JP2001131961A - 地中連続壁を用いた土壌・地下水汚染の拡散防止構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地中連続壁自体の止水性、遮断性が低下した
場合でも、周辺への汚染物質の拡散が防止でき、また、
壁体の止水性、遮断性の低下の発見が容易な土壌・地下
水汚染の拡散防止構造を提供する。 【解決手段】 汚染された地下水や汚染物質の漏洩防止
のため、中空部ａを有する地中連続壁１を対象地盤ｂを
取り囲むように構築する。中空部ａにおいては水が自由
に流れ、１箇所に注水することで、地中連続壁１の壁体
全体に水が行き渡る構造となっている。この地中連続壁
１の中空部ａ内の水位を対象地盤ｂの地下水位以上とな
るようにし、水位差を利用して周辺への汚染物質の流出
拡散を防止する。地中連続壁１の壁体自体の止水性、遮
断性が低下した場合には、中空部ａの水位が次第に低下
して行くことから、この中空部ａ内の水位をモニタリン
グすることにより、壁体自体の止水性、遮断性の診断も
容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、土壌あるいは地
下水が汚染される可能性がある地盤あるいは汚染された
地盤における汚染対策として設けられ、周辺への汚染拡
散を防止するための地中連続壁を用いた拡散防止構造に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】廃棄物処理場の遮水工の破損や、工場プ
ラントの配管の破損に伴い、有害な化学物質などが漏出
し、地盤に浸透することで土壌や地下水が汚染される事
例がある。このような場合に備え、汚染物質が地盤に浸
透しても、周囲への拡散防止が図れるよう、予め、周囲
を地中連続壁により取り囲み、外界と遮断しておく場合
がある。また、土壌・地下水汚染が発見された後に、周
辺への汚染物質の拡散防止のため、地中連続壁が構築さ
れる場合もある。

【０００３】いずれにおいても、従来技術としては、比
較的止水性に優れる鋼矢板連続壁やソイルセメント連続
壁、あるいはコンクリート地中連続壁等による地中連続
壁が構築されるのが一般的であり、これら構造に期待さ
れる止水性、遮断性により汚染物質の拡散防止が図られ
てきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題点
として、鋼矢板の場合には、さらなる止水性向上のため
に、継手部に合成樹脂などからなる止水材が充填される
ことが多いが、止水材の充填が不十分であったり、充填
された止水材が劣化したりすれば、止水性、遮断性が低
下する恐れがあった。

【０００５】また、ソイルセメント連続壁やコンクリー
ト地中連続壁の場合においても、施工時のミキシングや
施工精度が十分でないためにソイルセメント壁に不連続
な部分が生じたり、コンクリートの打ち継ぎ目等の弱点
にクラックが生じ、止水性、遮断性が低下する恐れがあ
る。従って、従来技術においては、通常は汚染物質の遮
断が良好と考えられる場合でも、不可抗力により止水
性、遮断性が低下する可能性を完全に否定することはで
きず、完全なる遮断が保証されているわけではなかっ
た。

【０００６】さらなる問題点として、壁体は地中部に構
築されるものであるため、止水性、遮断性が低下した場
合においても、その発見が容易ではなく、最悪の場合、
汚染物質が周辺地盤に漏洩して初めて発見されることも
あった。一方、汚染された土壌、地下水の回復を図るた
めの従来技術としては、汚染された地下水あるいは汚染
物質自体を汲み上げる方法や、汚染物質の真空吸引によ
りガス化させる方法があり、それにより汚染物質等の抽
出除去が図られる。この場合には、地下水を逐次揚水す
ることで、汚染物質および汚染地下水を汲み上げて処理
するだけでなく、揚水井戸に向かう地下水流を発生さ
せ、地下水流とともに、汚染物質等を揚水井戸に集めや
すくすることも図られている。

【０００７】しかしながら、地下水の汲み上げに伴い、
地下水位が低下することにより、地盤沈下という二次的
な問題を引き起こす場合もある。これを防止するため、
図９に示すように、揚水井戸８と注水井戸９を設け、注
水井戸９から地盤へ注水することが行われ、この場合、
注水井戸９から揚水井戸８に向かう地下水流が発生する
が、注水井戸９が１箇所の場合には、水流は一方向とな
るため、汚染物質を揚水井戸８に集めるには効率的では
ないとの問題もある。

