JP2006046042A

JP2006046042A - 廃棄物再生による空洞陥没防止支柱構築工法

Info

Publication number: JP2006046042A
Application number: JP2004253547A
Authority: JP
Inventors: Teruo Takei; 煕夫武居
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】一般廃棄物焼却灰に特殊セメント系無害安定固化剤を適量配合して混練したモルタルを、天盤まで構築した型枠容器に充填養生固化して空洞天盤の支柱に再生する骨材資源として有効に活用し、併せて枯渇の状態にある最終処分場の負荷削減に寄与するなど国の施策に合致するリサイクル関連事業の展開を目的とした。
【解決手段】人工的に創造された広大な空洞の天盤３陥没事故防止対策として、地下浸透水の有無にかかわらず外部と遮断した型枠容器を天盤３まで構築し、無害化処理した焼却灰モルタルを充填養生固化して天盤３を支える強固な人工支柱１を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、平成８年度環境庁業務結果報告書の「廃棄物最終処分新技術評価調査」において、廃棄物の無害化処理に関する技術の評価を受けた薬剤（商品名ＨＳＨ）を使用し、請求項１記載の廃棄物を無害化安定処理して空洞の天盤陥没を防止するための強固な支柱構造体を構築する廃棄物再生技術に関する。薬剤の特性は迅速な固化及び強度の発現並びに微粒子群の結合と被固化体の亀裂発生の防止及び重金属類を化学的に無害化する。特別管理一般廃棄物の焼却灰等は廃棄物処理法に定められた法令に基づく方法において再生できるとされている。人工的に造り出された膨大な採石跡空洞等の天盤陥没防止支柱を構築するためには大量の骨材原料が必要であり、一般可燃物を焼却して発生する大量の焼却灰は需要と供給のバランスが取れる骨材原料としては最適であり、廃棄物リサイクル活用としては極めて有意義な再生技術となる。

従来、空洞の陥没防止対策としては、既に一部で実施されている方法として、建設残土等の廃棄物安定５品目を対象とした無機粒状体を原料とし空洞全体を埋戻す方法がある。しかしながら、埋戻材の安定した確保及び粉粒体を原形のままで埋戻しする方法については、十分に圧密を掛けても天盤を支える支持力の発現及び天盤と盛土上面との間隙を埋めて支持力を持たせるには極めて疑問とされている。また、地下水が浸水する空洞においては排水の処置等において公害の問題も考えられ殆ど施工不可能とされ、施工できる範囲は地下浸透水のない空洞に限定される工法となってしまう。このように、残土等廃棄物安定５品目を原料とした埋戻し工法は空堀りの空洞だけに適応され、しかも縦穴から限られた範囲だけの埋戻しで終わってしまう可能性も大であり、民間ベースでの事業としては採算性に乏しい工法と考えられる。

本発明が解決しようとする問題点は、従来、最終処分場に埋め立て処分されていた特別管理一般廃棄物及び特別管理産業廃棄物など重金属類等を含有する粒状体廃棄物を、廃棄物処理法に基づく処分又は再生の方法として厚生大臣の定める廃棄物の処理及び清掃に関する法律施工令に基づき、前記、廃棄物を処理設備を用いて十分な量の薬剤と均質になるように練り混ぜ重金属が溶出しないよう化学的に安定した状態としたモルタルを、空洞内に外部と完全に遮断した容器を天盤まで構築して圧送充填養生固化して天盤の陥没を防止する支柱の構築工法である。また、空洞全体を固化構造体とする方法として地盤を利用して外部と完全に遮断した２重構造様式の容器を構築し、天盤に貫通穴を穿ってモルタル圧送パイプを挿入し容器内に、前記、モルタルを充填固化して天盤の陥没を防止する工法である。

発明が解決するための手段

本発明は、膨大な空洞内の所定位置に支柱を構築して天盤の陥没を防止する工法及び空洞内全体を構造物とする工法の２つである。前者については空洞内の所定位置に所定の面積をパイプ足場で方形に仕切って天盤まで組み立て、足場内を合板及び防水シートで外部と遮断しモルタルを充填しながら天盤まで構築して支柱とする工法である。本工法においては安全性と作業性を高める手段として、２基の型枠容器を同時に構築し、型枠容器の嵩上げ作業とモルタル打設及び一昼夜程度の養生時間とを交互に繰り返すことで、一方の型枠内部のモルタル表面は歩行可能な硬さとなり内部足場が確保されるため、容器の嵩上げ及び防水シートの施工が安全に容易に行えることになる。

また、型枠容器の構築にはパイプ足場を使用することで型枠合板を取り付けのバックボーンとしての構造体を構成する。具体的には合板に番線を通してパイプ足場に連結配列し、底板は底盤から間隔を設けて複数の突起物を有する合板を敷設し湧水の浸入を防ぎ、内面を防水シートで被覆することで外部と完全に遮断した容器となり、前記、無害化処理した焼却灰モルタルを圧送充填し養生固化して空洞天盤の支柱とする。

