JP2015132131A - 覆砂工法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 覆砂の施工時に、覆砂材に含まれる微細な粒子６が水中に拡散して、濁りが生じることを防止するとともに、覆砂材が底泥層２を乱して、底泥が舞い上がり、沈降して、覆砂材層１１の上に底泥層２が形成されることを防止することができる覆砂工法を提供する。【解決手段】 本発明の覆砂工法は、ゼオライト粒子を、生分解性結合材によって固めることによって形成した覆砂材プレート８を水底に沈めることを特徴とするものである。【選択図】 図２
Description
湖や海などの水底に堆積した汚泥を砂などで被覆することにより、浚渫工法と同様の効果を得ることができる水底の覆砂工法に関するものである。
従来から湖や海などの水質および水界生態系を良好に保つための方法として、浚渫工法や覆砂工法が知られている。
浚渫工法は、水底に堆積した表層の汚泥（底泥）を除去することによって、下層の良質土を表出させる工法である。表層の汚泥は、溶出量、特に栄養塩溶出量が高く、ＤＯ（溶存酸素）消費量が高いため、湖や海などの水底に堆積した汚泥を放置しておくと、水質悪化の原因となるとともに、生物の棲息環境には好ましくない。このため、浚渫工法は、その原因となる汚泥を取り除くことによって、水質および水界生態系を良好に保つ方法である。
これに対して、覆砂工法は、水底に堆積した汚泥を砂等で底泥層により、浚渫工法と同様の効果を得ようとするものである。
図１は、従来の覆砂工法を概念的に示す略側面図である。
図１に示されるように、従来の覆砂工法は、海や湖沼の水底１に汚泥が堆積して形成された底泥層２の表面に、クラムシェルバケットなどの覆砂材投入機３を用いて、水上または水面４付近から、直接、砂粒５が散布されるように構成されている。
しかしながら、かかる方法においては、覆砂の施工時に、砂質土（覆砂材）に含まれる微細な粒子６が水中に拡散して、濁りが生じやすく、既存の底泥に覆砂材が着底する際に、周辺の水をかき乱すために、底泥が舞い上がって、濁りが生じやすいという問題があり、さらに、覆砂材が底泥層２内に潜り込んだり、底泥層２の上面に乱流が発生して、底泥が舞い上がり、舞い上がった底泥が覆砂材の層上に沈降して、覆砂材層の上に底泥層が形成されるおそれがあり、また、覆砂材層の層厚が不均一になることを想定して、覆砂材の投入量を決定するため、所定な厚さの覆砂材層を形成するために必要な覆砂材よりも、はるかに多量の覆砂材が必要になるという問題もあった。
そこで、特開２０１１−１６３０２７号公報（特許文献１）は、かかる従来の問題点を解決するため、水底面に面するように配置された放出口から覆砂材と水とを混合したスラリーを水底に向けて放出することを提案している。
また、特開２００３−２５３６７２号公報（特許文献２）には、一方の端面に底蓋を備え、他方の端面に開口を備えたガイド管と、ガイド管の内部に土砂を供給する土砂供給管を備え、ガイド管を底蓋が下方になるように、底泥層の近傍に位置させた状態で、土砂供給管の先端からガイド管の開口部を介して、土砂を底蓋に向けて、下方に土砂を供給し、供給した土砂をガイド管に沿って上昇させて、ガイド管の開口部から底泥層上に放出し、底泥上に覆砂層を形成するように構成された覆砂工法を開示している。
特開２０１１−１６３０２７号公報（特許文献１）に開示された方法のスラリーは、単に、覆砂材を水と混合しているに過ぎないため、依然として、覆砂材がスラリーから分離し、水中に拡散して、濁りが生じるおそれを完全に払拭することは難しいという問題点がある。
一方、特開２００３−２５３６７２号公報に記載された覆砂工法は、土砂供給管から土砂をガイド部材の底蓋に向けて供給し、ガイド部材の開口部から溢れさせて、底泥層上に覆砂層を形成するものであり、底泥を乱すことなく、覆砂層を形成することはできるが、土砂を水中に供給するものであるから、ガイド部材の開口部から溢れ出た土砂に含まれる微細な粒子が水中に拡散して、濁りが生じることを完全に防止することは困難であるという問題点がある。
したがって、本発明は、覆砂の施工時に、覆砂材に含まれる微細な粒子が水中に拡散して、濁りが生じることを防止するとともに、既存の底泥に覆砂材が着底する際に、覆砂材が周辺の水をかき乱して、底泥が舞い上がり、舞い上がった底泥が覆砂材層上に沈降して、覆砂材層の上に底泥層が形成されることを防止し、必要な覆砂材よりもはるかに多量の覆砂材を用いることなく、底泥層の上面に覆砂層を形成することができる覆砂工法を提供することを目的とするものである。
