Arbeitsbericht NAB 16-17

FEBEX-DP Post-mortem THM/THG Analysis Report

Summary

Arbeitsbericht NAB 16-28

Konzepte der Standortuntersuchungen für SGT Etappe 3
Nördlich Lägern

Summary

Arbeitsbericht NAB 16-41

ENSI-Nachforderung zum Indikator "Tiefenlage im Hinblick auf bautechnische Machbarkeit" in SGT Etappe 2
Zusammenfassende Darstellung der Zusatzdokumentation (Hauptbericht)

Summary

Einleitung

Im Januar 2015 wurde der Vorschlag der Nagra für die in SGT Etappe 3 weiter zu untersuchenden Standortgebiete durch das BFE veröffentlicht. Der Vorschlag der Nagra sieht für das SMA-Lager eine Einengung von sechs auf zwei Standortgebiete, für das HAA-Lager eine Einengung von drei auf zwei Standortgebiete vor. Für alle in Etappe 1 vorgeschlagenen Standortgebiete wurden gemäss Nagra die im Sachplan vorgegebenen Anforderungen bezüglich der charakteristischen Dosisintervalle und bezüglich der Gesamtbewertung erfüllt; für die Einengung massgebend waren deshalb sogenannte "eindeutige Nachteile", welche verschiedene Aspekte betreffen, unter anderem auch die "maximale Tiefenlage".

Im Rahmen der Prüfung des Vorschlags der Nagra ist das ENSI zusammen mit seinen Experten zum Schluss gekommen, dass die von der Nagra eingereichten Unterlagen zur "maximalen Tiefenlage" zu wenig aussagekräftig sind, um diesbezüglich einen eindeutigen Nachteil aufzuzeigen. Dies hat zu einer Nachforderung des ENSI zum Indikator "Tiefenlage im Hinblick auf bautechnische Machbarkeit" geführt.

Die Nachforderung ist vor allem für das Standortgebiet Nördlich Lägern (NL) relevant. Das Zurückstellen von NL durch die Nagra im Rahmen der Einengung in SGT Etappe 2 ist begründet durch die erforderliche maximale Tiefenlage zum Erreichen eines genügenden Platzangebots bzw. das ungenügende Platzangebot im bevorzugten Tiefenbereich unter Berücksichtigung weiterer optimierungsanforderungen (insbesondere die Berücksichtigung "zu meidender tektonischer Zonen"). Für das Standortgebiet NL war es nicht möglich, einen Lagerperimeter abzugrenzen, welcher die Optimierungsanforderungen sowohl bezüglich genügendem Platzangebot (Indikator 'Platzangebot untertags') als auch bezüglich "maximaler Tiefenlage" (Indikator 'Tiefenlage im Hinblick auf bautechnische Machbarkeit (u.B. Gesteinsfestigkeiten und Verformungseigenschaften)') einhält. Sowohl der für die Einengung massgebende Lagerperimeter (mLE-r) als auch die anderen abgegrenzten Lagerperimeter ergaben für die maximale Tiefenlage und/oder für das Platzangebot eine ungünstige bzw. eine bedingt günstige Bewertung. Dies hat dazu geführt, dass das Standortgebiet NL aus Sicht der Nagra bezüglich Platzangebot und maximaler Tiefenlage im Vergleich zu den vorgeschlagenen Standortgebieten Zürich Nordost (ZNO) und Jura Ost (JO) sowohl für das HAA-Lager als auch für das SMA-Lager eindeutige Nachteile aufweist.

Arbeitsbericht NAB 16-42

ENSI-Nachforderung zum Indikator "Tiefenlage im Hinblick auf bautechnische Machbarkeit" in SGT Etappe 2
Prüfung der Lager- und Barrierenkonzepte

Summary

Einleitung

Im Januar 2015 wurde der Vorschlag der Nagra für die in SGT Etappe 3 weiter zu untersuchenden Standortgebiete durch das BFE veröffentlicht. Der Vorschlag der Nagra sieht für das SMA-Lager eine Einengung von sechs auf zwei Standortgebiete, für das HAA-Lager eine Einengung von drei auf zwei Standortgebiete vor. Für alle in Etappe 1 vorgeschlagenen Standortgebiete wurden gemäss Nagra die im Sachplan vorgegebenen Anforderungen bezüglich der charakteristischen Dosisintervalle und der Gesamtbewertung erfüllt; für die Einengung massgebend waren deshalb sogenannte "eindeutige Nachteile", welche verschiedene Aspekte betreffen, unter anderem auch die "maximale Tiefenlage".

Im Rahmen der Prüfung der Vorschläge der Nagra ist das ENSI zusammen mit seinen Experten zum Schluss gekommen, dass die von der Nagra eingereichten Unterlagen zur "maximalen Tiefenlage" zu wenig aussagekräftig sind, um die eindeutigen Nachteile aufzuzeigen. Dies hat zu einer Nachforderung des ENSI geführt.

