JP2005163448A - 最終処分場を並設した盛土構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】多目的な国土利用の実現と工費の大幅な低減を可能とした、最終処分場を併設した盛土構造物を提供すること。
【解決手段】２列以上の並列して延びる堰堤１１，１１と、堰堤１１，１１によって挟まれてできる最終処分場２内に埋め戻された廃棄物又は溶出しない汚染土壌３と、締め固められた廃棄物又は溶出しない汚染土壌３の上に設けた覆土４とからなる盛土構造物１を構築する。盛土構造物１下の基盤５を掘り込んでさらに最終処分場２を造成することもできる。盛土構造物１は、高速道路や護岸などに適用できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、最終処分場を並設した盛土構造物に関するものである。

一般に、最終処分場（安定型最終処分場や管理型最終処分場など）は、山間の沢地形を利用したり、平坦地に盛土堰堤を造成したり、海上にてケーソンなどで堰堤を構築したりして、その施設の構築がおこなわれている。
また、最終処分場は、その構造形式からオープン型とクローズド型に大別できる。オープン型とは上記する方法などにより堰堤を造成し、該堰堤内に廃棄物の埋め立て処分をおこなうものであり、埋め立てられた廃棄物上に降った降雨は廃棄物内を通り、又は廃棄物表面を流れて浸出水となる。したがって、処分場が建設される地域の降雨量や処分場の規模などに応じて浸出水処理施設の能力や規模が決定される。
一方、クローズド型とは、掘り込んだ埋め立て地、又は堰堤に包囲された埋め立て地に例えば屋根を取り付けて屋内形式とし、降雨等の外的要因に左右されることなく廃棄物を埋め立て管理可能な処分場のことである。

オープン型であれクローズド型であれ、近時の処分場建設計画は、その環境影響や生活環境への地域住民の懸念から、なかなか進展しないのが現状である。その一方で、最終処分場の需要は増加しており、処分場建設をめぐる問題は我が国における大きな社会問題の一つといえる。

ことろで、現在、第二東名高速道路をはじめとする高速道路の建設が進められている。道路関係四公団の民営化問題などが話題となっているが、いずれにせよ、今後も必要な高速道路の建設は進んでいくものと考えられる。一般に高速道路の構造は、その延長にわたって、すなわち立地条件などに応じて多様な構造が選定され、各種構造が組み合わされて数百ｋｍにわたる高速道路が構成されている。例えば、都市部を通過する区間の高速道路はＲＣ橋脚形式が、平野部では盛土形式が、山間部では山岳トンネルと橋梁などの構造形式が選定されている。この中で、盛土形式の高速道路においては、基盤が軟弱な場合は地盤改良をおこない、その上に所定レベルまでの盛土を所要の締め固め管理のもとで施工し、該盛土上に路体（路盤やアスファルトなど）を施工することにより構築されている。

前記した従来の最終処分場にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞従来は、最終処分場を建設するために、山間の沢部や平地を利用していたため、その環境への懸念等からなかなか地域住民のコンセンサスを得られなかった。
＜２＞最終処分場において廃棄物を埋め立てた後の跡地は、例えば公園やレクリエーション広場といったかたちで地域住民に開放されている。かかる事後的な利用方法は、処分場の計画段階で地域住民のコンセンサスを得ることを一つの目的として計画されているが、積極的に利用されているとは言い難く、むしろその利用方法（利用形態）は処分場建設のための付属的なものとなっている。

上記のような問題を解決するために、本発明の盛土構造物は、２列以上の並列して延びる堰堤と、前記堰堤によって挟まれてできる最終処分場内に埋め戻された廃棄物又は溶出しない汚染土壌と、締め固められた前記廃棄物又は溶出しない汚染土壌の上に設けた覆土と、からなることを特徴とする、最終処分場を並設した盛土構造物である。

