JP2001017933A

JP2001017933A - 廃棄物埋設構造および埋設工法

Info

Publication number: JP2001017933A
Application number: JP19007399A
Authority: JP
Inventors: Takeki Kawahito; 武樹川人; Yuichi Seo; 有一瀬尾; Atsushi Imai; 淳今井
Original assignee: RADIOACTIVE WASTE MAN CT; RADIOACTIVE WASTE MANAGEMENT CENTER; JDC Corp
Current assignee: RADIOACTIVE WASTE MAN CT; RADIOACTIVE WASTE MANAGEMENT CENTER; JDC Corp
Priority date: 1999-07-05
Filing date: 1999-07-05
Publication date: 2001-01-23
Anticipated expiration: 2019-07-05
Also published as: JP3770526B2

Abstract

(57)【要約】【課題】地下水位の高い箇所でも、埋設廃棄物と地下
水、および降雨など埋設領域の地表面からの浸透水との
接触を防止する。【解決手段】埋設廃棄物１０の埋め立て領域の底部に
導水勾配を付すとともに埋設廃棄物の下部領域を遮水層
２０で覆い、その外周面に透水層１６を設けて、当該透
水層１６の内部もしくは外部に前記導水勾配に沿う導水
路（１２）を形成する。前記埋設廃棄物１０の上表面に
前記導水路（１２）に至る導水勾配を付して遮水層２０
Ａで覆い、前記遮水層２０Ａの上層に保水性（ｐＦ値）
の小さい粗粒層２４を設け、当該粗粒層の上層に保水性
（ｐＦ値）の大きい細粒層を設けて表土２８で覆った構
成とすることにより、地下水と降雨による浸透水が埋設
廃棄物に接触することが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は廃棄物埋設構造およ
び埋設工法に係り、特に廃棄物の最終処分場で問題とな
る廃棄物からの浸出液による地下水汚染を防止するため
の廃棄物埋設構造および埋設工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃棄物処分場においては、従来から廃棄
物を埋め立てる凹陥地において、廃棄物から漏出した有
害物質を含む汚水が凹陥地底面から地中に浸透すること
を防ぐために、凹陥地底面部の基盤上に、合成ゴム製や
合成樹脂製、またはアスファルトを不織布に全層含浸あ
るいは積層したものでできた遮水シート片を多数接合し
て、凹陥地底面の全面を覆う遮水シートを敷設してい
た。さらに、廃棄物と遮水シートとが直接接触すること
により、遮水シートが破損することを防ぐために、敷設
した遮水シートの上に保護用土を敷設して、遮水シート
を保護していた。

【０００３】しかし、上述のような保護土を敷設してい
ても、何らかの理由により、遮水シートが破損してしま
った場合、これを修復することは実際上不可能であり、
有害物質を含む汚水が遮水シートの破損部分を通過して
遮水シート下に浸出し、これにより地下水の汚染をもた
らす危険性があった。

【０００４】そこで、遮水シートの破損に備えて、遮水
シートを２重に敷設したり、凹陥地底面部の基盤上に土
と粘土など不透水性土質材料とを混合した遮水土層や遮
水壁を設け、この上に遮水シートを敷設するなどの有害
物質の浸透防止対策が講じられていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、廃棄物に水
が着くような高い地下水位の箇所に廃棄物を埋めると、
上述のような処理をしても、地下水の流れに対して遮水
シートや遮水土層、遮水壁が受圧面を形成する形態とな
るので、この受圧面に長期間にわたって水圧が作用し、
微小な破断部やクラックを通じて廃棄物中に侵入し、有
害物質の含有水が地下水などに拡散する可能性がある。

