Teknikutveckling berg

I detta kapitel framförs myndighetens synpunkter på SKB:s program för teknikutveckling berg (kapitel 14 i Fud-program 2013). SKB redovisar de nuläge och program för krav och förutsättningar för Kärnbränsleförvarets undermarksutrymmen (underkapitel 14.1-2) samt SKB’s huvuduppgifter och mål för teknikutvecklingsprogrammet för berg, vilka delas in i bergprojektering (underkapitel 14.3), detaljundersökning (underkapitel 14.4) samt utfö- randemetoder och byggnadsmaterial (underkapitel 14.5).

SKB:s redovisning

SKB redogör i kapitel 14.1 och 14.2 övergripande för den teknikutveckling som planeras avseende detaljundersökningar, projektering, byggande och underhåll av kärnbränsleför- varets undermarksutrymmen. Redovisning utgår från berglinjerapporten (SKB 2010i, kapitel 2) som ingår som underlag för ansökningarna för kärnbränsleförvaret.

När det gäller metodik för bergprojektering redogör SKB i underkapitel 14.3 bland annat för att man tillämpat observatoriemetoden vid planeringen och styrningen av injekte- ringsarbetet under utbyggnaden av Äspölaboratoriet. SKB redogör vidare för att man inlett en processkartläggning av projekteringsprocessen och dess verifiering. SKB lyfter fram implementerandet av Eurokodens terminologi och styrning som en viktig del i vida- reutvecklingen av bergprojekteringsmetodiken. På sikt kommer processkartläggning av projektering samt verifiering av konstruktioner resultera i kvalitetsplaner för styrning av planering och uppförande av Kärnbränsleförvarets tillfarter.

I underkapitel 14.4 redogör SKB för genomförandet av ett projekt för vidareutveckling av det ramprogram för detaljundersökningar som tagits fram (SKB R-10-08). Projektet om- fattar vidareutveckling av metoder, verktyg och program för detaljundersökningar med tillhörande modellering. En viktig uppgift för detaljundersökningarna är att under den stegvisa utbyggnaden av ett deponeringsområde bidra med karakteriseringsresultat som ligger till grund för beslut om placering och realisering av deponeringstunnlar och depo- neringshål.

När det gäller undersökningar och modelleringar redogör SKB (underkapitel 14.4.2) för att man har utvecklat en borrhålsmetod (SLITS) för bestämning av bergspänningarnas orientering samt tagit fram en LVDT-cell (Linear Variable Differential Transducer) för bergspänningsmätning i tunnlar. SKB har också utvecklat ett skräddarsytt fotogrammetri- baserat tunnelkarteringssystem vilket med framgång har använts vid utbyggnaden av nya experimenttunnlar i Äspölaboratoriet. Utvecklingsinsatserna inom modelleringsmetodi-

96

ken fokuserar på ökad integration med geologisk och hydrogeologisk information. Planer redovisas också för att etablera ett lokalt seismiskt grid i Fortsmark.

I underkapitel 14.4.4. anger SKB att man avser att vidareutveckla eller införskaffa flera olika datasystem, bland annat för grundvattenmonitering och för påverkananalys. Befint- liga program för bergmekanisk-, geologisk-, geokemisk-, och grundvattenflödesmodelle- ring ska vidareutvecklas eller vid behov bytas ut.

SKB anger i underkapitel 14.4.3 att det ännu inte finns någon utarbetad metodik för att med säkerhet bestämma storleken på stora sprickor som har utgör potentiella rörelseplan vid en seismisk händelse och att. Det så kallade FPI-kriteriet (Full Perimeter Intersection) som SKB använder för identifieringen och lokaliseringen av sprickor eller sprickzoner, av storleksordningen en tunneldiameter eller mer, utgörs av Full Perimeter Intersection (FPI) Criterion respektive Extended Full Perimeter Criterion (EFPC). SKB bedömer FPI/EFPC- kriteriet som ett konservativt mått på diskriminerande sprickplan vid acceptansen av de- poneringshål. SKB för fram att det därför finns anledning att försöka vidareutveckla me- todiken för att identifiera och karakterisera stora sprickor så att deras inverkan på depone- ring i högre utsträckning kan baseras på verkliga egenskaper och i mindre grad på FPI/EFPC-kriteriet.

Metodiken för identifieringen av exkluderande sprickplan med avseende på deponerings- hål kommer att studeras genom fältundersökningar i Äspölaboratoriet. Programet för stora sprickor syftar i förlängningen på att deponeringshålens position i högre grad ska baseras på sprickplanens verkliga storlek och egenskaper än av det konservativa FPI/EFPC-kriteriet.