また、本発明の盛土構造物は、盛土構造物下の基盤を掘り込んでできる最終処分場に埋め戻された廃棄物又は溶出しない汚染土壌と、締め固められた前記廃棄物又は溶出しない汚染土壌の上に設けた盛土構造物と、から構成されることを特徴とする、最終処分場を並設した盛土構造物である。ここで、基盤とは、盛土構造物下の地盤のことであり、かかる地盤は硬質な地盤や軟弱な地盤など多様である。

さらに、本発明の盛土構造物は、２列以上の並列して延びる堰堤と、前記堰堤によって囲まれてできる最終処分場内に埋め戻された廃棄物又は溶出しない汚染土壌と、締め固められた前記廃棄物又は溶出しない汚染土壌の上に設けた覆土と、からなる前記する最終処分場を並設した盛土構造物において、前記盛土構造物下の基盤を掘り込んでできる最終処分場に埋め戻された廃棄物又は溶出しない汚染土壌をその構成としたことを特徴とする、最終処分場を並設した盛土構造物である。

本発明の最終処分場を並設した盛土構造物は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
＜１＞盛土構造物を高速道路に適用する場合、該高速道路の下（高速道路を構成する盛土体内を含む）に最終処分場を並設することから、高速道路と最終処分場という２つの大きな機能を備えた施設となる。したがって、環境汚染を引き起こすことのないよう十分な遮水機能及び浸出水処理施設などを担保できれば、従来の最終処分場建設に比べて住民のコンセンサスを得られ易くなる。
＜２＞盛土構造物を高速道路に適用する場合、高速道路の盛土工事期間と並設する最終処分場の廃棄物又は溶出しない汚染土壌の埋め立て期間を合わせて埋め立て計画を図ることにより、高速道路建設期間を延長することなく該高速道路を完成させることが可能となる。
また、高速道路下の基盤が軟弱であっても高速道路施工期間が長期間許容できれば、廃棄物又は溶出しない汚染土壌の埋め立て処分に応じて圧密沈下を促進させることが可能となり、地盤改良に多大な工費をかける必要がない。
＜３＞廃棄物又は溶出しない汚染土壌は例えば動圧密工法等によって確実に締め固めることにより、盛土構造物、例えば高速道路の供用後の沈下の問題を解消することができる。
＜４＞盛土構造物の一部を廃棄物又は溶出しない汚染土壌で置き換えることにより、盛土用購入土量を大幅に低減でき、工費の大幅な削減が可能となる。
＜５＞盛土構造物として、例えば高速道路と最終処分場を断面上並設した構造とすることで、国土の多目的利用を実現でき、最終処分場の需要問題の一助となり得る。

＜１＞全体の構造（図１）
本発明は、最終処分場２を並設した盛土構造物１に関するものであり、具体的には該盛土構造物１の内部に最終処分場２を備えて構成したものである。２列以上の並列して延びる堰堤１１，１１と、該堰堤１１，１１によって挟まれてできる最終処分場２内に埋め戻し処理された廃棄物又は溶出しない汚染土壌３と、締め固められた廃棄物又は溶出しない汚染土壌３上に設けられた覆土４と、から盛土構造物１は構成される。ここで、堰堤１１は盛土構造物の延伸方向に少なくとも２列並列して造成され、その端部で両堰堤１１，１１を別途の堰堤にて連結することにより、堰堤１１にて四方を包囲された最終処分場２を構成することができる。
本発明における盛土構造物１としては、一般の道路や高速道路、護岸といった比較的線上に延びる盛土構造物に適用することができる。
なお、廃棄物とは、建設工事で発生する建設発生土や、がれき類、木くずなどの産業廃棄物と紙ゴミや空き缶などの一般廃棄物などを含んだ広い概念である。
以下、盛土構造物１として高速道路を例に取り上げて説明する。

