JP2020200681A - Lowering method of ground water cut-off property - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地盤の止水性低下方法に関する。 The present invention relates to a method for lowering the water stopping property of the ground.
従来、地盤の止水性を向上させるために、薬液を地盤に注入することが行われている。薬液としての注入材料が地盤の間隙に存在する水を追い出すとともに固化することで地盤の透水性を低下させる(すなわち止水性を向上させる)方法として、例えば、水ガラスを主材としこれに硬化剤や助剤を加えるものが知られている。また、地盤内で鉄イオンと酸化剤を混合して反応させることで地盤内に難溶性の析出物を発生させて止水性を向上させる方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a chemical solution has been injected into the ground in order to improve the water stopping property of the ground. As a method of reducing the permeability of the ground (that is, improving the water stopping property) by expelling and solidifying the water existing in the gaps of the ground by the injection material as a chemical solution, for example, water glass is used as the main material and a curing agent is used. And those that add auxiliaries are known. Further, a method is known in which iron ions and an oxidizing agent are mixed and reacted in the ground to generate a sparingly soluble precipitate in the ground to improve water stopping property (see, for example, Patent Document 1).
このようにして止水性が向上した地盤は、その用を終えた後に特別な処理がなされることなく放置されているのが現状である。しかしながら、止水領域が存続するとその両側において地下水位が互いに異なる状況となるため、止水性に関して原状回復することが望ましい場合がある。 At present, the ground with improved water stopping property is left untreated without any special treatment after its use. However, if the water blocking area continues, the groundwater levels will be different from each other on both sides, so it may be desirable to restore the original state with respect to water stopping.
そこで本発明は、地盤中に形成した止水領域の止水性を低下させることができる止水性低下方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for reducing water stoppage, which can reduce the water stoppage of a water stoppage region formed in the ground.
本発明は、地盤内での酸化還元反応を利用して固化され止水性が向上した止水領域を対象とし、酸化還元電位の正負が止水領域の酸化還元電位の正負とは逆である化学種を止水領域に接触させる、地盤の止水性低下方法を提供する。 The present invention targets a water-stopping region that is solidified by utilizing an oxidation-reduction reaction in the ground and has improved water-stopping properties, and the positive and negative of the redox potential is opposite to the positive and negative of the redox potential of the water-stopping region. Provided is a method for reducing the water-stopping property of the ground by bringing the seed into contact with the water-stopping area.
この方法では、止水領域の酸化還元電位とは正負が逆の酸化還元電位を有する化学種を用いるので、地盤の固化に寄与している物質を酸化還元反応によって分解して溶解させることができる。これにより、緻密化していた地盤が固化前の状態に復帰し、止水領域の止水性を低下させることができる。 In this method, since a chemical species having an oxidation-reduction potential opposite to the oxidation-reduction potential of the still water region is used, the substance contributing to the solidification of the ground can be decomposed and dissolved by the redox reaction. .. As a result, the densified ground can be restored to the state before solidification, and the water stopping property of the water stopping area can be lowered.
この方法において、止水領域は、硫化鉱物の生成により止水性が向上したものであることができ、この場合、化学種は酸化剤であることができる。この例は、止水領域の酸化還元電位が負であり、化学種の酸化還元電位が正である例である。このとき、酸化剤は酸素又は過酸化水素であることが好ましく、溶存酸素濃度が8mg/L以上の水溶液として止水領域に接触させることが好ましい。 In this method, the water blocking region can be one in which the water stopping property is improved by the formation of sulfide minerals, in which case the chemical species can be an oxidizing agent. This example is an example in which the redox potential of the still water region is negative and the redox potential of the chemical species is positive. At this time, the oxidizing agent is preferably oxygen or hydrogen peroxide, and is preferably brought into contact with the water blocking region as an aqueous solution having a dissolved oxygen concentration of 8 mg / L or more.
本発明の方法では、化学種を止水領域内に注入することが好ましい。この場合、止水領域に直接化学種が接触するので、酸化還元反応が生じる効率が高い。 In the method of the present invention, it is preferable to inject the chemical species into the still water region. In this case, since the chemical species comes into direct contact with the water blocking region, the efficiency of redox reaction is high.
本発明の方法では、止水領域に対する地下水の下流側に井戸を設けて止水領域の止水性が低下したことを確認することが好ましい。また、止水領域に対する地下水の上流側に井戸を設けて当該井戸から化学種を注入してもよい。 In the method of the present invention, it is preferable to provide a well on the downstream side of the groundwater with respect to the water stop region and confirm that the water stoppage of the water stop region is lowered. Further, a well may be provided on the upstream side of the groundwater with respect to the water stop region, and the chemical species may be injected from the well.
