JP2012030138A - 汚染土壌処理における通水構造を有する処理構造体とその施工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】地下水域が存在する場所の汚染土壌処理において、地下水の流動を阻害しない施工工法およびその処理構造体を提供する。
【課題の解決手段】汚染土壌の不溶化処理体を貫き、または不溶化処理体の下部に通水管が設置されており、該通水管の内部にはポーラスコンクリートが充填されており、さらに該通水管の両端は不溶化処理体より外側の地下水域に開口しており、通水管内部のポーラスコンクリートを通じて地下水が通水可能であることを特徴とする汚染土壌の処理構造体およびその施工方法。
【選択図】図１
【課題の解決手段】汚染土壌の不溶化処理体を貫き、または不溶化処理体の下部に通水管が設置されており、該通水管の内部にはポーラスコンクリートが充填されており、さらに該通水管の両端は不溶化処理体より外側の地下水域に開口しており、通水管内部のポーラスコンクリートを通じて地下水が通水可能であることを特徴とする汚染土壌の処理構造体およびその施工方法。
【選択図】図１
Description
本発明は、地下水域が存在する場所の汚染土壌処理において、地下水の流動を阻害しないように、通水構造を有する処理構造体とその施工方法に関する。
土壌汚染の主な原因物質は揮発性有機物、重金属類、農薬等であることから、土壌汚染対策法では有害物質を、第１種(揮発性有機物)、第２種(重金属等)、第３種(農薬等)に分類し、溶出量基準と第二溶出量基準を定めている。重金属等(第２種)の第二溶出量基準は金属種に応じて溶出量基準の１０倍〜３０倍の基準が定められている。汚染対策を行う場合には、第二溶出量基準を超えた汚染土壌は不溶化して第二溶出量基準に適合させた上で、また溶出量基準を超えた汚染土壌は不溶化して溶出量基準に適合させた上で汚染対策を行うことが必要になる。
汚染土壌の処理対策として、固化・不溶化処理、原位置封じ込め、遮水工封じ込めなどの処理が行われている。固化・不溶化処理は原位置不溶化措置と不溶化埋め戻し措置とがある。原位置不溶化措置は汚染土壌を掘削せずに不溶化剤などを注入して有害物質が溶出しないように処理するものであり、溶出量基準以下の土壌にする必要がある。不溶化埋め戻し措置は汚染土壌を掘り出して不溶化処理し原位置に埋め戻す処理である。
原位置封じ込めは、汚染土壌の周囲を遮水構造物で取り囲み、地下水が区域外に流出するのを防止する。汚染土壌の下部には不透水層が存在することが必要であり、表面をコンクリートやアスファルトで舗装し、地下水の観測井を設置して、地下水上昇がないことや地下水基準に適合していることを定期的に確認する。第二溶出量基準を超えた汚染土壌については、不溶化剤などを注入して有害物質が溶出しないように処理した後に施工される。特開２００７−６１７９９号公報（特許文献１）には地下水のｐＨ調整手段を備えた原位置封じ込め工法が記載されている。
遮水工封じ込めは、汚染土壌を掘削し、掘削場所に二重の遮水シートによる遮水層や遮水工を形成した後に汚染土壌を埋め戻す。このとき、第二溶出量基準を超えた汚染土壌は不溶化処理して第二溶出量基準以下にした上で埋め戻す。次いで、表面をコンクリートやアスファルトで舗装し、地下水の観測井を設置して、地下水上昇がないことや地下水基準に適合していることを定期的に確認する。
地下水域にある汚染土壌を固化・不溶化処理すると、処理体は透水性が極めて低く、地下水が流れ難くなるので、地下水の流動を保全する対策が必要になる。原位置封じ込めや遮水工封じ込めの措置においても、汚染土壌の処理域は遮水工や遮水層によって密閉されるので、地下水域が存在すると地下水の流動を阻害することになり、地下水の流動を妨げない対策が必要になる。一般に遮水工封じ込めは原位置封じ込めに比べて地下水流動を阻害する断面が大きいので、地下水の流動を確保する必要性が高い。
本発明は、地下水域が存在する場所の汚染土壌処理において、地下水の流動を阻害しない処理工法およびその処理構造体を提供する。
本発明は以下の汚染土壌処理における通水性処理方法と処理構造体に関する。
〔１〕汚染土壌の不溶化処理体を貫き、または不溶化処理体の下部に通水管が設置されており、該通水管の内部にはポーラスコンクリートが充填されており、さらに該通水管の両端は不溶化処理体より外側の地下水域に開口しており、通水管内部のポーラスコンクリートを通じて地下水が通水可能であることを特徴とする汚染土壌の処理構造体。
