JP2014136198A - 耐震式汚染土壌囲い込み構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】汚染土壌囲い込み用の遮水構造体であって、地震によって遮水性能が損なわれ難いものを提供する。
【解決手段】難透水性の稠密な下部層Ｌ_１と上方から見て一部に汚染土壌エリアＡを含む透水性の上部層Ｌ_２とからなる地層に適用され、地中への固化材の注入及び撹拌による改良地盤工法を用いて構築される遮水構造体2を有する耐震式汚染土壌囲い込み構造物である。上記遮水構造体2は、上記汚染土壌エリアを囲む内側遮水壁部4と、この内側遮水壁部のさらに外側を一定の間隔を存して囲む外側遮水壁部6と、を具備し、これら内側遮水壁部及び外側遮水壁部は、上部層Ｌ_２の上端から下部層まで到達する閉鎖壁部として構築されており、内側遮水壁部及び外側遮水壁部の間の土壌を、少なくとも改良地盤工法の適用時に汚染土壌エリアを含まない緩衝領域10とするように構築するとともに、内外の両遮水壁部を連結する複数の縦長の連結壁部を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐震式汚染土壌囲い込み構造物に関する。

近年、発癌リスクのある特定有害物質などさまざまな汚染源で汚染された土壌に対して対処することが土壌汚染対策法などにより求められている。こうした汚染土壌に対する恒久的対策としては、主として掘削除去、原位置浄化、原位置封じ込めなどが行われている。掘削除去や原位置での完全浄化が最も好ましいが、汚染土壌の状況（例えば汚染物質が広範囲に亘る場合や深い深度まで及ぶ場合）や汚染源の種類（例えば土壌への吸着性が高い場合）によっては適用が難しい。

こうした状況のもと、掘削しての不溶化処理と原位置封じ込めを組み合わせた技術として、汚染土壌を平行な遮水壁で複数のブロックに分割し、各ブロックの土壌を掘り起こして浄化した後に元の場所に埋戻し、かつ汚染土壌の下方にある砂礫層の一方側より注水するとともに他方から排水して有害物質を回収するという浄化方法が提案されている（特許文献１）。

また汚染の周辺部から中心部へ向かって汚染物質の濃度が高くなる形態の汚染土壌に対して適用する技術として、高濃度の汚染部を矩形の内側の遮水壁部で、その外側の中程度の汚染部を矩形の中間の遮蔽壁部を、さらに低濃度の汚染部を包囲するように矩形の外側の遮水壁部でそれぞれ囲む封じ込め構造が知られている（特許文献２）。

特許第４６３２５８６号公報 特開２００７−３３０８３３号公報

特許文献１は、土壌中の汚染物質を掘削できる範囲にある場合に、特許文献２は、汚染がある程度広い範囲に亘っており、周辺部から中心部へ向かって汚染の程度が高くなる場合に有効な特別な汚染土壌の封じ込め技術である。しかしながらどういう形で汚染土壌を封じ込めるにしろ、恒常的に封じ込めるためには日本国では地震などの自然現象への対応策が欠かせない。現在の汚染土壌封じ込め用の遮水壁は、耐震性を考慮していないために地震により壁体にクラックを生ずる可能性がある。遮水壁は地中に設置されるから、目視によるクラック箇所の確認が困難である。そのためクラックからの漏水を地震後にモニタリングして補修するとすれば長い期間と大きな費用がかかる。また地震後に雨が降って遮水壁部の内側の水位が外側の水位より高くなると、クラックからの漏水確率がさらに増大する。

本発明の第１の目的は、汚染土壌囲い込み用の遮水構造体であって、地震によって遮水性能が損なわれ難いものを提供することである。
本発明の第２の目的は、上述の遮水構造体であって、汚染土壌エリアを囲む２重の遮水壁部同士を連結壁部で連結し、これら遮水壁部の間に緩衝領域を設けることで、遮水性能を向上させたものを提供することである。
本発明の第３の目的は、上述の遮水構造体であって、上記緩衝領域内の地下水位を制御することで汚染土壌エリアからの漏水を防止するようにしたものを提供することである。

