JP2008188528A - 海面廃棄物処分場の遮水構造の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 遮水性が高く、かつ埋立後の跡地利用が制約されない海面廃棄物処分場の遮水構造の構築方法を提供することである。
【解決手段】 海面廃棄物処分場の遮水構造の構築方法は、海面域に護岸２を構築して廃棄物用埋立処分域３を形成し、該廃棄物用埋立処分域３の護岸背面に、土質系遮水材１１と捨石１３とを事前混合して形成した遮水用裏込材１５を投入して遮水層９を形成した後、該遮水層９の上に捨石１３を投入して裏込層４を形成し、廃棄物用埋立処分域の下面７に土質系遮水材１１で遮水層８を形成して、該遮水層８と裏込層の遮水層９とを連続させることである。
【選択図】 図１

Description

本願発明は海面廃棄物処分場の遮水構造の構築方法に関するものである。

海面域を護岸で締め切って形成した廃棄物用埋立処分域に廃棄物を投入して埋立処分する管理型海面廃棄物処分場では、遮水性を高めるために護岸、および廃棄物用埋立処分域が透水層である場合には下面を遮水する必要がある。この遮水構造は、図１１の（１）および（２）に示すように、捨石式護岸３７および重力式護岸３８においては、護岸背面の裏込層３９に遮水矢板４０で形成した遮水壁４１と、この遮水壁４１から裏込層の下面４２を通って廃棄物用埋立処分域の下面４３に敷設した遮水シート４４と、廃棄物用埋立処分域の下面４３に形成した土質系遮水材４５による遮水層４６とから構成され、前記遮水シート４４と土質系遮水材４５とが端部同士を重ね合わせて接合されている。また前記遮水シート４４と遮水矢板４０も接合されている。また同図の（３）に示すように、捨石式護岸３７においては、護岸法面４７から護岸背面の裏込層の下面４２を通って廃棄物用埋立処分域の下面４３に遮水シート４４が敷設され、該遮水シート４４と廃棄物用埋立処分域の下面４３に形成した土質系遮水材４５による遮水層４６との端部同士が重ね合わさった構成になっている。またその他の海面廃棄物処分場の遮水構造としては、例えば特開２００３−３２０３３５号公報の発明が開示されている。
特開平２００３−３２０３３５号公報

一般的に海面廃棄物処分場は埋立後の跡地利用まで考慮する必要がある。しかし、跡地利用として、例えば建物用の基礎杭を遮水シートの敷かれた箇所に打設すると、遮水シートが破損して海面廃棄物処分場の遮水機能を損ねてしまい、それを回避するためには、埋立後の跡地利用が制約されるという問題が生じる。このため基礎杭の打設が可能となる土質系遮水材を用いることが有効であるが、護岸構造によっては、図１１の（１）および（２）のように遮水シートを組み合わせた煩雑な構造になるという問題があった。さらに、この遮水シートは裏込層下面に位置するため、遮水シートおよび遮水シートと遮水遮水矢板の接合部が裏込層の捨石の投入によって破損するという恐れもあった。

本願発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、遮水性が高く、かつ埋立後の跡地利用が制約されない海面廃棄物処分場の遮水構造の構築方法を提供することである。

以上の課題を解決するための海面廃棄物処分場の遮水構造の構築方法は、海面域に護岸を構築して廃棄物用埋立処分域を形成し、該廃棄物用埋立処分域の護岸背面に、土質系遮水材と捨石とを事前混合して形成した遮水用裏込材を投入して遮水層を形成した後、該遮水層の上に捨石を投入して裏込層を形成し、廃棄物用埋立処分域の下面に土質系遮水材で遮水層を形成して、該遮水層と裏込層の遮水層とを連続させたことを特徴とする。また事前混合は陸上または船上で行うことを含む。また土質系遮水材と捨石との事前混合は、混合容器に入れた捨石に土質系遮水材を注入して行うことを含む。また土質系遮水材と捨石との事前混合は、混合容器に入れた土質系遮水材に捨石を投入して行うことを含む。また土質系遮水材と捨石とを混合した後に混合容器を振動させることを含む。また土質系遮水材は海成粘土および浚渫土に水と添加剤である粘土鉱物とを混合してなることを含むものである。