【０００８】また、図１０のように、注水井戸９を汚染
地を取り囲むように複数本設置すれば、周囲の注水井戸
９から揚水井戸８へと地下水が流れるため、前記問題は
解消されるが、複数本の注水井戸９のための注水設備の
管理に手間がかかるという別の問題も発生する。このよ
うに、現状の技術においては、地盤中の汚染物質の除去
は容易ではなく、除去のためには長い時間と莫大な費用
がかかるため、比較的簡便でかつ効率的な浄化対策方法
やその構造が求められている。

【０００９】そこで、本願発明では、地中連続壁による
完全止水、遮断は非常に難しいとの観点に立ち、地中連
続壁自体の止水性、遮断性が低下した場合でも、周辺へ
の汚染物質の拡散が防止でき、また、壁体の止水性、遮
断性の低下の発見が容易な、いわゆるフェールセーフの
概念に対応した、土壌・地下水汚染の拡散防止構造を提
供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に係る地
中連続壁を用いた土壌・地下水汚染の拡散防止構造は、
対象地盤の土壌または地下水の汚染が周辺へ拡散するの
を防止するための拡散防止構造であって、内外壁面で構
成される中空部を有する地中連続壁が対象地盤を取り囲
むまたは挟むように構築され、前記中空部には前記対象
地盤の地下水位以上の水位となる量の水が注水されてい
ることを特徴とするものである。

【００１１】この場合の地中連続壁は、基本的には止水
性、遮断性、さらに場合によっては土留機能を期待した
ものであるが、完全な止水、遮断が困難な場合でも中空
の地中連続壁内の水位が汚染の恐れのある対象地盤の地
下水位以上となるようにしておくことで、地中連続壁の
外側に汚染した地下水や汚染物質が拡がるのを防止する
ことができる。

【００１２】また、万一、止水性、遮断性が損なわれた
場合には、地中連続壁内の水位が下がるため、その監視
が可能である。なお、地中連続壁は中空部が形成できる
ものであれば、その材質、形状等は限定されない。請求
項２に係る発明は、請求項１に係る地中連続壁を用いた
土壌・地下水汚染の拡散防止構造において、地中連続壁
が内外壁部分と該内外壁部分をつなぐ隔壁部分とを有
し、前記隔壁部分に中空部を地中連続壁連続方向に連通
させる通水部が設けられていることを特徴とするもので
ある。

【００１３】この場合も材質等は、鋼、コンクリート
等、特に限定されないが、地中連続壁の構築において中
空部を形成しやすいという点では、鋼製のＨ形断面ある
いは箱形断面形状を有し、接続部に止水可能な継手を形
成したものなどが適する。通水部の形状は、小孔、大き
めの穴、スリット状のもの等、特に限定されず、通水部
によって隔壁部分で仕切られる中空部どうしを連通させ
ることで、１箇所あるいは複数箇所から注水すれば、少
なくとも連通させた範囲の中空部を同一水位に保つこと
ができる。

【００１４】請求項３に係る発明は、請求項１または２
に係る地中連続壁を用いた土壌・地下水汚染の拡散防止
構造において、地中連続壁の対象地盤（汚染地）側であ
る内壁部分に通水部を設けることで、地中連続壁の中空
部に注水された水が前記通水部より対象地盤内へ浸透可
能となっており、かつ対象地盤内に揚水設備が設けられ
ていることを特徴とする。

【００１５】この請求項３に係る発明は、単に汚染した
地下水や汚染物質の拡散を防止するだけでなく、積極的
に浄化対策もできるようにしたものである。水位を高く
保った地中連続壁の内壁部分の通水部を利用して、水位
差により汚染地である対象地盤の揚水設備に向けて地下
水の流れを促し、揚水井戸等からポンプ等で汲み取った
汚染物質を含む水を浄化することで、早期に対象地盤の
汚染を除去することができる。