【０００６】また、土粒子の間にある水分や土粒子間を
流れる小さな水の流れでも、化学物質が動き、このよう
な有害物質含有水は下方向に流れるだけでなく、地表面
からの水分の蒸発によって、水平方向や上方向にも移動
させるため、表層部分に汚染濃度の高い層領域が形成さ
れるなどの環境汚染の問題をもたらしてしまう。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点に着目し、埋
設廃棄物と地下水、および降雨など埋設領域の地表面か
らの浸透水との接触を防止することにより、地下水汚染
などの環境汚染を防止することができるようにした廃棄
物埋設構造および埋設工法を提供することを目的として
いる。

【０００８】特に、地下水位の高い箇所で廃棄物埋設処
理を行なった場合に、埋設領域での地下水位を制御して
地下水と埋設廃棄物との接触を防止できるようにして、
厳密な遮水層でなく簡易型廃棄物遮水層を設けるだけで
充分な構成とした廃棄物埋設構造および埋設工法を提供
することを目的とする。更に、降雨などによる表層から
の浸透水が廃棄物に浸透しないように抑制し、同時に表
層側の乾燥に際して水分蒸発に伴って廃棄物からの有害
物質の上方移動を遮断制御することにより、廃棄物全体
を地下水並びに雨水などと有効に遮断させ、かつ遮水構
造の簡易化を図りつつ有害物質の外部浸出を防止できる
ようにした廃棄物埋設構造および埋設工法を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る廃棄物埋設構造は、埋設廃棄物の下部
領域を遮水層で覆い、その外周面に透水層を設けて、当
該透水層の内部もしくは外部に導水勾配を付した導水路
を形成することにより、地下水は透水層を通じて導水路
に導かれ、これにより埋設領域において地下水位は低く
制御され、底部遮水層への地下水の接触を絶ち直接的に
当該底部遮水層に水圧が加わることが防止され、廃棄物
が地下水から隔離される。したがって、地下水位が高い
箇所でも地下水が埋設廃棄物と接触することが有効に防
止される。

【００１０】更に、埋設廃棄物の下部領域を遮水層で覆
い、その外周面に透水層を設けて、当該透水層の内部も
しくは外部に連接して導水勾配を付した導水路を形成
し、前記埋設廃棄物の上表面に前記導水路に至る導水勾
配を付して遮水層で覆い、前記遮水層の上層に保水性
（ｐＦ値）の小さい粗粒層を設け、当該粗粒層の上層に
保水性（ｐＦ値）の大きい細粒層を設けて表土で覆った
構成とすることにより、地下水と降雨による浸透水と埋
設廃棄物との接触を防止すると同時に、降雨による浸透
水は前記粗粒層の上層にある細粒層に保水され、導水勾
配により粗粒層より上部の浸透水を外部に排水すること
ができる。地表面が乾燥状態があっても細粒層の下位に
ある粗粒層が存在し、毛管力が断たれるため、廃棄物側
からの有害物質の移動が阻害され、蒸発などに伴って上
方に有害物質が移行し、地表面外部に拡散することを防
止するようにしている。

【００１１】本発明に係る廃棄物埋設工法は、自然の凹
陥地あるいは造成された凹陥地に導水勾配を持つ導水路
を形成しつつ前記凹陥地の底部および法面に透水層を敷
設し、この透水層上に遮水層を敷設した後に廃棄物を投
入し、廃棄物表面を覆土する構成とした。また、凹陥地
に導水勾配を持つ導水路を形成しつつ前記凹陥地の底部
および法面に透水層を敷設し、この透水層上に遮水層を
敷設した後に廃棄物を投入し、投入された廃棄物の表面
部に導水勾配を付して遮水層で覆った後、保水性（ｐＦ
値）の小さい粗粒層とこれに引き続いて保水性（ｐＦ
値）の大きい細粒層を敷設し、前記細粒層を前記導水路
もしくは排水路に連絡させた後、全体を表土で覆うこと
を特徴としている。この場合において、前記透水層は周
辺地盤の地下水位以上に敷設することにより、最小限の
透水層高さで必要充分な最適な地下水位制御作用を発揮
させることができる。