SKB redogör i avsnitt 14.5 för planer gällande injektering, berguttag, bergförstärkning samt användning av material med lågt pH.

Inom området injektering redogörs i underavsnitt 14.5.1 för utfallet från framgångarna med fintätningsprojektet som visar att tunnlar kan tätas så att kraven på begränsat inflöde och tryckavsänkning kan uppfyllas. Conceptet ”Real Time Grouting Control” (RTGC) kommer att utvecklas vilket möjliggör kontroll av hydraulisk vidgning samt propagering av sprickor i berg genom efteranalys av injekteringsdata.

SKB redogör i underkapitel 14.5.2 för att man arbetar med att utvärdera erfarenheterna med entreprenaderna för utbyggnad av Äspölaboratoriet för att använda vid framtagande av förfrågningsunderlag där krav för berguttag är anpassade till Kärnbränsleförvaret. SKB fokuserar i nuläget på kravformulering, kontrollmetoder samt verifieringsverktyg för sprängskadezonen. Högfrekvent markradar och geoelektriska metoder ligger i fokus såsom metoder för hydraulisk karakterisering och modellering av skadezonen. Utveckl-

97

ingen inom andra metoder än borrning och sprängning, d.v.s. tunnelborrmaskin (TBM) samt diamantvajersågning för att erhålla jämnare sula i tunnlarna bevakas.

I underkapitel 14.5.3 redovisas att SKB bevakar utvecklingen av systematisk bergför-

stärkning med t.ex. maskinellt nätning mot spänningsinducerad spjälkning samt blockfall.

Användning av låg-pH-bruk till ingjutning samt injektering ska fortsatt studeras, särskilt för frågeställningar gällande acceleratorer och långa härdningstider samt pH-utveckling med tiden.

Remissinstansers synpunkter

Statens geotekniska institut (SGI) noteraratt observationsmetoden avses tillämpas som metod vid bergprojektering men att omfattningen inte är tydlig. SGI framför att om ob- servationsmetoden avses tillämpas som grund i all bergprojektering bör programmet också innefatta tester och utveckling av projekteringsmetodiken för dessa delar.

SGI framför vidare att det finns begränsad branchkunskap när det gäller injektering inför och passage av högtransmissiva zoner. SGI rekommenderar SKB att utreda hur passage av en sådan zon ska kunna utföras på ett säkert sätt med hänsyn till ekonomi och omgiv- ningspåverkan, särskilt om låg-pH bruk måste användas.

SGI påpekar också att det finns begränsad erfarenhet av brytning av vertikala schakt i Sverige och speciellt i förhållande till drivning genom högtransmissiva zoner med krav på begränsat inläckage. SGI rekommenderar SKB att utreda och demonstrera hur nedåt- drivna schakt ska kunna utföras på ett säkert sätt med hänsyn till ekonomi och omgiv- ningspåverkan.

Uppsala universitet ser positivt på den planerade etableringen av ett lokalt seismiskt nät i Forsmark. Universitetet påpekar vikten av att ett sådant nät utformas så att mycket små seismiska händelser kan detekteras för att medge att tillräcklig stor datamängd insamlas för att kunna tolkas. Universitetet framför vidare att en mer detaljerad seismisk tredi- mensionell hastighetsmodell för området bör utvecklas för att förbättra precisionen i upp- skattningarna av de observerade mikroskalvens position. Universitetet anser att SKB bör utreda om gruvverksamheten i närbelägna Dannemora kan användas för att få ytterligare relevant data och att datautbyte mellan det lokala nätet och det svenska nationella seism- iska nätet (SNSN) bör ingå i planerna.

Östhammars kommun konstaterar att SKB nämner att bergsförhållanden som råder i Onkalo (den tänkta slutförvarsplatsen i Finland) och i Forsmark är mycket lika. Östham- mars kommun vill att SKB exemplifierar likheter och olikheter.

98

Östhammars kommun undrar om SKB:s planer för att vidareutveckla metodiken för att avgöra huruvida en spricka enligt FPI-kriteriet innebär att SKB kommer att bli mindre konservativ i sina bedömningar om man närmar sig de verkliga egenskaperna.

Sveriges energiföreningars riksorganisation (SERO) framför att man av flera olika skäl anser att SKB valt fel plats (berg) för kärnbränsleförvaret. Förutom förekomst av höga bergspänningar att berget i Forsmark menar SERO att det tilltänkta slutförvaret ligger alldeles för nära reaktorerna i Forsmark. SERO framför vidare att utsprängning av tunnlar i kombination med närheten till Östersjön innebär ökad risk för att stora mängder radio- aktivitet okontrollerat ska läcka ut i havet. SERO framför att dessa problem skulle undvi- kas om SKB valde en annan lokalisering för förvaret, t.ex. Hultsfred.

