特定原子力施設監視・ 評価検討会（第８回） 資料５ (第７回資料５を一部改訂) 地下水流入に対する止水対策について 平成２５年４月１２日 東京電力株式会社 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 １．現状分析 ① 地下水の流れ 地下水は、敷地西側(山)から東側(海)に向かって流れており一部が建屋地下から流入する。 雨水は、地下に浸透して建屋に流入している。 建屋に流入している地下水は、これまでの実績に基づき約４００ｍ3／日と想定している。 OP ３５ｍ 地下水バイパス 揚水井 ▽ 降雨 透水層 サブドレン R/B T/B サブドレン OP+10m ▽ ▽ 人工岩盤 難透水層 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 1 １．現状分析 ② 地下水位の現況 浸透流解析による地下水位の分布を示す。 現状は建屋周辺のサブドレンが停止中であり、建屋が水をせき止める働きをしているた め、山側の水位が高い。 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 2 １．現状分析 ③ 1～４号機周辺サブドレンピット水位（３/22測定） 測定点名：U3 OP ＋ 3,120 測定点名：U2 OP ＋ 4,480 測定点名：1 OP ＋ 4,300 測定点名：U1 OP ＋ 3,880 #1 T/B C/B #3 T/B #2 T/B RW/B #1 R/B RW/B RW/B #2 R/B #4 T/B #3 R/B RW/B １，２号 FSTR 測定点名：R1 OP ＋ 7,200 #4 R/B ３，４号 測定点名：R4 OP ＋ 7,950 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 3 １．現状分析 ④ 地下水の建屋内流入経路の想定 建屋流入量（約400ｍ３ ／日）は「降雨」と「地下水」に分けられ、それぞれ以下の経 路から流入していると想定している。 降 雨 損傷した屋根からの流入 降雨 屋根スラブ面 開口部 ＋ 地表面からの浸透 降 雨 トレンチからの流入 屋外 建屋 地下水 地表面 OP10000 建屋間ギャップ からの流入 屋内 水溜まり 建屋間ギャップ 地下 水位 地中へ 浸透 建屋地下外周部 からの流入 サンプピット等へ （地下階） 地中埋設配管 建屋間貫通部 地下水位 地下滞留水 約４００m3/日 基礎底面からの流入 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 トレンチ 地下滞留水 4 ２．止水方策 ① 止水方策一覧 止水方策 機能・概要 主な対応状況 貫通部の止水 地下部で建屋に取り付くトレンチや配管の貫通 ・３箇所の貫通部の止水を完了 部からの流入を開口や隙間を塞ぎ抑制する ・今後、２箇所の貫通部の止水を実施予定 地下水バイパスの活用 地下水の流れの上流側にあたる建屋の西側に井 ・揚水井設置完了 戸を掘り、建屋側へ流れる地下水を強制的にバ ・浄化・水質分析中 イパスさせることで、建屋周辺の地下水位をコ ・配管等の移送設備の設置作業実施中 ントロールする。 サブドレンの活用 建屋近傍にある井戸から地下水を汲み上げて建 ・復旧作業中 屋周辺の地下水位を下げる 建屋間ギャップの止水 ・効果、実現性を検討中 隣り合わせた建屋の地下外壁は50mm程度の間 ※建屋外壁周辺の地上部は高線量のため作業可能 隔を空けて（ギャップと呼ぶ）配置されており、 な線量になるまで除染や遮へいが必要 建屋間を貫通する配管が集中するため、ギャッ ※地中にトレンチなどの構造物があるため止水工 プ部を止水し地下水流入を抑制する。 事の実現が困難 遮水連壁（陸側遮水壁） 地下水の流れの上流側にあたる建屋の西側に、 ・陸側遮水壁は地下水位のコントロールが出来ない ため、滞留水流出を招く恐れがあることから代替 地下水の流れを遮断する壁を構築して、建屋側 への地下水の流れを止める。 として地下水バイパスを構築中。 Ｔ／Ｂコンクリート充填 ・継続検討中 ※コンクリート充填による循環ループへの影響を 滞留水が溜まっているタービン建屋の地下部分 考慮することが必要。 をコンクリート等で充填する事で、地下水の建 屋への流入を抑制する。 ※滞留水を全て汲み上げる必要があり、早期の実 施が困難。 