本発明によれば、地盤中に形成した止水領域の止水性を低下させることができる止水性低下方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a method for lowering the water stopping property of a water stopping area formed in the ground.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same parts or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
本発明は、地盤内での酸化還元反応を利用して固化され止水性が向上した止水領域を対象とし、その止水性を低下させる方法である。止水性を向上させる際に生じた酸化還元反応を打ち消す方向の酸化還元反応を行うことで、地盤が固化前の状態に復帰して止水性が低下する。この方法では、止水領域の酸化還元電位が正である場合は負の酸化還元電位を有する化学種を用い、反対に、止水領域の酸化還元電位が負である場合は正の酸化還元電位を有する化学種を用いる。以下に示す実施形態では、止水領域の酸化還元電位が負であり、化学種の酸化還元電位が正である場合を例にして説明する。 The present invention is a method for reducing the water-stopping property of a water-stopping region that has been solidified by utilizing an oxidation-reduction reaction in the ground to improve the water-stopping property. By performing the redox reaction in the direction of canceling the redox reaction that occurred when improving the water stopping property, the ground returns to the state before solidification and the water stopping property is lowered. In this method, a chemical species having a negative redox potential is used when the redox potential of the water-stopping region is positive, and conversely, a positive redox potential is used when the redox potential of the water-stopping region is negative. Use a chemical species that has. In the embodiment shown below, a case where the redox potential of the water-stopping region is negative and the redox potential of the chemical species is positive will be described as an example.
はじめに、地盤の止水性を向上させる方法について説明し、その後、同地盤の止水性を低下させる方法について説明する。 First, a method for improving the water-stopping property of the ground will be described, and then a method for reducing the water-stopping property of the ground will be described.
<地盤の止水性向上方法>
(止水システム)
地盤の止水性を向上させるために、図1に示された止水システム1を用いる。止水システム1は、止水対象とする地盤5内及び地盤5上に設けられており、隣接する複数の井戸3、及び、地上に設置された薬剤注入ポンプ15を備えている。
<Method of improving water stopping of the ground>
(Water stop system)
In order to improve the water stopping property of the ground, the
井戸3は、帯水層である地盤5を掘削して難透水層17にまで達するボーリング穴2に対し、スリットや貫通孔を壁面に有するストレーナー4が挿通されてなるものである。止水システム1においては、地盤5に存在する地下水は流れていてもよく、流れていなくてもよい。各井戸3の内部において、ストレーナー4の径はボーリング穴2の径よりも小さく、径の差分として生じた空間には砂7が充填されている。
The
砂7が充填されている空間において、井戸3の深さの約半分の高さ位置には、砂7の代わりに遮水材としてのベントナイト9が充填されている。そして、井戸内におけるベントナイト9が充填された高さ位置には、送水ポンプ11が設置されている。送水ポンプ11は、送水方向を上下に制御可能であって、送水ポンプ11の流量は、例えば10〜100L/分とする。複数が配置された井戸3のうち、一の井戸3aでは送水方向を上向きとし、他の井戸3bでは送水方向を下向きとする。
In the space filled with
ベントナイト9及び送水ポンプ11によって井戸3の内部における地下水の上下方向の移動が制限され、井戸3内が深さ方向に上部領域31と下部領域32とに区分されている。ここで、上部領域31と下部領域32との間の遮水性を確実にするために、送水ポンプ11を設置した周囲にパッカー(図示せず)を詰めてもよい。パッカーは中心部に孔が開いた環状の風船であり、これが膨らむことによって送水ポンプ11や井戸3の内周壁に密着するので、井戸3内の上部領域31と下部領域32との間の遮水性を高くすることができる。
The
各井戸3には、それぞれ地下水の硫酸イオン濃度及び全有機炭素(TOC)濃度、並びに、各井戸3内の水位及び流速を測定できる計器(図示せず)が設けられている。
Each
地上には、薬剤注入ポンプ15が設置されている。薬剤注入ポンプ15から各井戸3ヘ向かってパイプ13aが延び、パイプ13aの端部は各井戸3内に達している。
A
薬剤注入ポンプ15を通じて、水中で硫酸イオンを生じる第1の化学種(強酸を除く。)及び嫌気バイオ剤が井戸3内に添加される。ここで、嫌気バイオ剤は地盤5に生息する微生物を活性化させるものである。
Through the
「水中で硫酸イオンを生じる第1の化学種(強酸を除く。)」の具体例としては、例えば硫酸塩が挙げられる。すなわち、地下水中で電離して硫酸イオン(SO4 2−)を生じる化学種であり、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム等が挙げられる。これらは水和物であってもよい。
