JP2007330853A - 廃棄物処分場、遮水構造、及び廃棄物処分場を構築するための工法 - Google Patents

廃棄物処分場、遮水構造、及び廃棄物処分場を構築するための工法 Download PDF

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Abstract

【課題】廃棄物処分場での浸出水の拡散を防止する。
【解決手段】廃棄物処分場の凹面10には、2枚の紙21でベントナイトである膨潤遮水材22を挟んでなる膨潤遮水部材20が敷き詰められている。膨潤遮水部材20は、凹面10に接着されており、その表面を、層状に散布した液状樹脂を硬化させて形成された遮水層30にて覆われている。遮水層30は、膨潤遮水部材20中の膨潤遮水材22が浸出水により膨潤した場合に、その位置を目視により確認可能な程度だけその表面が膨らむように柔軟性が与えられている。
【選択図】図3

Description

本発明は、廃棄物処分場の構築技術に関する。
より詳細には、廃棄物投棄用の凹面に遮水構造を構築する技術に関する。
廃棄物処分場は、地面を掘り下げ、或いは擁壁を構築するなどして設けられた凹面を備えている。廃棄物は、この凹面に順次投棄される。
ところで、廃棄物処分場では、凹面内に投棄された廃棄物に雨水が降ることなどによって生じる浸出水が、凹面から外部の土壌に漏水しないようにすることが極めて重要となっている。
浸出水の漏水防止のために最も汎用されているのが、凹面の表面全体を覆う遮水層を設ける技術である。この遮水層は、凹面の表面全体に遮水シートを敷設することで作られる。合成樹脂遮水シートやゴム遮水シートよりなる高い遮水性能を有する遮水シートを凹面の全体に敷設することによって、浸出水の外部への漏水を防止するのである。
特に近年では、浸出水の外部への漏水防止の要求が高くなっているため、上述の如き遮水シートを2枚重ねにして用いる技術が実用化されている。
しかしながら、遮水シートを用いても、廃棄物の中に混ざった鋭いものが遮水シートを傷つけた場合には、浸出水が外部に漏水することになる。それは、程度の差こそあれ、遮水シートを2枚重ねにした場合でも同じである。
本発明は、廃棄物処分場の遮水構造を、浸出水の漏水の防止をより高いレベルで行えるように改良することをその目的とする。
上述の課題は、以下の発明によって解決される。
本発明は、廃棄物投棄用の凹面と、粉状体、或いは粒状体にて前記凹面の上に所定厚さの層状となるように形成されており、且つその層に水分が含浸した場合に膨潤して遮水機能を発揮するものとされた膨潤遮水層と、前記膨潤遮水層の上に形成された遮水機能を有する遮水層と、を備えてなる廃棄物処分場である。
この廃棄物処分場は、遮水層に加えて、粉状体、或いは粒状体にて前記凹面の上に所定厚さの層状となるように形成されており、且つその層に水分が含浸した場合に膨潤して遮水機能を発揮するものとされた膨潤遮水層を備えている。この膨潤遮水層は、粉状体、或いは粒状体にて形成されており、含浸して来た水分を吸って膨潤することにより遮水機能を発揮するものとされている。したがって、膨潤遮水層は、遮水シートにより構成されることの多い遮水層に比べて、局所的な破損により浸出水を漏水させることが少ない。
したがって、かかる廃棄物処分場によれば、浸出水の漏水のおそれを小さくできる。
本発明は、また、廃棄物投棄用の凹面のうちの任意の範囲である対象面に形成される廃棄物処分場の遮水構造であって、粉状体、或いは粒状体にて前記凹面の上に所定厚さの層状となるように形成されており、且つその層に水分が含浸した場合に膨潤して遮水機能を発揮するものとされた膨潤遮水層と、前記膨潤遮水層の上に形成された遮水機能を有する遮水層と、を備えてなる遮水構造を提供する。
この遮水構造によっても、上述の廃棄物処分場と同様に、浸出水の漏水のおそれを小さくできる。
本発明における前記遮水層は、前記膨潤遮水層が膨潤した場合に、前記膨潤遮水層が膨潤した位置を前記遮水層の表側から目視で発見できる程度に前記膨潤遮水層が膨潤した位置が膨らむ程度の柔軟性を有していてもよい。