第１の手段は、難透水性の稠密な下部層と上方から見て一部に汚染土壌エリアを含む透水性の上部層Ｌ_２とからなる地層に適用され、地中への固化材の注入及び撹拌による改良地盤工法を用いて構築される遮水構造体を有する耐震式汚染土壌囲い込み構造物であって、
上記遮水構造体は
上記汚染土壌エリアを囲む内側遮水壁部と、
この内側遮水壁部のさらに外側を一定の間隔を存して囲む外側遮水壁部と、を具備し、
これら内側遮水壁部及び外側遮水壁部は、上部層の上端から下部層まで到達する閉鎖壁部として構築されており、
内側遮水壁部及び外側遮水壁部の間の土壌を、少なくとも改良地盤工法の適用時に汚染土壌エリアを含まない緩衝領域とするように構築するとともに、
内外の両遮水壁部を連結する複数の縦長の連結壁部を設けている。

本手段では、例えば図２に交差する２方向の斜線で示す如く、汚染土壌エリアＡを囲む内側遮水壁部4及び外側遮水壁部6を設け、これら両遮水壁部を連結壁部8（等間隔の１方向の斜線で示す部分）で連結し、２つの遮水壁部の間の土壌部分を緩衝領域10とすることを提案している。汚染土壌を２重に囲うことで遮蔽性能が向上し、また連結壁部8を設けることで耐震性が向上する。遮水壁部4,6の圧縮強度と連結壁部8の圧縮強度とを必要に応じて異なる強度にすることができる（例えば遮水壁部4,6の圧縮強度は２Ｎ／ｍｍ^２以上であるに対して連結壁部のそれは１Ｎ／ｍｍ^２以上）。

第２の手段は、第１の手段を有し、かつ
各遮水壁部と連結壁部とはセメント系材料を用いて上記改良地盤工法により相互に一体に形成しており、各遮水壁部の硬化時の強度を２Ｎ／ｍｍ^２以上、連結壁部の硬化時の強度を１Ｎ／ｍｍ^２以上とするとともに、
少なくとも各遮水壁部の透水係数は、壁厚０．５ｍの場合に換算して１×１０^−８ｍ／ｓ以下となるように設定し、
内側遮水壁部よりも内側の領域は、上述の改良地盤処理工法を施さずに汚染土壌エリアを分断せずに囲い込む未処理領域とした。

本手段は、図２に示す如く内側遮水壁部の内側の領域Ｉを改良地盤工法を施さない未処理領域とすることを提案している。これにより壁体同士の交差点を少なくすることができる。また本手段では、遮水壁部及び連結壁部の好適な強度、遮水壁部の好適な透水係数をそれぞれ提案している。透水係数に関して「壁厚０．５ｍの場合に換算して１×１０^−８ｍ／ｓ以下」とは、壁厚０．５ｍの場合に透水係数が１×１０^−８ｍ／ｓ以下の遮水壁部と同等の遮水性能を有するという意味である。例えば遮水壁部の壁厚が１ｍの場合には透水係数が２×１０^−８ｍ／ｓ以下である。

第３の手段は、第１の手段又は第２の手段を有し、かつ
上述の緩衝領域内から揚注水管を介して水を揚水及び注水することが可能な揚水注水設備を設けるとともに、
当該緩衝領域よりも内側の領域の水位Ｈ_Ｉと当該緩衝領域の水位Ｈ_Ｂと当該緩衝領域よりも外側の水位Ｈ_Ｏとをそれぞれ測定する水位計を有し、かつ上述の内側の領域の水位Ｈ_Ｉが外側の領域の水位Ｈ_Ｏよりも低いときには、Ｈ_Ｉ＜Ｈ_Ｂ＜Ｈ_Ｏとなるように、また内側の領域の水位Ｈ_Ｉが外側の領域の水位Ｈ_Ｏより高いときにはＨ_Ｏ＜Ｈ_Ｉ＜Ｈ_Ｂとなるように揚水注水設備を制御する制御部を設けた。

本手段は、緩衝領域に対して揚水及び注水を行う揚水注水設備12、及び揚水注水設備を制御するための制御部20を設けている（図７参照）。制御部20は、内側の領域の水位Ｈ_Ｉが外側の領域の水位Ｈ_Ｏよりも低いときには、Ｈ_Ｉ＜Ｈ_Ｂ＜Ｈ_Ｏとなるように（同図）、また内側の領域の水位Ｈ_Ｉが外側の領域の水位Ｈ_Ｏより高いときにはＨ_Ｏ＜Ｈ_Ｉ＜Ｈ_Ｂとなるように（図８参照）制御を行う。これにより汚染土壌エリアからの漏水リスクが小さくなるように緩衝エリアの地下水位を調整することができる。

第４の手段は、第３の手段を有し、かつ
上記揚水注水設備を設置した緩衝領域を横切る各連結壁部の上端部又は下端部を切り欠いて連通オリフィスを形成し、これら連通オリフィスを介して当該緩衝領域の全体が連通するようにした。