Specific examples of the "first chemical species (excluding strong acids) that generate sulfate ions in water" include sulfates. That is, ionized underground water is a chemical species that produce sulfate ion (
嫌気バイオ剤としては、即効性の高いものを選択してもよく、即効性は低いが持続性の高いものを選択してもよい。前者の嫌気バイオ剤の具体例としては、乳酸、グルコース、エタノール、グリセロール、酢酸、酪酸、プロピオン酸、蟻酸、ソルビトール、オリゴ乳酸、シュークロース等の成分を1種又は2種以上含有するものが挙げられる。後者の嫌気バイオ剤としては、前者の嫌気バイオ剤よりも分子量が大きいものが挙げられ、具体例としては、ポリ乳酸、植物油、エマルジョン油、高級脂肪酸等の成分を1種又は2種以上含有するものが挙げられる。ここで後者の嫌気バイオ剤の「持続」とは、一定量当たりの効果発現が嫌気バイオ剤の中でも長時間緩慢に続く様子を意味している。本実施形態では、即効性の高い嫌気バイオ剤を用いることが好ましい。 As the anaerobic bioagent, one having a high immediate effect may be selected, or one having a low immediate effect but a long duration may be selected. Specific examples of the former anaerobic bioagent include those containing one or more components such as lactic acid, glucose, ethanol, glycerol, acetic acid, butyric acid, propionic acid, formic acid, sorbitol, oligolactic acid, and shoe cloth. Be done. Examples of the latter anaerobic bioagent have a higher molecular weight than the former anaerobic bioagent, and specific examples thereof include one or more components such as polylactic acid, vegetable oil, emulsion oil, and higher fatty acid. Things can be mentioned. Here, the latter "sustained" of the anaerobic bioagent means that the onset of effect per fixed amount continues slowly for a long time even among the anaerobic bioagents. In this embodiment, it is preferable to use an anaerobic bioagent having a high immediate effect.
水中で硫酸イオンを生じる第1の化学種、及び、嫌気バイオ剤は、それぞれ水に混合しておき、使用時には薬剤注入ポンプ15を用いて井戸3へ注入する。
The first chemical species that produces sulfate ions in water and the anaerobic bioagent are each mixed with water and injected into the
(循環流形成工程)
以下、止水システム1を用いた地盤の止水性向上方法の手順を示す。はじめに、各井戸3内の送水ポンプ11を駆動させる。このとき、一の井戸3aでは送水方向を上向きとし、これに隣接する他の井戸3bでは送水方向を下向きとする(図1の白矢印A及びB)。すると、隣接する井戸3a,3b間の地盤5において、上部領域31,31同士、及び、下部領域32,32同士を結ぶ地下水の移動が起こり、その移動の向きは上部領域31,31間と下部領域32,32間とで逆向きとなる(図1の白矢印C及びD)。これによって、隣接する井戸3a,3b間で地下水が循環するように移動することとなる。また、各井戸3には上部領域31と下部領域32とを短絡する流れも生じる(図1の白矢印E)。
(Circulation flow formation process)
Hereinafter, the procedure of the method for improving the water stopping property of the ground using the
(第1の拡散工程)
薬剤注入ポンプ15を駆動し、隣接する井戸3a,3bのうちの少なくとも一方の井戸から、水中で硫酸イオンを生じる第1の化学種(以下単に「第1の化学種」と呼ぶ。)を添加する。ここで、第1の化学種の添加量は、地盤5内における濃度が地盤5の乾燥重量に対する硫黄分として0.001〜1重量%となる量を使用する。当該濃度は、改質対象とする地盤5の全体積の見積もりと、添加する第1の化学種の重量と、第1の化学種内に占める硫黄原子の重量とから計算することができる。
(First diffusion step)
The
当該添加量は、0.01〜1重量%であってもよく、0.001〜0.1重量%であってもよく、0.01〜0.1重量%であってもよく、0.05〜1重量%であってもよく、0.05〜0.1重量%であってもよい。これらの数値範囲の下限としては、0.02質量%、0.03質量%、0.04質量%、0.06質量%、0.07質量%、0.08質量%、0.092質量%を採用してもよい。これらの数値範囲の上限としては、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%を採用してもよい。 The addition amount may be 0.01 to 1% by weight, 0.001 to 0.1% by weight, 0.01 to 0.1% by weight, or 0. It may be 05 to 1% by weight, or 0.05 to 0.1% by weight. The lower limits of these numerical ranges are 0.02% by mass, 0.03% by mass, 0.04% by mass, 0.06% by mass, 0.07% by mass, 0.08% by mass, and 0.092% by mass. May be adopted. The upper limits of these numerical ranges are 0.2% by weight, 0.3% by weight, 0.4% by weight, 0.5% by weight, 0.6% by weight, 0.7% by weight, and 0.8% by weight. , 0.9% by weight may be adopted.