土質系遮水材と捨石とを事前混合して形成した遮水用裏込材を投入して遮水層を形成することができるので、任意の箇所に遮水層を簡単に形成することができる。また遮水用裏込材を水中に投入すると同時に遮水層を形成することができる。また土質系遮水材と捨石との事前混合が陸上や船上でも簡単に行うことができる。また透水層である護岸背面の裏込層の下部に形成された土質系遮水材による遮水層は透水層のどのような変形にも追随することができる。また護岸背面の裏込層の下面における遮水性を高めることができる。

以下、本願発明の海面廃棄物処分場の遮水構造の構築方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず海面廃棄物処分場の遮水構造（以下遮水構造という）について説明し、次に海面廃棄物処分場の遮水構造の構築方法（以下遮水構造の構築方法という）について説明するが、各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成にのみ異なった符号を付して説明する。

本願発明の海面廃棄物処分場は管理型廃棄物を埋設処分する管理型廃棄物処分場であり、透水層の上に構築した護岸によって所定の海面域を締め切って廃棄物用埋立処分域を形成し、該廃棄物用埋立処分域に管理型廃棄物を投入するものである。

図１は本願発明の遮水構造１である。この遮水構造１は捨石式の護岸２によって形成された廃棄物用埋立処分域３に管理型廃棄物を投入して構築するものであり、護岸２の背面における裏込層４に設けた遮水壁５と、該遮水壁５から裏込層の下面６および廃棄物用埋立処分域の下面７にかけて形成された遮水層８、９とから構成されている。この廃棄物用埋立処分域の下面７は透水層１０であるため、この透水層１０の全面を土質系遮水材１１の遮水層８、９で覆って廃棄物用埋立処分域３全体を遮水する。また護岸２の構造は捨石式に限らず、例えば重力式であっても良い。

遮水壁５は、遮水矢板１２が横方向に連続的に接合して形成され、その下部が透水層１０の中途部まで打設されて護岸２の遮水性を確保し、この護岸２から廃棄物用埋立処分域３内の管理型廃棄物の保有水が漏れ出るのを防いでいる。この遮水壁５は前面および背面に積み上げられた裏込材である捨石１３で支持され、これらの捨石１３からなる裏込層４の下部に２ｍ厚の遮水層９が形成され、これが廃棄物用埋立処分域の下面７を覆った遮水層８に連続している。

この遮水層９は捨石１３が埋設された状態、すなわち捨石の間隙部１４に不透水性の土質系遮水材１１が充填されて形成されている。また遮水壁５の下部も不透水性の２ｍ厚の粘土地盤に打設されたようになっており、この遮水層９が遮水壁５に密着して、これらの接合部も高い遮水性を確保している。

このように遮水壁５と、この内側に接着された２ｍ厚の遮水層８、９とから廃棄物用埋立処分域３が形成されて、あたかも遮水性の高い巨大な函または袋となっている。そのため廃棄物用埋立処分域３に投入された管理型廃棄物は封じ込められた状態になっている。

この土質系遮水材１１はポンプ圧送時には流動性を有し、トレミー管で水中打設する際に海水中に分散しない水中分離抵抗性と、打設後にはゲル化して廃棄物中の有害物質を通過させない不透水性と、数十年という長期間にわたって加えられた外力に応じて変形する変形追随性とを有するものであり、含水比１００〜３００％の海成粘土懸濁液に粘土鉱物を加え、これに珪酸塩類、アルカリ金属塩類、アルカリ土類金属塩類のうちの少なくとも一種を加えてゲル状にしたものである。

この透水性低減剤としての粘土鉱物としては、スメクタイト、カリオン鉱物、セピオライト雲母粘土鉱物、混合層鉱物があり、スメクタイト族に分類されるモンモリロナイトからなる粘土、すなわちベントナイトを使用する。

