JP2013184103A

JP2013184103A - 有害物質を含む盛土材料を用いた盛土及び盛土施工方法

Info

Publication number: JP2013184103A
Application number: JP2012050505A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Nonaka; 隆博野中; Kenichi Kojima; 謙一小島; Masahiko Akazawa; 正彦赤澤; Tatsuya Morino; 達也森野
Original assignee: Railway Technical Research Institute; Japan Railway Construction Transport and Technology Agency
Current assignee: Railway Technical Research Institute; Japan Railway Construction Transport and Technology Agency
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2013-09-19
Anticipated expiration: 2032-03-07
Also published as: JP5826678B2

Abstract

【課題】有害物質対策として盛土材をセメント改良し、固めて有効利用する、有害物質を含む盛土材料を用いた盛土及びその盛土施工方法を提供する。
【解決手段】
有害物質を含む盛土材料を用いた盛土において、盛土を、有害物質を含む盛土材料にセメント系固化剤を添加・混合したセメント改良土とすることにより、前記盛土全体の透水係数を小さくし、盛土外部から盛土内部への水分の浸入や前記盛土内部から前記盛土外部への前記有害物質の浸出を防止し、さらに盛土内から溶出した重金属については吸着層で除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、有害物質を含む盛土材料を用いた盛土及び盛土施工方法に関するものである。

有害物質を含む盛土材料は、盛土材としての力学的な特性上は問題がない場合でも、有害物質の溶出等が懸念されるため、対策工を施した利用、もしくは産業廃棄物として処分されることが多いのが現状である。
このような有害物質を含む盛土材料を利用するための対策工として、覆土対策、吸着層対策、遮水シートによる囲い込み等による方法が提案されている。例えば、遮水シートとしての真空気密シートを用いて不良材料土を囲い込むようにした盛土が本願発明者によって既に提案されている（下記特許文献１参照）。

特開２０１１−１３２６６０号公報

しかしながら、従来の対策工である遮水シートによる囲い込み工法では、作業の手間や、盛土作業時のシートの破損という課題があり、吸着層工法では、未処理の盛土材の場合、浸透水が多くなると有害物質の溶出量が多くなるという問題がある。
さらに、遮水シート工法では、処分場など荷重が作用しないような箇所での使用は問題ないものと考えられるが、列車等の繰返し荷重が作用する鉄道盛土等への適用に関しては、経年的な劣化という問題がある。また、一部分が破損・損傷した場合、その部分から浸透水が盛土全体に広がることとなり、盛土全体の性能低下につながることとなる。

本発明は、上記状況に鑑みて、有害物質対策として盛土材をセメント改良し、固めて有効利用する、有害物質を含む盛土材料を用いた盛土及び盛土施工方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕有害物質を含む盛土材料を用いた盛土において、盛土を、有害物質を含む盛土材料にセメント系固化剤を添加・混合したセメント改良土とすることにより、前記盛土全体の透水係数を小さくし、盛土外部から盛土内部への水分の浸入や前記盛土内部から前記盛土外部への前記有害物質の浸出を防止し、さらに盛土内から溶出した重金属については吸着層で除去することを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の有害物質を含む盛土材料を用いた盛土において、前記透水係数ｋがｋ≦１×１０^-8ｃｍ／ｓであることを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の有害物質を含む盛土材料を用いた盛土において、前記セメント改良土からなる前記盛土は、支持地盤上に吸着層を敷設した上に配置することを特徴とする。

〔４〕上記〔３〕記載の有害物質を含む盛土材料を用いた盛土において、前記有害物質の含有量（溶出量）に応じて、前記吸着層は前記支持地盤上の前記盛土の施工範囲全体又はのり尻部のみに設置することを特徴とする。
〔５〕上記〔１〕、〔２〕、〔３〕又は〔４〕の何れか一項記載の有害物質を含む盛土材料を用いた盛土において、前記盛土内部から前記盛土外部への水分の浸出がある場合には、前記盛土中に排水性能を有する盛土補強材を敷設し、前記水分を集水ドレーンに集水し、集水管を通じて吸着層へ導いて前記盛土外部に排水することを特徴とする。