添加された第1の化学種は地下水中で電離して硫酸イオンを生じるとともに、送水ポンプ11の働きで形成された地下水の循環に乗って、地盤5内に拡散する。硫酸イオンが地盤5内に十分に拡散するよう、送水ポンプ11の駆動を継続する。
The added first chemical species is ionized in groundwater to generate sulfate ions, and diffuses into the
(第1の測定工程)
第1の拡散工程と並行して、第1の測定工程を行う。すなわち、第1の化学種を添加した直後に、又は、所定時間経過後に、井戸3から地下水を採取し、硫酸イオンの濃度を測定する。このとき、硫酸イオンが十分に拡散したことを確認するため、第1の化学種を添加した井戸とは反対側の井戸内の地下水を測定対象とすることが好ましい。測定の結果、硫酸イオンの濃度が所定の値、例えば第1の化学種を添加した地点の硫酸イオンの濃度が0.1重量%の場合、反対側の井戸内の地下水中の硫酸イオンの濃度が0.1重量%に達していたら、第1の化学種の添加、すなわち第1の拡散工程を終了する。0.1重量%に達していなかったら、再度第1の化学種の添加を行う。ここでは、地盤5内における硫酸イオンの濃度が0.001〜1重量%を維持することが好ましい。
(First measurement step)
A first measurement step is performed in parallel with the first diffusion step. That is, immediately after the addition of the first chemical species or after a lapse of a predetermined time, groundwater is collected from the
(第2の拡散工程)
第1の拡散工程及び第1の測定工程を終えた後に、隣接する井戸3a,3bのうちの少なくとも一方の井戸から、嫌気バイオ剤を添加する。嫌気バイオ剤の添加量は、地盤5への吸着量が0.3〜3.0kg/m3となる量とする。この添加量と吸着量との関係は、井戸3を設置するときに生じた掘削土を利用した試験によって事前に求めることができ、例えば、地下水1Lあたり5〜50mgに設定することができる。
(Second diffusion step)
After completing the first diffusion step and the first measurement step, the anaerobic bioagent is added from at least one of the
添加された嫌気バイオ剤は、送水ポンプ11の働きで形成された地下水の循環に乗って、地盤5内に拡散する。嫌気バイオ剤が地盤5内に十分に拡散するよう、送水ポンプ11の駆動を継続する。
The added anaerobic bioagent rides on the circulation of groundwater formed by the action of the
添加した嫌気バイオ剤は地盤5中の微生物を活性化し、微生物は、地盤5に元々含まれている硫酸イオン又は地下水中で硫酸塩が電離して生じた硫酸イオンを還元して硫化水素イオンHS−(更には硫化物イオンS2−)に変化させる。硫化水素イオン(及び硫化物イオン)は更に硫化鉱物となって(例えば地盤5中に存在する鉄イオンと反応して生じる硫化鉄となって)沈殿する。これによって井戸3a,3b間の地盤5が緻密化され、地盤5の止水性が向上する。同時に、地盤5の酸化還元電位が低下し、負の値となっていく。なお、止水性が向上した領域を止水領域5Aと呼ぶ(図2参照)。
The added anaerobic bioagent activates the microorganisms in the
(第2の測定工程)
第2の拡散工程と並行して、第2の測定工程を行う。すなわち、嫌気バイオ剤を添加するのと同時に、地下水の硫酸イオン濃度、全有機炭素濃度、並びに、井戸3a,3b内の水位及び流速を測定する。この測定は、以後継続する。ここで、微生物が活性化して活動が高まるほど全有機炭素濃度低下していくので、微生物の活動度を維持するために、全有機炭素濃度が所定の値以下に低下した場合に、嫌気バイオ剤を追加添加することが好ましい。反対に、嫌気バイオ剤の濃度が所定の値に達したときは、嫌気バイオ剤の添加を止める。また、井戸3a,3b内の水位及び流速を測定することで、地盤5の止水性の向上度合いを確認することができる。特に、両井戸3a,3b内の水位差と両井戸3a,3b内の流速との関係から止水性の向上度合いを確認することができる。
(Second measurement step)
A second measurement step is performed in parallel with the second diffusion step. That is, at the same time as adding the anaerobic bioagent, the sulfate ion concentration of the groundwater, the total organic carbon concentration, and the water level and the flow velocity in the
ここで、全有機炭素濃度は、100〜1000mg/Lの範囲を維持することが好ましく、100〜600mg/Lの範囲を維持することがより好ましい。1000mg/Lを超えるとpHが低下し微生物活性が生じにくい環境へ傾く傾向があり、反対に100mg/Lを下回ると微生物活性が生じにくくなる傾向がある。 Here, the total organic carbon concentration is preferably maintained in the range of 100 to 1000 mg / L, and more preferably maintained in the range of 100 to 600 mg / L. If it exceeds 1000 mg / L, the pH tends to decrease and the environment tends to be less prone to microbial activity, while if it is less than 100 mg / L, the microbial activity tends to be less likely to occur.
