JP2007254965A - オールケーシング工法による土壌の入れ替え工法 - Google Patents

Abstract

【課題】入れ替えるべき土壌の全てを確実に掘削して排出することができるオールケーシング工法による土壌の入れ替え工法を提供する。
【解決手段】土壌を入れ替えるべき土地において、円筒状のケーシング３ａ、３ｂを土壌中に建て込んで、ケーシング３ａ、３ｂ内の上記土壌を掘削機で掘削した後に、ケーシング３ａ、３ｂを引き抜いて掘削穴に良質土壌を埋め戻す工程を順次上記土地の面方向に移動しつつ繰り返すことにより、土地の土壌を入れ替えるに際して、ケーシング３ａ、３ｂを、前工程においてケーシングを用いて入れ替えられた土壌コラム２５ａ、２５ｂとの間に隙間が生じないように、土壌コラム２５ａ、２５ｂと一部２６ａ、２６ｂを重複させて土壌中に建て込んで行くことを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、重金属類等の有害物質によって汚染された土壌を掘削除去して、良質土壌に入れ替えるためのオールケーシング工法による土壌の入れ替え工法に関するものである。

近年、環境に対する意識の高まりから、かつて化学工場、製薬工場、ガソリンスタンドあるいはクリーニング工場等の各種薬品や重金属類を取り扱う建築物があった跡地に、新たに集合住宅や一般住宅等の住居用建物を建築する場合には、予め上記跡地の土壌を調査して、当該土壌が水銀、ホウ素、鉛等の重金属類や、カドミウム、トリクロロエチレン等の有害物質によって汚染されていないか確認することが行われている。

ところで、上記調査によって、土壌が環境基準を超える値にまで汚染されていることが判明した場合の対処法の一種として、上記土壌を化学的に無害化処理する方法が知られているが、汚染物質の種類が多岐にわたる場合には、これを適用することが困難になる。そこで、このような場合には、汚染されている範囲の上記土壌を掘削・搬出して、別途処理場において処理するとともに、掘削した部分を良質な土壌によって埋め戻す方法が採用されている。

この土壌入れ替えは、例えば汚染土壌と判断された地盤の深度が比較的浅い場合には、汚染された土壌の周囲の地盤に、鋼矢板等を所定の深さまで連続的に建て込んで上記土壌を方形に囲繞する土留め壁を構築し、当該土留め壁内の上記汚染土壌をバックホーやハンマークラブ等の掘削機によって掘削して除去した後に上記良質土壌を埋め戻す、通称天堀と呼ばれる工法によって実施されている。

これに対して、取り除くべき汚染土壌の深度が１０ｍ以上になった場合には、上記工法によっては対応することが難しくなるため、別途大径のケーシングチューブを上記深度まで埋め込んで、内部の汚染土壌を掘削するオールケーシング工法を利用した土壌入れ替え工法が適用されている。

図１１は、従来のこの種のオールケーシング工法による土壌の入れ替え工法を示すものである。
この工法においては、汚染土壌を掘削すべき地盤１上に、ケーシングチューブ押し込み用の掘削機２を設置した後に、図１１（ａ）に示すように、この掘削機２によって一定の長さ寸法と外径（例えば長さ寸法：６ｍ、径寸法：２ｍφ）のケーシングチューブ３ａを油圧によって旋回させつつ地盤１中に押し込んで、掘削機４の先端に設けられたバケット５によってケーシングチューブ３ａ内の土壌を掘削し、次いで同図（ｂ）に示すように、このケーシングチューブ３ａの上端部に新たなケーシングチューブ３ｂを接続する。

次いで、同図（ｃ）に示すように、さらに下方まで押し込まれたケーシングチューブ３ａ内の汚染土壌を同様にして掘削して外部に採りだす工程を順次繰り返すことにより所定の深度まで埋設する。そして、上記掘削が完了した後に、同図（ｄ）に示すように、ケーシングチューブ３ａ、３ｂを引き抜いて、さらに同図（ｅ）に示すように、地盤１中に形成された穴に良質土壌を埋め戻すことにより、当該箇所における上記土壌の入れ替えが完了することになる。