本発明のかかる目的は、砂粒を結合材によって固めた覆砂材を、覆砂すべき底泥層の上方の水中に沈めて、前記底泥層の上表面を覆うことを特徴とする覆砂工法によって達成される。
本発明の好ましい実施態様においては、砂粒を結合材によってプレート状に固めて生成した覆砂材プレートを、覆砂すべき底泥層の上方の水中に沈めて、覆砂すべき底泥層の上表面に着底させ、前記底泥層の上表面を覆うように構成されている。
本発明の別の好ましい実施態様においては、砂粒を結合材によって球状に固め、得られた球状覆砂材を、覆砂すべき底泥層の上方の水中に沈めて、前記底泥層の上表面を覆うように構成されている。
本発明において、結合材としては、好ましくは、生分解性の材料が用いられ、具体的には、卵や寒天、ゼラチンなどが本発明の結合材として、とくに好ましく用いられる。
本発明において、砂粒として、ゼオライト粒子が好ましく使用される。ゼオライトは放射性物質であるセシウムを吸着することができ、セシウムによって汚染された底泥層を被覆する覆砂材として、ゼオライトはとくに適している。
本発明によれば、覆砂の施工時に、覆砂材に含まれる微細な粒子が水中に拡散して、濁りが生じることを防止するとともに、既存の底泥に覆砂材が着底する際に、覆砂材が周辺の水をかき乱して、底泥が舞い上がり、舞い上がった底泥が覆砂材層上に沈降して、覆砂材層の上に底泥層が形成されることを防止し、必要な覆砂材よりもはるかに多量の覆砂材を用いることなく、底泥層の上面に覆砂層を形成することができる覆砂工法を提供することが可能になる。
図２は、本発明にかかる覆砂工法の好ましい実施態様を概念的に示す略側面図である。図２において、図１と共通の部分には、同じ参照番号が付されている。
図２に示されるように、本実施態様においては、ゼオライト粒子が、卵や寒天、ゼラチンなどの生分解性結合材により、プレート状に結合されて、覆砂材プレート８が生成され、生成された覆砂材プレート８は、作業船（図示せず）に固定されたクレーン１０を用いて、海や湖沼の水底１に汚泥が堆積して形成された底泥層２の上面に載置される。
ゼオライトは放射性物質であるセシウムを吸着することができ、セシウムによって汚染された底泥層を被覆する覆砂材として、ゼオライトはとくに適している。
ここに、覆砂材であるゼオライト粒子は生分解性結合材によって結合されているから、従来のように、覆砂材に含まれる微細な粒子が水中に拡散して、濁りが生じることを確実に防止することができる。
また、本実施態様においては、覆砂材プレート８を底泥層２の上面に載置するように構成されているため、覆砂材プレート８によって、底泥の舞い上がりが抑制され、したがって、底泥が舞い上がって、濁りを生じたり、舞い上がった底泥が覆砂材層上に沈降して、覆砂材層の上に底泥層２が形成されることを効果的に防止することが可能になる。
しかしながら、覆砂材プレート８が底泥層２の上面に載置される際に、底泥が舞い上がって、濁りが生じたり、舞い上がった底泥が覆砂材層上に沈降して、覆砂材層の上に底泥層２が形成されることがないように、クレーン１０によって、覆砂材プレート８をゆっくり、底泥層２上に載置することが好ましい。
このように、底泥層２の上面に載置された覆砂材プレート８は、ゼオライト粒子が卵や寒天、ゼラチンなどの生分解性結合材によって、プレート状に結合されたものであるから、図３に示されるように、時間経過とともに、結合材が徐々に分解し、底泥層２がゼオライト粒子によって被覆されて、覆砂材層１１が形成される。
本実施態様によれば、覆砂材であるゼオライト粒子は生分解性結合材によって結合されて、覆砂材プレート８が生成され、底泥層２の上面に載置されるから、従来のように、覆砂材に含まれる微細な粒子が水中に拡散して、濁りが生じることを確実に防止することができる。
さらに、本実施態様によれば、覆砂材プレート８は、ゼオライト粒子を卵や寒天、ゼラチンなどの生分解性結合材によって被覆して、形成されており、時間経過とともに、結合材は分解をするから、底泥層２の上面を、均一に、ゼオライト粒子によって被覆し、覆砂材層１１を形成することができる。
また、本実施態様によれば、ゼオライト粒子を結合して、覆砂材プレート８を生成する結合材として、卵や寒天、ゼラチンなどの生分解性結合材が用いられているから、周辺環境に悪影響を与えることなく、底泥層２の上面を、均一に、ゼオライト粒子によって被覆し、覆砂材層１１を形成することが可能になる。
さらに、本実施態様によれば、底泥層２の上面に、覆砂材プレート８が底泥層２の上面を覆うように載置されるから、底泥が舞い上がって、濁りが生じたり、舞い上がった底泥が覆砂材層１１上に沈降して、覆砂材層１１の上に底泥層２が形成されることを効果的に防止することができる。