〔２〕通水管の管端に立孔が接続しており、該立孔は地表に延びて観測井を兼用している上記[１]に記載する汚染土壌処理構造体。
〔３〕通水管の地下水上流側の管端開口に透水性のフィルターが交換可能に設置されている上記[２]に記載する汚染土壌処理構造体。
〔４〕汚染土壌を掘り出し、不溶化材を混合して不溶化処理し、掘出跡には通水管を設置し、該通水管の内部にポーラスコンクリートを打設して充填し、あるいは予め内部にポーラスコンクリートを充填した通水管を掘出跡に設置し、その後、掘出跡に汚染土壌の不溶化処理体を埋め戻し、表層を設ける施工方法によって、通水管内部のポーラスコンクリートを通じて地下水が通水可能な構造体を形成することを特徴とする汚染土壌の処理方法。
〔５〕掘出跡に通水管を設置した後に、管端開口に連通する立孔を設置し、その後、汚染土壌の不溶化処理体を埋め戻して立孔を有する処理構造体を形成する上記[４]に記載する汚染土壌の処理方法。
〔１〕汚染土壌の不溶化処理体を貫き、または不溶化処理体の下部に通水管が設置されており、該通水管の内部にはポーラスコンクリートが充填されており、さらに該通水管の両端は不溶化処理体より外側の地下水域に開口しており、通水管内部のポーラスコンクリートを通じて地下水が通水可能であることを特徴とする汚染土壌の処理構造体。
〔２〕通水管の管端に立孔が接続しており、該立孔は地表に延びて観測井を兼用している上記[１]に記載する汚染土壌処理構造体。
〔３〕通水管の地下水上流側の管端開口に透水性のフィルターが交換可能に設置されている上記[２]に記載する汚染土壌処理構造体。
〔４〕汚染土壌を掘り出し、不溶化材を混合して不溶化処理し、掘出跡には通水管を設置し、該通水管の内部にポーラスコンクリートを打設して充填し、あるいは予め内部にポーラスコンクリートを充填した通水管を掘出跡に設置し、その後、掘出跡に汚染土壌の不溶化処理体を埋め戻し、表層を設ける施工方法によって、通水管内部のポーラスコンクリートを通じて地下水が通水可能な構造体を形成することを特徴とする汚染土壌の処理方法。
〔５〕掘出跡に通水管を設置した後に、管端開口に連通する立孔を設置し、その後、汚染土壌の不溶化処理体を埋め戻して立孔を有する処理構造体を形成する上記[４]に記載する汚染土壌の処理方法。
本発明の汚染土壌処理構造体およびその処理方法によれば、管内部のポーラスコンクリートを通じて地下水が通水可能な通水管が設けられているので、地下水域の土壌汚染区域においても地下水の流動を遮断せずに汚染対策措置を行うことができる。
本発明の汚染土壌処理に用いられる通水管は、管内部にポーラスコンクリートが充填されているので、良好な透水性を有すると共に十分な強度を有しており、上載荷重を支える基礎となり、強固な通水構造を形成することができる。
以下、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明する。
〔通水構造を有する汚染土壌処理体〕
本発明に係る汚染土壌処理構造体の模式断面図を図１に示す。図示するように、本発明の汚染土壌処理構造体は、汚染土壌の不溶化処理体１０の下部に通水管１１が設置されている。不溶化処理体１０は汚染土壌に不溶化材を混合し固化して重金属等の溶出量を第二溶出量基準以下、または溶出量基準以下に制限したものである。不溶化処理体１０の上面は遮水層１２によって覆われている。遮水層１２はコンクリートやアスファルトなどによって形成されている。
〔通水構造を有する汚染土壌処理体〕
本発明に係る汚染土壌処理構造体の模式断面図を図１に示す。図示するように、本発明の汚染土壌処理構造体は、汚染土壌の不溶化処理体１０の下部に通水管１１が設置されている。不溶化処理体１０は汚染土壌に不溶化材を混合し固化して重金属等の溶出量を第二溶出量基準以下、または溶出量基準以下に制限したものである。不溶化処理体１０の上面は遮水層１２によって覆われている。遮水層１２はコンクリートやアスファルトなどによって形成されている。
図示する構造は、原位置での不溶化あるいは不溶化埋戻し措置の例であり、不溶化処理体１０は難透水層１３の上側に形成されている。通水管１１は不溶化処理体１０と難透水層１３の間に設置されている。原位置封じ込め措置においても同様に不溶化処理体１０と難透水層１３の間に通水管１１を設置すればよい。遮水工封じ込め措置等においては、埋め戻された不溶化処理体を囲む遮水工（図示省略）と不溶化処理体の間に通水管１１を設置すればよい。