上記構成からなるオールケーシング工法を用いた土壌に入れ替え工法によれば、場所毎に汚染土壌の深度が相違する場合においても、各々の場所において、的確に所望の深度までの土壌を入れ替えることができるという利点がある。また、天堀による土壌の入れ替え工法と比較して、汚染土壌の掘削時等に土埃や粉塵等が周囲の空気中に飛散することを抑えることができるという利点もある。

ところで、オールケーシング工法による土壌の入れ替えにおいては、ケーシングチューブの埋設用掘削機として、順次ケーシングチューブを継ぎ足し、これらを旋回させながら地盤中に圧入して行くものが使用されている。この結果、ケーシングチューブ３ａ、３ｂとしては、必然的に円筒状のものが使用されている。

このため、図１２に示すように、ある場所においてケーシングチューブ３ａ、３ｂを用いて入れ替えた後に、隣接する場所へと当該ケーシングチューブ３ａ、３ｂの直径に相当する長さ移動して土壌の入れ替えを行うと、前工程において入れ替えた土壌コラム６ａと、次工程において入れ替えた土壌コラム６ｂ、６ｃとの間に、土壌が入れ替えられていない領域７が生じてしまう虞があった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、入れ替えるべき土壌の全てを確実に掘削して排出することができるオールケーシング工法による土壌の入れ替え工法を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、土壌を入れ替えるべき土地において、円筒状のケーシングを土壌中に建て込んで、当該ケーシング内の上記土壌を掘削機で掘削した後に、上記ケーシングを引き抜いて上記掘削穴に良質土壌を埋め戻す工程を順次上記土地の面方向に移動しつつ繰り返すことにより、当該土地の土壌を入れ替えるに際して、上記ケーシングを、前工程において上記ケーシングを用いて入れ替えられた土壌コラムとの間に隙間が生じないように、上記土壌コラムと一部重複させて上記土壌中に建て込んで行くことを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記ケーシング内の上記土壌を掘削把持するバケットとして、開閉自在に設けられて上記土壌を掘削把持する一対の把持部材の先端部が平面視において上記ケーシングの内壁に沿う円弧状に形成されたものを用いることを特徴とするものである。

さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、土壌の入れ替えを行うべき区画をテントで覆った後に、上記テント内において、上記工程を順次当該区画の面方向に移動しつつ繰り返すことにより、当該区画に対する上記土壌の入れ替えを行うことを特徴とするものである。

請求項１〜３のいずれかに記載のオールケーシング工法による土壌の入れ替え工法によれば、オールケーシング工法を利用して土壌を入れ替えるべき土地にケーシングを建て込む際に、前工程において当該ケーシングを用いて入れ替えられた土壌コラムとの間に隙間が生じないように、上記土壌コラムと一部重複させて上記土壌中に建て込んでいるために、上記土地において入れ替えるべき土壌の全てを、確実に掘削して排出することができる。

ところで、各工程においてケーシング内の土壌を上記掘削する際に、土壌を掘削把持するバケットとして、一般に用いられているような平面視方形の角バケットを使用すると、ケーシングチューブ内の土壌を掘削する際に、当該パケットとケーシングチューブとの間に掘削し得ない土壌領域が生じてしまう。このため、ケーシングチューブ内の全ての土壌を効率的に排出することが難しいという問題点が生じる。

この点、請求項２に記載の発明によれば、ケーシング内の土壌を掘削把持するバケットとして、開閉自在に設けられた一対の把持部材の先端部を、平面視において上記ケーシングの内壁に沿う円弧状に形成しているために、上記把持部材をケーシングの内壁に対向配置して、当該把持部材を閉じることにより、ケーシング内の土壌を上記内壁に沿って掘削して排出することができる。

