JP2003520916A - 土中に不透湿層を導入する方法、ならびにそのような方法で得られる壕 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 土中に不透湿層を導入する方法であって、その際に不透湿層を壕内の土中に配置し、その壕が１またはそれ以上の枠部材によって支持され、その壕は次いで乾燥固体の粘土含有混合物で充填され、その混合物が粉末状または粉砕されたスメクタイト及び／またはスメクタイト含有天然岩石と水溶性ポリマーとを含み、防湿ゲルを形成し得ることを特徴とする、上記土中に不透湿層を導入する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、土中に不透湿層を導入する方法であって、その不透湿層を壕内の土
中に配置することを特徴とする方法、ならびにそのような方法で得られる壕に関
する。

【０００２】 ドイツ公開公報第３７ １３ ８８５号は、壕（トレンチ）法を用いて、例え
ばベントナイトのような、鉱物シーリング材のシーリング経路を形成する方法を
開示しており、この方法では乾燥材料が壕中へ導入される。かかる方法の一欠点
は、その乾燥混合物が、壕中へ導入される際に周囲からのおそらく汚染された水
と直接に接触し、これがその段階ではまだ乾燥しているベントナイトの膨潤性能
を妨害し、その結果としてその耐久性が、前もって水和されているベントナイト
と比較して影響を受けることである。組成に関しての更なる詳細は与えられてい
ない。

【０００３】 米国特許第３，９８６，３６５号は、不透湿層を形成する方法に関し、この方
法においては、砂及びベントナイトの組成物が水溶性ポリマーと混合される。こ
のようにして得られる混合物は洗面器の下での水平使用にのみ適しており、詳細
には特定されていないが、ベントナイトと砂との性質の故に、この混合物は垂直
シーリング系での使用に適さない。

【０００４】 そのような方法自体は、米国特許第５，２５９，７０５号において知られてい
る。該特許によれば、不透湿層は、特殊な設置方法で土中へ導入されるが、その
方法はガイド容器を採用する。そのようなガイド容器はスぺーサー手段によって
互いに結合された垂直表面から構成されている。ガイド容器が土中に設置された
後、流体混合物がガイド容器中へ導入され、かくして土中に障壁を生じさせる。

【０００５】 また米国特許第４，６６４，５６０号においては、土中にシートパイルを設置
する方法が知られており、この方法は土中へ、相互に接続された垂直障壁を配置
することを含む。しかしながら、それらの障壁は錆生成及び／または腐食作用を
受けやすく、従って耐久性のスクリーンが得られない。更には、それらの障壁の
間の結合部は漏れを起こしやすく、これによって所望の効果、殊にバリヤーを設
ける効果を達成することが妨げられる。

【０００６】 米国特許第４，８８７，３５７号においても更に、不透湿層を土中へ導入する
方法が知られており、この方法では土中に壕を掘り、次いでこの壕に流体を満た
す、この流体は終極的には不透湿性層を形成する。このような方法は、スラリー
法である考えられ、水と混合されたセメント及びベントナイトのベースを含むス
ラリーが使用される。それらのスラリーは、遅延剤の添加の故に、処理の段階で
は液体である。そのようなスラリー中に存在するセメントは、ある程度の時間の
後にスラリーを固形物質に硬化させる。液体スラリーに基くそのような方法は、
乾燥状態での非常に低い密度、及び大きな比表面積によって特徴付けられるが、
しかしながら、その結果として、収縮による亀裂が容易に形成される。更には、
スラリーは隣接土壌の進入に対して限られた抵抗を示すのみであるので、壁の局
部的な破壊が生じ得ることが明らかとなってきた。これらのスラリーの不透過性
は、従来の水平シールにおいて使用されるより高い乾燥重量の材料の密度と比較
して、相対的に高いので、充分な確実性を与えるためには比較的厚い壁が必要で
ある。