〔６〕上記〔１〕、〔２〕、〔３〕又は〔４〕の何れか一項記載の有害物質を含む盛土材料を用いた盛土において、前記盛土の盛土内部から前記盛土外部への水分の浸出がある場合には、前記盛土中に排水性能を有する盛土補強材を敷設し、前記水分を集水ドレーンに集水し、集水管を通じて浄化装置へ導き、この浄化装置に通してから排水管を介して前記盛土外部に排水することを特徴とする。

〔７〕有害物質を含む盛土材料を用いた盛土施工方法において、（ａ）支持地盤上に吸着層を施工し、（ｂ）有害物質を含む盛土材料にセメント系固化剤を事前に添加・混合し、前記吸着層上に所定の厚さで敷き均すか、または、現地において有害物質を含む盛土材料とセメント系固化剤を混合し、前記吸着層上に所定の厚さで敷き均し、（ｃ）前記盛土に対して所定の締め固め強度を確保する締め固めおよび転圧作業を実施し、（ｄ）盛土端部の覆土を施工し、（ｅ）前記盛土が所望の高さに達する天端まで、前記（ｂ）〜（ｄ）を繰り返し、（ｆ）床版工、路盤工を施工することを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）盛土材外部から盛土材内部への水分の浸入あるいは盛土材内部から盛土材外部への有害物質の浸出を防止することにより、浸透水の鉱化変質岩等の有害物質に浸透水が接触する接触面積を大幅に低減し、有害物質を含む盛土からの有害物質の溶出量を少なくすることができる。

（２）有害物質を含む盛土材料にセメント系固化剤等を添加するだけの作業であるため、施工に対する確実性が高い。
（３）盛土材自体の強度が高まるため、盛土の安定性の向上が図れる。
（４）盛土体の一部が崩壊した場合でも、盛土全体を改良土として構築しているため大きな性能低下とはならない。

本発明の第１実施例を示す有害物質を含む盛土材料を用いた盛土の断面模式図である。本発明の第１実施例を示す有害物質を含む盛土材料を用いた盛土の施工フローチャートである。本発明の第２実施例を示す有害物質の含有量（溶出量）が少ない場合の有害物質を含む盛土材料を用いた盛土の断面模式図である。本発明の第３実施例を示す盛土強化および盛土内浸透水の排水対策を施した有害物質を含む盛土材料を用いた盛土の断面模式図である。本発明の第４実施例を示す盛土強化および盛土内浸透水の排水対策を施した有害物質を含む盛土材料を用いた盛土の断面模式図である。

本発明の有害物質を含む盛土材料を用いた盛土は、盛土を、有害物質を含む盛土材料にセメント系固化剤を添加・混合したセメント改良土とすることにより、前記盛土全体の透水係数を小さくし、盛土外部から盛土内部への水分の浸入や前記盛土内部から前記盛土外部への前記有害物質の浸出を防止し、さらに盛土内から溶出した重金属については吸着層で除去する。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例を示す有害物質を含む盛土材料を用いた盛土の断面模式図である。
この図において、１は支持地盤、２は吸着層、３は盛土であり、有害物質を含む盛土材料のセメント改良土からなる。４は層厚管理材を敷設した覆土、５は床版、６は路盤である。

ここで、盛土３は、有害物質を含む盛土材料に透水係数が小さくなるようなセメント系固化剤を添加・混合したセメント改良土とする。例えば、透水係数ｋがｋ≦１×１０^-8ｃｍ／ｓとなるように構成して、不透水層とする。
このように、盛土を、有害物質を含む盛土材料にセメント系固化剤を添加・混合したセメント改良土とすることにより、盛土全体の透水係数を小さくし、盛土外部から盛土内部への水分の浸入や盛土内部から盛土外部への有害物質の浸出を防止し、さらに盛土内から溶出した重金属については吸着層で除去する。