遮水層が破損した場合、膨潤遮水層が膨潤する。ゆえにそれをいち早く発見して、その破損箇所を補修することが必要である。
膨潤遮水層が膨潤した場合に、膨潤遮水層が膨潤した位置を遮水層の表側から目視で発見できる程度に膨潤遮水層が膨潤した位置(つまり、膨潤遮水層が膨潤したのに対応する位置。)が膨らむ程度の柔軟性を有する遮水層を採用した場合には、遮水層の破損をいち早く発見してその破損箇所の補修をいち早く行うことが可能になる。したがって、そのような遮水層を採用することにより、浸出水の漏水のおそれを小さくできる。
本発明における遮水層は、遮水機能を有するものであれば、その製法、素材などについて特に制限はなくどのようなものとしてもよい。遮水層は例えば、遮水シートであってもよいし、前記膨潤遮水層の表面に散布された液状樹脂が固化したものであってもよい。遮水シートは、長尺とされるのが一般的であり、それを敷設するのは手間、コストの面で不利である。また、遮水シートは一般に、凹面の縁から凹面の底部に向かって垂らした状態で、隣合ったもの同士を融着させるなどして連結することによって凹面内に敷設するのが一般的であるが、凹面の底部から見た場合に高所になる凹面の縁から遮水シートを垂らし、隣合ったもの同士を連結する作業は必ずしも安全なものではない。
遮水層を、膨潤遮水層の表面に液状樹脂を散布しそれを固化させて形成することにすれば、遮水シートを用いるよりも手間がかからず、また作業の安全性を高くできる。
本発明における膨潤遮水層は、粉状体、或いは粒状体にて前記凹面の上に所定厚さの層状となるように形成されており、且つその層に水分が含浸した場合に膨潤して遮水機能を発揮するものとされていれば、その詳細は問わない。例えば、膨潤遮水層は、ベントナイト、高吸水性樹脂(例えば、アクリル酸の誘導品であるSAP)又は膨潤ゴムにて形成されていてもよい。
本発明は、また、廃棄物投棄用の凹面のうちの任意の範囲である対象面に遮水構造を有する廃棄物処分場を構築するための工法をも提供する。この工法は、既存の凹面に遮水構造を形成するものである。
この工法では、廃棄物投棄用の凹面を構築し、その凹面のうちの前記対象面に、面状の第1部材と第2部材の間の間隙に、それらに水分が含浸した場合に膨潤して遮水機能を発揮する粉状体、或いは粒状体を所定厚さの層状となるように配してなる膨潤遮水部材を敷設し、前記膨潤遮水部材の上に、遮水機能を有する遮水層を形成する。
この工法によって作られた遮水構造を有する廃棄物処分場も、浸出水の漏水のおそれを小さくできる。
この工法では、前記第1部材及び前記第2部材のうちの一方側の面の全面を、前記対象面に固定するようにしてもよい。凹面と凹面に当接する第1部材との間、又は凹面と凹面に当接する第2部材との間に間隙があると、膨潤遮水部材が破損しやすくなるおそれや、万が一浸出水が生じた場合にその間隙を伝って浸出水が広範囲に広がるおそれが生じることになる。第1部材及び第2部材のうちの一方側の面の全面を、対象面に固定すれば、そのようなおそれを抑えられる。
既存の凹面に遮水構造を形成する工法では、第1部材と、第2部材の間に膨潤遮水材を挟持してなる一体ものの膨潤遮水部材を用いることができる。第1部材と第2部材はともに紙、或いは不織布又は織布とすることができる。第1部材と第2部材は、同じ素材でできていても、違う素材でできていてもよい。また、第1部材と第2部材のうちの前記対象面に固定されるものの表面全面に粘着剤が塗布されているとともに、前記粘着剤が塗布された前記第1部材又は前記第2部材の表面には、容易に除去可能とされたシート状のカバー材が設けられているものとすることができる。粘着剤が塗布され且つカバー材を有する膨潤遮水部材における第1部材と、第2部材のうち粘着剤が塗布されるものは、紙製とするのが好ましい。そのようにした方が、膨潤遮水部材の凹面に当接する面の平滑性を出しやすいので、膨潤遮水部材の凹面に対する粘着剤による接着を強固に行えるからである。
なお、この工法では、膨潤遮水部材によって膨潤遮水層が形成されることになるが、その上に更に遮水層を形成することができる。