SERO anser att SKB presenterar ett ambitiöst program och påpekar att svårigheten för genomförandet består i att utgångsvärdena hela tiden ändras i takt med att planerad bygg- nation fortskrider och betonar att detaljprojekteringen behöver få ta den tid som behövs. SERO ger också uttryck för en farhåga att säkerheten i form av BAT (Best Available Technique) nedprioriteras i förhållande till kostnadsoptimering. SERO lyfter också fram SSM:s roll som kontrollerande myndighet i samband med uppförandet.

SERO framför att observationsmetoden förefaller vara den effektivaste metoden att driva tunnelbyggen och borrhål vidare. SERO för också ett hypotetiskt resonemang om ett sce- nario där icke-uppfyllnad av kriterier för tunnelbyggande resulterar i att slutförvarsbygget i Forsmark måste avbrytas och i stället genomföras någon annanstans, t.ex. Hultsfred.

SERO framför också att tillräcklig tätning av tunnlar och deponeringshål är ett besvärligt problem som måste lösas. SERO framför vidare att för injektering med betongbaserad tätningsmassa utgör åldring ett stort problem. SERO påpekar att uppgifter om kemisk sammansättning och åldringsegenskaper för tätningsmedlet Silica Sol krävs för att man skall kunna göra en bedömning av lämpligheten som tätningsmedel.

SSM:s bedömning

SSM bedömer i ett generellt perspektiv att det återstår visst arbete för att utveckla obser- vationsmetodens användning för projektering, dimensionering, kontroll och avvikelse- hantering. SSM bedömer att tillämpningen av metoden särskilt behöver utvecklas och kopplas starkare till geologiska karteringar och sprickmodeller.

Myndigheten hade också gärna sett en redovisning av aspekter som kopplar till entrepre- nadsformer och entreprenadjuridik: SSM bedömer det som viktigt att SKB arbetar och utvecklar också dessa aspekter av verksamheten. Detta är särskilt viktigt med hänsyn till de speciella förutsättningar som gäller för kärnteknisk verksamhet och med avseende på externa uppdragstagare som anlitas av SKB för genomförandet av aktiviteter.

99

SSM ser positivt på att SKB arbetar med att utveckla metodik för att göra tillförlitliga bergspänningsmätningar. SSM bedömer i det sammanhanget utvecklingen av LVDT- cellen som intressant men bedömer att visst arbete med kvalitetssäkring återstår innan metoden kan bedömas vara tillräckligt tillförlitlig.

SSM tycker det är bra att SKB utvecklar ett skräddarsytt tunnelkarteringssystem. SSM betonar i generell mening vikten av att noggrannheten i systemet motsvarar de krav som kärnteknisk verksamheten ställer på kärnbränsleförvaret.

Myndigheten bedömer SKB:s planer för att utveckla metoder för bestämmelse av sprick- storleken baserat på geofysiska och hydrauliska mätningar utöver EFPC-metoden, som ändamålsenliga. SSM anser att SKB behöver demonstrera metodens tillförlitlighet ytterli- gare och bedömer att de integrerade tester som aviseras att genomföras i Äspö-

laboratoriet är ett viktigt arbete i den riktningen.

Myndigheten ser också positivt på SKB:s program för att förvalta och förnya de datasy- stem som används för beräkningar inom forskning, projektering samt utvärdering av platsspecifika mätningar kopplade till kärnbränsleförvaret. SSM anser att säkerställande av stabiliteten i tunnlar är centrala i samband med uppförande av undermarksanläggning- ar. Emellertid finns det inga inrapporterande studier om vertikal schaktningsteknik samt geovetenskapliga undersökningar och modelleringar kopplade till den.

SSM instämmer i SKB:s slutsatser att programmet för området injektering behöver ut- vecklas i linje med vad SKB aviserar, det vill säga med avseende på a) karakterisering av bergets hydrauliska egenskaper, b) studier om homogenitet för brukets sammansättning, och c) modeller för erosion och återflöde.

SSM bedömer också det kan vara befogat att genomföra ytterligare studier avseende om- fattningen för hydraulisk vidgning och propagering av sprickor runt tunnelkonturen p.g.a. injekteringsarbeten.

SSM bedömer vidare att det är viktigt att SKB koordinerar insatser för att karaktärisera bergmassan ur en sprängteknisk synpunkt med insatser för att karaktärisera bergmassan med avseende på platsanpassningen av en undermarksanläggning. SSM önskar också tydligare redovisning av strategier för att åtgärda avvikelser från fastställda krav gällande t.ex. injektering, förekomsten av sprängskadezonen och avvikande geometri hos tunnlar.

100