【００１２】ここで、ｐＦ値とは次のように定義されて
いる。土中水は土粒子表面からの吸着力、土粒子間隙に
発生する表面張力（毛管作用）、浸透圧などを受けて吸
引され束縛されている。土粒子からの影響の程度によっ
て、氷に近い結晶構造をもつものから通常の液状態のも
のまで様々な形で存在している。これらの土中水のエネ
ルギー状態を表す化学ポテンシャルμは、同一温度で大
気圧下にある純水の化学ポテンシャルμ0よりもΔμだ
け低下している。この土粒子と水のと結びつきの程度は
含水量とともに土の種類によっても大きく変化するか
ら、水の質的状態を定量的に表すことが必要となる。Δ
μを圧力水頭（ｃｍＨ₂Ｏ）に換算した値としたとき、
その値は数オーダにわたって変化するため、常用対数を
とって表した単位として次式のように定義されている。

【数１】したがって、この式により、土層の保水性を判断するこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る廃棄物埋設
構造および埋設工法の具体的実施の形態を図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１４】図１〜図２は実施形態に係る廃棄物埋設構
造の縦横断面図である。廃棄物１０の埋設処理に先立っ
て、例えば緩傾斜地を利用して凹陥地を造成してこれを
埋設領域とする。もちろん、平坦地に造成してもよい。
凹陥地の底部には、山側の法面下端部から谷側に向かっ
て導水勾配を付しておき、ここに管壁に多数の孔を明け
て形成された複数の有孔管１２を適宜の間隔をおいて平
行に敷設する。この有孔管１２は谷側に形成した集水池
１４に連絡され、有孔管１２を通して流れる水を一旦貯
溜し、水質検査などにより管理ができるようにしてい
る。

【００１５】このような有孔管１２の敷設をした後、凹
陥地の山側法面、底部、および左右の法面に透水層１６
を敷設する。この透水層１６は礫、砕石などの粒度の大
きい材料を用い、水が内部を流動するに充分な空隙があ
るものを用いれば良い。この透水層１６は凹陥地の底部
に敷設されるとともに、その周縁部から山側および左右
の法面に沿って上方に立ち上げるように敷設するが、そ
の高さは周辺の地下水位（図２の破線）１８と同等もし
くはそれ以上の高さに設定すれば良い。これにより周辺
地盤の地下水位が高い場合でも、地下水が透水層１６の
空隙を導水路として流れるため、底部の有孔管１２に集
水され、管路によって集水池１４に向けて流下する。こ
れにより、凹陥地領域の地下水位を低下させることがで
きる。前記透水層１６は有孔管１２の周囲を覆うように
することが望ましい。

【００１６】次いで、前記透水層１６の敷設領域の内面
に遮水層２０を形成する。遮水層２０は水の透過を防止
できる機能があればよいが、前記透水層１６が地下水の
水路を構成するので、現地発生土を締め固めて形成した
簡易型の遮水層２０として形成できる。したがって、例
えば合成ゴムシートや樹脂シート、あるいはアスファル
ト系シート、ベントナイト系シート、あるいはローム系
シートなどの遮水シートを厳格に設定する必要がない。
すなわち、１００％ウォタープルーフとなるような遮水
層構成とする必要がなく、ピンホールを許さないという
ようなものは必要なくなる。この遮水層２０は廃棄物１
０に直接的に接する層となる。もちろん、遮水層２０の
上に土砂などの保護層を作るようにしてもよい。この遮
水層２０は少なくとも透水層１６の形成範囲に敷設され
るが、図２に示しているように、側部法面においては、
透水層１６の高さより高く設定することができる。透水
層１６は地下水位１８と同等高さに設定することで少な
くとも導水路としての機能をなすことができるが、廃棄
物容量を大きくするためには遮水層２０を側部法面より
高く設定しても地下水の水圧が加わらない条件で遮水層
２０の高さを透水層１６より高くすることができる。