【０００７】 本発明の目的は、上記の従来技術の問題点が著しく低減される、地中への不透
湿性層の導入方法を提供することである。 本発明の別の目的は、従来通常の水平シーリング系または表面シーリング系に
対応するシーリング系を含む、土中への不透湿性層の導入方法を提供することで
ある。

【０００８】 当初に述べた方法は、本発明によるものであり、壕が１またはそれ以上の枠部
材によって支持され、その壕が次いで乾燥固体の粘土含有混合物によって充填さ
れ、その混合物が粉末状または粉砕されたスメクタイト及び／またはスメクタイ
ト含有天然岩石と、水溶性ポリマーとを含み、不透湿性ゲルを形成する、ことを
特徴とする。

【０００９】 該混合物が、水と接触し、または水含有流体と接触すると（これは雨降りの場
合、あるいは浸出する水または水性溶液の場合に起こる。）、ゲル化が自然に起
こり、ある時間にわたり継続することになり、耐湿性、不水透過性ゲルの形成が
もたらされる。乾燥混合物の使用は、適切な充填度または緻密化の結果へと導き
、水との接触の際に満足な架橋がもたらされる。

【００１０】 そのような乾燥固体の粘土含有混合物自体は、本出願人の欧州特許第０ ６８
２ ６８４号において公知である。しかしながら、この欧州特許から、本発明に
よる特殊な応用、すなわち土中に壕を形成し、この壕に乾燥固体の粘土含有混合
物を充填することは、公知ではなく、したがって新規であり、進歩性があると考
えられる。それに加えて、耐湿性ゲルを形成し得る粘土含有混合物は欧州特許第
０ ３３５ ６５３号において公知であるが、それから知られる応用は、本発明
の応用とは実質的に異なる。

【００１１】 本発明においては、１またはそれ以上の枠部材を使用して土中に壕を作るのが
殊に好ましく、その際に１またはそれ以上の中空部材が地中に配置され、それら
の中空部材はスぺーサー手段によって互いに接続された少なくとも２枚の板から
構成され、それらの板は底面に分離可能なクロージャー部を含み得る。それらの
部材の側面の気密シールもスぺーサーとして機能することができ、そのシールは
隣接する部材のためのガイドとしても働き得る。

【００１２】 そのような態様において、中空部材は土中に設置される前に、まず乾燥固体の
粘土含有混合物で充填され、このように充填された部材を次いで地中に設置する
。

【００１３】 本発明の特殊な態様によれば、別法として、まず中空部材を地中に設置し、次
いでその部材に乾燥固体の粘土含有混合物を充填することも可能である。 乾燥固体の粘土含有混合物の適切な緻密化を行うために、前記の部材を振動に
よって壕から取り除くのが好ましく、しかる後に、かくして緻密化された乾燥固
体の粘土含有混合物が壕内に残される。板の底面に分離可能なクロージャー部を
有する中空部材を使用するならば、そのクロージャー部は中空部材が壕から取り
除かれた後に壕内に残ることになる。そのようなクロージャー部は、中空部材が
地中に設置されたときに、その中空部材中へ土壌及び／または水が侵入するのを
防止する。

【００１４】 乾燥固体の粘土含有混合物の適切な緻密化を達成するために、特定の態様にお
いて、そのような緻密化が壕中に存在する部材を振動させることによって起こり
、その結果として壕中の混合物が振動エネルギーの伝達のために緻密化されるよ
うにするのが殊に望ましい。

【００１５】 特定の態様において、中空部材に乾燥固体の粘土含有混合物を充填する前に中
空部材の内面にライニングを行うのが好ましく、そのライニング材は乾燥固体の
粘土含有混合物が中空部剤へ付着するのを防止する。

【００１６】 そのような材料は、壕から取り出される際の中空部材の滑りを促進し、また乾
燥固体の粘土含有混合物と隣接土壌との間のバリヤー層としても機能する。その
ような材料の例は、無機質繊維布である。