本発明は、また、廃棄物投棄用の凹面のうちの任意の範囲である対象面に遮水構造を有する廃棄物処分場であり、前記対象面がコンクリートを打設して作られたコンクリート体の表面とされたものを構築するための工法をも提供する。この工法は、コンクリート体と遮水構造をまとめて形成するものである。
この工法では、前記コンクリート体を構築するためのコンクリートを打設するための型枠のうち、打設されたコンクリートが硬化した場合に前記対象面に対応する部分に、面状の第1部材と第2部材の間の間隙に、それらに水分が含浸した場合に膨潤して遮水機能を発揮する粉状体、或いは粒状体を所定厚さの層状となるように配してなる膨潤遮水部材を固定し、その状態でコンクリートを打設し、コンクリート硬化後に型枠を除去することにより、対象面に膨潤遮水部材が固定されたコンクリート体を構築する。
この工法によって作られた遮水構造を有する廃棄物処分場も、浸出水の漏水のおそれを小さくできる。
また、この工法は、コンクリートによって形成のコンクリート体の表面である凹面にしか用いることができないという制限はあるものの、コンクリート体と遮水構造がまとめて形成されることになるので、コンクリート体を形成した後に膨潤遮水層を形成することが必要な上述の工法と比べて、作業の手間や安全性という点で優れている。
コンクリート体と遮水構造をまとめて形成するこの工法では、第1部材と、第2部材の間に膨潤遮水材を挟持してなる一体ものの膨潤遮水部材を用いることができる。第1部材と第2部材はともに紙、或いは不織布又は織布とすることができる。第1部材と第2部材は同じ素材でできていても、違う素材でできていてもよい。第1部材と、第2部材のうち型枠に固定されないものは不織布製又は織布製とするのが好ましい。第1部材と、第2部材のうち型枠に固定されないものを不織布又は織布とした場合には、打設したコンクリートがその不織布又は織布内に入り込んだ状態で硬化するため、膨潤遮水部材とコンクリート体との固定をより強固に行えるからである。
なお、この場合の膨潤遮水部材は、最終的に型枠から取除くのであるから、型枠に対して第1部材、又は第2部材の全面で固定する必要はない。
なお、この工法では、膨潤遮水部材によって膨潤遮水層が形成されることになるが、その上に更に遮水層を形成することができる。
以下、本発明の好ましい第1、第2実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、両実施形態の説明において、同一の符号が付されたものは同一のものを意味することとし、また、重複する説明は場合により省略することとする。
≪第1実施形態≫
この実施形態では、図1に示したような凹面10に遮水構造を設けることにより、遮水構造を備えた廃棄物処分場を構築する工法について説明する。凹面10は、廃棄物がその内部に投棄される部分である。
この実施形態における廃棄物処分場は、地面を掘り下げて作られた凹部11とその凹部の一端部から立ち上げられた擁壁12を備えている。なお、この実施形態では、凹部11の表面はコンクリートで覆われている。凹部11の表面と、凹部11の表面から一連で繋がっている擁壁12の表面とにより、上述の凹面10が形成されている。
凹面10は、地面を掘り下げた凹部のみによって作られていてもよいし、また、擁壁によってその全周を取囲むことによって作られていてもよい。
この実施形態では、凹面10の全面に遮水構造を構築する。つまり、この実施形態では、凹面10の全面が本発明でいう対象面となる。
まず、凹面10の全体に、図2に示したような膨潤遮水部材20を隙間なく貼り付ける。この実施形態では、膨潤遮水部材20は、1m四方程度の大きさとされている。もっとも、膨潤遮水部材20の大きさ、形状は、この限りではない。
この実施形態の膨潤遮水部材20は、2枚の紙21の間に膨潤遮水材22を挟んだ構成とされている。これには限られないが、この紙21は、クラフト紙である。この紙21には、撥水材をコーティングしてあってもよい。なお、膨潤遮水部材20における紙21は、シート状ないしマット状の他の部材、例えば不織布により構成することもできる。
