もともと福島第1原発の敷地は地下水が豊富なところで、山側から多くの地下水が流れ込んでいます。この一部、一日400m3が原子炉建屋に流れ込み、溶け落ちた核燃料の冷却に用いた高濃度汚染水と混ざって、毎日汚染水が増える原因となってきました。建屋に滞留している汚染水の量は8月時点で約68,000m3もあり、くみ上げて浄化装置にまわして一部を核燃料冷却に再利用する他はタンクへ移して保管となります。タンク建設は一日約500m3の容量で続けられていますが、空きスペースが少なく、初期に建設したボルト締めのフランジタンクを溶接タンクにリプレースして容量を増加させる工事には着工から完成まで2年ほどの時間がかかっています。この間取られてきた地下水対策は、井戸によるくみあげと遮水壁の建設でした。問題のエリアへの地下水の流入は、本来、建屋を取り囲むように建設された陸側遮水壁が遮るはずでした。この陸側遮水壁が問題の凍土壁です。凍結管を地中に埋め込んで零下30度ほどの液体を循環させ、周りの土を地下水とともに凍らせて壁を作るというものですが、このような大規模な施工例はありません。
凍結管の間隔は、過去の施工例よりもひろく、凍結が進まない部分に地下水の流れが集中して早くなり、余計に凍りにくくなると指摘されてきました。また、配管トレンチのある部分（海側で6箇所）は凍結管を埋め込むことができず、壁は当初から完全にならない予定で、効果が疑問視されていました。
加えて、原子力規制委員会は、遮水壁が地下水位を下げることによって原子炉建屋滞留水の水位を下回り、高濃度に汚染された滞留水が地下に流出することを懸念して、陸側遮水壁の海側の凍結を先行させ、山側については効果が検証されてからの運用を求めてきました。 案の定、陸側遮水壁の海側の凍結はいつまでたっても完了せず、逆に台風による降雨の影響で4号機南側と3号機東側で凍っていた部分の温度が1度を超えて、溶けたことも分かっています。
東京電力は未凍結部分にセメントなどを注入する追加工事を実施し、9月中に効果を検証するとしていましたが、その後の降雨で目標は守られていません。東電は、今回水位が問題となった地下水ドレンのくみ上げ量が一日70m3になれば凍土壁の効果が出たとする評価値を示していますが、9月のくみあげ量は一日500m3を越えています。東電は9月末までにトレンチ下を除いて凍結したとしていますが、くみ上げ量は10月半ばでも減っていません。原子力規制委員会は、凍土遮水壁は重層的に行う対策のひとつで、あくまでメインは建屋近傍の井戸（サブドレン）からのくみあげという立場です。
サブドレンからのくみあげで、原子炉建屋に流入する量は一日400m3から200m3に半減すると東電は説明していました。東電の説明によると確かに流入する地下水は減ったようですが、地下水ドレンのうち水質基準をオーバーするものを3月から7月の平均でなんと一日110m3も建屋に投入しているため、建屋への流入量は相変わらず一日400m3あるのです。地下水ドレンのくみあげが増えている8月以降はこれよりもきっと増えていることでしょう。
このため東電は海に近く塩分濃度が高い地下水ドレンの水質前処理装置を新設して建屋への移送量を半減させるとしていますが、技術者なら誰でも考えつくそのような対策が今からということに、あきれてしまいます。東電は、サブドレン配管内付着物によるくみあげ量低下対策や、サブドレン浄化設備の増設による稼働率向上などの対策も行うことで、建屋滞留水のくみあげが終わるのは2020年9月としています。
規制委は建屋滞留水のなかでも事故の初期に復水器に貯められた汚染水を問題視しています。水量的には2000m3程度（全体の3％）の復水器貯留水が、放射能量で比較すると滞留水の約8割を占めるのです。復水器は耐震設計Bクラスのため余震に対する不安がありますが、水がたまっている中ほどに天板があり、天板下からの抜き取りは技術開発を進めないと現在ではめどが立っていません。抜き取るにしても高濃度のままでは仮設配管による移送中の漏れや、耐震性や津波対策に問題のない貯蔵タンクの確保など課題は山積です。