硫酸イオンの濃度が所定の値、例えば0重量%にまで低下したとき、且つ、止水性の向上度合いが所望の程度に達していると推定される場合は、送水ポンプ11の駆動を停止し、地下水の循環を止める。すなわち第2の拡散工程を終了する。一方、硫酸イオンの濃度が所定の値以下に低下していない場合、又は、止水性の向上度合いが所望の値に達していないと推定される場合は、送水ポンプ11を駆動し続け、第1の化学種や嫌気バイオ剤の追加添加を行ってもよい。
When the concentration of sulfate ions drops to a predetermined value, for example, 0% by weight, and when it is estimated that the degree of improvement in water stopping property has reached a desired degree, the drive of the
(透水試験)
上記の手順を終えた後、止水の程度を確認するために、例えば原位置透水試験を行う。例えば、井戸3aから揚水を行い、地下水位を低下させる。そこから時間を計り水位の回復の経時変化を測定する。得られた水位の回復の経時変化をグラフに示し(横軸:時間、縦軸:水位回復量)、グラフより得られる水位変化の傾きから透水係数を算出する。止水システム1の使用前後の透水試験を比較することで、止水性能を確認する。
(Water permeability test)
After completing the above procedure, for example, an in-situ water permeability test is performed to confirm the degree of water stoppage. For example, water is pumped from the
(効果)
止水システム1を用いたこの止水性向上方法においては、井戸3a,3b間で地下水の循環流が生じているため、井戸3a,3b内の地下水に添加した第1の化学種や嫌気バイオ剤が地盤5内に効率的に拡散することができる。そして、微生物が介在する上記還元反応は、化合物のみが関与する反応に比べて反応速度が緩やかであるので、第1の化学種及び嫌気バイオ剤の注入箇所である井戸3a,3b付近で集中的に反応する虞が小さく、第1の化学種や嫌気バイオ剤が地盤5内の広い範囲に拡散しやすい。このため、目標とする改質範囲まで均質且つ十分に地盤を改質することができる。
(effect)
In this method for improving water stoppage using the
また、仮に、先に嫌気バイオ剤を先に地盤5内に拡散させたとすると、嫌気バイオ剤によって地盤5内の微生物が活性化したところへ硫酸イオンが浸入してくることになり、井戸3a,3bの周辺領域が特に集中して反応が起こる虞が考えられる。これに対し、本実施形態では先に第1の化学種を添加していることから、微生物の活性化が十分でない況で硫酸イオンが地盤内に浸入でき、このため地盤改質の均質性が向上する。そして、本実施形態で用いる第1の化学種や嫌気バイオ剤は環境負荷が小さいという利点がある。
Further, if the anaerobic bioagent is first diffused into the
<地盤の止水性低下方法>
本実施形態の地盤の止水性低下方法は、図2に示された止水性低下システム100Aを用いる。止水性低下システム100Aは、上記の止水性向上方法で用いた複数の井戸3,3と、地上に設置された高濃度酸素水発生装置16とを備えている。高濃度酸素水発生装置16からは各井戸3へ向かってパイプ13bが延び、パイプ13bの端部は各井戸3内に達している。図2において、地盤5には上記の止水性向上方法によって形成された止水領域5Aが存在し、これによって、止水領域5Aが延びる方向と直交する方向に流れている地下水の上流側では流れが強く(白矢印F)、下流側では流れが弱く(白矢印G)なっている。また、止水性低下システム100Aは、止水領域5Aに対する地下水の下流側(図示左側)に下流側井戸30a、及び、上流側(図示右側)に上流側井戸30bを備えている。
<Method of reducing water stopping of the ground>
The method for lowering the water-stopping property of the ground of the present embodiment uses the water-stopping water-stopping
上記の止水性向上方法における循環流形成工程及び第1の拡散工程と同様の要領で、高濃度酸素水発生装置16からポンプを用いて高濃度酸素水を井戸3内に注入し、止水領域5A内に拡散及び循環させる。高濃度酸素水は、酸素の微小泡を含むウルトラファインバブル水又はマイクロバブル水であることが好ましい。また、高濃度酸素水は、その溶存酸素(DO)濃度が8mg/L以上であることが好ましく、20mg/L以上であることがより好ましく、25mg/L以上であることが更に好ましく、30mg/L以上であることが特に好ましい。ここで、DO濃度の測定は例えば蛍光式溶存酸素計を用いて行うことができる。高濃度酸素水を井戸3内に注入する場面、及び、高濃度酸素水のDO濃度を測定する場面では、酸素は必ずしも水に溶解している必要はなく、酸素の微小泡を含んでいる場合は、その状態で測定をした場合の値をDO濃度値とする。
High-concentration oxygen water is injected into the well 3 from the high-concentration
注入する高濃度酸素水は、酸化還元電位が正の値を示すものであり、+100〜+500mV程度であることが好ましい。ここでの酸化還元電位は、白金電極及び比較電極(銀/塩化銀電極)もしくは複合電極を用いて測定した場合の値である。 The high-concentration oxygenated water to be injected has a positive redox potential, and is preferably about +100 to +500 mV. The oxidation-reduction potential here is a value measured using a platinum electrode and a comparative electrode (silver / silver chloride electrode) or a composite electrode.