【００１６】請求項４に係る発明は、請求項３に係る地
中連続壁を用いた土壌・地下水汚染の拡散防止構造にお
いて、地中連続壁が、内外壁部分を構成するフランジ部
と該フランジ部間をつなぐ隔壁部とを有する連壁構成部
材を地中連続壁の連続方向に接続されてなり、かつ前記
内壁部分の通水部の高さを異ならせた複数の種類の連壁
構成部材の組み合わせからなることを特徴とする。

【００１７】連壁構成部材を地中連続壁の連続方向に接
続して地中連続壁を構成する場合、内壁部分の通水部を
高さ方向の全長にわたって設ける必要はなく、通水部を
異なる高さに設けた複数種類の連壁構成部材を組み合わ
せることで、対象地盤（汚染地）の地層の浅い部分から
深い部分まで水を浸透させることができ、通水部の加工
コストを下げることができ、また断面欠損も最小限に抑
えることができる。

【００１８】請求項５に係る発明は、請求項３または４
に係る地中連続壁を用いた土壌・地下水汚染の拡散防止
構造において、内壁部分の通水部に土砂の侵入を防ぐた
めのフィルターが設けられていることを特徴とする。対
象地盤内の土砂が通水部から地中連続壁の中空部に侵入
することにより、地中連続壁内部での水の自由な流れが
阻害される恐れがある場合などに、内壁部分の通水部に
土砂の侵入を防ぐためのフィルターを設けることで対処
させることができる。

【００１９】この場合のフィルターについては、構造、
材質、形状、取付け方法等、特に、限定されない。ま
た、地中連続壁の中空部内にフィルターの機能を有する
材料を充填し、土砂の侵入を防止することもでき、その
場合、カートリッジ式にすれば交換も可能である。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本願の請求項
１、２に係る発明の一実施形態を示したものであり、汚
染された地下水や汚染物質の漏洩防止のため、中空部ａ
を有する地中連続壁１を汚染された対象地盤ｂを取り囲
むように構築する。そのため、この例では、図３に示す
ようなＨ形断面の鋼製部材のフランジ端部に雄雌の継手
を有する連壁構成部材２を、多数接続して地中連続壁１
を構築している。この連壁構成部材２自体は中空構造で
はないが、これを図２のように組み合わせて地中連続壁
１を構築することで、ウェブ３およびフランジ５により
閉合された中空部ａが形成される。なお、継手部分には
必要に応じ止水材を充填するなどして止水性を確保す
る。

【００２１】この連壁構成部材２を地盤に打設するにあ
たっては、図１に示すように地下の不透水層ｄまで打設
しておく。また、打設した直後において、中空部ａ内に
打設地盤の土砂が詰まった状態となる場合には、打設
後、この土砂を不透水層ｄ上面まで除去する。除去方法
としては、例えばウォータージェット等を用いて除去し
たり、あるいは予め掘削孔を設けておくなどの方法が考
えられる。

【００２２】本願発明ではこの中空部ａを利用し、地中
連続壁１の連続する壁体間において自由な水の通水を図
るため、連壁構成部材２のウェブ３に通水部としての通
水孔４が設けられている。そのため、１箇所に注水する
だけで、地中連続壁１の壁体全体に水が行き渡る構造と
なっている。図２中の黒く塗りつぶした矢印は中空部ａ
における水流の方向を示したものである。

【００２３】従来技術では、汚染物質の拡散を防ぐた
め、地中連続壁の止水性、遮断性のみ期待していたが、
本願発明においては、地中連続壁１の中空部ａ内の水位
を対象地盤ｂである汚染地内の地下水位以上となるよう
にし、その水位差を利用して周辺への汚染物質の流出拡
散を防止することができる。さらに、地中連続壁１の壁
体自体の止水性、遮断性が低下した場合には、中空部ａ
の水位が次第に低下して行くことから、この中空部ａ内
の水位をモニタリングすることにより、壁体自体の止水
性、遮断性の診断も容易である。