膨潤遮水材22は、ベントナイト、高吸水性樹脂、又は膨潤ゴムの粉状体、或いは粒状体を、2枚の紙21の間に充填してなる。これには限られないが、この実施形態の膨潤遮水材22は、ベントナイトの粉状体或いは粒状体を、紙21の間に充填したものである。
2枚の紙21の一方には、図示を省略の粘着剤が塗布されており、また、その粘着剤を覆うフィルム状のシート23が容易に剥がせるような状態で貼付けられている。そのシート23を剥がした状態で、粘着剤の塗布された紙21の表面を凹面10に対して押圧することで、膨潤遮水部材20を凹面10に対して固定する。
各膨潤遮水部材20に含まれる膨潤遮水材22が作る層が、本発明による膨潤遮水層となる。
ついで、膨潤遮水部材20の表面の全面を覆うようにして、遮水層を形成する。遮水層は、遮水シートを敷き詰め、隣合う遮水シート同士を水密となるように接続することによって形成することもできるが、この実施形態では、層状に散布した液状樹脂を固化させることにより、遮水層を形成することとしている。
遮水層は、浸出水が、凹面10から外部に流出するのを防止するものであり、この実施形態では、その透水係数が10−9cm/s以下のオーダーになるようにされている。この実施形態では、必ずしもこの限りではないが、液状樹脂としてポリウエア樹脂を用いることとしている。尚、ポリウエア樹脂には、芳香属系(ウレタン混合樹脂、ピュアポリウエア樹脂、変性ウレア樹脂など)、脂肪属系(変成強化ウレア樹脂脂肪属系、脂肪属系樹脂)があるが、遮水性を高めようとするのであれば、脂肪属系のものを用いればよい。
液状樹脂の散布は、どのような方法で行ってもよい。この実施形態では、公知の2液混合吹き付けの方法を用いることにより、液状樹脂であるポリウエア樹脂の散布を行うこととしている。2液混合吹付けは、2種類の原液をガンスプレイなどを用いて混合しながら膨潤遮水部材20の表面などの散布対象となる面に吹付けることで、ポリウエア樹脂の散布を行う技術である。
遮水層は、遮水性能を確保するという観点から0.5mm以上の厚さとするのが好ましいが、現状の国の基準を考慮すると1.5mm以上の厚さとするのが妥当である。この実施形態では、遮水層の厚さが2.0mm程度となるようにして、液状樹脂を散布する。遮水層の厚さの制御は、散布した液状樹脂の重量に基づいて行うことができる。なお、この実施形態では、遮水層の厚さが2.0mm程度となるようにしているが、この厚さは5.0mm程度までの範囲で適宜選択することができる。遮水層の厚さを5.0mm程度までとするのは、それよりも遮水層の厚さを厚くすると、遮水性能の向上よりも、必要な液状樹脂の量の増大によるコスト面の不利が目立ってくるからである。
液状樹脂が固化して遮水層が出来上がったところで、廃棄物処分場の遮水構造が完成する。
完成した廃棄物処分場の凹面10の一部、より詳細には、擁壁12の表面の一部を拡大した図を、図3として示す。
図3中、30で示されているのが遮水層である。
この廃棄物処分場では、遮水層30に破損が生じた結果、浸出水が遮水層30の破損した部分から膨潤遮水部材20の内部の膨潤遮水材22に到達した場合、膨潤遮水材22が膨潤して遮水機能を発揮することになる。したがって、浸出水は、凹面10から外部へ漏水しにくい。
また、この廃棄物処分場における遮水層30は、膨潤遮水材22が膨潤した場合に、膨潤遮水材22が膨潤した位置を遮水層30の表側から、例えば廃棄物処分場の管理者が目視で発見できる程度に膨潤遮水材22が膨潤した位置が膨らむ程度の柔軟性を有している。廃棄物処分場の管理者等は、遮水層30の表面に膨潤遮水材22の膨潤に基づいて生じた膨らみを発見したら、遮水層30の補修などの適切な処理をその場所に対して行えばよい。なお、遮水層30に上述の程度の柔軟性を与えるため、本実施形態で遮水層30の形成のために散布される液状樹脂は、固化した後でも遮水層30が上述した程度の柔軟性を有するものとしている。
≪第2実施形態≫
第2実施形態では、以下のようにして廃棄物処分場を構築する。