本手段は、図１０、図１１に示すように連結壁部8に連通オリフィス26を設けることを提案している。これにより連通オリフィスを介して連通した領域全体の地下水位を一つの揚注水管を介して調整できる。

第５の手段は、第１の手段から第４の手段を有し、かつ
外側遮水壁部の外側に、少なくとも外側遮水壁部を囲む予備遮水壁部を具備しており、この予備遮水壁部は、内側遮水壁部及び外側遮水壁部と同様に、上部層の上端から下部層まで到達する閉鎖壁部として構築されるともに、縦長の連結壁部で相互に連結されており、
予備遮水壁部及びこれと隣接する遮水壁部との間の土壌も、上述の緩衝領域とすることで、汚染土壌エリアを包囲する少なくとも２重の緩衝領域が形成されるように設けた。

本手段では、図１２に交差する２方向の斜線で示す如く、内側遮水壁部4及び外側遮水壁部6のさらに外側に予備遮水壁部28を設けている。「予備遮水壁部」とは、万が一内側遮水壁部及び外側遮水壁部とにクラックを生じても予備遮水壁部により汚染土壌エリアからの漏水を食い止めるという程度の意味であり、これにより遮水性能が向上する。外側遮水壁部6と予備遮水壁部28との間の土壌部分は予備緩衝領域11としている。外側遮水壁部6と予備遮水壁部28とは、等間隔の１方向の斜線で示す連結壁部8で連結している。

第６の手段は、第１の手段から第４の手段のいずれかを有し、かつ
上記内側遮水壁部の内側の領域は、上述の未処理領域に代えて、上述の改良処理工法を用いて、上記汚染土壌領域を横切って内側遮水壁部の内周上の２箇所を連結する補助壁部を設けた処理領域とした。

本手段は、図１４に示すように内側遮水壁部4の内側の領域Ｉを、１方向の２重斜線で示す補助壁部30を設けた処理領域とした。これにより内側の領域Ｉの液状化を抑制することができる。図示例では格子状の複数の補助壁部を設けているが、必ずしも当該形態に限定されない。

第１の手段に係る発明によれば、汚染土壌エリアを囲む内側遮水壁部と外側遮水壁部との間に汚染土壌エリアを含まない緩衝領域を設けたから、遮水性能が向上し、両遮蔽壁部を連結壁部で連結したから、耐震性が向上する。
第２の手段に係る発明によれば、壁体の交差部を少なくすることができる。
第３の手段に係る発明によれば、遮水壁部の間の緩衝領域に揚注水管を設けたから、緩衝領域内の地下水位を調整することにより緩衝領域の内方からの漏水を防止し、汚染物質の封じ込め機能が高まる。
第４の手段に係る発明によれば、揚水注水設備を設置した緩衝領域に存する各連結壁に通水用のオリフィスを設けたから、最低限その緩衝領域の一箇所に揚注水管を挿入すれば、緩衝領域全体から揚水することができる。
第５の手段に係る発明によれば、緩衝領域を複数としたから、さらに全体としての遮水性能が向上する。
第６の手段に係る発明によれば、内側遮水壁部の内周面の２箇所を連結する補助壁部を設けたから、耐震強度がさらに向上する。

本発明の第１実施形態の耐震式汚染土壌囲い込み構造物の断面図である。 図１の耐震式汚染土壌囲い込み構造物の平面図である。 図１の耐震式汚染土壌囲い込み構造物の一部切欠き斜視図である。 図１の耐震式汚染土壌囲い込み構造物の遮水構造体の施工方法の説明図であり、同図（Ａ）は施工位置決め段階を、同図（Ｂ）は処理機貫入段階を、同図（Ｃ）は先端処理段階を、同図（Ｄ）は処理機引抜き段階を、同図（Ｅ）は処理機移動段階を示す。 図４の遮水構造体の施工箇所の平面図であり、同図（Ａ）は完全ラップ施工の場合を、また同図（Ｂ）は部分ラップ施工の場合をそれぞれ示す。 図２の遮水構造体の変形例の平面図である。 本発明の第２実施形態の耐震式汚染土壌囲い込み構造物の内側水位が低いときの作用説明図である。 図１の耐震式汚染土壌囲い込み構造物の内側水位が高いときの作用説明図である。 図１の耐震式汚染土壌囲い込み構造物の遮水構造体の平面図である。 図９の遮水構造体の要部拡大図である。 図９の遮水構造体の変形例の要部拡大図である。 本発明の第３実施形態の耐震式汚染土壌囲い込み構造物の平面図である。 図１２の耐震式汚染土壌囲い込み構造物の遮水構造体の切断面での断面図である。 本発明の第４実施形態の耐震式汚染土壌囲い込み構造物の平面図である。 図１４の耐震式汚染土壌囲い込み構造物の遮水構造体の断面図である。 図１５の遮水構造体の第１変形例の断面図である。 図１５の遮水構造体の第２変形例の断面図である。