後者については、空洞内全体を焼却灰モルタルを充填して固化構造体とする方法であり、壁盤及び底盤からの浸透水の影響を避けるため地盤と一定の隙間を設け、複数の突起物を設けた合板を特殊アンカーボルトで地盤に固定配列して構成される２重構造様式の型枠容器の内面に、防水シートで被覆して外部と完全に遮断した容器とし、前記、焼却灰モルタルを圧送充填して空洞内全体を固化構造体として天盤の陥没を防止する方法となる。但し、空洞全体を埋め立てるには、空洞の延長方向に対して一定の間隔で仕切り壁を設け、空隙部を残し構造体部分には作業通路として予めコールゲート等のトンネル枠を設置したのちに、焼却灰モルタルを打設埋め殺しする方法が施工の確実性を高める。この場合、仕切り壁は前記パイプ足場と合板及び防水シートで構成される型枠工法を活用する。

発明の効果

人工的に創造された広大な空洞の陥没防止対策としては、天盤を支える強固な人工的支柱を構築することである。本発明では従来の発想である廃棄物５品目の無機質粉粒体による空洞埋立方式とは全く異なった工法により実現しようとした。即ち、微量ではあるが重金属等が含まれる一般廃棄物の焼却灰等に前記無害安定固化剤を適量配合混練りしたモルタルを支柱型枠内に充填して、空洞天盤の陥没防止支柱に再生する廃棄物リサイクルの事業化を目的とした。従来、最終処分場へ大量に処分されていた焼却灰等廃棄物をリサイクル活用することで、処分場の負荷削減を図り処分場からの漏水等が原因とされてきた地下水の汚染及び拡散による河川の汚染など公害問題の解消により、地域住民の安心と安全を保証することによって、新規処分場建設に反対してきた住民に対して十分な安全性を理解してもらうことにより新規処分場の建設を容易にすることができる。

また、本発明による陥没防止対策が完全に実施されて陥没事故の問題が解決されることで、地域住民にとっては人命と財産が保証されるばかりでなく支柱構築に係わる人の雇用なとで地域の活性化は促進され、最終処分場の負荷削減に寄与するなど国の施策にも合致する廃棄物関連事業の展開が期待できる。従来、廃棄物５品目による埋立方式は工法的な問題以外にも民間ベースで実施するには収支上の問題があり積極的に事業に参入する業者は現れていない。そうした点では本構想の人工支柱構築工法は、従来、最終処分場に移行されていた廃棄物の処分費用を支柱構築費に転化するだけで民間ベース事業として十分に採算がとれることなどから積極的に参入する業者も現れる。

本発明において、外部と遮断した容器を構築するための必要条件として、地下水の影響によって防水工事が不完全になる恐れがあるために、地盤に接する容器面は地盤から一定の間隙を設けなければならない、このように容器の全面を防水シートで外部と遮断することによって、特に、扱う原料が特別管理一般廃棄物焼却灰等であり、無害化処理したモルタルの受入れ容器としては最終処分場の設備と同様の仕様とすることでより安全で万全を期した設備となる。更に、容器内に充填したモルタルは薬剤の配合量の変化により自在に一軸強度の増減を図ることができる。

また、支柱の構築効率を高めるための工程の方法として、前記、型枠容器を２基同時に構築し交互にモルタル充填と容器の嵩上げ作業を繰り返す方法により作業性を高めた。例えば、日量１００トンの焼却灰処理モルタルを支柱の一辺が２０メーターとなる方形型枠容器に充填した場合、１日の充填高さは２５センチ程度であり、２日充填して１日養生することでモルタルの表面は歩行できる硬度となり、この充填と養生の間に隣接した容器の嵩上げ作業を行う、こうした作業を繰り返すことによって内部足場は確保され嵩上げ作業の安全性と能率性を高めることができる。また、モルタルの硬化が早いことにより容器側面に掛かる圧力は僅かとなる。

図１は、本発明の人工支柱１の構築完了時の模式図である。図において空洞２の天盤３は人工支柱１によって支えられている。図２は、人工支柱１を構築する作業工程を示す側面及び平面の模式図である。図において人工支柱１は空洞２内の所定位置に足場パイプ４により方形に仕切り天盤３まで組み上げる。仕切り内面は足場パイプ４をバックボーンにして合板５を配列し型枠を構成し、底板は合板５に突起物６を複数個取り付けて地盤から間隙を取り湧水の浸入を防いだ上で、内面を防水シート７によって被覆し外部と完全に遮断した型枠容器８とし、焼却灰モルタルを充填養生固化してコンクリート構造体９とする。