第2実施形態による廃棄物処分場は、第1実施形態の場合と同様に、地面を掘り下げて作られた凹部とその凹部の一端部から立ち上げられたコンクリート製の擁壁を備えている。第2実施形態の凹部11の表面がコンクリートで覆われている点は、第1実施形態と同様である。凹部の表面と、凹部の表面から一連で繋がっている擁壁の表面とにより、第1実施形態の場合と同様の凹面が形成されることとなる。第2実施形態の廃棄物処分場も、第1実施形態の場合と同様に遮水構造を有するものとされ、凹面のうち凹部の部分の遮水構造は第1実施形態の場合と同様の工法にて構築される。
ただし、第2実施形態の擁壁の部分の遮水構造は、第1実施形態の場合のように擁壁が造られた後に事後的に作られるのではなく、その一部が擁壁と同時に作られる。第2実施形態における遮水構造には第1実施形態の場合と同様に膨潤遮水層と遮水層が含まれるのであるが、これらのうちの膨潤遮水層が、この実施形態では擁壁と同時に作られる。
凹部の部分の遮水構造は、第1実施形態の場合と同じ工法で作られるのでその構築方法の説明を省略する。以下、遮水構造を有する擁壁を作る工法について説明することとする。
膨潤遮水層を有する擁壁を構築するにあたっては、まず、擁壁の形状に対応した型枠40を作る(図4(A))。型枠40は、複数の型部材41を連結して作られる。
ついで、型枠40のうち、後に構築された擁壁の凹面の一部となる側に対応した部分(図4では、型枠40のうちの右側のもの)の内側面に、その面の全面を覆うようにして、膨潤遮水部材20を取り付ける(図4(B))。膨潤遮水部材20は、この実施形態では、1m四方程度の大きさとされている。もっとも、膨潤遮水部材20の大きさ、形状は、この限りではない。
図5に示したように、この実施形態の膨潤遮水部材20は、2枚の不織布24の間に膨潤遮水材22を挟んだ構成とされている。なお、膨潤遮水部材20における2枚の不織布24の少なくとも一方は、シート状ないしマット状の他の部材、例えば、織布や紙により構成することもできる。
膨潤遮水材22は、第1実施形態の場合と同様に、ベントナイト、高吸水性樹脂、又は膨潤ゴムの粉状体、或いは粒状体を2枚の不織布24の間に充填してなる。これには限られないが、第2実施形態の膨潤遮水材22は、ベントナイトの粉状体或いは粒状体を不織布24の間に充填したものである。
膨潤遮水部材20の型枠40への取り付けはどのようにして行ってもよいが、この実施形態では、膨潤遮水部材20の一方の面の適当な場所にスポット的に接着剤を塗布し、膨潤遮水部材20の接着剤を塗布した面を型枠40に押圧することにより、膨潤遮水部材20を型枠40に対して固定する。接着剤を膨潤遮水部材20の一方の面の全面に塗布しないのは、後で膨潤遮水部材20の固定された型枠40を取外す際に、当該型枠40を膨潤遮水部材20から容易に取り外せるようにするためである。
ついで、その状態で、型枠40の間にコンクリート50を打設する(図4(C))。そして、そのままコンクリート50を硬化させる。硬化したコンクリート50が擁壁となる。
ついで、コンクリート50が硬化したら型枠40を取外す(図4(D))。型枠40の間に打設されたコンクリート50は、膨潤遮水部材20を構成する不織布24の間にその一部が入り込んだ状態で硬化しているので、膨潤遮水部材20のコンクリート50側の面はコンクリート50に対して強固に固定されている。他方、膨潤遮水部材20の型枠40側の面は、型枠40に対してスポット的に固定されていただけなので、型枠40の除去は容易である。
最後に、膨潤遮水部材20の表面の全面を覆うようにして、遮水層を形成する(図4(E))。遮水層30は、遮水シートを敷き詰め、隣合う遮水シート同士を水密となるように接続することによって形成することもできるし、第1実施形態の場合と同様に、層状に散布した液状樹脂を固化させることにより形成してもよい。第2実施形態では、後者を選択する。
以上のようにして、第2実施形態の廃棄物処分場の遮水構造を有する擁壁が完成する。
第2実施形態の廃棄物処分場でも、第1実施形態の場合と同様に、遮水層30に破損が生じた結果、浸出水が遮水層30の破損した部分から膨潤遮水部材20の内部の膨潤遮水材22に到達した場合、膨潤遮水材22が膨潤して遮水機能を発揮する。それは、擁壁の表面に作られた遮水層30でも同様である。