【００２４】図４および図５は、本願の請求項３に係る
発明の一実施形態を示したものであり、図６に示すよう
に、連壁構成部材２の対象地盤（汚染地）ｂ側のフラン
ジ５’にも、通水孔６を設けてある。地中連続壁１の中
空部ａ内に注水された水はこの通水孔６を通じて対象地
盤ｂに浸透する。図５中の白抜きの矢印はこの地中連続
壁１から汚染地である対象地盤ｂに向かう水流の方向を
示したものである。

【００２５】つまり、図に示すように対象地盤ｂを取り
囲んだ地中連続壁１全体から、汚染地である対象地盤ｂ
内へと水が浸透するため、例えば対象地盤ｂの中央部
に、汚染物質あるいは汚染物質を含む地下水を汲み取る
揚水井戸８、並びにポンプ等からなる揚水装置を設ける
ことで、汚染地内の地下水流は周囲から中央の揚水井戸
８に向かう流れとなる。そのため、汚染物質が中央の揚
水井戸８に集まりやすくなり、浄化に要する期間および
費用の縮減が可能となる。

【００２６】このように、地中連続壁１の中空部ａ内へ
水が逐次注水され、汚染地内中央部に設けられた揚水井
戸８から逐次地下水が汲み取るようにすれば、汚染地内
の地下水位は地中連続壁１の内部より常に低い状態とな
り、水位差により周辺への汚染物質の流出拡散も防止さ
れる他、地下水汲み上げによる地下水位の低下による地
盤沈下も防ぐことが可能となる。この時、汚染地中央部
において揚水された地下水は、適切な方法により浄化さ
れ無害化されれば、地中連続壁１の壁体内部へ注水し、
再利用を図ってもよい。

【００２７】以上のように、請求項３に係る発明は、請
求項１に係る発明をベースとしたフェールセーフの思想
に基づいており、周辺地盤ｃへの汚染物質の拡散防止に
対する安全性が高いという特徴を有している。また、汚
染地を取り囲む地中連続壁１全体から水を浸透させるこ
とができるため、例えばバイオメディエーション等の浄
化手法を併用する場合においても浄化促進が図れるとい
う利点も有する。

【００２８】すなわち、地中連続壁１の中空部ａに注水
する際、バイオメディエーションに必要となる微生物の
栄養物質、酸素等を併せて注入することで、地中連続壁
１から汚染地中央部に向かう水流を利用して、微生物の
栄養物質や酸素の効率的な供給が図れる。浄化促進剤を
用いて浄化速度を早めたり、無害化のための化学反応剤
を用いる浄化方法の場合においても、同様の効果が期待
できる。

【００２９】図７は、本願の請求項４に係る発明の一実
施形態における地中連続壁１の一部を示したものであ
り、構築される地中連続壁１において、対象地盤である
汚染地側に設けられる通水孔６の位置が異なる連壁構成
部材２ａ、２ｂ、２ｃを組み合わせたことを特徴として
いる。この例のように配置することで、連壁構成部材の
内壁部分のフランジ全長に渡って通水孔を設けなくと
も、対象地盤ｂ側の地層の浅い部分から深い部分までに
渡って、水を浸透させることができる。その結果、各連
壁構成部材２ａ、２ｂ、２ｃの内壁側のフランジ５’に
設ける通水孔６の数を減らすことが可能となり、孔開け
加工のコストを低減させることができる。

【００３０】図８は、本願の請求項５に係る発明の一実
施形態におけるフィルター７部分の断面を示したもので
ある。内壁側のフランジ５’に設けられる通水孔６を通
じて、汚染地内の土砂が地中連続壁の中空部内に侵入す
ることにより、地中連続壁内部での水の自由な流れが阻
害される恐れがある場合などにおいて、フィルター７を
設けることで、通水孔６からの土砂の侵入を防ぐことが
できる。この場合のフィルター７については、構造、材
質、形状、取付け方法等は、特に限定されない。

【００３１】

【発明の効果】本願発明によれば、汚染物質拡散防止
目的で設置される地中連続壁の内部を中空とし、この中
空部への注水により地中連続壁の内部の水位が対象地盤
の地下水位以上となるようにしてあることで、水位差を
利用して周辺への汚染物質の流出拡散を確実に防止する
ことができる。

