JP3061109B2 - 貯留施設の遮水工補修システムおよび補修方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物処分場など
の貯留施設における遮水工補修システムおよび補修方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業廃棄物や一般廃棄物を埋立処分する
廃棄物処分場では、所定の年月の間、廃棄物を生活環境
や生態系に影響を与えないような状態で貯留しなければ
ならない。そして、そのためには、廃棄物に含まれてい
る有害物質が汚染水として外部に漏水し地下水に流入す
ることがないよう、処分場の底面に所定の遮水工を施す
必要がある。

【０００３】かかる遮水工は、通常、軟質合成樹脂、ゴ
ム等で形成された遮水シートを用いて構成され、さらに
該シートに保護層を重ねることによって損傷を受けない
ようにしているが、それでも敷設時あるいは廃棄物投入
時に遮水シートが傷ついてしまうことがある。

【０００４】かかる事態を放置すれば、内部の汚染物質
が環境に拡散してしまうことになるため、遮水シートに
生じた破損を所定の検知システムによって早期に発見す
るとともに、発見された破損箇所を直ちに補修すること
が重要となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、破損箇所の補
修方法としては、予め遮水シートを二重構造とするとと
もに、該二重構造内を複数の区画に分割しておき、破損
が発見されたならば、破損した区画だけに注入剤を注入
して漏水を防止する方法や、ゴミ地盤に中空パイプを建
て込み、該パイプを介して注入剤を注入する方法がある
が、前者の場合においては、処分場建設時に予め複数の
区画に分割して、二重遮水シートの袋構造を敷設してお
く必要がある。

【０００６】高価な二重遮水シートを広大な処分場に使
用し、さらにそれを複数の区画に分割することになって
処分場建設のコスト高につながるという問題があった。

【０００７】一方、後者の場合においては、中空パイプ
を建て込むためのボーリングを行う際に誤って遮水シー
トを傷つけるおそれがあるため、中空パイプの立設位置
を遮水シートからある程度離さざるを得ず、したがっ
て、たとえ正確な破損位置を知り得たとしても、注入剤
を遮水シートの破損個所まで確実に誘導することができ
ないという問題があった。

【０００８】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、注入剤を遮水工の破損箇所まで誘導して該破
損箇所を確実に補修することが可能な貯留施設の遮水工
補修システムおよび補修方法を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る貯留施設の遮水工補修システムは請求
項１に記載したように、周辺地盤との境界面に所定の遮
水工が敷設された貯留空間内に設置された第１の電極
と、前記遮水工の外側に設置された第２の電極と、該第
１の電極と前記第２の電極との間に直流電圧を印加する
電源と、前記第１の電極若しくはその近傍から該電極と
同じ極性を持つ注入剤を注入する注入手段とから構成さ
れ、該注入剤が前記遮水工に生じた貫通部位を経て前記
第２の電極に至る経路に沿って誘導され該貫通部位にて
固化するようになっているものである。

【００１０】また、本発明に係る貯留施設の遮水工補修
システムは、前記第１の電極を陽極、前記第２の電極を
陰極とし、前記注入剤をアクリル酸塩系注入剤としたも
のである。

【００１１】また、本発明に係る貯留施設の遮水工補修
方法は請求項３に記載したように、周辺地盤との境界面
に所定の遮水工が敷設された貯留空間内に陽極を設置
し、該陽極若しくはその近傍からアクリル酸塩系注入剤
を注入し、該注入剤の注入中若しくは注入後に前記遮水
工の外側に設置された陰極と前記陽極との間に直流電圧
を印加し、前記注入剤を前記遮水工に生じた貫通部位を
経て前記陰極に至る経路に沿って誘導して該貫通部位に
て固化させるものである。

【００１２】本発明に係る貯留施設の遮水工補修システ
ムにおいては、貯留空間内に設置された第１の電極若し
くはその近傍から注入手段を介して注入剤を注入すると
ともに、遮水工の外側に設置された第２の電極との間に
直流電圧を印加する。