Ziel dieses Berichts ist die Dokumentation der Prüfung und des Vergleichs möglicher Lager- und Barrierenkonzepte im Hinblick auf ihre Verwendung für die Einengung in SGT Etappe 2. Wegen der Bedeutung für die Abgrenzung der Lagerperimeter und ihrer Bewertung wird auch geprüft, ob es Varianten gibt, die sich – bei gleichwertigen Eigenschaften bezüglich Sicherheit und Barrierenwirkung – für eine grössere Tiefenlage besser eignen oder bezüglich Platzbedarf günstiger sind als die in Nagra (2014a) für die Einengung verwendeten Referenzkonzepte.

Arbeitsbericht NAB 16-43

ENSI-Nachforderung zum Indikator "Tiefenlage im Hinblick auf bautechnische Machbarkeit" in SGT Etappe 2
Geomechanische Unterlagen

Summary

As part of reporting for Stage 2 of the Sectoral Plan for Deep Geological Repositories (SGT), Nagra has documented the comprehensive geomechanical data base and derived reference parameters for scoping calculations to assess engineering suitability of a deep geological repository in Opalinus Clay (Nagra 2014a). In a critical review of this and supporting reports, the expert panel commissioned by ENSI concluded that the number of reliable test results was very small, despite the extensive laboratory programmes performed by Nagra (ENSI 33/460; ENSI 33/461). Accordingly, additional documentation was requested by ENSI (33/476) and Nagra was asked to reassess the geomechanical data base and to address the uncertainties arising from the smaller data base by widening the range of considered parameter values. The expert panel further criticized that the parameter values recommended by Nagra did not consider explicitly i) a depth dependency in the relevant depth range (400 – 900 m), ii) the reduction of the elastic properties of the rock mass after yielding. However, the expert panel considered the material law selected by Nagra (modified CamClay model with Hvorslev shear strength limit and a no-tension cut-off) to be appropriate.

Following the recommendations of ENSI’s expert panel, this report presents a reassessment of the geomechanical data base of Opalinus Clay, also drawing on relevant recent studies that were not available when the documentation of SGT Stage 2 (Nagra 2014a) was finalised. Particular focus is given to conceptual considerations, on the basis of which three rock models (compared to six in Nagra 2014a) are formulated to cover the range of expected material properties in Opalinus Clay using the continuum approach. In a reference rock model (GMref), Opalinus Clay is considered as a largely uncemented claystone, with geomechanical properties mainlycontrolled by the degree of overconsolidation. In alternative rock models, Opalinus Clay is either considered as containing significant diagenetic cement, with an accordingly lower porosity and higher stiffness / strength (GMmax), or as tectonically destructured Opalinus Clay with elevated porosity and a very low overconsolidation ratio (GMmin). In the chosen elastoplastic framework, diagenetic and tectonic processes can be simplified by variation in both the maximum burial depth and the volume increase during unloading.

Arbeitsbericht NAB 16-44

ENSI-Nachforderung zum Indikator "Tiefenlage im Hinblick auf bautechnische Machbarkeit" in SGT Etappe 2
Standortspezifische geologische Modelle und geologische Gefährdungsbilder

Summary

Ausgangslage

Im Januar 2015 wurde der Vorschlag der Nagra für die in Etappe 3 des Sachplans Geologische Tiefenlager (SGT) weiter zu untersuchenden Standortgebiete durch das BFE veröffentlicht. Der Vorschlag der Nagra sieht für das SMA-Lager eine Einengung von sechs auf zwei Standortgebiete, für das HAA-Lager eine Einengung von drei auf zwei Standortgebiete vor. Für die Einengung massgebend waren sogenannte "eindeutige Nachteile", welche verschiedene Aspekte betreffen, unter anderem auch die "maximale Tiefenlage".

Im Rahmen der Prüfung der Vorschläge der Nagra ist das ENSI zusammen mit seinen Experten zum Schluss gekommen, dass die von der Nagra eingereichten Unterlagen zum Indikator "Tiefenlage im Hinblick auf bautechnische Machbarkeit" zu wenig aussagekräftig sind, um diesbezüglich einen eindeutigen Nachteil aufzuzeigen. Das ENSI hat deshalb entsprechende Nachforderungen gestellt.

Die Nachforderung des ENSI zum Indikator "Tiefenlage im Hinblick auf bautechnische Machbarkeit" und die Anforderungen an die zu ergänzenden Unterlagen sind in der Aktennotiz ENSI 33/476 detailliert aufgeführt.

Ein Teil der Nachforderung betrifft die Erstellung von standortspezifischen Baugrundmodellen und davon abgeleitete Gefährdungsbilder, welche beim Ausbruch der HAA- und SMA-Lagerkammern im Opalinuston in den geologischen Standortgebieten der Nordschweiz erwartet werden. Im vorliegenden Bericht wird ein Teil diese Aspekte (standortspezifische geologische Modelle und davon abgeleitete geologische Gefährdungsbilder) abgehandelt.