【００１７】 本春明の特定の態様において、多数の区画を含む１またはそれ以上の中空部材
を使用するのが好ましい。従って、異なる組成を得ることができ、例えば、ある
区画は乾燥固体の粘土含有混合物を含み、そしてある区画は砂を含むようにでき
る。そのような態様は、壕をその全長、全深及び全幅にわたって同一の乾燥固体
の粘土含有混合物で充填する必要がないときに特に有利であり、かくして一般的
に経費節減が達成される。

【００１８】 本発明の特定名態様において、土中に形成された壕はその両縦（ｌｏｎｇｉｔ
ｕｄｉａｌ）側面を１またはそれ以上の板からなる１またはそれ以上の枠部材で
ライニング（内張り）され、しかる後にこのように板で取り囲まれている空間に
乾燥固体の粘土含有混合物を充填する。従って、壕内に存在する乾燥固体の粘土
含有混合物の適切な緻密化を行うために、壕内に存在する板を振動させることが
できる。しかし、壕内の乾燥固体の粘土含有混合物が、壕から板を取り除くこと
によって緻密化されるときに、壕内に存在する乾燥固体の粘土含有混合物の緻密
化をもたらすようなやり方で板を取り除くのが殊に望ましい。そのような緻密化
は、殊に板が壕から取り出されるときに振動されるときに、達成される。

【００１９】 特定な態様において、板が乾燥固体の粘土含有混合物で充填される前に土壌と
反対側の側面にライニングするのが好ましく、そのライニング材は乾燥固体の粘
土含有混合物が板へ付着するのを防止する。そのようなライニング材は板が壕か
ら取り出される際に板を容易に滑るようにし、更にまた乾燥固体の粘土含有混合
物と隣接土壌との間のバリヤー層としても機能する。

【００２０】 更には、間に乾燥固体の粘土含有混合物を固定させた２枚の鉱物繊維布からな
るマットを壕内に枠部材として設置することが可能である。 多数の、おそらく互いに接続し、あるいはオーバーラップし、連続して配置さ
れた中空部材、マット及び／または板（パネル）を使用して、壕の大きさ及びそ
れによって採用される方法、すなわち、壕の縦（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉａｌ；長手
方向）側面に設置される中空部材、マット及び／または板に応じて、乾燥固体の
粘土含有混合物を充填した壕を作ることができることは了解されよう。

【００２１】 壕内での粘土含有混合物の緻密化は、壕内での該混合物の高さ（水準）の幾分
かの低下をもたらすから、そのように形成された空隙を、好ましくは同じ乾燥固
体の粘土含有混合物で満たすのが好ましい。しかし、本発明の乾燥固体の粘土含
有混合物以外の充填材料、例えば砂を使用することは、可能である。

【００２２】 本発明の特殊な態様によれば、土中に壕を形成するときに、壕の壁が崩壊する
のを防ぐために、支持流体を使用することが可能である。更には、壕内に中空部
材及び／またはマットを設置する際にその支持流体を壕から押し出すのが好まし
い。

【００２３】 水分に対して充分に耐えるゲルを得るために、スメクタイトは好ましくは不活
性状態であること、すなわち存在し得る格子ナトリウム及びリチウムのイオンが
交換可能格子カチオンの合計の３０％を超えないこと、が好ましい。スメクタイ
トは下記のものの内の１つであり得る：モンモリロナイト、バイデルライト、ヘ
クトライト、モントロナイト、サポナイト、イライト、アレバルダイト、それら
の混合物、上記の１またはそれ以上を含む天然岩石（例、ベントナイト）、また
はスメクタイト型ケイ酸塩化合物の人工混合物（例えば、英国Ｌａｐｏｒｔｅ
Ｃｏ．，のＬａｐｏｎｉｔｅ：商標）。

【００２４】 本発明の乾燥固体の粘土含有混合物の水分含量は好ましくは＜２０％であり、
望ましい水分含量は、当該混合物が処理される方式により、並びに壕の大きさに
より、有意な程度に決定される。従って、＜１０％の水分含量は、粘土含有混合
物の所要の流動特性に関連して、狭い壕が充填されるべき場合に好ましいであろ
うが、壕の外側の中空部材を最大２０％の水分含量の混合物で充填することも可
能である。