図３は、図２の支柱１の下辺コーナー部の拡大側断面図である。図において合板５に番線１０を通して足場パイプ４に連結固定配列し、防水シート７を特殊鋲１１で仮止めして防水シート７のつなぎ目は継手シート１２を重ねて接着する。底板の合板５は前記同様に突起物６を設け敷設し、底盤から間隔を取り湧水の浸入を防ぎ内面を防水シート７で被覆する。

図４は、空洞２内全体をコンクリート構造体９とした側断面模式図である。地盤から一定の間隙を設けて２重構造様式の型枠容器８を構成する方法として、裏面に複数の突起物６を設けた型枠合板５を特殊アンカーボルト１３によって地盤に固定配列し、内面を防水シート７で被覆した構成の容器８とする。広大な空洞２の場合には、空洞２の延長方向に間仕切り壁を設けて間隙を設けて施工する方法が施工工程上の確実性を高める。また、モルタルの充填方法については天盤を貫通する穴１４を複数穿ってモルタル注入ホースを挿入して行う方法も選択肢となる。型枠容器８の構成については地下水の有無に係わらず完全遮断型とすることは、廃棄物の処理及び清掃に関する法律施工令に準じる施設方法と同様仕様となり安全性を追求する上で敢えて本発明の構造工法の基本とした。

図５は、図４の下辺部拡大側断面図である、図に於いて湧水は側壁１５下辺周囲部に設けられた流水溝１６から集水ピット１７に受けて揚水ポンプ１８により空洞外に排出される。集水ピット１７は打設モルタルに埋設される場合の例としてモルタルに埋め込まれても問題ないようにフード１９を設けた。

人工的に創造された空洞の陥没事故は人災であり、風化浸食が原因であれば長期的には陥没事故の発生は免れることができない。実例によれば、栃木県大谷地区の大谷石採石跡空洞では過去に幾度かの陥没事故が発生している、陥没の原因は天盤の風化浸食とされている。従来採られている陥没防止対策としては前記建設残土等の廃棄物５品目によって空洞全体を埋立てる方法などが一部で実施されていたようであるが、施工的及び物理的に天盤を支えるための支持力を発現するには難しく、そのうえ埋立材の安定した確保も困難であり経済的にも問題があり民間ベースでの事業としては期待が持てないとされてきた。現状では抜本的な陥没防止対策がとられているとの報告はない。

本発明の支柱構築工法は、大量に継続的に発生する一般廃棄物焼却灰をリサイクルして空洞陥没を防止する支柱に再生する構築工法であり、広大な空洞を対象とするには焼却灰は極めて有望な資源となる。また、枯渇の状態にある最終処分場の負荷削減に対しては極めて寄与すること大である。その上、民間ベースでの事業展開においても十分に永続性があって採算性が保証されるばかりでなく、陥没のない地域の復元で地域の活性化され、安全な空洞は低温倉庫及び農産物の生産加工等の基地としても期待することができるなど、国の政策に合致する廃棄物リサイクル関連産業が生まれる。

人工支柱の完成模式図。人工支柱構築工程の側面及び平面の模式図。図２の人工支柱下辺コーナー部の拡大側断面図。空洞全体を構造物とした模式図。図４の下辺コーナー部の拡大側断面図。

符号の説明

１人工支柱
２空洞
３天盤
４パイプ足場
５合板
６突起物
７防水シート
８型枠容器
９焼却灰コンクリート
１０番線
１１特殊鋲
１２継ぎ手シート
１３アンカーボルト
１４貫通穴
１５側壁
１６流水溝
１７集水ピット
１８揚水ポンプ
１９フード

Claims

特別管理一般廃棄物及び特別管理産業廃棄物等重金属類を含有する無機系粉粒体に、特殊セメント系無害化安定固化剤を適量配合し水を付加して、処理施設を用いて均質に練り混ぜ、重金属が溶出しないよう化学的に安定したモルタル状として、空洞内に構築した支柱形状の容器に充填し養生固化して天盤陥没防止支柱の構築工法。
空洞内の所定位置に、パイプ足場等で方形に仕切り天盤まで組み上げた足場枠内面に合板を配列して型枠を構成し、底面には合板に複数の突起物を設けて底盤とに間隔を設け地下浸透水の浸入を防ぎ、型枠内面に合成樹脂又は合成ゴム等の防水シートによって被覆し外部と完全に遮断した容器として、請求項１記載のモルタルを圧送充填して養生固化し天盤を支える陥没防止支柱の構築工法。
空洞の側盤及び底盤に、複数の突起物を設けた合板を特殊アンカーボルトで固定配列し、合板内面を合成樹脂又は合成ゴム等の防水シートによって被覆し外部と完全に遮断した容器として、請求項１記載のモルタルを圧送充填して空洞全体を固形体として天盤陥没を防止する構造物の構築工法。