【００３２】地中連続壁の壁体自体の止水性、遮断性
が低下した場合にも、中空部内の水位をモニタリングす
ることにより、壁体自体の止水性、遮断性の診断が容易
となる。 請求項３に係る発明によれば、地中連続壁全体を注水
井戸として機能させることができるため、汚染地の効率
的な浄化を図ることができる。

【００３３】請求項４に係る発明によれば、連壁構成
部材の内壁部分に通水部を設ける場合において、開口部
分を最小限に抑えつつ地層の浅い部分から深い部分まで
に渡って、水を浸透させることができ、経済性に優れ、
かつ断面欠損も少ない。 請求項５に係る発明によれば、フィルターが地中連続
壁の中空部への土砂の侵入を防止し、地中連続壁内部で
の水の自由な流れを維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願の請求項１、２に係る発明の一実施形態
を概略的に示す鉛直断面図である。

【図２】 図１に対応する水平断面図である。

【図３】 図１の実施形態に用いる連壁構成部材の一例
を示す斜視図である。

【図４】 本願の請求項３に係る発明の一実施形態を概
略的に示す鉛直断面図である。

【図５】 図４に対応する水平断面図である。

【図６】 図４の実施形態に用いる連壁構成部材の一例
を示す斜視図である。

【図７】 本願の請求項４に係る発明の一実施形態にお
ける地中連続壁の一部を示す斜視図である。

【図８】 本願の請求項５に係る発明の一実施形態にお
けるフィルター部分の断面図である。

【図９】 従来の注水井戸と揚水井戸を用いた汚染した
地下水の汲み上げ方法の一例を示す平面図である。

【図１０】 従来の注水井戸と揚水井戸を用いた汚染し
た地下水の汲み上げ方法の他の例を示す平面図である。

【符号の説明】

ａ…中空部、ｂ…対象地盤（汚染地）、ｃ…周辺地盤、
ｄ…不透水層、１…地中連続壁、２、２ａ、２ｂ、２ｃ
…連壁構成部材、３…ウェブ、４…通水孔（隔壁部
分）、５…フランジ、６…通水孔（内壁部分）、７…フ
ィルター、８…揚水井戸、９…注水井戸

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象地盤の土壌または地下水の汚染が周
   辺へ拡散するのを防止するための拡散防止構造であっ
   て、内外壁面で構成される中空部を有する地中連続壁が
   対象地盤を取り囲むまたは挟むように構築され、前記中
   空部には前記対象地盤の地下水位以上の水位となる量の
   水が注水されていることを特徴とする地中連続壁を用い
   た土壌・地下水汚染の拡散防止構造。
2. 【請求項２】 前記地中連続壁が内外壁部分と該内外壁
   部分をつなぐ隔壁部分とを有し、前記隔壁部分に中空部
   を地中連続壁連続方向に連通させる通水部が設けられて
   いることを特徴とする請求項１記載の地中連続壁を用い
   た土壌・地下水汚染の拡散防止構造。
3. 【請求項３】 前記地中連続壁の対象地盤側である内壁
   部分に通水部を設けることで、地中連続壁の中空部に注
   水された水が前記通水部より対象地盤内へ浸透可能とな
   っており、かつ対象地盤内に揚水設備が設けられている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の地中連続壁を
   用いた土壌・地下水汚染の拡散防止構造。
4. 【請求項４】 前記地中連続壁は、内外壁部分を構成す
   るフランジ部と、該フランジ部間をつなぐ隔壁部とを有
   する連壁構成部材が地中連続壁の連続方向に接続されて
   なり、かつ前記内壁部分の通水部の高さを異ならせた複
   数の種類の連壁構成部材の組み合わせからなることを特
   徴とする請求項３記載の地中連続壁を用いた土壌・地下
   水汚染の拡散防止構造。
5. 【請求項５】 前記内壁部分の通水部には、土砂の侵入
   を防ぐためのフィルターが設けられていることを特徴と
   する請求項３または４記載の地中連続壁を用いた土壌・
   地下水汚染の拡散防止構造。