高速道路の延伸方向に垂直に切断した断面形状は、その左右に山型（又は略山型）の堰堤１１，１１と、左右の堰堤１１，１１に挟まれた範囲に形成された最終処分場２に埋め戻された廃棄物又は溶出しない汚染土壌３と、から構成される。
廃棄物又は溶出しない汚染土壌３は、高速道路１の供用後に交通障害となり得る過度の沈下（圧密沈下）が生じないように、その埋戻し時に十分な締め固め管理が並行しておこなわれるのがよい。
左右に設けられた堰堤１１，１１とそれらに挟まれるように埋め戻された廃棄物又は溶出しない汚染土壌３の直上には、例えば、覆土４をおこない、その上に道路表面構造を構成する路体６を備えて高速道路を形成する。ここで、路体６とは、通常の高速道路の道路表面構造を構成する構造要素のすべてを意味し、例えば、下層や上層の路盤や舗装などを含んでいる。

堰堤１１は、造成後に過度の沈下（圧密沈下）が生じない堅固な基盤５上に造成するのが好ましいが、許容される沈下以上の沈下量が想定される場合は予め地盤改良を施しておく必要がある。

堰堤１１の造成では通常の購入土を使用するが、堰堤１１で囲まれた内部は廃棄物又は溶出しない汚染土壌３で構成されるため購入土量を低減させることができ、工事コストの削減が可能となる。特に、複車線を備えて道路幅が広く、その延長も長い高速道路の場合は、盛土量が膨大なものとなることから、購入土量の大幅な削減は、工費の大幅な低減に加えて自然土砂の掘削低減により環境破壊の防止にもつながる。さらに、高速道路と最終処分場２を同じ敷地内に並設することから、国土の多目的利用を実現することができる。かかる国土の多目的利用により、最終処分場の単独建設の場合には得られ難かった地域住民のコンセンサスは、最終処分場としての利用後にその直上を高速道路として利用するということで、より得られ易くなるものと考えられる。
発明者らの試算によれば、延長２００ｍで廃棄物処理量が６００００ｍ^３の場合、高速道路建設に要する全体工費は４０％程度低減できる場合があるとの結論を得ている。

＜２＞遮水構造（図２）
本発明の高速道路内に設ける最終処分場２の遮水構造は、公知の遮水構造を選定することができる。すなわち、左右の法部とその間の底部は、夫々法部遮水構造２２，２２と底部遮水構造２１から構成される。
ここで、法部遮水構造２２は、高さ５ｍごとに小段を設け、１：１．５〜２程度の勾配を備えた法部において、法面上に、例えば不織布と遮水シートの互層構造によって構成される。ここで、法部の勾配は、盛土によって堰堤１１が成形されるのか、山岳部を切土することによって最終処分場２が造成されるのか、切土の場合はその土質などによって適宜選定される。
不織布は法面直上に敷設するものは短繊維不織布を、最上層に敷設するものは長繊維不織布を使用するのがよい。また、遮水シートはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）や高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリウレタン（ＴＰＵ）などの合成樹脂系シートを使用するのがよい。
一方、底部遮水構造２１は、地盤上からベントナイトの混合土を敷設し、その上に遮水シート（ポリウレタンシートなど）及び不織布（長繊維不織布）を敷設し、その上を保護土で被覆した構成とする。保護土やベントナイト混合土は例えば５０ｃｍ以上の厚みを確保するのがよい。
また、底部遮水構造２１においては、ベントナイト混合土の下方に地下水集排水管を、保護土上方に浸出水集排水管を夫々設け、法面の小段には遮水シートを固定する固定工や排水側溝を備えて構成する。