【００１７】このような準備の終了後、遮水層２０が敷
設されている領域に廃棄物１０を投入する。埋設領域に
廃棄物１０が満杯状態となった時点で、今度は廃棄物１
０の上面部の処理を行なう。これは、まず、投入された
廃棄物１０の上表面部に導水勾配を付し、廃棄物１０の
表面を降雨浸透水が谷側に流下し易い条件に設定してい
る。この導水勾配は山側から谷側に向かう勾配と、横断
面方向に湾曲させて鞍部構成とすることで左右に向かう
導水勾配を付せばよい。この導水勾配を付した廃棄物１
０の上表面を前記下部領域の遮水層２０と同様な簡易型
遮水層２０Ａで覆うようにしている。このとき、先行す
る遮水層２０と密に連接し、廃棄物１０の全面が遮水層
２０、２０Ａによって覆われるように設定する。

【００１８】次に、上面遮水層２０Ａで覆われたその外
表面に保水性（ｐＦ値）の小さい粗粒層２４を敷設す
る。この粗粒層２４は礫、砂利、砕石などにより形成す
ればよく、前述した透水層１６と同等の材料によって敷
設することができるが、これは後述する細粒層に必要な
粒度との関係でフィルタ則を充足するような粒度に設定
する。次いで、粗粒層２４の上面部に保水性（ｐＦ値）
の大きい細粒層２６を敷設するようにしている。この細
粒層２６は砂などの細粒物を利用して敷設すれば良い。
この場合、この細粒層２６と前記粗粒層２４のｐＦ値
を、それぞれα₂₆、α₂₄としたとき、これらの関係は次
のように設定するようにする。

【数２】このように設定することにより、遮水層２０Ａの上層に
は空隙率の大きい粗粒層２４が存在するが、それらの更
に上層側には空隙率が極めて小さい細粒層２６が存在し
て、ここが浸透水の保水層となる。なお、上面遮水層２
０ＡのｐＦ値α₂₀とその上層の粗粒層２４のｐＦ値α₂₄
とは、締め固めの進行などによってｐＦ値が小さくなる
ことがあり、両者の大小関係を規定することができな
い。ここで重要なのは、粗粒層２４の上層に細粒層２６
を敷設し、降雨などによる浸透水が、毛細管現象により
細粒層２６内に止まるようにし、下層の粗粒層２４が浸
透水を遮水層２０Ａ側に浸出させないように断絶する機
能をもたせることである。この機能は、いわば傾いた
（導水勾配を付した）スノコ（粗粒層２４）の上に雑巾
（細粒層２６）が置いてあり、湿った雑巾の中を水が移
動するような機能を持たせることにたとえることができ
る。したがって、細粒層２６としては毛細管吸引力が大
きく、保水機能が高い粒度分布を有する層構成とし、粗
粒層２４としては殆ど毛管水帯を有せず、表面に水分が
吸着しているのみの粒度構成とすればよい。これをｐＦ
値αで示せば、数式２に示されるものとなる。

【００１９】なお、粗粒層２４の上層に細粒層２６が敷
設されるため、これらの境界部分が混層状態になること
を防止する必要がある。このため両層はフィルター則を
満足するように設定している。すなわち、層境界が明瞭
となるように粗粒層２４と細粒層２６の粒度分布を調整
するのである。

【００２０】また、細粒層２６はその谷側部分を、導水
路となっている有孔管１２の敷設領域に接続するように
し、細粒層２６の内部に浸透している水を有孔管１２を
通じて排水させるようにする。また、粗粒層２４と細粒
層２６は左右側方において、埋設領域をはみ出していわ
ば庇部分を構成するように、左右に延長敷設するように
している（図２参照）。これにより、浸透水が廃棄物１
０の内部に回り込まないように設定しているのである。
このとき、庇部分の側縁下部にも有孔管１２を敷設し、
これに細粒層２６を接するようにすることで、細粒層２
６の側部に回り込んだ浸透水も有孔管１２を通じて排水
することができる。この側部有孔管１２も最終的に集水
池１４に接続するようにすればよい。