また珪酸塩類、アルカリ金属塩類、アルカリ土類金属塩類はゲル化剤および水中分離低減剤として用いるものであり、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムアンモニウム等がある。また珪酸塩類としてはメタ珪酸ナトリウムを用いる。またゲル強度の向上を目的として、繊維物質、固化剤を、粘土鉱物および水溶性無機塩と併用する。

このような粘土鉱物および水溶性無機塩は、粉体混合物または粉体を別々に添加しても良く、あるいは海成粘土の含水比を調整するために用いる海水に、予め懸濁または溶解させて添加してもよい。また水溶性無機塩は液体品を使用しても良い。

また粘土鉱物であるベントナイトの添加量は、含水比１００〜３００％の海成粘土懸濁液１００容量部当たり、５〜５０重量部の範囲が適正である。また珪酸塩類の添加量は、上記１００容量部の海成粘土懸濁液当たり、０．０５〜１０重量部の範囲が適正である。また併用される繊維状物質の添加量は、上記１００容量部の海成粘土懸濁液当たり、０〜５重量部の範囲が適正である。

次に、第１の実施の形態の遮水構造の構築方法について説明する。この構築方法は土質系遮水材１１と捨石１３とを事前混合した遮水用裏込材１５を護岸背面に投入して遮水層９を形成するというものである。

まず、図２に示すように、所定の海面域に捨石式護岸２を形成し、これで締め切られた廃棄物用埋立処分域３を形成する。この廃棄物用埋立処分域の下面７は上記と同じように透水層１０であるため、この下面７と護岸２とを、遮水層８、９および遮水壁５で遮水するものである。そのため護岸２の背面における裏込層４の形成箇所に遮水矢板１２を連続的に打設して遮水壁５を形成し、該遮水壁５で護岸２の内側を囲むようにする。

次に、事前混合する土質系遮水材１１を製造するが、原材料である海成粘土に水または海水を加えて、目的とする含水比および密度に調整する。そして、この調整泥にベントナイト、ゲル化剤および繊維状物質を加えて混合すると、トレミー管で水中打設する際に海水中に分散しない水中分離抵抗性と、打設後にはゲル化して廃棄物中の有害物質を通過させない不透水性と、数十年という長期間にわたって加えられた外力に応じて変形する変形追随性とを備えた土質系遮水材１１が製造される。

次に、図３に示すように、一個が５〜１００Ｋｇ程度の重さの捨石１３を混合容器１６に入れ、この混合容器１６に上記の土質系遮水材１１を注入パイプ１７で圧入すると、これが捨石１３の間隙部１４に充填されて、事前混合された遮水用裏込材１５が製造される。

この遮水用裏込材１５の事前混合は、図４に示すように、岸壁１８などの陸上に形成された混合容器１６に製造用プラント１９から土質系遮水材１１を圧入して行うものとする。このように捨石の間隙部１４に土質系遮水材１１が充填されると、この土質系遮水材１１内に捨石１３が埋設されたと同じ状態になるため、個々の捨石１３が土質系遮水材１１で覆われた状態になる。そして、この遮水用裏込材１５を混合容器１６からグラブ２１によってガット船２０に積み込む。

次に、図５の（１）に示すように、このガット船２０で遮水用裏込材１５を廃棄物用埋立処分域３まで運搬し、遮水壁５の背面側にグラブ２１で投入する。そして、この投入された遮水用裏込材１５を均し機や水中転圧機（図示せず）で締め固めて２ｍ厚の遮水層９を形成する。これは最初に遮水用裏込材１５を１ｍ厚に投入し、これを水中転圧機で締め固め、この上に新たに１ｍ厚の遮水用裏込材１５を投入して形成するようにしても良い。このグラブ２１は遮水用裏込材１５を投入する箇所の真上で開くようにして、土質系遮水材１１が捨石１３から分離しないようにする。

この遮水層９の層厚は、例えば土質系遮水材１１の透水係数をｋ＝１．０×１０^−６ｃｍ／ｓとした場合、１．６ｍ以上が必要となるため、余裕代を含めて２ｍにする。この時点で透水層１０の上面が遮水層９で覆われるため、この部分が遮水されるとともに、この２ｍ厚の遮水層９が遮水壁５の内面に密着するため、この遮水層９と遮水壁５との接合部も遮水される。