＜３＞施工方法
ここでは、特に平野部に堰堤１１を造成し、堰堤１１，１１にて包囲された最終処分場内に廃棄物又は溶出しない汚染土壌３を埋立てた後に高速道路として供用する場合について説明する。
まず、高速道路が構築される基盤５上に計画盛土高まで盛土施工をおこなった際に許容圧密沈下量を超える沈下量となる場合には、先行して地盤改良工事をおこなう。ここで、地盤改良とは、生石灰パイル工法や深層混合処理工法などの固結工法や、地下水位低下やプレロード工法、置換工法、サンドコンパクション工法や動圧密工法などの締固め工法など、多様に選定できる。早期に強固な基盤５を造成する場合には固結工法がよい。
本発明では、廃棄物又は溶出しない汚染土壌３の埋戻しをおこないながら高速道路を完成させるが、例えば１〜５年程度の比較的長期スパンで高速道路の造成をおこなうことから、施工時の安全を最低限確保できる地耐力を備えた地盤に堰堤１１や廃棄物又は溶出しない汚染土壌３を盛り立てていき、時間の経過に応じて圧密等を促進させ、さらに盛り立て施工をおこないながら所要高さまで施工する工法を選定することができる。この場合は、予め造成する堰堤１１高さを圧密沈下量を勘案して嵩上げしておき、圧密沈下後に設計高さとなるように調整するのがよい。

比較的軟弱な地盤の場合は上記する地盤改良を経ることにより、また当初から基盤５の地耐力が確保できる場合にはかかる基盤５上に直接堰堤１１を盛り立て施工する。堰堤１１は、例えば購入土を高さ３０ｃｍごとに締め固め管理しながら盛り立てていくなど、十分な施工管理のもとで造成がおこなわれるのがよい。堰堤１１の内側（高速道路の内部側）には遮水構造を施工して最終処分場２が造成される。かかる最終処分場２は高速道路の延伸方向にわたって連続して、または所定延長の処分場を所定間隔を置いて複数施工することができる。
浸出水集排水管は、建設する高速道路の近傍に建設する浸出水処理施設に連通させる。

遮水構造を備えた最終処分場２の構築後、廃棄物又は溶出しない汚染土壌３の埋め立て処分をおこなっていく。最終処分場２を安定型最終処分場として使用する場合、処分する廃棄物としては、コンクリート破片等の建設廃材、廃プレスチック、ゴムくず、金属くず、ガラスくず、陶磁器くずなどが対象となる。
廃棄物３の埋め立て処分に際しては、高速道路の供用後に過度の圧密沈下が生じないように確実な締め固め管理（地盤改良）が要求される。地盤改良工法としては、動圧密工法など多様に選定できる。施工場所近傍に家屋等がなく、施工時の振動などの地域住民への問題がない場合は、動圧密工法を選定するのが工事費等の面から好ましい。

廃棄物又は溶出しない汚染土壌３の埋め立て処分が完了したら、かかる廃棄物又は溶出しない汚染土壌３の直上に例えば購入土による覆土４をおこない、覆土４上に路盤や舗装といった路体６の施工をおこなう。
路体６の構築によって高速道路が完成し、該高速道路の供用が開始される。

本実施例の盛土構造物１（高速道路）の構造は、高速道路下の基盤５を掘り込んで造成された最終処分場２内に埋め立て処分された廃棄物又は溶出しない汚染土壌３と、該廃棄物又は溶出しない汚染土壌３の直上及び廃棄物又は溶出しない汚染土壌３の周辺の基盤５上に造成した盛土構造物１（高速道路）と、から構成される（図３参照）。
本実施例の適用に際しては、基盤５が比較的硬質な土質であって、切土施工によって掘り込んで造成した最終処分場２内に廃棄物又は溶出しない汚染土壌３を処分した場合でも、基盤５が硬質なために遮水構造に過度の負担がかからずにその性能を確保できることが好ましい。すなわち、基盤５が軟弱であるか、処分される廃棄物又は溶出しない汚染土壌３の重量に対して所要の地耐力を備えていない場合、廃棄物重量によって遮水構造の破損（遮水シートの破損など）の危険性が生じ得る。
本実施例の高速道路の構造では、堰堤１１（又は堰堤１１及び覆土４）の造成に際して掘削土を転用可能であることから購入土量の低減を図ることができ、またその下部に最終処分場２を並設できることから土地の多目的利用が実現できる。
なお、最終処分場２の遮水構造は、原則として上記する実施例と同様の構造を使用することができる。