この結果、掘削のたびに、把持部材の掘削位置を回転させることにより、容易にケーシング内の全ての土壌を掘削して外部へと排出することができる。この結果、上記工程間において、ケーシングを上記土壌コラムと一部重複させて上記土壌中に建て込んでいることと相俟って、容易かつ確実に上記土地において入れ替えるべき土壌の全てを掘削して排出することができる。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、ケーシングの土壌中への建て込みから最終的な良質土壌による埋め戻しまでの工程を、テント内において行っているために、上記汚染土壌の掘削時等に生じる土埃等が周囲に飛散することを防止することができる。また、施工現場を覆う上記テントにより、周囲に伝わる騒音を低減化することができる。
加えて、降雨時においても作業を行うことができるために、従来と比較して工期の短縮化も図ることが可能になる。

以下、図１〜図７に基づいて、本発明に係るオールケーシング工法による土壌の入れ替え工法の一実施形態を説明する。
先ず、工場跡地等の土地１０に対して土壌調査を行い、図１０に示すような汚染土壌の深度分布を得た場合に、当該土地１０を複数（図では６つ）の区画に分割するとともに、その一区画を充分の覆い得る大きさと、内部に掘削機等の各種重機が活動しうる高さ寸法とを有するテント１１を、先ず図１０に示す図中右下の区画Ａに設置する。

図３〜図５は、上記テント１１の一例を示すものである。
このテント１１は、桁方向の両側に複数本の柱１１ａが一定の間隔で立設されるとともに、梁方向に対向する柱１１ａの上端部間に主梁１１ｂが架設された複数の山形架構が、梁方向において繋ぎ梁によって一体化された山形ラーメン構造によって主架構が構成されるとともに、当該主架構の４周面および天井面が、膜材１２によって覆われたものである。

ここで、テント１１は、全体として例えば約３６ｍ×約３６ｍの矩形状に形成されるとともに、その内法の高さ寸法が約１８ｍに形成されており、さらに図中Ｘで示す分割箇所において、主架構および膜材１２が一体的に分割・連結可能に構成されている。そして、桁方向の一壁面には、土砂搬送用のダンプトラックを収納可能な寸法を有する前室１３が設けられるとともに、この前室１３の入口には、シャッター１４が設置されている。

さらに、このテント１１の両側壁下部の複数箇所には、内部の空気を排出するダクト１５、フィルターユニット１６および排気管１７が接続されている。ここで、フィルターユニット１６内には、テント１１内から排出された空気中の異物を捕集するプレフィルターと、当該空気中に含まれる有害物質を吸着除去する活性炭フィルターと高性能フィルターおよび排気ファンが順次直列的に配置されており、当該フィルターユニット１６を経て無害化された清浄な空気が上記排気ファンによって排気管１７から外部に排気されるようになっている。

そして、図１０に示す図中右下の区画Ａに設置した上記テント１１内において、図１および図２に示すように、ケーシングチューブ押し込み用の掘削機２、ケーシングチューブ内の土壌の掘削機４、ダンプトラック１８およびバックホー１９等の機器類を用いて図１１に示した一連のオールケーシング工法を利用した土壌の入れ替えを行う。ちなみに、図１は、当該工程におけるケーシングチューブ３ａの上端部に新たなケーシングチューブ３ｂを接続する工程を示すものであり、上記工程と内部の土壌の掘削とを繰り返すことにより、図１０に示した所定の深度までの汚染土壌を掘削して行く。

この際に、掘削機の先端に取り付けられて上記汚染土壌を掘削把持するバケットとして、図６および図７に示すような、丸バケット（バケット）２０を用いる。
この丸バケット２０は、上端部が上記掘削機の下端部に連結される吊持部材２１と、この吊持部材２１の下端部に対向配置されるとともに、ピン２１ａ回りに回動自在に連結された一対の把持部材２２とから概略構成されたクラムシェルバケットである。