図１から図６は、本発明の第１の実施形態に係る耐震式汚染土壌囲い込み構造物１を示している。

この耐震式汚染土壌囲い込み構造物1は、粘土などの難透水性下部層Ｌ_１と、汚染土壌エリアＡを含む透水性の上部層Ｌ_２とから成る地層に適用される。上部層は帯水層であり、その下部には非液状化層（細留分の多い砂層）を含んでいてもよい。汚染土壌エリアＡは、地表から一定の深さに存在し、上方から透視して或る広がりを有する。

本実施形態の耐震式汚染土壌囲い込み構造物1は、遮水構造体２のみで構成されている。この遮水構造体２は、汚染土壌エリアＡを囲む内側遮水壁部４と、さらに内側遮水壁部4から所定の距離を存してその周囲を囲む外側遮水壁部６と、これら両壁部を連結する連結壁部８とで構成されている。なお、図２などでは便宜的に各遮水壁部と連結壁部との境目に一点鎖線の境界線を入れている。

これら内側遮水壁部4と外側遮水壁部6と連結壁部8とは、従来公知の地盤改良工法のうち、処理機で地盤を掘削するとともにセメントなどの固化材スラリーを混入して強化させる深層混合処理工法を用いて一体に形成するとよい。この工法は、図４に示す如く、施工位置決め｛同図（Ａ）｝→処理機貫入｛同図（Ｂ）｝→処理機の先端部での撹拌処理｛同図（Ｃ）｝→処理機引抜き｛同図（Ｄ）｝→処理機移動｛同図（Ｅ）｝の各段階を経て行われる。処理機は複数（例えば４個）の撹拌軸を有し、各撹拌軸は、地中への貫入により、それぞれ柱状体を形成する。各柱状体は相互に連結しており、これら柱状体を連結したもの（「柱列杭」という）Ｃを一度の貫入行程で打設することができる。そして先行の柱列杭Ｃ_１と後行の柱列杭Ｃ_２とを図５（Ａ）の如く撹拌軸の一個分だけラップさせ（完全ラップ施工）、或いは図５（Ｂ）の如く撹拌軸の一部分だけラップさせる（部分ラップ施工）ことで次々に連続させ、壁体を構成する。これについては後述する。深層混合処理工法の他にソイルセメント壁工法で遮水壁部及び連結壁部を形成することが好ましい。

内側遮水壁部4及び外側遮水壁部6の属性や設計条件と連結壁部8の属性や設計条件を対比しながら説明する。
［機能の対比］
内側遮水壁部4及び外側遮水壁部6の機能は、汚染土壌エリアＡを２重に囲むことで当該エリアからの漏水を防止することであるのに対して、連結壁部8の機能は、内側遮水壁部4及び外側遮水壁部6を連結することで地震の外力に対する抵抗力を高めることである。
すなわち連結壁部8を設けることで遮水構造体２の断面性能（面積・断面係数・断面二次モーメント・断面二次半径）が向上する。
［到達深さの対比］
内側遮水壁部4及び外側遮水壁部6は遮水性能の確保のために地表から難透水性下部層Ｌ_１の深さまで到達させることを要するのに対して、連結壁部8は地震力に対する所要の抵抗力を達成できる限りどこまで到達させるべきという限定がなく、例えば上部層Ｌ_２の下部の非液状化層まで貫入させれば足りる。
もっともこのことは、連結壁部が図示例の如く内側遮水壁部4及び外側遮水壁部6と同じ深さまで到達している構造を発明の範囲から除外するものではない。
［強度の対比］
内側遮水壁部4及び外側遮水壁部6の圧縮強度は遮水性能と耐震性能とより設定するのに対して、連結壁部8の圧縮強度は耐震性能より設定するものとする。具体的には、好適な一例として、内側遮水壁部4及び外側遮水壁部6の圧縮強度を２Ｎ／ｍｍ^２以上とするとともに、連結壁部8の圧縮強度は１Ｎ／ｍｍ^２以上とするとよい。各遮水壁部は地震により壁体の一部にでもクラックが入れば意味がないので高強度である必要があるのに対して、連結壁部8はクラックを生じても直ちに連結手段としての機能を損なう訳ではないからである。上述の具体例の数値は、好適な一例であり、所要の遮水性能又は耐震性能に応じて適宜変更することができる。例えば各遮水壁部の圧縮強度を１．６Ｎ／ｍｍ^２以上とするとともに、連結壁部8の圧縮強度を０．８Ｎ／ｍｍ^２以上としてもよい。
［遮水性能の対比］
内側遮水壁部4及び外側遮水壁部6の透水係数は、壁厚０．５ｍの場合で１×１０^−８ｍ／ｓ以下又はこれと同等の遮水性能を有することが望ましいのに対して、連結壁部8には遮水性能が要求されない。そもそも閉鎖壁部である必要もなく、後述の連通オリフィスを有するものであっても構わない。
［施工方法の相違］
内側遮水壁部4及び外側遮水壁部6は、図５（Ａ）の完全ラップ施工で構成することが望ましいのに対して、連結壁部8は図５（Ｂ）の部分ラップ施工で構成する。部分ラップ施工は、通常の施工方法であるが、打設精度からラップ部で局部的に壁厚が小さくなる可能性がある。この工法で内側遮水壁部4及び外側遮水壁部6を施工すると漏水の原因となる可能性があるために、完全ラップ施工を適用することが好適である。