本実施例の盛土構造物１（高速道路）の構造は、高速道路下の基盤５を掘り込んで最終処分場２を造成し該最終処分場２内に埋め立て処分された廃棄物又は溶出しない汚染土壌３と、廃棄物又は溶出しない汚染土壌３の直上及び廃棄物又は溶出しない汚染土壌３の周辺の基盤５上に造成した堰堤１１，１１と、該堰堤１１，１１にて挟まれてできた最終処分場２内に埋立て処分された廃棄物又は溶出しない汚染土壌３と、廃棄物又は溶出しない汚染土壌３の上に設けた覆土４と、から構成される（図４参照）。すなわち、本実施例は、上記する２つの実施例を組み合わせた構成からなるもので、埋め立て処分可能な廃棄物又は溶出しない汚染土壌３の処分量を増加させることができる。
基盤５内に設けた最終処分場２及び堰堤１１，１１にて挟まれた最終処分場２はともに上記実施例と同様の遮水構造を備えて構築することができる。
本実施例においても、基盤５内に造成した最終処分場２の遮水構造に過度の負担を与えないように、基盤５は堅固な地盤であるのが好ましい。
また、本実施例は、基盤５内の埋め立て完了後に地上に堰堤１１を造成して処分場を構築し、さらに廃棄物又は溶出しない汚染土壌３の埋め立て処分をおこなうことから、高速道路建設の施工期間が特に長期間許容できる場合に使用されるのが好ましい。また、廃棄物の処分施設の不足が非常に切迫し、より多量の廃棄物処分が要求される環境下において使用されるものと考えられる。
本実施例によれば、基盤５の掘削土を堰堤１１をはじめとする高速道路の造成に転用可能となることから購入土量を低減することができ、またより多量の廃棄物処分量を確保することができる。
発明者らの試算によれば、延長２００ｍで廃棄物処理量が１２００００ｍ^３程度の場合、高速道路建設に要する全体工費は８０〜９０％程度低減できる場合があるとの結論を得ている。

本発明の最終処分場を並設した盛土構造物の実施例のうち、該盛土構造物が高速道路の場合を示した断面図。 図１の盛土構造物（高速道路）を構成する最終処分場の遮水構造を示した説明図。 本発明の最終処分場を並設した盛土構造物の他の実施例のうち、該盛土構造物が高速道路の場合を示した断面図。 発明の最終処分場を並設した盛土構造物の他の実施例のうち、該盛土構造物が高速道路の場合を示した断面図。

符号の説明

１・・・・盛土構造物
１１・・・堰堤
２・・・・最終処分場
３・・・・廃棄物又は溶出しない汚染土壌
４・・・・覆土
５・・・・基盤

Claims (3)

1. ２列以上の並列して延びる堰堤と、
   前記堰堤によって挟まれてできる最終処分場内に埋め戻された廃棄物又は溶出しない汚染土壌と、
   締め固められた前記廃棄物又は溶出しない汚染土壌の上に設けた覆土と、からなることを特徴とする、
   最終処分場を並設した盛土構造物。
   
2. 基盤を掘り込んでできる最終処分場に埋め戻された廃棄物又は溶出しない汚染土壌と、
   締め固められた前記廃棄物又は溶出しない汚染土壌の上に設けた盛土構造物と、から構成されることを特徴とする、
   最終処分場を並設した盛土構造物。
   
3. 請求項１記載の最終処分場を並設した盛土構造物であって、
   前記盛土構造物下の基盤を掘り込んでできる最終処分場に埋め戻された廃棄物又は溶出しない汚染土壌をその構成としたことを特徴とする、
   最終処分場を並設した盛土構造物。
   

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