次に、図５の（２）に示すように、上記の遮水層９の上と遮水壁５の前面側（遮水壁と護岸との間）とに、一個が５〜１００Ｋｇ程度の重さの捨石１３を投入して、遮水壁５を備えた裏込層４を構築する。そして、この裏込層４で囲まれた廃棄物用埋立処分域の下面７、すなわち透水層１０の上面に上記と同じ土質系遮水材１１をトレミー管で打設して２ｍ厚の遮水層８を形成し、裏込層４の下部における遮水層９に連続させる。これにより護岸２の内側に、遮水壁５と遮水層８、９とからなる遮水性の高い廃棄物用埋立処分域３が形成される。これは遮水性の高い巨大な函または袋が形成されたようなものである。

また図６は第２の実施の形態の遮水構造の構築方法である。これは遮水層９を形成する遮水用裏込材１５の事前混合を船上で行うものであり、これ以外は第１の実施の形態の構築方法と同じ構成である。これは混合用土運船２２にガット船２０からグラブ２１で捨石１３を投入し、この捨石１３内に岸壁１８から圧送ポンプ２３で土質系遮水材１１を圧入して遮水用裏込材１５を製造する。そして、この遮水用裏込材１５を混合用土運船２２に積んだままで廃棄物用埋立処分域３に運搬して、グラブ２１によって所定箇所に投入する。このときもグラブ２１を遮水用裏込材１５の投入箇所の真上で開くようにして、土質系遮水材１１が捨石１３から分離しないようにする。

また図７は第３の実施の形態の遮水構造の構築方法である。これはグラブ２１がバックホウ２４に代わっただけであり、これ以外は第２の実施の形態の構築方法と同じ構成である。このバックホウ２４を用いる場合も、遮水用裏込材１５の投入箇所の真上でバックホウ２４を操作して土質系遮水材１１が捨石１３から分離するのを防ぐようにする。

また図８は第４の実施の形態の遮水構造の構築方法である。これは打設用ホッパー２５で遮水用裏込材１５を製造し、この遮水用裏込材１５が詰まった打設用ホッパー２５をクレーン付き台船２６で廃棄物用埋立処分域３に運搬して所定箇所に投入するものであり、これ以外は第１の実施の形態の構築方法と同じ構成である。これは作業台船２７の振動台２８の上に打設用ホッパー２５を設置し、この打設用ホッパー２５にガット船２０からグラブ２１で捨石１３を投入し、この捨石１３内に製造用プラント１９から土質系遮水材１１を圧入する。次に、この打設用ホッパー２５を振動台２８で振動させて土質系遮水材１１と捨石１３との事前混合を行って遮水用裏込材１５を製造する。

次に、この遮水用裏込材１５が詰まった打設用ホッパー２５を、クレーン付き運搬船２６に積み込んで廃棄物用埋立処分域３に運搬して、クレーン２９で所定箇所に投入する。この場合も、遮水用裏込材１５の投入箇所の真上で打設用ホッパー２５を開いて土質系遮水材１１が捨石１３から分離しないようにする。

またこの他にも、振動台２８の上に設置した打設用ホッパー２５に製造用プラント１９から土質系遮水材１１を注入し、この土質系遮水材１１にガット船２０からグラブ２１で捨石１３を投入した後、この打設用ホッパー２５を振動台２８で振動させて土質系遮水材１１と捨石１３との事前混合を行うこともできる。

また図９は第５の実施の形態の遮水構造の構築方法である。これは土質系遮水材１１と捨石１３との事前混合の方法が、第１の実施の形態の構築方法と異なったものであるが、第１〜第４の実施の形態の構築方法にも適用することができる。この方法は混合容器１６に捨石１３の空隙相当量の土質系遮水材１１を投入し、ここに所定量の捨石１３を圧入・充填することで事前混合を行うものである。これは土質系遮水材１１の量管理を行うことにより、骨格を形成した捨石の間隙部１４に土質系遮水材１１が充填されるように品質管理するものである。