内側遮水壁部4と外側遮水壁部6との間の土壌部分は緩衝領域10としている。「緩衝領域」は、内側遮水壁4の内側の水位と外側遮水壁6の外側の水位の差により壁体内に生じる外側へ向かう浸透を緩和する機能を有する。図示の緩衝領域10は、複数の連結壁部8により複数の緩衝領域部分10a,10b,10c…に区分されている。汚染土壌エリアの汚染物質の危険性が特に大きい場合には、連結壁部8を、水の連通箇所を有しない閉鎖壁部（好ましくは内側遮水壁部と同様の補助遮水壁部）とすることができる。

また図示例では、図２に示す如く外側遮水壁部6及び内側遮水壁部4を上方から見て大・小の矩形とするとともに、これら両遮水壁部に対して連結壁部8を直交するように構成している。しかしながら必ずしもこの構造に限られるものではなく、例えば変形例である図６の如く遮水壁部に対して連結壁部8を斜めに設けてもよい。

本実施形態では、図２の如く内側遮水壁部4よりも内方の領域Ｉを、上記処理工法を施さない未処理領域としている。この構造とすることの第１の利点は、壁体同士の交差点を少なくすること、第２の利点は汚染土壌エリアを直接改良しないので、地盤改良時に汚染された土壌が地表に発生しない、第３の利点は改良ボリュームが少なくなることである。

第１の利点について捕捉説明すると、複数の壁体が交差する構造を打設する場合には、一方の壁体の柱列杭を順次打設した後で、一方の壁体の一部に他方の壁体の柱列杭の端部が重なる（ラップする）ように打設することになる。しかしながら施工の都合で一方の壁体と他方の壁体との間に材令差（例えば２〜３日）が生じた場合に先行の杭の強度が高くなり、後行杭施工時に貫入することが困難となる可能性がある。特に本発明の遮水構造体は耐震性を確保するために遮水壁の圧縮強度の設定を特に高くしているので、後行杭施工時に先行杭で高強度が発現しているとラップ施工が非常に困難となる。これを回避するためには、さまざまな調整方法（例えば先行杭において硬化遅延剤を混入するなど）が考えられるが、第１の壁体が第２の壁体に、第２の壁体が第３の壁体に…というように順次重なっていると、そうした調整の手順も複雑となってしまう。交差点が少ないとそうした困難を低減することができる。

本実施形態によれば、汚染土壌エリアＡを囲む２重の内側遮水壁部4及び外側遮水壁部6を連結壁部8で連結したから、高い遮水性能と十分な耐震性とを両立することができる。

図７から図１１は、本発明の第２の実施形態に係る耐震式汚染土壌囲い込み構造物１を示している。この実施形態の汚染土壌囲い込み構造物１は、上述の遮水構造体２と、この構造体の緩衝領域10からの揚水及び同領域に対する注水を可能とする揚水注水施設１２と、この揚水注水施設12を制御する制御部20とで構成されている。