なお、ここでは止水領域5A内に拡散及び循環させるものとして高濃度酸素水を用いているが、酸化還元電位が正を示す物質であって地盤内を酸化することができる酸化剤であれば、他の化学種でもよい。酸化還元電位が正を示す物質であって地盤内を酸化することができる他の酸化剤(以下単に「第2の化学種」と呼ぶ。)としては、酸素の他に、例えば過酸化水素、オゾン、過酢酸ナトリウム、過炭酸ナトリウムが挙げられる。過酸化水素を添加する場合は、過酸化水素水として用い、その量はDO濃度に換算したときに上記の範囲となる量であることが好ましい。第2の化学種としては、酸素原子を含む化学種であることが好ましい。酸化剤の注入時は水溶液として注入することが好ましい。
Here, high-concentration oxygenated water is used to diffuse and circulate in the water-stopping
高濃度酸素水が止水領域5Aに接触すると、酸化還元反応が進行し、上記の止水性向上方法にて形成された硫化鉱物の沈殿物が溶解し、硫酸イオンが遊離する。その結果、緻密化していた地盤が固化前の状態に復帰し、止水領域5Aの止水性が低下する。同時に、遊離した硫酸イオンは地下水の流れに乗って下流側へ移動する。
When the high-concentration oxygenated water comes into contact with the water-stopping
高濃度酸素水の注入と併せて、下流側井戸30aにおいて、硫酸イオン濃度のモニタリングを行う。硫酸イオン濃度が高濃度(例えば500mg/L以上)になったとき、下流側井戸30aから地下水を汲み上げて硫酸イオンを回収する。この汲み上げによってもなお硫酸イオン濃度が高濃度で検出され続ける場合は、井戸3でも地下水を汲み上げることによって、地盤5内での硫酸イオンの拡散を防止することができる。
Along with the injection of high-concentration oxygenated water, the sulfate ion concentration is monitored in the
止水領域5Aの止水性が低下したかどうかの確認は、下流側井戸30a及び上流側井戸30bを用いて原位置透水試験を行うことで確認することができる。また、複数の井戸3,3間において、循環水量が止水改良前の状態に戻ったことを確認することで止水性が低下したことを確認することができる。これらの試験により、止水性に関する原状回復がなされたことを詳細に評価でき、結果の信頼性が高まる。
Whether or not the water stopping property of the
この止水性低下方法において、循環水量が極端に小さく高濃度酸素水の拡散浸透が遅いと考えられる場合は、図3に示されている止水性低下システム100Bのとおり、複数の井戸3,3間の止水領域5A内に新たに注入井戸40を設け、ここにも高濃度酸素水を注入する態様としてもよい。これにより、止水領域5Aへの酸素の供給を促進することができる。
In this method for reducing water stoppage, when it is considered that the amount of circulating water is extremely small and the diffusion and permeation of high-concentration oxygen water is slow, as in the water
また、上流側井戸30bに対しても高濃度酸素水を注入してもよい。この場合、止水領域5A内の循環流とは異なる方向からも酸素が供給されることになり、硫化鉱物の溶解効率を高めることができる。
In addition, high-concentration oxygen water may be injected into the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。上記実施形態では、止水領域の酸化還元電位が負であり、化学種の酸化還元電位が正である場合を例にして説明したが、酸化還元電位の関係を逆転させた状況として実施することもできる。例えば、止水性向上方法において、硫酸第一鉄又は硫酸第二鉄(及びその水和物でも可)と酸素水を用いて地盤を固化して止水領域の酸化還元電位を正にし、その後、止水性低下方法において、酸素、過酸化水素等の酸化剤を添加する代わりに水素水等の還元水、嫌気バイオ剤を添加してもよい。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. In the above embodiment, the case where the redox potential of the water-stopping region is negative and the redox potential of the chemical species is positive has been described as an example, but it is carried out in a situation where the relationship between the redox potentials is reversed. You can also. For example, in a method for improving water-stopping, ferrous sulfate or ferric sulfate (and its hydrate is also acceptable) and oxygenated water are used to solidify the ground to make the redox potential of the water-stopping region positive, and then In the method for lowering the water stopping property, instead of adding an oxidizing agent such as oxygen or hydrogen peroxide, reduced water such as hydrogen water or an anaerobic bioagent may be added.