これは、まず一層目の捨石の間隙部分に相当する土質系遮水材１１を混合容器１６に注入する。そして、この混合容器１６の土質系遮水材１１に所定量の捨石１３を投入して一層目の遮水用裏込材１５とする。次に、二層目の捨石の間隙部分に相当する土質系遮水材１１を混合容器１６に注入する。そして、この混合容器１６の土質系遮水材１１に所定量の捨石１３を投入して二層目の遮水用裏込材１５とする。このようにして品質を管理できるように遮水用裏込材１５の一層分の厚みを設定し、多層によって必要な厚さを作るものとする。

また図１０は遮水壁５を設けない捨石式護岸２の遮水構造３０であり、このような遮水構造３０であっても、上記の第１〜第５の実施の形態の構築方法を適用することができる。これは遮水壁５を設けないため、護岸の法面３１に遮水シート３２を敷設し、その下端部を法尻において遮水用裏込材１５で形成した遮水層９に重ね合わせたものである。

遮水構造の断面図である。 第１の実施の形態の遮水構造の構築方法を示す断面図である。 土質系遮水材と捨石を事前混合して遮水用裏込材を製造する断面図である。 陸上において土質系遮水材と捨石を事前混合して遮水用裏込材を製造する断面図である。 第１の実施の形態の遮水構造の構築方法の断面図である。 第２の実施の形態の遮水構造の構築方法の断面図である。 第３の実施の形態の遮水構造の構築方法の断面図である。 第４の実施の形態の遮水構造の構築方法の断面図である。 第５の実施の形態の遮水構造の構築方法における遮水用裏込材を製造する断面図である。 他の遮水構造の断面図である。 （１）〜（３）は従来の遮水構造の断面図である。

符号の説明

１、３０ 遮水構造
２、３７、３８ 護岸
３ 廃棄物用埋立処分域
４、３９ 裏込層
５、４１ 遮水壁
６、４２ 裏込層の下面
７、４３ 廃棄物用埋立処分域の下面
８、９、４６ 遮水層
１０ 透水層
１１、４５ 土質系遮水材
１２、４０ 遮水矢板
１３ 捨石
１４ 間隙部
１５ 遮水用裏込材
１６ 混合容器
１７ 注入パイプ
１８ 岸壁
１９ 製造用プラント
２０ ガット船
２１ グラブ
２２ 混合用土運船
２３ 圧送ポンプ
２４ バックホウ
２５ 打設用ホッパー
２６ クレーン付き台船
２７ 作業台船
２８ 振動台
２９ クレーン
３１ 法面
３２ 遮水シート

Claims (6)

1. 海面域に護岸を構築して廃棄物用埋立処分域を形成し、該廃棄物用埋立処分域の護岸背面に、土質系遮水材と捨石とを事前混合して形成した遮水用裏込材を投入して遮水層を形成した後、該遮水層の上に捨石を投入して裏込層を形成し、廃棄物用埋立処分域の下面に土質系遮水材で遮水層を形成して、該遮水層と裏込層の遮水層とを連続させることを特徴とする海面廃棄物処分場の遮水構造の構築方法。
2. 事前混合は陸上または船上で行うことを特徴とする請求項１に記載の海面廃棄物処分場の遮水構造の構築方法。
3. 土質系遮水材と捨石との事前混合は、混合容器に入れた捨石に土質系遮水材を注入して行うことを特徴とする請求項１または２に記載の海面廃棄物処分場の遮水構造の構築方法。
4. 土質系遮水材と捨石との事前混合は、混合容器に入れた土質系遮水材に捨石を投入して行うことを特徴とする請求項１または２に記載の海面廃棄物処分場の遮水構造の構築方法。
5. 土質系遮水材と捨石とを混合した後に混合容器を振動させることを特徴とする請求項３または４に記載の海面廃棄物処分場の遮水構造の構築方法。
6. 土質系遮水材は海成粘土および浚渫土に水と添加剤である粘土鉱物とを混合してなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の海面廃棄物処分場の遮水構造の構築方法。

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