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 5 ２．止水方策 ② 止水の考え方 ■地下水流入を最終的に遮断するためにはサブドレンの復旧が不可欠 である。 建屋 ■建屋内の滞留水が外に漏れ出さないためには、建屋周辺地下水位が 滞留水水位を下回らないようにコントロールする必要がある。 サブドレン 地下水 滞留水 ■止水対策のステップ １．トレンチ開口部や配管貫通部からの止水については早急に実施。 ２．サブドレンの復旧についてはＨ２６年中頃まで作業時間を要することから、 地下水位のコントロール機能のある地下水バイパスを先行して運用し地下水 流入を抑制。 ３．サブドレンの復旧を図り、建屋周辺の地下水位をコントロールすると共に、 建屋内の滞留水の水位を下げて流入防止効果を確実なものにする。 ■課題 ・現在サブドレン水は雨水の流入により汚染が確認されていることから、ポンプ の復旧と併せて、今後浄化作業についても実施方法を検討する。 ・地下水位を下げるには同時に滞留水を下げる必要があることから、循環注水冷却 システムや滞留水の処理方法についても検討を進める。 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 6 ３．貫通部の止水 ① 主な止水対策実施状況 ３号機コントロール建屋 ケーブルダクト貫通 ２号機タービン建屋 流入量約25m3 H24.12完了 ケーブルダクト貫通 流入量約15m3 ４号機タービン建屋 H25.4着手予定 ケーブルダクト貫通 流入量約15m3 １号Ｔ／Ｂ ２号Ｔ／Ｂ １号 Ｒ／Ｂ ２号 Ｒ／Ｂ ３号Ｔ／Ｂ ３号 Ｒ／Ｂ ４号Ｔ／Ｂ ４号 Ｒ／Ｂ ３号機廃棄物地下貯蔵建屋 プロセス主建屋 配管貫通部 共用プールダクト貫通 流入量約31m3 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 H25.3完了 H25.4着手予定 流入量不明 H25.3完了 7 ３．貫通部の止水 ② ケーブルダクト貫通部（３号機コントロール建屋） ■ 止水工事概要 ○平成24年７月16日より止水工事に着手。 12月４日に止水工事が完了。 ○今回の止水工事完了により、１日あたり約25ｍ3の ３、４号機タービン建屋滞留水の減少に寄与。 止水工事箇所断面図 地上面 （▼ＯＰ１００００） ＜着手前＞ ③排水管閉止 ④止水処理 ⑤補強用横架材 起動用 変圧器 ダクト コントロール 建屋 ②遮水シート ②止水パネル鋼材 ①止水ゴム ＜止水完了＞ ②ケミカルアンカー 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 8 ４．地下水バイパスの活用 ① コンセプト 現状 稼働後 海 山 揚水井 海 山 地下水の流れ（山側→海側） 地下水の流れ（山側→海側） 地下水バイパス 原子炉建屋 揚水井 タービン建屋 透水層 難透水層 原子炉建屋 タービン建屋 透水層 難透水層 地下水の流入 水処理 地下水は主に透水層を山側から海側に向か って流れている。 海に向かう過程で地下水の一部が建屋内に 流入している。 →建屋内滞留水の増加 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 地下水の流入＜減＞ 水処理＜減＞ 山側から流れてきた地下水を、建屋の上流 で揚水し、地下水の流路を変更する。 （地下水バイパス） 地下水バイパスにより建屋周辺（主に山 側）の地下水位を低下させ、建屋内への流 入量を抑制する。 9 ４．地下水バイパスの活用 ② 施工進捗状況 現在、揚水井（１２箇所）の掘削が完了し、水質を分析するとともに、配管等の設置作業を実施中 ■実施中の主な作業（3/19時点） ・揚水井設置完了（１2/12箇所） ・水質分析完了 （ 1/12箇所） ・配管等の移送設備の設置 1 A系統 2 3 4 配管ルート（タンク～海） 5 6 7 8 9 10 B系統 （C）GeoEye/日本スペースイメージング 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 C系統 11 12 ：揚水井（設置完了・水質分析中） ： 〃 （設置完了・水質分析完了） ：施工ヤード ：配管ルート（施工中） ：一時貯留タンク（設置完了） ：観測井（新設孔，設置完了） ： 〃 （ｻﾌﾞﾄﾞﾚﾝﾋﾟｯﾄ内水位測定箇所） 10 ４．