通水管１１はコンクリート製でもよく、または塩ビ製などでもよい。通水管１１の内部にはポーラスコンクリート１６が充填されている。通水管１１を設置した後にポーラスコンクリート１６を通水管内部に充填してもよく、ポーラスコンクリート１６をあらかじめ充填した通水管１１を用いても良い。ポーラスコンクリート１６はコンクリートの単位細骨材量を大幅に減らした多孔質のコンクリートであり、空隙が大きく（例えば空隙率１５〜４０％）、良好な透水性を有すると共に十分な強度を有している（例えば圧縮強度１６〜３０N/mm2）。
内部が空洞の通水管は、地中に埋設したとき強度が不足して破壊される場合があるが、ポーラスコンクリートを充填した通水管は十分な強度を有しているので地中に埋設したときに不溶化処理体などから受ける上載荷重を支える基礎として利用することができ、強固な通水構造を形成することができる。また、通水管を用いずにポーラスコンクリートを直接に敷設すると、地下水が流れるときに周囲に拡散して流れが安定しない。ポーラスコンクリートを充填した通水管を用いることによって地下水が拡散せずに安定に流すことができる。
通水管１１は不溶化処理体１０の大きさに応じて複数個設置することができる。通水管１１の両側管端１４は不溶化処理体１０より外側の地下水域１５に向かって開口している。原位置封じ込め措置および遮水工封じ込め措置等においては、通水管１１の両側管端１４は遮水工（図示省略）を貫通して地下水域１５に延びるように形成する。
通水管１１の少なくとも一方の管端には立孔１７が接続しており、該立孔１７は地表に延びて観測井を兼用している。好ましくは、該立孔１７は地下水の上流側管端に設置されており、あるいは両側の管端に設置されている。立孔１７を通じて地下水の水位や水質などを観測することができる。
立孔１７は、例えば、図２に示すように、通水管１１の管端１４の前面に空間１８ができるように形成し、地下水域側は透水性の壁１９にし、この空間１８に溜まる地下水によって地下水位を観測できるようにするとよい。
好ましくは、通水管１１の地下水上流側の管端開口に透水性のフィルター２０が交換可能に設置されている。立孔１７を作業員が出入する大きさに形成し、作業員によって上記フィルター２０を適宜に交換できるようにすると良い。透水性のフィルター２０を設け、適宜に交換することによって通水管の管端開口の詰まりを解消することができる。
〔施工方法〕
本発明に係る通水構造を有する汚染土壌処理構造の施工方法を以下に説明する。
本施工方法は例えは以下の工程(Ｉ)〜(Ｖ)を有する。処理工程の概略を図３に示す。
本発明に係る通水構造を有する汚染土壌処理構造の施工方法を以下に説明する。
本施工方法は例えは以下の工程(Ｉ)〜(Ｖ)を有する。処理工程の概略を図３に示す。
（Ｉ）汚染土壌を地表に掘り出す。
（II）掘り出した汚染土壌に固化材や不溶化材を混合して不溶化処理する。
重金属等の溶出量が第二溶出量基準を超える汚染土壌については、不溶化処理によって重金属等の溶出量を第二溶出量基準以下にし、埋め戻しできる状態にする。重金属等の溶出量が溶出量基準を超える汚染土壌については、不溶化処理によって重金属等の溶出量を溶出量基準以下にし、埋め戻しできる状態にする。
（II）掘り出した汚染土壌に固化材や不溶化材を混合して不溶化処理する。
重金属等の溶出量が第二溶出量基準を超える汚染土壌については、不溶化処理によって重金属等の溶出量を第二溶出量基準以下にし、埋め戻しできる状態にする。重金属等の溶出量が溶出量基準を超える汚染土壌については、不溶化処理によって重金属等の溶出量を溶出量基準以下にし、埋め戻しできる状態にする。
（III）掘出跡に通水管を設置する。
(1) 通水管の内部にポーラスコンクリートを打設して充填する。あるいは、予め内部にポーラスコンクリートを充填した通水管を掘出跡に設置する。通水管は地下水の動水勾配を妨げないように設置する。例えば、低地から山地を含む平均的な動水勾配は０.０１５であるので、地下水の流れに対してこの動水勾配に適合する傾斜を保って通水管を設置すればよい。不溶化処理体の大きさに応じて通水管を複数個設置することができる。
(2) 通水管の両側管端を不溶化処理体より外側に延ばして地下水域に向かって開口した状態に形成する。原位置封じ込め措置および遮水工封じ込め措置等では通水管の両側管端に対して、遮水工を貫いて延ばし地下水域に向かって開口した状態にする。
(1) 通水管の内部にポーラスコンクリートを打設して充填する。あるいは、予め内部にポーラスコンクリートを充填した通水管を掘出跡に設置する。通水管は地下水の動水勾配を妨げないように設置する。例えば、低地から山地を含む平均的な動水勾配は０.０１５であるので、地下水の流れに対してこの動水勾配に適合する傾斜を保って通水管を設置すればよい。不溶化処理体の大きさに応じて通水管を複数個設置することができる。