図２は本発明の第１実施例を示す有害物質を含む盛土材料を用いた盛土の施工フローチャートである。
（１）まず、支持地盤１上の盛土下層となる位置に吸着層２を施工する（ステップＳ１）。
（２）有害物質を含む盛土材料にセメント系固化剤を事前に添加・混合した盛土材を吸着層上に所定の厚さ（約３０ｃｍ）で敷き均す。または、現地において有害物質を含む盛土材料とセメント系固化剤を混合した盛土を吸着層上に所定の厚さで敷き均す（ステップＳ２）。

（３）盛土に対して、所定の締め固め強度を確保する締め固めおよび転圧作業を実施する（ステップＳ３）。
（４）盛土端部の覆土４を施工する（ステップＳ４）。
（５）盛土が所望の高さに達する天端まで、ステップＳ２〜Ｓ４を繰り返す（ステップＳ５）。

（６）床版工、路盤工を施工し、完成とする（ステップＳ６）。
図３は本発明の第２実施例を示す有害物質の含有量（溶出量）が少ない場合の有害物質を含む盛土材料を用いた盛土の断面模式図である。
この図において、１１は支持地盤、１２は吸着層、１３は盛土であり、第１実施例と同様に有害物質を含む盛土材料のセメント改良土からなる。１４は層厚管理材を敷設した覆土、１５は床版、１６は路盤である。

この実施例では、のり尻部のみに吸着層１２を設置するようにしたので、盛土の有害物質の含有量（溶出量）が少ない場合の施工に適している。
図４は本発明の第３実施例を示す盛土強化および盛土内浸透水の排水対策を施した有害物質を含む盛土材料を用いた盛土の断面模式図である。
この図において、２１は支持地盤、２２は吸着層、２３は盛土であり、第１、第２実施例と同様に有害物質を含む盛土材料のセメント改良土からなる。２４は盛土補強材（ジオテキスタイル）、２５は層厚管理材を敷設した覆土、２６は床版、２７は路盤、２８は集水ドレーン、２９は集水管である。

上記したように、第１、第２実施例も、基本的には盛土内への浸水を防止する構造体としているが、この実施例では、万が一の浸水に備えて、盛土２３内部に排水性能を有する盛土補強材（ジオテキスタイル）２４を敷設することによって、浸透水を集水ドレーン２８に集水し、集水管２９を通じて吸着層へ導いて、盛土外部に排水するように構成している。

このように、盛土２３内に排水機能を有する盛土補強材（ジオテキスタイル）２４を敷設することにより、浸透水の排水を促進するとともに、盛土体の安定性の向上を図ることができる。
図５は本発明の第４実施例を示す盛土強化および盛土内浸透水の排水対策を施した有害物質を含む盛土材料を用いた盛土の断面模式図である。

この図において、３１は支持地盤、３２は吸着層、３３は盛土であり、第１〜第３実施例と同様に有害物質を含む盛土材料のセメント改良土からなる。３４は盛土補強材（ジオテキスタイル）、３５は層厚管理材を敷設した覆土、３６は床版、３７は路盤、３８は集水ドレーン、３９は集水管、４０は浄化装置、４１は排水管である。
この実施例では、万が一の浸水に備えて、盛土３３内部に排水性能を有する盛土補強材（ジオテキスタイル）３４を敷設することによって、浸透水を集水ドレーン３８に集水し、集水管３９を通じて浄化装置４０へ導いて、浸透水を浄化装置４０に通してから排水管４１を介して盛土外部に排水するように構成している。