地下水バイパスの活用 ③ 地下水バイバス運転時の建屋内滞留水水位の制約 ①地下水バイパスの実施にあたっては、段階的に地下水位を低下させることとし、地下水位低下 状況及び水質等をモニタリングしながら、建屋内滞留水が建屋外に漏れ出さないように慎重な 水位管理を実施していく。 ②建屋内滞留水の管理にあたっては、建屋内滞留水が建屋外に漏れ出さないよう、建屋内の滞留 水の水位がサブドレン水の水位より低くなるようにする。 揚水井 観測孔 透水層 サブドレン タービン 建屋 原子炉 建屋 サブドレン 難透水層 揚水井水位 建屋 現況 滞留水 サブドレン 目標水位 経過時間 ①段階的な地下水位低下のイメージ 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 サブドレン水の水位＞建屋内滞留水の水位 ②建屋近傍の地下水の管理イメージ 11 ４．地下水バイパスの活用 ④ 地下水バイバス効果の試算（浸透流解析結果）１／２ 「Ａ．現状（建屋周辺のサブドレン停止中）の地下水位」と「Ｂ．全揚水井（１２箇所）の水位を底部ま で低下させた場合（水位の低下が最大）」の浸透流解析結果を以下に示す ■：揚水井 Ａ．現況の地下水位 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 Ｂ．地下水バイパス稼働後の地下水位 12 ４．地下水バイパスの活用 ④ 地下水バイバス効果の試算（浸透流解析結果）２／２ 「Ｃ．ＡとＢの水位差」を以下に示す 水位差(m) ■：揚水井 Ｃ．建屋周りの地下水位の低下量 （現況と地下水バイパス稼働後の差分） 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 ・揚水井近傍で水位低下が顕著 ・揚水井の吸い上げ効果は、 建屋の山側で高く、海側で低い 13 ５．サブドレンの活用 ① 背景・目的 ■サブドレン設備は，建屋に働く浮力防止を目的として， ピット内のポンプにより地下水を汲み上げ，地下水位の バランスを取るために設置されたものである。 ■１～４号機のサブドレンは津波によりポンプ等が損傷し たため，地下水が建屋内に流入し，汚染水の増加要因と なっている。 ■また，既設サブドレンピット57箇所のうち，27箇所に ついてはピット内へのがれき混入，建屋カバー基礎との 干渉等により復旧が困難な状況。 サブドレンピット内部（事故後） ピット内のポンプ稼働により 地下水を揚水※１ ピット内の ポンプ損傷 建屋内への 地下水流入※２ 地下水 地下水 事故前 〔イメージ図〕 事故後 ※１：事故前の１～４号機サブドレンにおける揚水量は約850m3/日。 ※２：建屋内への地下水流入量は全体で約400m3/日。 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 14 ５．サブドレンの活用 ② サブドレンピットの復旧計画（案） 【平成24年度実施事項】 【平成24年度実施事項】 ■既設ピットのうち工程調整が不要な箇所（青丸：22箇所）を対象に，ピット内の浮遊物質除去を実施。 ■既設ピットのうち工程調整が不要な箇所（青丸：22箇所）を対象に，ピット内の浮遊物質除去を実施。 ■新設ピット予定箇所において施工性確認のための試験掘削を実施（青四角：2箇所）。 ■新設ピット予定箇所において施工性確認のための試験掘削を実施（青四角：2箇所）。 【今後の計画】 【今後の計画】 ①既設ピットのうち工程調整が必要な箇所（橙丸：8箇所）を対象に，ピット内の浮遊物質除去を実施。 ①既設ピットのうち工程調整が必要な箇所（橙丸：8箇所）を対象に，ピット内の浮遊物質除去を実施。 ②新設ピットを設置（橙四角：11箇所）。 ②新設ピットを設置（橙四角：11箇所）。 ③復旧予定の全てのピット（既設及び新設）について，ポンプを設置。 ③復旧予定の全てのピット（既設及び新設）について，ポンプを設置。 