(2) 通水管の両側管端を不溶化処理体より外側に延ばして地下水域に向かって開口した状態に形成する。原位置封じ込め措置および遮水工封じ込め措置等では通水管の両側管端に対して、遮水工を貫いて延ばし地下水域に向かって開口した状態にする。
（IV）立孔を形成する。
(1)好ましくは立孔を形成する。立孔は地下水の上流側管端に形成し、あるいは両側の管端に形成し、観測井を兼用するように地表まで延ばして形成する。立孔は矢板鋼板やコンクリート等によって形成すればよい。立孔の下端は通水管の管端前面に空間ができるように形成し、地下水域側は透水性の壁にする。
(2) 好ましくは、立孔を作業員が出入する大きさに形成し、通水管の地下水上流側の管端開口に透水性のフィルターを交換可能に設置する。
(1)好ましくは立孔を形成する。立孔は地下水の上流側管端に形成し、あるいは両側の管端に形成し、観測井を兼用するように地表まで延ばして形成する。立孔は矢板鋼板やコンクリート等によって形成すればよい。立孔の下端は通水管の管端前面に空間ができるように形成し、地下水域側は透水性の壁にする。
(2) 好ましくは、立孔を作業員が出入する大きさに形成し、通水管の地下水上流側の管端開口に透水性のフィルターを交換可能に設置する。
（Ｖ）不溶化処理体を埋め戻す。
通水管の設置、立孔の形成の後に、第二溶出量基準に適合する不溶化処理体を埋め戻し、表層を設ける。表層（遮水層）はコンクリートやアスファルトなどによって形成すればよい。
通水管の設置、立孔の形成の後に、第二溶出量基準に適合する不溶化処理体を埋め戻し、表層を設ける。表層（遮水層）はコンクリートやアスファルトなどによって形成すればよい。
〔不溶化埋め戻し措置の実施モデル〕
実施モデルを図４に示す。対象地盤は地下１〜５mまでが帯水層、５m以深は難透水層である。汚染土壌は地下０.５〜５mに存在し、不溶化処理体の大きさは深さ４.５m×幅４０m×長さ５０mである。なお、土壌汚染が存在する地盤の土質は一般的には汚染物質が移動し難い粘性土が多いが、地下水の通水構造に関するので、地下水の流量が多い砂質土を設定する。
実施モデルを図４に示す。対象地盤は地下１〜５mまでが帯水層、５m以深は難透水層である。汚染土壌は地下０.５〜５mに存在し、不溶化処理体の大きさは深さ４.５m×幅４０m×長さ５０mである。なお、土壌汚染が存在する地盤の土質は一般的には汚染物質が移動し難い粘性土が多いが、地下水の通水構造に関するので、地下水の流量が多い砂質土を設定する。
施工条件の一例を以下に示す。
地下水流動の阻害断面：４×４０ｍ（Ａ＝160ｍ2）
地下水の動水勾配Ｉ：０.０１５（地盤汚染対応マニュアル参照）
帯水層（地盤）の土質：砂質土
地盤の透水係数ｋ：１×１０-2cm/sec
地下水の流速ｖ：ｋ×Ｉ＝10-2×0.015＝1.5×10-4cm/sec＝0.13m/day＝47m/year
地下水流動の阻害断面：４×４０ｍ（Ａ＝160ｍ2）
地下水の動水勾配Ｉ：０.０１５（地盤汚染対応マニュアル参照）
帯水層（地盤）の土質：砂質土
地盤の透水係数ｋ：１×１０-2cm/sec
地下水の流速ｖ：ｋ×Ｉ＝10-2×0.015＝1.5×10-4cm/sec＝0.13m/day＝47m/year
〔通水管〕
通水管（コンクリート製，塩ビ製）の内部にポーラスコンクリートが充填される。
ポーラスコンクリートの性状：空隙率１５〜４０％、圧縮強度１６〜３０N/mm2
ポーラスコンクリートの充填：以下の(1)または(2)の何れでもよい。
(1)現場で打設する方法：施工現場で生コンを通水管内部に打設する。
(2)プレキャスト；プレキャスト製品として工場で通水管内部に生コンを充填する。
通水管（コンクリート製，塩ビ製）の内部にポーラスコンクリートが充填される。
ポーラスコンクリートの性状：空隙率１５〜４０％、圧縮強度１６〜３０N/mm2
ポーラスコンクリートの充填：以下の(1)または(2)の何れでもよい。
(1)現場で打設する方法：施工現場で生コンを通水管内部に打設する。
(2)プレキャスト；プレキャスト製品として工場で通水管内部に生コンを充填する。
以下の施工手順に従って図１に示す通水構造を有する処理構造体を形成した。
手順1：汚染土を地表に掘削し、不溶化材と混合し不溶化処理する。
手順2：通水管を設置する。ポーラスコンクリートは上記(1)(2)の何れかによって充填。
手順3：不溶化処理土（体）を通水管の上部に埋め戻し、締め固める。
手順4：表層を被覆する。