なお、本発明は地盤内での酸化還元反応を利用して固化され止水性が向上した止水領域を対象とする止水性低下方法であるので、例えば水ガラスを主材として固化させた地盤や、セメント系固化材を用いて固化させた地盤は対象としない。 Since the present invention is a water-stopping reduction method for a water-stopping region that is solidified by utilizing an oxidation-reduction reaction in the ground and has improved water-stopping properties, for example, a ground solidified using water glass as a main material or , Ground solidified using cement-based solidifying material is not included.
以下、実施例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples.
(止水性向上試験)
図4に示されているとおり、長さ10cm、内径3cmのガラス製カラム51を用意し、これに微生物を含む原土Sを146.24g充填した。硫酸イオンを生じる化学種として硫酸ナトリウム十水和物を0.15質量%(原土の乾燥重量に対する硫黄分としての質量%)、嫌気バイオ剤として栄養塩(1g中の全有機炭素含有量が0.37gである物)を900mg(全有機炭素量を100mg/Lに調整するために必要となる量。100mg/Lを大きく超えると、pHが低下し微生物活性が生じにくい環境となる。反対に100mg/Lを大きく下回ると微生物活性が生じない。)を溶解させた水溶液52aを調製し、これを原土Sを充填したガラス製カラム51に対して動水勾配が0.5となるようにして通水した。この通水の駆動力は、浸出側に貯留する水溶液52bとの水位差による。浸出側に貯留した水溶液52bは流速1mL/分でポンプ53により元の水溶液52a側に返水した。こうした構成で60日間循環通水した。60日間の各時点において、通水した水量・通水時間・動水勾配・ガラス製カラムの断面積から、透水係数(k)を求めた。60日間の間、酸化還元電位は0〜−300mVを推移していた。
(Water stoppage improvement test)
As shown in FIG. 4, a
(止水性低下試験)
その後、上記の止水性向上試験を実施したガラス製カラムに対して、図5に示されているとおり、高濃度酸素水(マイクロバブル水、DO濃度=30mg/L)54を通水した。開始時の動水勾配は0.5とし、40日間通水した。通水させた高濃度酸素水54は循環利用をせず、液溜め55に溜めた。40日間の各時点において、通水した水量・通水時間・動水勾配・ガラス製カラムの断面積から、透水係数(k)を求めた。
(Water stoppage reduction test)
Then, as shown in FIG. 5, high-concentration oxygen water (microbubble water, DO concentration = 30 mg / L) 54 was passed through the glass column subjected to the above water-stopping improvement test. The running water gradient at the start was 0.5, and water was passed for 40 days. The high-concentration oxygenated
止水性向上試験及び止水性低下試験の結果を併せて図6のグラフに示す。このグラフでは、止水性向上試験開始前の透水係数(k0)を1とし、これに対する各測定時点における透水係数の比(透水係数比)を透水性の指標としている。経過時間が60日までは止水性向上試験における透水係数比を示しており、その後100日までは止水性低下試験における透水係数比を示している。 The results of the water-stopping improvement test and the water-stopping lowering test are also shown in the graph of FIG. In this graph, the hydraulic conductivity (k 0 ) before the start of the water stopping property improvement test is set to 1, and the ratio of the hydraulic conductivity to this at each measurement time point (permeability coefficient ratio) is used as an index of hydraulic conductivity. The elapsed time shows the hydraulic conductivity ratio in the water-stopping improvement test up to 60 days, and then shows the hydraulic conductivity ratio in the water-stopping lowering test up to 100 days.