27 1 2 26 31 58 59 30 56 57 33 ① 3 4 34 #1 T/B C/B #3 T/B #2 T/B 5 #4 T/B 35 ③ RW/B ④ 8 7 #1 R/B 10 RW/B 11 #2 R/B 13 24 41 42 40 52 #3 R/B 43 14 18 15 Ｎ 22 36 RW/B 53 55 #4 R/B 21 12 ⑤ 54-A 23 20 16 １，２号 17 ⑦ ⑧ 47 38 ⑨ ３，４号 ○：復旧予定の既設ピット（浮遊物質除去実施済） □：新設ピット（掘削済） ○：復旧予定の既設ピット（浮遊物質除去実施予定） □：新設ピット（掘削予定） ×：復旧不可の既設ピット 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 50 ⑪ ⑥ 19 44 39 37 ⑩ 45 46 48 FSTR 9 6 RW/B ② 32 25 51 ⑫ ⑬ 49 ※詳細については検討中であり， 今後見直す可能性あり。 15 ５．サブドレンの活用 ③ サブドレンピット内の浮遊物質除去作業 ■既存サブドレンピット内に混入している砂や浮遊物質等は，サブドレンの浄化方法に関係 なく障害となることから，平成24年12月から平成25年3月にかけて，他の復旧工事との 工程調整が不要なピット内の浮遊物質除去作業を順次実施。 ■各ピット内溜まり水の浮遊物質濃度は，以下のとおり減少。 作業開始前：数百mg/L程度 作業完了後：11～58mg/L 〔浮遊物質除去プラント〕 ●ピット内のポンプで浮遊物質を含んだ水を汲み上げ， 浮遊物質除去プラントへ移送。 ●サンドセパレータ，凝集沈殿剤，フィルターを用いて 浮遊物質の除去を実施。 ●除去後の水をピットに返送。この際，筒先にジェット ノズルを付け，ピット底部の浮遊物質を攪拌すること により，浮遊物質をより効率的に汲み上げられるよう にした。 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 構外における浮遊物質除去プラントの 組立状況 16 ６．建屋間ギャップの止水検討 ■建屋間（50～150ｍｍギャップ）へ地下水供給を遮断 することで、建屋間貫通部からの地下水流入を抑制する。 「水ガラス」または「シリカゾル」などにより地盤改良を 行う。 ボーリングマシン 建屋 ▼地盤面 ＜以下の課題があり継続検討中＞ ▼地下水位 ・建屋外壁周辺の地上部は高線量のため作業可能な線量に なるまで除染や遮へいが必要 ・地中にトレンチなどの構造物があるため止水工事の実現 が困難 地盤改良 地盤改良を行う位置 S/B S/B #1 T/B #３ T/B #2 T/B #４T/B C/B #1 R/B RW/B RW/B 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 #2 R/B RW/B #３R/B RW/B #４R/B 17 ７．陸側遮水壁の検討（１／２） 地下水バイパスの採用に至った検討結果を、以下に示す。 陸側遮水壁の配置案 ：干渉物等が比較的多いエリア 【安定化に向けた重要な設備・工事】 炉注水設備，燃料プール注水設備，窒素注入設備等 【既設設備】 共通配管ダクト等 ：干渉物等が比較的少ないエリア 【安定化に向けた重要な設備・工事】 外部電源設備，通信設備等 【既設設備】 構内排水路等 ：海側遮水壁の配置案 ：陸側遮水壁の配置案 安定化に向けた他プロジェクト等との干渉から、陸側遮水壁は建屋から離れた 位置となる 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 18 ７．陸側遮水壁の検討（２／２） 建屋周りにおける地下水位変化量 海側遮水壁 海側遮水壁＋陸側遮水壁 海側遮水壁 海側遮水壁 変化量.ｍ 変化量.ｍ 陸側遮水壁 ※遮水壁の透水係数：1.0×10-6 cm/sec 陸側遮水壁では、建屋周辺の地下水位低下量のコントロールができないため、建屋内滞留水位より も建屋周りの水位が低くなる恐れがあり、滞留水が流出するリスクがある 建屋周りの水位コントロールが可能な「地下水バイパス」方式により、山側からの地下水の流れ を抑制する方法を採用することとした。 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 19 ８．Ｔ／Ｂ建屋地下部コンクリート充填の検討 ＜以下の課題があり継続検討中＞ ・現在、燃料デブリの冷却は、建屋滞留水を水処理して炉に注入することで行っており、 コンクリート充填にあたり、当該システムの維持を考慮することが必要であるため、 至近での対応が困難。 ・本館地下階には、配管、ダクト、ケーブル、タンクなどの設備が残存しており、 それらの内部や周囲をコンクリートで完全に充填することが出来ない（下図参照）。 