ここで、把持部材２２は、上記掘削機の駆動装置によってピン２１ａ回りに同時に接離する方向に回動されることにより、下端部が開閉自在に設けられており、一方の把持部材２２の下端部には複数本（図では４本）の掘削把持爪２３が取り付けられるとともに、他方の把持部材２２の下端部には、上記掘削把持爪２３の間に位置するように複数本（図では３本）の掘削把持爪２３が取り付けられている。そして、これら把持部材２２は、相互に開いた状態において、各々の先端部が平面視においてケーシングチューブ（ケーシング）３ａ、３ｂの内壁に沿う円弧状に形成されている。

この結果、上記丸バケット２０を用いて、順次下方まで押し込まれたケーシングチューブ３ａ内の土壌を掘削すると、丸バケット２０は、把持部材２２の先端部を開いた状態においてケーシングチューブ３ａ、３ｂの内壁に沿う平面視円弧状に形成しているために、図９に示すように、把持部材２２とケーシングチューブ３ａ、３ｂの内壁との間に掘削されない土壌領域が生じることがなく、よって掘削毎に、丸バケット２０を数回ケーシングチューブ３ａ、３ｂの軸線回りに回動させることにより、容易にケーシングチューブ３ａ、３ｂ内の全ての土壌を掘削して外部へと排出することができる。

そして、各々のケーシングチューブ３ａ、３ｂにおける汚染土壌の掘削が完了した後に、図１１（ｄ）に示したように、ケーシングチューブ３ａ、３ｂを引き抜いて、さらに同図（ｅ）に示すように、地盤１中に形成された穴に良質土壌を埋め戻すことにより、当該掘削位置における土壌の入れ替え工程が完了する。
そこで次に、上記土壌の入れ替えが完了した場所に隣接した場所に、ケーシングチューブ３ａの建て込み用掘削機２等を移動して、再び図１１（ａ）〜（ｅ）に示した工程を実施する。

この際に、図８に示すように、ケーシングチューブ３ａを、前工程においてケーシングチューブ３ａ、３ｂを用いて入れ替えられた土壌コラム２５ａ、２５ｂとの間に隙間が生じないように、これら土壌コラム土壌コラム２５ａ、２５ｂと一部２６ａ、２６ｂを重複させて土壌中に建て込んで行く。

より具体的には、予めケーシングチューブ３ａの直径がＤである場合に、図８に示す位置関係となるような、前工程におけるケーシングチューブ３ａの中心Ｏと、次工程におけるケーシングチューブ３ａの中心Ｏ₁との距離Ｌ＝３^1/2・Ｄを算出しておき、上記掘削機２を上記距離Ｌだけ移動させるようにする。この結果、重複部分２６ａ、２６ｂについては、先に入れ替えた良質土壌を再度掘削することになる。

このようにして前工程でケーシング３ａ、３ｂを建て込んで入れ替えられた土壌コラム２５ａ、２５ｂとの間に隙間が生じないように、順次隣接した場所の汚染土壌を良質土壌に入れ替える工程をテント１１内の全領域について行うことにより、上記区画Ａにおける土壌の入れ替えが完了することになる。

そこで次に、テント１１を順次分割位置Ｘにおいて主架構および膜材１２を一体的に分割し、順次クレーン等の重機によって隣接する区画Ｂに移動して組み立てた後に、当該区画Ｂにおいて上記土壌の入れ替え工程を行う。そして、以上の工程を、図１０中に矢印で示す順番で土地１０の全ての区画に対して行うことにより、当該土地１０における土壌の入れ替えが完了する。

また、各区画におけるテント１１内の上記土壌の入れ替え工程と並行して、フィルターユニット１６内のファンによってテント１１内の空気を吸引し、テント１１の内部空間を常時負圧に保持するとともに、吸引した空気中に含まれる異物や有害物質をフィルターユニット１６内のプレフィルター、活性炭フィルターおよび高性能フィルターにより空気捕集あるいは吸着除去して排気管１７から外部へと排気する。