【００１３】ここで、注入剤は、第１の電極と同一の極
性を持つため、該電極若しくはその近傍から注入された
注入剤は、遮水工に生じた貫通部位を経て第２の電極に
至る経路に沿って電気泳動作用で移動する。そして、注
入剤の硬化時間、注入速度、電圧等を適宜設定してやれ
ば、注入剤は、遮水工の貫通部位を通過して該貫通部位
近傍で硬化する。

【００１４】また、本発明に係る貯留施設の遮水工補修
方法においては、貯留空間内に設置された陽極若しくは
その近傍から注入されたアクリル酸塩系注入剤は、遮水
工に生じた貫通部位を経て陰極に至る経路に沿って電気
泳動作用で移動し、遮水工の貫通部位を通過して該貫通
部位近傍で硬化する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る貯留施設の遮
水工補修システムおよび補修方法の実施の形態につい
て、添付図面を参照して説明する。

【００１６】図１(a) は、本実施形態に係る貯留施設の
遮水工補修システムを示した概念図である。同図でわか
るように、本実施形態に係る貯留施設の遮水工補修シス
テムは、地盤１を掘り下げて貯留空間２を形成してなる
廃棄物処分場３に適用したものであり、貯留空間２内に
設置された第１の電極としての陽極４と、周辺地盤１と
の境界面に敷設された遮水工である遮水シート５の外側
に設置された第２の電極としての陰極６と、該陰極６と
陽極４との間に直流電圧を印加する電源７とから構成さ
れる。

【００１７】遮水シート５は、軟質合成樹脂、ゴム等で
形成することができ、一重であるか二重であるかは問わ
ない。

【００１８】図１(b) は、陰極６を遮水シート５を省略
して平面図で示したものであり、同図でわかるように、
陰極６は、鉄筋等の導電性部材で格子状に構成してあ
る。かかる陰極６は、遮水シート５の真下に隣接配置し
てもよいし、遮水シート５の破損を防止するために砂等
の保護層を挟んで設置するようにしてもよい。

【００１９】陽極４は、図２でわかるように、炭素等の
導電性材料で形成した中空パイプ１１に孔１２を多数設
けたストレーナ管で構成してあり、注入管１３を介して
注入された注入剤を孔１２から周辺地盤１に拡散させる
注入手段としての役割も兼ねている。なお、注入管１３
を図示しないポンプおよびタンクに接続し、注入剤の注
入速度や注入量などを適宜調整できるようにしておくの
がよい。

【００２０】本実施形態に係る貯留施設の遮水工補修シ
ステムおよび補修方法においては、まず、図３(a) に示
すように、廃棄物処分場３を建設する際、遮水シート５
の下に予め陰極６を埋設しておく。そして、廃棄物処分
場３の使用が開始された後は、遮水シート５が損傷して
貫通部位が生じていないかどうかを定期的若しくは継続
的に監視する。

【００２１】ここで、同図に示すような貫通部位２２が
生じた場合、これを発見しその位置を特定する方法とし
ては、例えば、遮水シートの電気絶縁性を利用した電気
検知方法がある。すなわち、貯留空間２と周辺地盤１と
は、通常、遮水シート５によって電気的に絶縁されてい
るが、該遮水シート５に破損が生じた場合には、その貫
通部位２２を介して電流が漏洩する。したがって、所定
の電源装置で遮水シート５の内側と外側に電圧を加える
とともに、例えば遮水シート５の上面に多数の電極を配
置して電位分布や電流の流れ等を計測し、これら電位分
布等に生じる変化を検出すれば、遮水シート５に貫通部
位２２が発生したこと並びにその位置を知ることができ
る。

【００２２】貫通部位２２の発生並びにその位置が特定
されたならば、図３(b) に示すように、貫通部位２２の
近傍に電極４を設置する。電極４の設置にあたっては、
貯留空間２に投入されたゴミ地盤２１にボーリングで電
極挿入用の孔を形成すればよいが、その際に遮水シート
５を傷つけることがないよう、該シートとの間に適当な
間隔を設ける。

【００２３】次に、図４(a) に示すように、注入管１３
を介して注入剤３１を陽極４内に注入し、注入中若しく
は注入後に電源７を作動させて陽極４および陰極６間に
直流電圧を印加する。