必要に応じて確認用井戸を上流側に設置し、通水管端の開口にフィルターを交換可能に取り付ける。フィルターは市販の塩ビ有孔管用の不織布フィルター（透水係数１×１０-1cm/sec程度）を用いた。
手順1：汚染土を地表に掘削し、不溶化材と混合し不溶化処理する。
手順2：通水管を設置する。ポーラスコンクリートは上記(1)(2)の何れかによって充填。
手順3：不溶化処理土（体）を通水管の上部に埋め戻し、締め固める。
手順4：表層を被覆する。
必要に応じて確認用井戸を上流側に設置し、通水管端の開口にフィルターを交換可能に取り付ける。フィルターは市販の塩ビ有孔管用の不織布フィルター（透水係数１×１０-1cm/sec程度）を用いた。
１０−不溶化処理体、１１−通水管、１２−遮水層、１３−難透水層、１４−管端、１５−地下水域、１６−ポーラスコンクリート、１７−立孔、１８−空間、１９−透水性壁、１０−フィルター。
Claims (5)
- 汚染土壌の不溶化処理体を貫き、または不溶化処理体の下部に通水管が設置されており、該通水管の内部にはポーラスコンクリートが充填されており、さらに該通水管の両端は不溶化処理体より外側の地下水域に開口しており、通水管内部のポーラスコンクリートを通じて地下水が通水可能であることを特徴とする汚染土壌の処理構造体。
- 通水管の管端に立孔が接続しており、該立孔は地表に延びて観測井を兼用している請求項１に記載する汚染土壌処理構造体。
- 通水管の地下水上流側の管端開口に透水性のフィルターが交換可能に設置されている請求項２に記載する汚染土壌処理構造体。
- 汚染土壌を掘り出し、不溶化材を混合して不溶化処理し、掘出跡には通水管を設置し、該通水管の内部にポーラスコンクリートを打設して充填し、あるいは予め内部にポーラスコンクリートを充填した通水管を掘出跡に設置し、その後、掘出跡に汚染土壌の不溶化処理体を埋め戻し、表層を設ける施工方法によって、通水管内部のポーラスコンクリートを通じて地下水が通水可能な構造体を形成することを特徴とする汚染土壌の処理方法。
- 掘出跡に通水管を設置した後に、管端開口に連通する立孔を設置し、その後、汚染土壌の不溶化処理体を埋め戻して立孔を有する処理構造体を形成する請求項４に記載する汚染土壌の処理方法。
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| JP2010169062A Active JP5743449B2 (ja) | 2010-07-28 | 2010-07-28 | 汚染土壌処理における通水構造を有する処理構造体とその施工方法 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0957247A (ja) * | 1995-08-22 | 1997-03-04 | Kajima Corp | 浸出汚染水の原位置浄化工法 |
| JP2009235883A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Taisei Corp | 通水管とその施工方法 |
| JP2009249834A (ja) * | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Daiho Constr Co Ltd | 地下構造物 |
-
2010
- 2010-07-28 JP JP2010169062A patent/JP5743449B2/ja active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0957247A (ja) * | 1995-08-22 | 1997-03-04 | Kajima Corp | 浸出汚染水の原位置浄化工法 |
| JP2009235883A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Taisei Corp | 通水管とその施工方法 |
| JP2009249834A (ja) * | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Daiho Constr Co Ltd | 地下構造物 |
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| JP5743449B2 (ja) | 2015-07-01 |
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