上記揚水注水施設12は、好ましくは内側遮水壁部4内の土壌部分の表面に設置された貯留タンク14と、この内側遮水壁部4から緩衝領域10の下部側へ延びる揚注水管16と、この揚注水管16の地上部分の途中に設置されたポンプ18（揚注水管の内部で地下水位の下方に設置する場合もある）とを有している。そして揚水注水施設12は、本実施形態では制御部20からの指令により、或いは施設を管理する人間の指示により、緩衝領域10から揚水した水を貯水タンク14へ回収すること、及び、貯水タンク14内の水または水道水などを緩衝領域10内へ注水することが可能に構成している。

上記制御部20は、制御部本体22と、内側遮水壁部4の内側の地下水位を測定する水位計24Ａと、緩衝領域10内の地下水位を測定する水位計24Ｃと、緩衝領域10の外側の地下水位を測定する水位計24Bとを有している。そして制御部20は、緩衝領域10より内側の領域Ｉの水位Ｈ_Ｉが外側の領域Ｏの水位Ｈ_Ｏよりも低いときには、Ｈ_Ｉ＜Ｈ_Ｂ＜Ｈ_Ｏとなるように、また内側の領域Ｉの水位Ｈ_Ｉが外側の領域Ｏの水位Ｈ_Ｏより高いときにはＨ_Ｏ＜Ｈ_Ｉ＜Ｈ_Ｂとなるように揚水注水設備を制御するように構成する。

また本実施形態では、一つの緩衝領域10内に存在する連結壁部8の全部又は一部に連通オリフィス26を設け、これら連通オリフィス26を介して連通する領域部分に対して一本の揚注水管16を挿入することで当該領域部分全部の水位をコントロールすることができるようにしている。連通オリフィスを設けないで連結壁部8により区分される緩衝領域部分揚注水管16をそれぞれを設ける場合に比べて、揚水注水施設12を簡易に構築できる。

上記連通オリフィス26は連結壁部8の地下水位より下方の任意の箇所に設ければよいが、上述の深層混合処理工法やソイルセメント壁工法を用いる場合には、連結壁部8の下端部（図１０参照）又は上端部（図１１参照）を土壌の未処理部分として残して通水可能とすることが有利である。図示の連通オリフィス26は、上記連結壁部8の下端部又は上端部のうちの巾方向の一部として構成されている。これにより連結壁部8の強度を大きく損なわないようにすることができる。

上述の遮水壁部の透水係数は零ではなく、遮水壁部を挟んで両側の水位差がある場合（特に水位差が大きい場合）には非常に微量の水が浸透する傾向がある。しかしながら、本実施形態の構成によれば、通常時の状態、すなわち緩衝領域10より内側の領域Ｉの水位Ｈ_Ｉが外側の領域の水位Ｈ_Ｏよりも低い状態には、Ｈ_Ｉ＜Ｈ_Ｂ＜Ｈ_Ｏとなるように、またＨ_０の季節変動（降雨の影響など）などにより緩衝領域10の内側の領域Ｉの水位Ｈ_Ｉが外側の領域の水位Ｈ_Ｏより高い状態ではＨ_Ｏ＜Ｈ_Ｉ＜Ｈ_Ｂとなるように緩衝領域10の地下水位を調整することができる。いずれの場合にも緩衝領域10の方がその内側の領域に比べて地下水位が高くなっているので、外側遮水壁部6の壁内を外側へ向けて浸透することを抑えることができる。

図１２、図１３は、本発明の第３の実施形態に係る耐震式汚染土壌囲い込み構造物１を示している。この実施形態では外側遮水壁部6から一定の間隔を存してその周りを囲む予備遮水壁部28を設けたものである。本実施形態の構成では、内側遮水壁部4及び外側遮水壁部6の間の土壌部分を主緩衝領域10とするとともに、外側遮水壁部6及び予備遮水壁部28の間の土壌部分を予備緩衝領域11としている。これにより遮水性能が一層高まる。予備緩衝領域11は、複数の連結壁部8により複数の緩衝領域部分11a,11b,11c…に区分されている。第１実施形態の各遮水壁部に関して記載したことは、本実施形態の予備遮水壁部28に援用する。また各緩衝領域の連結壁部8にはそれぞれ連通オリフィス26を設けるとよい。