このように、盛土３３内に排水機能を有する盛土補強材（ジオテキスタイル）３４を敷設することにより、浸透水の排水を促進するとともに、盛土体の安定性の向上を図ることができる。さらに、浄化装置４０を集水管３９と排水管４１との間に設けたので、盛土外部への排水の有害性を減少させることができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の有害物質を含む盛土材料を用いた盛土は、有害物質を含む盛土材料にセメント系固化材を添加・混合してセメント改良土として固めることにより、盛土全体の透水係数を小さくし、盛土内部への水分の浸入や盛土内部から外部への有効物質の浸出を防止することができる、有害物質を含む盛土材料を用いた盛土として利用可能である。

１，１１，２１，３１支持地盤
２，１２，２２，３２吸着層
３，１３，２３，３３盛土（有害物質を含む盛土材料のセメント改良土）
４，１４，２５，３５層厚管理材を敷設した覆土
５，１５，２６，３６床版
６，１６，２７，３７路盤
２４，３４盛土補強材（ジオテキスタイル）
２８，３８集水ドレーン
２９，３９集水管
４０浄化装置
４１排水管

Claims

盛土を、有害物質を含む盛土材料にセメント系固化剤を添加・混合したセメント改良土とすることにより、前記盛土全体の透水係数を小さくし、盛土外部から盛土内部への水分の浸入や前記盛土内部から前記盛土外部への前記有害物質の浸出を防止し、さらに盛土内から溶出した重金属については吸着層で除去することを特徴とする有害物質を含む盛土材料を用いた盛土。
請求項１記載の有害物質を含む盛土材料を用いた盛土において、前記透水係数ｋがｋ≦１×１０^-8ｃｍ／ｓであることを特徴とする有害物質を含む盛土材料を用いた盛土。
請求項１又は２記載の有害物質を含む盛土材料を用いた盛土において、前記セメント改良土からなる前記盛土は、支持地盤上に吸着層を敷設した上に配置することを特徴とする有害物質を含む盛土材料を用いた盛土。
請求項３記載の有害物質を含む盛土材料を用いた盛土において、前記有害物質の含有量（溶出量）に応じて、前記吸着層は前記支持地盤の前記盛土上の施工範囲全体又はのり尻部のみに設置することを特徴とする有害物質を含む盛土材料を用いた盛土。
請求項１、２、３又は４の何れか一項記載の有害物質を含む盛土材料を用いた盛土において、前記盛土内部から前記盛土外部への水分の浸出がある場合には、前記盛土中に排水性能を有する盛土補強材を敷設し、前記水分を集水ドレーンに集水し、集水管を通じて吸着層へ導いて前記盛土外部に排水することを特徴とする有害物質を含む盛土材料を用いた盛土。
請求項１、２、３又は４の何れか一項記載の有害物質を含む盛土材料を用いた盛土において、前記盛土の盛土内部から前記盛土外部への水分の浸出がある場合には、前記盛土中に排水性能を有する盛土補強材を敷設し、前記水分を集水ドレーンに集水し、集水管を通じて浄化装置へ導き、該浄化装置に通してから排水管を介して前記盛土外部に排水することを特徴とする有害物質を含む盛土材料を用いた盛土。
有害物質を含む盛土材料を用いた盛土施工方法において、
（ａ）支持地盤上に吸着層を施工し、
（ｂ）有害物質を含む盛土材料にセメント系固化剤を事前に添加・混合し、前記吸着層上に所定の厚さで敷き均すか、または、現地において有害物質を含む盛土材料とセメント系固化剤を混合し、前記吸着層上に所定の厚さで敷き均し、
（ｃ）前記盛土に対して所定の締め固め強度を確保する締め固めおよび転圧作業を実施し、
（ｄ）盛土端部の覆土を施工し、
（ｅ）前記盛土が所望の高さに達する天端まで、前記（ｂ）〜（ｄ）を繰り返し、
（ｆ）床版工、路盤工を施工することを特徴とする有害物質を含む盛土材料を用いた盛土施工方法。