コンクリートの投入に先立ち、全ての滞留水の汲み上げが必要であり、至近の実施は 困難。 ・滞留水の汲み上げ完了時に向けて、充填方法の検討を引き続き行う。 残存設備の内部や設備に 遮られて、いたる所に汚染 水が残ってしまう コンクリート充填 充填コンクリート 地盤 地盤 滞留水を示す 図１ 現状 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 図２ コンクリート充填状況 20 参考１．滞留水の流れのイメージ ①1/2号炉建屋間 1号機 2号機 ３号機タービン建屋または 集中廃棄物処理建屋へ移送 #2T/B １号機廃棄物処理建屋へ移送 #1T/B #1Rw/B #2Rw/B #1R/B #2R/B 原子炉注水 原子炉注水 #1R/B #2R/B ※ 水位は平成25年3月11日時点 #1T /B #1Rｻﾌﾞﾄﾞﾚﾝ水位 OP +10,200 #1Rw/B #2Rw/B #2T /B OP +7,150 #1T,RWｻﾌﾞﾄﾞﾚﾝ水位 #2ｻﾌﾞﾄﾞﾚﾝ水位 OP +4,680 OP +4,256 OP +3,800 OP +2,730 OP +3,270 OP +1,900 OP +1,400 OP +3,295 OP +3,291 OP -300 OP -300 OP +3,564 水の 移動 双方向に水 の移 動 水の 移送 OP -1,230 OP -2,060 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 21 参考１．滞留水の流れのイメージ ② 3/4号炉建屋間 3号機 4号機 集中廃棄物処理建屋へ移送 集中廃棄物処理建屋へ移送 ２号機タービン建屋から受入 ３号機タービン建屋から受入 #3T/B #3Rw/B #4T/B #4Rw/B #3R/B #4R/B 原子炉注水 #4R/B #3R/B #3T /B #3Rw/B #4T /B ※ 水位は平成25年3月11日時点 #4Rw/B 水の移動 OP +10,200 OP +3,190 OP +2,835 OP +4,260 OP +2,937 #3ｻﾌﾞﾄﾞﾚﾝ水位 OP +2,726 OP +2,775 OP -300 OP -300 OP +2,798 OP +2,694 #4ｻﾌﾞﾄﾞﾚﾝ水位 双方向に水の移動 水の移送 OP -300 OP -2,060 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 OP -300 OP -2,060 22 参考２． 滞留水の塩分濃度の推移 － サブドレン水 － 震災前後のサブドレン水塩分濃度を比べたところ， 地下水水質は震災前からあまり変化が無い。 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 23 参考２． 滞留水の塩分濃度の推移 塩分除去した水を注水することにより、地下滞留水の塩素イオン濃度は、経時的に減少している。 ・原子炉建屋では、すでに水道水の塩素イオン基準値200ppmを下回っている。 ・タービン建屋では、平成25年上半期には、概ね200ppm以下になると推定している。 C － ( ppm ) C － ( ppm ) 1.E+04 10,000 1.E+04 10,000 1号機 R/B 1号機 T/B 2号機 R/B 2号機 T/B 3号機 T/B 4号機 T/B 3号機 R/B 1,000 1.E+03 1.E+03 1,000 水質基準200ppm Cl [ppm] Cl [ppm] 水質基準200ppm 100 1.E+02 10 1.E+01 1 1.E+00 H23.3.28 H23.3 100 1.E+02 10 1.E+01 H23.9 H24.3.27 H24.3 H24.9 H25.3.27 H25.9 H25.3 H26.3H26.3.27 1 1.E+00 H23.3.28 H23.3 原子炉建屋 H23.9 H24.3.27 H24.3 H24.9 H25.3.27 H25.9 H25.3 H26.3 H26.3.27 タービン建屋 地下滞留水塩素イオン濃度経時変化 無断複製・転載禁止 東京電力株式会社 24
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