なお、主緩衝領域10及び予備緩衝領域11にはそれぞれ揚注水管16を挿入するとともに、水位計10C及び水位計10Dをそれぞれ設置して２つの緩衝領域の地下水位を制御するようにしてもよい。主緩衝領域10の地下水位をＨ_Ｂ１と、予備緩衝領域11の地下水位をＨ_Ｂ２とすると、制御部20は、主緩衝領域10より内側の領域Ｉの水位Ｈ_Ｉが外側の領域Ｏの水位Ｈ_Ｏよりも低いときには、Ｈ_Ｉ＜Ｈ_Ｂ１＜Ｈ_Ｂ２＜Ｈ_Ｏとなるようにし（図１３（Ａ）参照）、また内側の領域Ｉの水位Ｈ_Ｉが外側の領域Ｏの水位Ｈ_Ｏより高いときには少なくともＨ_Ｉ＜Ｈ_Ｂ１となる（図１３（Ｂ）参照）ように制御部20を構成するとよい。

図示例では、図１３（Ｂ）の如く、内側の領域Ｉの水位Ｈ_Ｉが外側の領域Ｏの水位Ｈ_Ｏより高いときにＨ_Ｉ＜Ｈ_Ｂ１かつＨ_Ｏ＜Ｈ_Ｂ２となるようにしている。この場合において、主緩衝領域10及び予備緩衝領域11の水位に関しては、Ｈ_Ｂ２≦Ｈ_Ｂ１となるようにするとより好ましい。仮に図１３（Ｂ）に示す予備緩衝領域11の水位Ｈ_Ｂ２を主緩衝領域10の水位Ｈ_Ｂ１よりも高くしても本発明のシステムとして成立するが、そうすると予備緩衝領域11と外側の領域Ｏとの水位差が大きくなり、予備遮水壁部28に対する浸透圧力が大となる。Ｈ_Ｂ２≦Ｈ_Ｂ１、すなわちＨ_Ｏ＜Ｈ_Ｂ２≦Ｈ_Ｂ１＞Ｈ_Ｉとすることで隣接する領域の水圧差が小さくなり、浸透の程度を最小にすることができる。

また図示していないが、さらにＨ_Ｉ＜Ｈ_Ｂ１かつＨ_Ｉ＜Ｈ_Ｂ２という条件を満たすように水位を調整すると、好適である。汚染土壌エリアＡが２重に水位の高い領域で囲われるので、汚染物質の封じ込め作用が向上するからである。

図１４から図１７は、本発明の第４の実施形態に係る耐震式汚染土壌囲い込み構造物１を示している。この実施形態では、内側遮水壁部4の内側の領域Ｉを、内側遮水壁部4の内周面の２か所を連結する少なくとも一つの補助壁部30を設けた処理領域としている。なお、図１４では便宜的に各遮水壁部と連結壁部又は補助壁部との境目に一点鎖線の境界線を入れている。補助壁部としては平行な複数の壁体を設けてもよく、また相互に交差する複数の壁体を設けても構わない。内側遮水壁部と補助壁部30との間隔、又は補助壁部30同士の間隔を適当に設定することで、内側遮水壁部4で囲まれた領域の液状化を抑制する性能を担保することができる。上記補助壁部30の好適な圧縮強度は耐震性能を満足する程度（例えば１Ｎ／ｍｍ^２以上）である。連結壁部と補助壁部とは強度が異なる場合もある。例えば図１７の構成の場合には、連結壁部の強度が補助壁部のそれよりも大きい。補助壁部がない下層部分においては、外周部の改良体のみで外力を負担するからである。

上記補助壁部30の到達深度は、適用地盤の状態により設計する。帯水層である上部層Ｌ_２が非液状化層Ｌａを含んでいる場合には、図１５の如くその非液状化層の上端まで補助壁部30を設ければ、地盤の液状化阻止という目的を達成するためには十分である。しかしながら、上部層Ｌ_２が非液状化層Ｌａを含んでいない場合には、図１６の如く帯水層の下端まで補助壁部30を設けることが望ましい。もっとも設計地震力が小さく汚染土壌エリアＡより上方の壁体で所定の耐震性を満足する場合には、補助壁部30の到達深度を汚染土壌エリアＡの上方に留めることができる。

なお、本発明の実施形態は発明の理解に資するために記載されたものであり、本発明の技術的範囲がこれらの態様に限定されるものと理解すべきではない。

１…耐震式汚染土壌囲い込み構造物 ２…遮水構造体 ４…内側遮水壁部
６…外側遮水壁部 ８…連結壁部 １０…緩衝領域、主緩衝領域
１０ａ・１０ｂ…緩衝領域部分
１１…予備緩衝領域 １１ａ・１１ｂ…緩衝領域部分
１２…揚水注水設備 １４…貯留タンク １６…揚注水管 １７…弁
１８…ポンプ
２０…制御部 ２２…制御部本体
２４Ａ…第１水位計 ２４Ｂ…第２水位計 ２４Ｃ…第３水位計
２６…連通オリフィス ２８…予備遮水壁部 ３０…補助壁部
Ａ…汚染土壌エリア Ｃ…柱列杭
Ｉ…内側領域 Ｏ…外側領域 Ｌ…ラップ部分
Ｌ_１…難透水性下部層 Ｌ_２…透水性上部層 Ｌａ…非液状化層 Ｖ…処理機