Arbeitsbericht NAB 16-45

ENSI-Nachforderung zum Indikator "Tiefenlage im Hinblick auf bautechnische Machbarkeit" in SGT Etappe 2
Projektkonzepte für die Lagerkammern und Versiegelungsstrecken und deren Bewertung

Summary

Einleitung

In diesem Bericht werden die Projektkonzepte für die Lagerkammern und übrigen Bauwerke auf Lagerebene (inkl. Versiegelungsstrecken) und die Bauverfahren unter Berücksichtigung der Tiefe diskutiert. Weiter wird die Vordimensionierung der Ausbruchsicherung und des Ausbaus dargelegt. Schliesslich werden die für die verschiedenen Standortgebiete erarbeiteten Projektkonzepte bezüglich Sicherheit und Machbarkeit beurteilt.

Der vorliegende Bericht stellt die diesbezüglichen Ergebnisse eines Teils der in der Nachforderung des ENSI verlangten, ergänzenden Untersuchungen im Detail dar. Der Bericht ist ein Referenzbericht zum Hauptbericht Nagra 2016a. Im Hauptbericht sind die Ergebnisse aus vorliegendem Bericht in zusammenfassender Form dargestellt (Nagra 2016a, Kapitel 5).

Die Resultate bilden die Basis, um die in Nagra (2014a) für die maximale Tiefenlage festgelegte Bewertungsskala zu prüfen und diese allenfalls anzupassen. Die Resultate werden auch verwendet, um anhand der massgebenden Lagerperimeter die Standortgebiete bezüglich der maximalen Tiefenlage zu beurteilen.

Das Vorgehen bei der Erarbeitung der Projektkonzepte und ihrer Beurteilung orientiert sich an den Vorgaben zur Tragwerksplanung in SIA 260 (SIA 2013). Dementsprechend beginnt der Bericht mit den Nutzungsanforderungen (Nutzungsvereinbarung gemäss SIA 260; SIA 2013). Dies umfasst die Beschreibung des Projekts und die Festlegung der zu betrachtenden Bauwerke (die Lagerkammern und die Versiegelungsstrecken) (Kap. 2) sowie die Darstellung der übergeordneten Ziele und Anforderungen (Kap. 3).

Arbeitsbericht NAB 16-46

ENSI-Nachforderung zum Indikator "Tiefenlage im Hinblick auf bautechnische Machbarkeit" in SGT Etappe 2
Vortriebs- und Sicherungskonzepte für die Profile F, K09, K04, K04a und D
(Ergänzende Unterlagen zu NAB 16-45)

Summary

Als Bestandteil der Nachforderung des ENSI werden baugrundmodelltyp- und tiefenspezifische Projektkonzepte erarbeitet. Diese Projektkonzepte unterscheiden sich weniger in der Lagerkonzeption und -architektur (Fig. 1.1-1 und 1.1-2) als in der Wahl der Stollen- und Kavernenquerschnitte und der Vortriebs- und Sicherungskonzepte auf Lagerebene. Abgeleitet von den übergeordneten funktionalen Anforderungen an die verschiedenen untertägigen Hohlräume im Wirtgestein Opalinuston, den identifizierten Gefährdungsbildern, dem erwarteten Gebirgsverhalten sowie der Vordimensionierung können beispielhafte Normalprofile und dazugehörende Vortriebs- und Sicherungskonzepte erarbeitet werden. Diese bilden dann die Grundlage zur Beurteilung der baulichen Machbarkeit und der bautechnischen Unterschiede.

In diesem Bericht sind für die Referenzprofile (Fig. 1.1-3) jeweils die möglichen Vortriebsverfahren aufgelistet sowie Sicherungstypen für unterschiedliche Gebirgsverhältnisse aufgeführt. Die dazugehörenden Pläne sind im Anhang B angefügt. Der Stand des Projekts entspricht der Projektstufe Konzeptstudie (gemäss LM SIA 112: Vorstudie).

Der vorliegende Bericht muss als Ergänzung zum Bericht Nagra (2016a) verstanden werden. Die wichtigsten Entwurfsannahmen und -grundlagen sind in Nagra (2016a) beschrieben. Die baugrundmodelltyp- und tiefenspezifische Beurteilung ist ebenfalls in Nagra (2016a) dargestellt.

Sowohl dieser Bericht als auch Nagra (2016a) sind Referenzberichte zur Zusatzdokumentation der ENSI-Nachforderung (Nagra 2016b).

Arbeitsbericht NAB 16-58

Opalinus Clay in the shallow decompaction zone: eochemical investigations on drill core samples from borehole Lausen KB

Summary

Introduction

Borehole Lausen KB (coord. 2'624'157/1'257'719/345) was drilled in October 2015 to a depth of 146.53 m and yielded a high-quality core with a diameter of 102 mm. The chronology of all field activities, together with a documentation of the technical data, is provided in Vogt et al. (2016).

The main objectives of the study included the characterisation of Opalinus Clay in a surficial position regarding rock/water interactions (such as oxidation), porewater composition and the effects of decompaction (such as rock deformation, changes of permeability and matrix porosity).