図6に示した結果から、硫酸イオンを生じる化学種と嫌気バイオ剤とが溶解した水溶液では止水性を高める改質を行えることが分かった。また、その方法にて止水性が上昇した(透水性が低下した)原土は、その後に高濃度の酸素に晒されると止水性が改質前の状態に回復することが分かった。 From the results shown in FIG. 6, it was found that an aqueous solution in which a chemical species that produces sulfate ions and an anaerobic bioagent are dissolved can be modified to enhance water stopping. It was also found that the raw soil whose water-stopping property was increased (water permeability was decreased) by that method was subsequently exposed to a high concentration of oxygen to restore the water-stopping property to the state before modification.
本発明は、一旦固化して止水性を向上させた地盤を元の状態に回復したい場合に利用可能である。 The present invention can be used when it is desired to restore the ground once solidified and improved in water stopping property to the original state.
1…止水システム、2…ボーリング穴、3(3a,3b)…井戸、4…ストレーナー、5…地盤、7…砂、9…ベントナイト、11…送水ポンプ、13a,13b…パイプ、15…薬剤注入ポンプ、17…難透水層、30a…下流側井戸、30b…上流側井戸、31…上部領域、32…下部領域、40…注入井戸、51…ガラス製カラム、52a,52b…水溶液、53…ポンプ、54…高濃度酸素水、55…液溜め、100A,100B…止水性低下システム、S…原土。
1 ... Water stop system, 2 ... Boring hole, 3 (3a, 3b) ... Well, 4 ... Strainer, 5 ... Ground, 7 ... Sand, 9 ... Bentnite, 11 ... Water pump, 13a, 13b ... Pipe, 15 ... Chemical Injection pump, 17 ... impervious layer, 30a ... downstream well, 30b ... upstream well, 31 ... upper region, 32 ... lower region, 40 ... injection well, 51 ... glass column, 52a, 52b ... aqueous solution, 53 ... Pump, 54 ... High concentration oxygenated water, 55 ... Liquid reservoir, 100A, 100B ... Water stoppage reduction system, S ... Raw soil.
Claims (6)
酸化還元電位の正負が前記止水領域の酸化還元電位の正負とは逆である化学種を前記止水領域に接触させる、地盤の止水性低下方法。 Targeting the water-stopping area that is solidified by utilizing the redox reaction in the ground and has improved water-stopping
A method for lowering the water-stopping property of the ground by bringing a chemical species whose redox potential is opposite to the positive / negative of the redox potential in the water-stopping region into contact with the water-stopping region.
前記化学種は、酸化剤である、請求項1記載の方法。 The water blocking region has improved water stopping due to the formation of sulfide minerals.
The method according to claim 1, wherein the chemical species is an oxidizing agent.
The method according to any one of claims 1 to 5, wherein a well is provided on the upstream side of the groundwater with respect to the still area, and the chemical species is injected from the well.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53137520A (en) * | 1977-05-06 | 1978-12-01 | Obayashi Gumi Kk | Method of injection into ground |
JPS60892B2 (en) * | 1980-07-02 | 1985-01-10 | 日立造船株式会社 | Centrifugal molding equipment |
JP2003176529A (en) * | 2001-12-10 | 2003-06-24 | Takenaka Komuten Co Ltd | Method for lowering water permeability of ground |
JP2008188478A (en) * | 2006-06-23 | 2008-08-21 | Takenaka Komuten Co Ltd | Method and system for purifying polluted soil |
JP2010088991A (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Waseda Univ | Water treatment agent and water treatment method |
JP2017209621A (en) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | 鹿島建設株式会社 | Diffusion prevention method of polluted ground water |
US20180340113A1 (en) * | 2017-05-26 | 2018-11-29 | Saudi Arabian Oil Company | Iron sulfide removal in oilfield applications |
-
2019
- 2019-06-11 JP JP2019108594A patent/JP7149227B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53137520A (en) * | 1977-05-06 | 1978-12-01 | Obayashi Gumi Kk | Method of injection into ground |
JPS60892B2 (en) * | 1980-07-02 | 1985-01-10 | 日立造船株式会社 | Centrifugal molding equipment |
JP2003176529A (en) * | 2001-12-10 | 2003-06-24 | Takenaka Komuten Co Ltd | Method for lowering water permeability of ground |
JP2008188478A (en) * | 2006-06-23 | 2008-08-21 | Takenaka Komuten Co Ltd | Method and system for purifying polluted soil |
JP2010088991A (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Waseda Univ | Water treatment agent and water treatment method |
JP2017209621A (en) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | 鹿島建設株式会社 | Diffusion prevention method of polluted ground water |
US20180340113A1 (en) * | 2017-05-26 | 2018-11-29 | Saudi Arabian Oil Company | Iron sulfide removal in oilfield applications |
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