【００２５】 好ましくは、乾燥固体の粘土含有混合物は、更にスメクタイトの重量に基いて
０．８−６．０ｗｔ％の量で粉末状の活性化剤を含む。それに加えて、乾燥固体
の粘土含有混合物は、好ましくはスメクタイトの重量に基いて０．５ｗｔ．％を
超える、平均粒子寸法０．０５ｍｍ超の１またはそれ以上の固体不活性充填剤を
含む。特定な態様において、乾燥固体の粘土含有混合物は、全混合物の重量にも
とづいて殊に１−９５ｗｔ．％の固体不活性充填剤を含む。固体不活性充填剤が
０．１−８．０ｍｍの粒子寸法を有するのが殊に好ましい。

【００２６】 スメクサイトと反応し得るそれぞれの水溶性ポリマーは、本発明の乾燥固体の
粘土含有混合物におけるポリマー成分として使用できる。そのようなポリマーの
例は、官能基として、−ＣＯＯＨ，ＣＯＯ^-Ｍｅ⁺（Ｍｅ⁺は１価の金属カチオン
），−ＣＯＮＨ₂，−ＯＨ及び／または＝Ｃ−Ｏ−Ｃ＝を含むポリマーである。
使用されるポリマーの例は、４０％未満の加水分解度を有するポリアクリルアミ
ド、ポリメタクリルアミド、アクリルアミド−アクリル酸コポリマー、ビニルア
ルコール−アクリル酸コポリマー、ポリエチレンオキシド及びこれらの混合物で
ある。セルロース主鎖にグラフトされたアクリルアミドのようなグラフトポリマ
ーを使用することも可能である。ポリマーの分子量は、一般的には１５，０００
，０００未満であり、好ましい分子量は４００，０００及び１０，０００，００
０の間の範囲である。