【００２４】すると、注入剤３１は、遮水シート５に生
じた貫通部位２２を経て陰極６に向かう経路に沿って電
気泳動作用で移動し、図４(b) に示すように貫通部位２
２を通過して該貫通部位近傍で硬化し、貫通部位２２を
塞ぐ。

【００２５】なお、注入剤３１によって貫通部位２２が
塞がれない限り、該部位２２を通って注入剤３１が陰極
６の方向に移動し続けるが、注入剤３１が貫通部位２２
で固化して該部位を塞いだ場合には、注入剤３１が移動
しなくなる。したがって、通電量を継続監視すれば、注
入剤３１が固化して貫通部位２２を塞いだかどうかを容
易に判別することができる。

【００２６】注入剤３１としては、例えばアクリル酸塩
系注入剤に所定の硬化剤を添加したものを用いるのがよ
い。硬化剤の添加量については、電気泳動による注入剤
３１の移動速度、陽極４と遮水シート５との距離などを
考慮し、該注入剤３１が遮水シートの貫通部位にてちょ
うど硬化するように適宜決定する。

【００２７】アクリル酸塩系注入剤は、アクリル酸マグ
ネシウム、アクリル酸亜鉛、アクリル酸ニッケル、アク
リル酸アルミニウム等のアクリル酸多価金属塩から適宜
選択することができるが、これらの中でも得られるゲル
強度が優れ、また、得られるゲルのｐＨがほぼ中性を示
し、取扱いが容易であることからアクリル酸マグネシウ
ムが好ましい。

【００２８】アクリル酸多価金属塩の硬化手段として
は、通常、重合開始剤による硬化方法が採用される。重
合開始剤は、アクリル酸多価金属塩を重合させるもので
あれば特に限定されないが、親水基を有するアゾ化合物
（以下、単にアゾ化合物という）又はレドックス触媒を
使用することが好ましい。

【００２９】アゾ化合物の親水基としては、アミノ基、
水酸基、カルボキシル基などがあるが、アクリル酸多価
金属塩とともに陽極から注入して電気泳動で移動させる
ためには、重合開始剤もカチオン性のもの、例えばアミ
ノ基を有するものを使用するのがよい。このアゾ化合物
としては、アゾアミジン、環状アゾアミジン等があり、
具体的には2,2'-アゾビス[2-(イミダゾリン-2-イル）プ
ロパン]ジヒドロクロリド、2,2'-アゾビス(2-メチルプ
ロピオンアミジン）ジヒドロクロリド、2,2'-アゾビス
[2-(5-メチル-2-イミダゾリン-2-イル）プロパン]ジヒ
ドロクロリド等がある。

【００３０】このようなアゾ化合物を重合触媒として使
用すれば、得られる注入剤は適当なゲルタイムを有する
こととなり、注入剤が遮水シートの貫通部位近傍に十分
浸透した後でアクリル酸多価金属塩を重合させることが
できる。

【００３１】レドックス触媒を使用する場合、酸化剤と
しては、過炭酸ソーダや過ほう酸ソーダ、さらには過硫
酸ナトリウム、過硫酸カルシウム、過硫酸バリウムなど
の過硫酸塩等の酸化反応に関与する部位がアニオン性を
有するアニオン性酸化剤がある。還元剤としては、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、ヒドラジン、
ヒドロキシルアミン、ジメチルアミノプロピオニトリ
ル、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノプロパ
ノール、ピペラジン、モルホリン等のアミン類等のカチ
オン性還元剤がある。なお、レドックス触媒を使用する
場合には、酸化剤を含有する水溶液と還元剤を含有する
水溶液の２液とし、それぞれの水溶液の一方又は両方に
アクリル酸多価金属塩を含有させた２液を陽極若しくは
その近傍から貯留空間に注入すればよい。

【００３２】以上説明したように、貯留空間の内側に陽
極を、遮水工の外側に陰極を配置するとともに、陽極若
しくはその近傍からアクリル酸多価金属塩を含有する注
入剤を注入し、その注入中若しくは注入後に電極間に直
流電圧を印加するようにしたので、注入剤は、遮水シー
トの貫通部位を通って陰極に向かう経路に沿って電気泳
動で誘導される。