【００２１】このように廃棄物１０の上表面に遮水層２
０Ａ、粗粒層２４、細粒層２６を順次積層させた後、現
地発生土からなる表土２８による盛土をなし、廃棄物１
０の埋設作業が完了する。このような埋め立て作業によ
って構成される廃棄物埋設構造は、したがって、埋設廃
棄物１０の底部に導水勾配が付され、埋設廃棄物１０の
下部領域が遮水層２０で覆われ、その外周面に透水層１
６を設けて、当該透水層１６の内部もしくは外部に前記
導水勾配に沿う導水路としての有孔管１２が形成された
構造となる。また、前記埋設廃棄物１０の上表面に前記
有孔管１２に至る導水勾配が付されて遮水層２０Ａで覆
われ、前記遮水層２０Ａの上層に保水力の小さい（ｐＦ
値の小さい）粗粒層２４が設けられるとともに、当該粗
粒層２４の上層に保水力の大きい（ｐＦ値の大きい）細
粒層２６が敷設されて表土２８で覆った構成となるので
ある。

【００２２】このような構成により、地下水位の高い地
盤において廃棄物を埋設した場合でも、地下水は透水層
１６を導水路として通水抵抗が極めて小さい領域を流
れ、有孔管１２に流れ込み、最終的に集水池１４に集水
される。集水池１４の底部地下水は廃棄物から浸出して
きた有害物質を含む可能性があるので、モニタリングに
供される。これにより地下水位は廃棄物処分場の領域で
は廃棄物１０の底面高さ以下まで調整制御され、地下水
の接触を絶ち、水圧が底部および側部の遮水層２０に直
接加わることが阻止され、廃棄物１０が地下水から分離
されるのである。いわゆる地下水の側道の形成によっ
て、遮水層２０に対する地下水の接触および加わる水圧
が大幅に低下して廃棄物１０中への浸水が防止されるの
である。

【００２３】一方、降雨などにより表土２８からの浸水
は、表土粒子間の空隙を通じて最初に細粒層２６に達
し、ここで細粒層２６の砂粒子間の毛細管吸引力の作用
により保水機能が発揮されるとともに、導水勾配が付さ
れているので、粗粒層２４との境界面に沿いながらその
勾配に沿って流下し、最終的に有孔管１２を通じて排水
される。この表層から出た浸出水は廃棄物に接触しない
で排水されるため、汚染の危険がほとんどないと考えら
れる。従って、表面排水と同様にそのまま排水すること
ができる。また、地表面の乾燥状態において、細粒層２
６の表面が乾燥すると、水の吸い上げ作用が生じ、細粒
層２６内の水分は蒸発するが、この蒸発による吸い上げ
作用は遮水層２０Ａとの間に粗粒層２４が設けられてい
るので、遮水層２０Ａ内部の廃棄物１０には及ばない。
したがって、例え廃棄物１０が含水状態でも、化学物質
粒子の移動が粗粒層２４によって毛管力が断たれ、水分
蒸発に伴って表層側に有害物質が移行することを有効に
防止することができる。