本発明の第1実施形態の廃棄物処分場が構築される凹面の一例を示す側断面図。 第1実施形態の廃棄物処分場で使用される膨潤遮水部材の構成を示す斜視図。 完成した第1実施形態の廃棄物処分場の一部の断面図。 本発明の第2実施形態の廃棄物処分場の擁壁を構築するための工法の実施手順を概略的に示す側断面図。 第2実施形態の廃棄物処分場で使用される膨潤遮水部材の構成を示す斜視図。
符号の説明
10 凹面
20 膨潤遮水部材
21 紙
22 膨潤遮水材
23 シート
30 遮水層
40 型枠
50 コンクリート

Claims (10)

  1. 廃棄物投棄用の凹面と、
    粉状体、或いは粒状体にて前記凹面の上に所定厚さの層状となるように形成されており、且つその層に水分が含浸した場合に膨潤して遮水機能を発揮するものとされた膨潤遮水層と、
    前記膨潤遮水層の上に形成された遮水機能を有する遮水層と、
    を備えてなる廃棄物処分場。
  2. 廃棄物投棄用の凹面のうちの任意の範囲である対象面に形成される廃棄物処分場の遮水構造であって、
    粉状体、或いは粒状体にて前記凹面の上に所定厚さの層状となるように形成されており、且つその層に水分が含浸した場合に膨潤して遮水機能を発揮するものとされた膨潤遮水層と、
    前記膨潤遮水層の上に形成された遮水機能を有する遮水層と、
    を備えてなる遮水構造。
  3. 前記遮水層は、前記膨潤遮水層が膨潤した場合に、前記膨潤遮水層が膨潤した位置を前記遮水層の表側から目視で発見できる程度に前記膨潤遮水層が膨潤した位置が膨らむ程度の柔軟性を有している、
    請求項2記載の遮水構造。
  4. 前記膨潤遮水層は、ベントナイト、高吸水性樹脂又は膨潤ゴムにて形成されている、
    請求項2記載の遮水構造。
  5. 前記遮水層は、前記膨潤遮水層の表面に散布された液状樹脂が固化したものである、
    請求項2記載の遮水構造。
  6. 廃棄物投棄用の凹面のうちの任意の範囲である対象面に遮水構造を有する廃棄物処分場を構築するための工法であって、
    廃棄物投棄用の凹面を構築し、
    その凹面のうちの前記対象面に、面状の第1部材と第2部材の間の間隙に、それらに水分が含浸した場合に膨潤して遮水機能を発揮する粉状体、或いは粒状体を所定厚さの層状となるように配してなる膨潤遮水部材を敷設し、
    前記膨潤遮水部材の上に、遮水機能を有する遮水層を形成する、
    工法。
  7. 前記第1部材及び前記第2部材のうちの一方側の面の全面を、前記対象面に固定する、
    請求項6記載の工法。
  8. 請求項7記載の工法に用いる膨潤遮水部材であって、
    前記第1部材と第2部材は紙であり、且つそれらのうちの前記対象面に固定されるものの表面全面に粘着剤が塗布されているとともに、
    前記粘着剤が塗布された前記第1部材又は前記第2部材の表面には、容易に除去可能とされたシート状のカバー材が設けられている、
    膨潤遮水部材。
  9. 廃棄物投棄用の凹面のうちの任意の範囲である対象面に遮水構造を有する廃棄物処分場であり、前記対象面がコンクリートを打設して作られたコンクリート体の表面とされたものを構築するための工法であって、
    前記コンクリート体を構築するためのコンクリートを打設するための型枠のうち、打設されたコンクリートが硬化した場合に前記対象面に対応する部分に、面状の第1部材と第2部材の間の間隙に、それらに水分が含浸した場合に膨潤して遮水機能を発揮する粉状体、或いは粒状体を所定厚さの層状となるように配してなる膨潤遮水部材を固定し、
    その状態でコンクリートを打設し、
    コンクリート硬化後に型枠を除去することにより、
    対象面に膨潤遮水部材が固定されたコンクリート体を構築する、
    工法。
  10. 前記第1部材と前記第2部材は、不織布又は織布である、
    請求項9記載の工法。
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