Claims (6)

1. 難透水性の稠密な下部層と上方から見て一部に汚染土壌エリアを含む透水性の上部層とからなる地層に適用され、地中への固化材の注入及び撹拌による改良地盤工法を用いて構築される遮水構造体を有する耐震式汚染土壌囲い込み構造物であって、
   上記遮水構造体は
   上記汚染土壌エリアを囲む内側遮水壁部と、
   この内側遮水壁部のさらに外側を一定の間隔を存して囲む外側遮水壁部と、を具備し、
   これら内側遮水壁部及び外側遮水壁部は、上部層の上端から下部層まで到達する閉鎖壁部として構築されており、
   内側遮水壁部及び外側遮水壁部の間の土壌を、少なくとも改良地盤工法の適用時に汚染土壌エリアを含まない緩衝領域とするように構築するとともに、
   内外の両遮水壁部を連結する複数の縦長の連結壁部を設けたことを特徴とする、汚染土壌囲い込み用の耐震式遮水構造体。
2. 各遮水壁部と連結壁部とはセメント系材料を用いて上記改良地盤工法により相互に一体に形成しており、各遮水壁部の硬化時の強度を２Ｎ／ｍｍ^２以上、連結壁部の硬化時の強度を１Ｎ／ｍｍ^２以上とするとともに、
   少なくとも各遮水壁部の透水係数は、壁厚０．５ｍの場合に換算して１×１０^−８ｍ／ｓ以下となるように設定し、
   内側遮水壁部よりも内側の領域は、上述の改良地盤処理工法を施さずに汚染土壌エリアを分断せずに囲い込む未処理領域としたことを特徴とする、請求項１に記載の汚染土壌囲い込み用の耐震式遮水構造体。
3. 上述の緩衝領域内から揚注水管を介して水を揚水及び注水することが可能な揚水注水設備を設けるとともに、
   当該緩衝領域よりも内側の領域の水位Ｈ_Ｉと当該緩衝領域の水位Ｈ_Ｂと当該緩衝領域よりも外側の水位Ｈ_Ｏとをそれぞれ測定する水位計を有し、かつ上述の内側の領域の水位Ｈ_Ｉが外側の領域の水位Ｈ_Ｏよりも低いときには、Ｈ_Ｉ＜Ｈ_Ｂ＜Ｈ_Ｏとなるように、また内側の領域の水位Ｈ_Ｉが外側の領域の水位Ｈ_Ｏより高いときにはＨ_Ｏ＜Ｈ_Ｉ＜Ｈ_Ｂとなるように揚水注水設備を制御する制御部を設けたことを特徴とする、請求項２の汚染土壌囲い込み用の耐震式遮水構造体。
4. 上記揚水注水設備を設置した緩衝領域を横切る各連結壁部の上端部又は下端部を切り欠いて連通オリフィスを形成し、これら連通オリフィスを介して当該緩衝領域の全体が連通するようにしたことを特徴とする、請求項３記載の汚染土壌囲い込み用の耐震式遮水構造体。
5. 外側遮水壁部の外側に、少なくとも外側遮水壁部を囲む予備遮水壁部を具備しており、この予備遮水壁部は、内側遮水壁部及び外側遮水壁部と同様に、上部層の上端から下部層まで到達する閉鎖壁部として構築されるともに、縦長の連結壁部で相互に連結されており、
   予備遮水壁部及びこれと隣接する遮水壁部との間の土壌も、上述の緩衝領域とすることで、汚染土壌エリアを包囲する少なくとも２重の緩衝領域が形成されるように設けたことを特徴とする、請求項２から請求項４のいずれかに記載の汚染土壌囲い込み用の耐震式遮水構造体。
6. 上記内側遮水壁部の内側の領域は、上述の未処理領域に代えて、上述の改良処理工法を用いて、上記汚染土壌領域を横切って内側遮水壁部の内周上の２箇所を連結する補助壁部を設けた処理領域としたことを特徴とする、請求項２から請求項５のいずれかに記載の汚染土壌囲い込み用の耐震式遮水構造体。