Three Years of Monitoring a Full-Scale Access Shaft Seal in a Granitic Rock Formation

D.A. Dixon, J.B. Martino, D.G. Priyanto, C-S. Kim

In the proceedings of: GeoManitoba 2012: 65th Canadian Geotechnical Conference

Session: W1A - Rock Mechanics

ABSTRACT: Atomic Energy of Canada Limited operated the Underground Research Laboratory (URL) near Lac du Bonnet Manitoba between 1983 and 2010 when underground decommissioning and closure was completed. The final major closure- related activities at the URL involved the installation of a full-scale 5-m diameter by 12-m-long shaft seal spanning a major water-bearing fracture zone located at the ~275 m depth. This shaft seal consists of a densely compacted, 6-m-thick bentonite clay - sand component sandwiched between two, 3-m-thick keyed concrete components and is similar to what might be used in an actual repository constructed in crystalline rock but could be applied to other rock types. Its thermal, hydraulic and mechanical evolution has been continuously monitored since its construction in 2009. Three years after its installation, the seal remains firmly in place and is restricting water movement past it. The low permeability of the bentonite-sand segment has resulted in very slow saturation of the seal and as of early 2012 the core region is still unsaturated. Gradual water uptake and associated development of hydraulic and mechanical pressures within and surrounding the seal is being monitored, providing valuable information on how this component of a repository closure system would evolve.

RÉSUMÉ: Énergie atomique du Canada limitée a exploité le Laboratoire de recherche souterrain (LRS), près de Lac du Bonnet, au Manitoba, de 1983 à 2010, année où se sont achevés le déclassement et la fermeture de ses parties souterraines. La dernière activité importante liée à la fermeture du LRS consistait à installer un bouchon de puits ayant 5 m de diamètre et long de 12 m qui couvre une zone de fracture majeure porteuse d'eau située à une profondeur d'environ 275 m. Ce bouchon de puits est constitué d'un élément formé d'un mélange de bentonite (argile) et de sable densément compactés ayant une épaisseur de 6 m pris en sandwich entre deux éléments de béton ancrés dans le puits et ayant 3 m d'épaisseur. Il est semblable à ce qui pourrait être utilisé dans un dépôt réel aménagé dans de la roche cristalline, mais il pourrait être appliqué à d'autres types de roche. Son évolution sur les plans thermique, hydraulique et mécanique a été surveillée en permanence depuis sa construction en 2009. Trois ans après son installation, le sceau reste fermement en place et il restreint le mouvement de l'eau. La faible perméabilité du segment de bentonite et de sable a entraîné une saturation très lente du joint et, au début de 2012, la section était toujours saturée. L'absorption graduelle d'eau et l'augmentation connexe des pressions hydraulique et mécanique à l'intérieur et autour du bouchon sont surveillées, ce qui fournit des informations précieuses sur la façon dont cette composante d'un système d'obturation de dépôt devrait vraisemblablement évoluer.

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Cite this article:
D.A. Dixon; J.B. Martino; D.G. Priyanto; C-S. Kim (2012) Three Years of Monitoring a Full-Scale Access Shaft Seal in a Granitic Rock Formation in GEO2012. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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