【００２４】このようなことから、埋設領域の地下水位
の制御が行なわれるため、地下水が廃棄物１０内に浸水
して内在する化学物質が遮水層２０、２０Ａより廃棄物
１０の外部に漏出することが無くなり、地下水の汚染を
有効に防止することができる。また、地下水位の制御に
併せて、降雨による土中への浸透があっても、この浸透
水は粗粒層２４の外表面で細粒層２６の内部を導水勾配
に沿って流下し、遮水層２０Ａの表層を流れることが可
及的に防止される。このため、廃棄物１０の内部に浸透
水が入り込まないようにすることができるので、廃棄物
１０の乾燥を維持することができる。同時に晴天などが
継続することによって表土２８を含む細粒層２６の乾燥
が生じても、粗粒層２４が毛管力の遮断機能を果たすた
め、表土２８および細粒層２６内の水分蒸発があって
も、粗粒層２４で蒸発作用に伴う廃棄物中の有害物質移
動を遮断し、有害物質高濃度層が廃棄物より表層側に形
成されることを的確に防止できる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、凹陥地
に導水勾配を持つ導水路を形成しつつ前記凹陥地の底部
および法面に透水層を敷設し、この透水層上に遮水層を
敷設した後に廃棄物を投入し、廃棄物表面を覆土するよ
うに構成したので、地下水位の高い箇所への廃棄物の埋
め立てをなしても廃棄物中に含まれる化学物質による地
下水の汚染を防止できる。また、投入された廃棄物の表
面部に導水勾配を付して遮水層で覆った後、保水性（ｐ
Ｆ値）の小さい粗粒層とこれに引き続いて保水性（ｐＦ
値）の大きい細粒層を敷設し、前記細粒層を前記導水路
もしくは排水路に連絡させた後、全体を表土で覆う構成
を採用することにより、表層側での水分蒸発があっても
有害物質を廃棄物から細粒層側へ移動させることを粗粒
層にて遮断でき、特定層に高濃度有害物質層が形成され
ることが防止され、結果として大気への拡散汚染を有効
に防止することができるという優れた効果が得られる。

【００２６】このようなことから、一般的に地下水位の
高い地域でも地下水位を下げる（制御する）ことにより
危険廃棄物を安全に廃棄できることが可能となり、地下
水より上での処分が可能になり、その結果、廃棄量が多
く取れるという効果がもたらせられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る廃棄物埋設構造の縦断面図であ
る。

【図２】実施形態に係る廃棄物埋設構造の横断面図であ
る。

【符号の説明】

１０廃棄物１２有孔管１４集水池１６透水層１８地下水位２０、２０Ａ遮水層２４粗粒層２６細粒層２８表土

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者瀬尾有一東京都港区赤坂４丁目９番９号日本国土開発株式会社内 (72)発明者今井淳東京都港区赤坂４丁目９番９号日本国土開発株式会社内Ｆターム(参考） 4D004 AA46 BB03 BB04 CA50 CB04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】埋設廃棄物の下部領域を遮水層で覆い、
その外周面に透水層を設けて、当該透水層の内部もしく
は外部に導水勾配を付した導水路を形成してなることを
特徴とする廃棄物埋設構造。
【請求項２】埋設廃棄物の下部領域を遮水層で覆い、
その外周面に透水層を設けて、当該透水層の内部もしく
は外部に連接して導水勾配を付した導水路を形成し、前
記埋設廃棄物の上表面に前記導水路に至る導水勾配を付
して遮水層で覆い、前記遮水層の上層に保水性（ｐＦ
値）の小さい粗粒層を設け、当該粗粒層の上層に保水性
（ｐＦ値）の大きい細粒層を設けて表土で覆ったことを
特徴とする廃棄物埋設構造。
【請求項３】凹陥地に導水勾配を持つ導水路を形成し
つつ前記凹陥地の底部および法面に透水層を敷設し、こ
の透水層上に遮水層を敷設した後に廃棄物を投入し、廃
棄物表面を覆土したことを特徴とする廃棄物埋設処理工
法。
【請求項４】凹陥地に導水勾配を持つ導水路を形成し
つつ前記凹陥地の底部および法面に透水層を敷設し、こ
の透水層上に遮水層を敷設した後に廃棄物を投入し、投
入された廃棄物の表面部に導水勾配を付して遮水層で覆
った後、保水性（ｐＦ値）の小さい粗粒層とこれに引き
続いて保水性（ｐＦ値）の大きい細粒層を敷設し、前記
細粒層を前記導水路もしくは排水路に連絡させた後、全
体を表土で覆うことを特徴とする廃棄物埋設工法。
【請求項５】前記透水層は周辺地盤の地下水位以上に
敷設することを特徴とする請求項４に記載の廃棄物埋設
工法。