が必要とされ,乾燥密度にもバラツキが生じる結果となっていた。本研究では,粒状ベントナイトの振動特性に着目した各種締固め実験を行うことにより,従来工法の2倍の締固め効率と密度のバラツキ低減効果が期待できる「効率的締固めプロセス」(3Step締固め工法)を開発した。当工法は,粒状ベントナイトの締固めに最適振動周波数foptと最適な振幅による起振力Fを適用し,3種類の締固め機械を効果的に組み合わせた合理的な締固め技術である。

キーワード:  放射性廃棄物,ベントナイト系材料,締固め,効率性,振動周波数,起振力

*1 原子力本部 原子力技術第三部
*2 技術センター 土木技術研究所 地盤・岩盤研究室
*3 土木本部 機械部

Method of Efficient Compaction for Engineered Barrier Works that Uses Granular Bentonite

Effective Compaction Method that Makes the Most of Vibratory Properties of Granular Bentonite

Yoshito MORIKAWA*1, Masahiro NEGI*1, Mitsuyasu SHIRASE*1, Sachie ENDO*1, Tadafumi FUJIWARA*2 and Yoji TATEISHI*3

The target value of dry density of a bentonite buffer materials used as an engineered barrier of intermediate depth disposal facilities must be strictly controlled to ensure sufficient coefficient of permeability to stop water. Construction of a bentonite buffer therefore requires adequate quality control under restricted working conditions. Especially for laterally place of a buffer material in narrow spaces (1000mm in width), there is no alternative but the way using an extremely small compacting machine, and it results in excessive number of compaction and variations in quality. This study examined various compaction tests focusing on vibratory properties of Granular Bentonite, and consequently developed a new method “Efficient Compaction Process 3-Step Compaction Method“ that is twice as efficient in compaction and reduces the variation in compacted bentonite density. This practical method is a technique for compaction through a rational compaction process using a combination of three types of compacting machines to properly apply the vibratory force with optimum frequency and amplitude.

Keywords:  radioactive waste, bentonite buffer material, compaction work, efficiency, frequency, vibratory force

*1 Nuclear Facilities Engineering Ⅲ, Nuclear Facilities Division
*2 Soil and Rock Engineering Research Section, Civil Engineering Research Institute, Technology Center
*3 Machinery Department, Civil Engineering Division