【００２７】 乾燥固体の粘土含有混合物は、また、１またはそれ以上の固体不活性充填剤、
例えば、砂、シリカ化合物、粉砕岩石もしくは鉱物、粉砕セラミック、またはこ
れらの混合物をも含み得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土中に不透湿層を導入する方法であって、その不透湿層を壕
   内の土中に配置し、その壕が１またはそれ以上の枠部材によって支持され、その
   壕は次いで乾燥固体の粘土含有混合物で充填され、その混合物が粉末状または粉
   砕されたスメクタイト及び／またはスメクタイト含有天然岩石と水溶性ポリマー
   とを含み、防湿ゲルを形成し得ることを特徴とする、上記土中に不透湿層を導入
   する方法。
2. 【請求項２】 土中の壕が１またはそれ以上の枠部材を使用することによっ
   て得られ、１またはそれ以上の中空部材を土中に設置し、それらの中空部材がス
   ぺーサー手段によって互いに結合されている少なくとも２枚の板によって構成さ
   れ、それらの板がそれらの底面に分離可能なクロージャー部を有すことがあり得
   る、ことを特徴とする請求項１の方法。
3. 【請求項３】 乾燥固体の粘土含有混合物を含む壕を得るために、中空部材
   はそれが土中に設置される前に乾燥固体の粘土含有混合物で充填されることを特
   徴とする請求項１−２の方法。
4. 【請求項４】 乾燥固体の粘土含有混合物を含む壕を得るために、最初に中
   空部材が土中に設置され、その後にそれが乾燥固体の粘土含有混合物で充填され
   ることを特徴とする請求項１−２の方法。
5. 【請求項５】 乾燥固体の粘土含有混合物で充填された中空部材を、壕内に
   残る乾燥固体の粘土含有混合物が緻密化されるような方式で、壕から取り除くこ
   とを特徴とする請求項１−４の方法。
6. 【請求項６】 該中空部材を振動させることによって壕から取り除き、存在
   することがあり得るクロージャー部を分離させることを特徴とする請求項５の方
   法。
7. 【請求項７】 最初に中空部材の内側にライニングを施し、次いで乾燥固体
   の粘土含有混合物での充填を行い、そのライニング材は乾燥固体の粘土含有混合
   物が中空部材へ固着するのを防止することを特徴とする請求項１−６の方法。
8. 【請求項８】 土中に形成された壕がその両縦側面を１またはそれ以上の板
   からなる１またはそれ以上の枠部材でライニングし、その後にそれらの板で取囲
   まれた空間を乾燥固体の粘土含有混合物で充填することを特徴とする請求項１の
   方法。
9. 【請求項９】 それらの板が乾燥固体の粘土含有混合物で充填される前に土
   壌と反対側の側面にライニングを施し、そのライニング材は乾燥固体の粘土含有
   混合物が板へ固着するのを防止することを特徴とする請求項８の方法。
10. 【請求項１０】 板で取り囲まれた空間を乾燥固体の粘土含有混合物で充填
    した後、それらの板を、壕内に残る乾燥固体の粘土含有混合物が緻密化されるよ
    うな方式で、壕から取り除くことを特徴とする請求項８−９の方法。
11. 【請求項１１】 それらの板は振動させることによって壕から取り除かれる
    ことを特徴とする請求項１０の方法。
12. 【請求項１２】 壕中に存在する乾燥固体の粘土含有混合物が、１またはそ
    れ以上の中空部材または板を振動させることによって緻密化されることを特徴と
    する請求項１−１１の方法。
13. 【請求項１３】 壕中の緻密化された乾燥固体の粘土含有混合物に対して、
    補充量の乾燥固体の粘土含有混合物を付加することを特徴とする請求項５−６及
    び１０−１２の方法。
14. 【請求項１４】 間に乾燥固体の粘土含有混合物を固定させた２枚の鉱物繊
    維布からなるマットを壕内に枠部材として設置することを特徴とする請求項１の
    方法。
15. 【請求項１５】 地中に壕を形成するときに、壕の側壁か陥落するのを防止
    するために、支持流体を使用することを特徴とする請求項１−１４の方法。
16. 【請求項１６】 １またはそれ以上の中空部材及び／またはマットを壕内に
    設置するときに、該支持流体を壕から強制的に押出すことを特徴とする請求項１
    ５の方法。
17. 【請求項１７】 スメクタイトが不活性状態であること、すなわち存在する
    ことがあり得る格子ナトリウム及びリチウムイオンが交換可能カチオン合計の３
    ０％超をなさないことを特徴とする請求項１−１６の方法。
18. 【請求項１８】 乾燥固体の粘土含有混合物が、さらに、スメクタイトの重
    量に基いて０．８−６．０ｗｔ．％の量で粉末状固体活性化剤を含むことを特徴
    とする請求項１−１７の方法。
19. 【請求項１９】 乾燥固体の粘土含有混合物が、さらに、スメクタイトの重
    量に基いて、０．０５ｍｍを越える平均粒子寸法を有する１またはそれ以上の固
    体不活性充填剤を０．５ｗｔ．％より多く含むことを特徴とする請求項１−１８
    の方法。
20. 【請求項２０】 その不活性充填剤が砂、シリカ化合物、粉砕岩石もしくは
    鉱物、粉砕セラミック物質、またはそれらの混合物であることを特徴とする請求
    項１−１９の方法。
21. 【請求項２１】 乾燥固体の粘土含有混合物が、混合物全体の重量に基いて
    １−９５ｗｔ．％の固体不活性充填剤を含むことを特徴とする請求項１−２０の
    方法。
22. 【請求項２２】 固体不活性充填剤が０．１−８．０ｍｍの粒子寸法を有す
    ることを特徴とする請求項１−２１の方法。
23. 【請求項２３】 乾燥固体の粘土含有混合物が、２０％未満の水分含量を有
    することを特徴とする請求項１−２２の方法。
24. 【請求項２４】 請求項１−２３に記載の方法により得られる壕。