図４は、本発明にかかる覆砂工法の他の好ましい実施態様を概念的に示す略側面図である。図４において、図１と共通の部分には、同じ参照番号が付されている。
図４に示されるように、本実施態様においては、ゼオライト粒子は卵や寒天、ゼラチンなどの生分解性結合材によって、球状に結合されて、球状覆砂材９が生成され、作業船（図示せず）に固定されたクラムシェルバケットなどの覆砂材投入機３を用いて、球状覆砂材９が海や湖沼の水底１に汚泥が堆積して形成された底泥層２の上面に投下される。
この際、球状覆砂材９が周辺の水をかき乱して、底泥が舞い上がることがないように、出来る限り、クラムシェルバケットなどの覆砂材投入機３を水底１の近くに位置させて、球状覆砂材９を底泥層２の上面に投下することが好ましい。
また、覆砂材であるゼオライト粒子は生分解性結合材によって結合されているから、従来のように、覆砂材に含まれる微細な粒子が水中に拡散して、濁りが生じることを確実に防止することができる。
球状覆砂材９は、図４に示されるように、海や湖沼の水底１に汚泥が堆積して形成された底泥層２の表面に均一に分布される。
このように、底泥層２の上面に形成された均一に分布された球状覆砂材９は、ゼオライト粒子が卵や寒天、ゼラチンなどの生分解性結合材によって、球状に結合されたものであるから、図５に示されるように、時間経過とともに、結合材が徐々に分解し、底泥層２がゼオライト粒子によって被覆されて、覆砂材層１１が形成される。
本実施態様によれば、覆砂材であるゼオライト粒子は生分解性結合材によって結合されて、球状覆砂材９が生成され、底泥層２の上面に投下されるから、従来のように、覆砂材に含まれる微細な粒子が水中に拡散して、濁りが生じることを確実に防止することができる。
さらに、本実施態様によれば、球状覆砂材９は、ゼオライト粒子を卵や寒天、ゼラチンなどの生分解性結合材によって被覆して、形成されており、時間経過とともに、生分解性結合材は分解をするから、底泥層２の上面を、均一に、ゼオライト粒子によって被覆し、覆砂材層１１を形成することができる。
また、本実施態様によれば、ゼオライト粒子を結合して、球状覆砂材９を生成する結合材として、卵や寒天、ゼラチンなどの生分解性結合材が用いられているから、周辺環境に悪影響を与えることなく、底泥層２の上面を、均一に、ゼオライト粒子によって被覆し、覆砂材層１１を形成することが可能になる。
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
たとえば、前記実施態様においては、覆砂材として、ゼオライト粒子が用いられているが、本発明において、覆砂材は生分解性結合材によって結合されているから、覆砂材はゼオライト粒子に限定されるものではなく、クリンカ多孔質粒子などの他の覆砂材を用いることもできる。
１ 水底
２ 底泥層
３ 覆砂材投入機
４ 水面
５ 砂粒
６ 微細な粒子
８ 覆砂材プレート
９ 球状覆砂材
１０ クレーン
１１ 覆砂材層
２ 底泥層
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４ 水面
５ 砂粒
６ 微細な粒子
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９ 球状覆砂材
１０ クレーン
１１ 覆砂材層
Claims (6)
- 砂粒を結合材によって固めた覆砂材を、覆砂すべき底泥層の上方の水中に沈めて、前記底泥層の上表面を覆うことを特徴とする覆砂工法。
- 砂粒を結合材によってプレート状に固めて生成した覆砂材プレートを、覆砂すべき底泥層の上方の水中に沈めて、覆砂すべき底泥層の上表面に着底させ、前記底泥層の上表面を覆うように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の覆砂工法。
- 砂粒を結合材によって球状に固め、得られた球状覆砂材を、覆砂すべき底泥層の上方の水中に沈めて、前記底泥層の上表面を覆うように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の覆砂工法。
- 前記結合材が生分解性材料であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の覆砂工法。
- 前記生分解性材料が、卵、寒天およびゼラチンよりなる群から選ばれる生分解性材料であることを特徴とする請求項４に記載の覆砂工法。
- 前記砂粒がゼオライト粒子であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の覆砂工法。
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