これにより、テント１１内で発生した土埃が、テント１１の膜材１２の隙間等から外部に飛散することを確実に防止することができると同時に、テント１１の周辺における良好な環境を保持することができる。
また、テント１１内に良質土壌を搬送するとともに、掘削された汚染土壌を搬出するダンプトラックについても、一旦前室１３内に入れられ、タイヤや車体等の洗浄を行った後にシャッター１４を開けてテント１１外に出すことができるために、同様にテント１１外の環境に悪影響を与えることを防止することができる。

以上のように、上記構成からなるオールケーシング工法による土壌の入れ替え工法によれば、オールケーシング工法を利用して土壌を入れ替えるべき土地１０にケーシングチューブ３ａ、３ｂを建て込む際に、前工程においてケーシングチューブ３ａ、３ｂを用いて入れ替えられた土壌コラム２５ａ、２５ｂとの間に隙間が生じないように、これら土壌コラム２５ａ、２５ｂと一部２６ａ、２６ｂを重複させて土壌中に建て込んでいるために、土地１０において入れ替えるべき土壌の全てを、確実に掘削して排出することができる。

しかも、ケーシングチューブ３ａ、３ｂの土壌中への建て込みから最終的な良質土壌による埋め戻しまでの工程を、テント１１内において行っているために、上記汚染土壌の掘削時等に生じる土埃等が周囲に飛散することを確実に防止することができる。加えて、施工現場を覆うテント１１により、周囲に伝わる騒音を低減化することができる。加えて、降雨時においても作業を行うことができるために、従来と比較して工期の短縮化も図ることが可能になる。

本発明に係るオールケーシング工法による土壌の入れ替え工法の一実施状態においてテント内でケーシングチューブを建て込む状態を示す縦断面図である。 図１のテント内を示す平面図である。 使用されるテントの側面図である。 図１の平面図である。 図１の正面図である。 掘削に用いられる丸バケットを示す正面図である。 図６の底面図である。 図１のケーシングの建て込み位置の関係を示す平面図である。 図６の丸バケットによるケーシングチューブ内の掘削を示す模式図である。 本発明の実施形態が適用される土地の汚染深度の分布と、図３のテントを用いる複数の区画の分割形態を示す図である。 一般的なオールケーシング工法による土壌の入れ替え工法の作業工程を示す模式図である。 従来のケーシングチューブの建て込み位置の関係を示す平面図である。

符号の説明

３ａ、３ｂ ケーシングチューブ（ケーシング）
１０ 土地
１１ テント
１２ 膜材
２０ 丸バケット（バケット）
２２ 把持部材
２５ａ、２５ｂ 土壌コラム
２６ａ、２６ｂ ケーシングチューブを建て込む際の土壌コラムとの重複部分

Claims (3)

1. 土壌を入れ替えるべき土地において、円筒状のケーシングを土壌中に建て込んで、当該ケーシング内の上記土壌を掘削機で掘削した後に、上記ケーシングを引き抜いて上記掘削穴に良質土壌を埋め戻す工程を順次上記土地の面方向に移動しつつ繰り返すことにより、当該土地の土壌を入れ替えるに際して、
   上記ケーシングを、前工程において上記ケーシングを用いて入れ替えられた土壌コラムとの間に隙間が生じないように、上記土壌コラムと一部重複させて上記土壌中に建て込んで行くことを特徴とするオールケーシング工法による土壌の入れ替え工法。
2. 上記ケーシング内の上記土壌を掘削把持するバケットとして、開閉自在に設けられて上記土壌を掘削把持する一対の把持部材の先端部が平面視において上記ケーシングの内壁に沿う円弧状に形成されたものを用いることを特徴とする請求項１に記載のオールケーシング工法による土壌の入れ替え工法。
3. 土壌の入れ替えを行うべき区画をテントで覆った後に、上記テント内において、上記工程を順次当該区画の面方向に移動しつつ繰り返すことにより、当該区画に対する上記土壌の入れ替えを行うことを特徴とする請求項１または２に記載のオールケーシング工法による土壌の入れ替え工法。