【００３３】したがって、注入された注入剤を遮水シー
トの貫通部位にて確実に硬化させて該貫通部位を塞ぐこ
とができるとともに、通電量を監視することによって貫
通部位の補修状況を把握することが可能となり、遮水シ
ートの補修工事の信頼性が飛躍的に向上し、注入剤の使
用量も節約することができる。

【００３４】また、陰極を遮水シートの直下に埋設する
ようにしたので、電圧が小さくても注入剤を遮水シート
の貫通部位まで確実に誘導することができる。なお、陰
極を格子状に形成して遮水シートの直下に埋設したこと
により、該遮水シートを補強する役割も果たし、投入さ
れた廃棄物の重量による遮水シートの不等沈下やそれに
起因する損傷を未然に防止することができる。

【００３５】本実施形態では、陰極を格子状としたが、
形状については任意であって格子状に限定されるもので
はない。また、小さな電圧でも注入剤を貫通部位まで誘
導できるように陰極を遮水シート直下としたが、場合に
よっては棒状の陰極を地盤表面から挿入するようにして
もよい。

【００３６】また、本実施形態では、陽極をストレーナ
管とすることによって注入剤の注入手段を兼用するよう
に構成したが、かかる構成に代えて、例えばプラスチッ
ク製のストレーナ管を注入手段とし、かかるストレーナ
管内に炭素棒で構成した陽極を配置するようにしてもよ
いし、陽極をストレーナ管に挿入せずに並べて配置する
ようにしてもよい。

【００３７】また、本実施形態では特に言及しなかった
が、遮水シートの破損を電気検知によって監視する場合
には、電気検知用の電極や電源を本実施形態の電極や電
源と兼用してもよいことは言うまでもない。

【００３８】また、本実施形態では、カチオン性の注入
剤を使用することを前提としたので、貯留空間には陽極
を、遮水工の外側には陰極を配置したが、アニオン性の
注入剤を使用する場合には、電極の極性を逆にすればよ
い。アニオン系注入剤としては例えば、水ガラス、ポル
トランドセメント、ベントナイトなどを主成分とする懸
濁液形水ガラス系注入剤や、水ガラス、炭酸水素ナトリ
ウム、塩化カルシウムなどを主成分とする溶液形水ガラ
ス系注入剤を使用すればよい。

【００３９】また、本実施形態では、廃棄物処分場に適
用した例で説明したが、本発明は、廃棄物処分場に限ら
ず、他の貯留施設にも適用することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の貯留施設の
遮水工補修システムは、周辺地盤との境界面に所定の遮
水工が敷設された貯留空間内に設置された第１の電極
と、前記遮水工の外側に設置された第２の電極と、該第
１の電極と前記第２の電極との間に直流電圧を印加する
電源と、前記第１の電極若しくはその近傍から該電極と
同じ極性を持つ注入剤を注入する注入手段とから構成さ
れ、該注入剤が前記遮水工に生じた貫通部位を経て前記
第２の電極に至る経路に沿って誘導され該貫通部位にて
固化するように構成したので、遮水シートの破損箇所を
確実に補修することができる。

【００４１】また、本発明に係る貯留施設の遮水工補修
方法は、周辺地盤との境界面に所定の遮水工が敷設され
た貯留空間内に陽極を設置し、該陽極若しくはその近傍
からアクリル酸塩系注入剤を注入し、該注入剤の注入中
若しくは注入後に前記遮水工の外側に設置された陰極と
前記陽極との間に直流電圧を印加し、前記注入剤を前記
遮水工に生じた貫通部位を経て前記陰極に至る経路に沿
って誘導して該貫通部位にて固化させるので、遮水シー
トの破損箇所を確実に補修することができる。

【００４２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る貯留施設の遮水工補修システ
ムの図であり、(a) は全体概念図、(b)は陰極の平面
図。

【図２】同じく陽極の側面図。

【図３】本実施形態に係る貯留施設の遮水工補修方法を
順次示した説明図であり、(a)は遮水シートに貫通部位
が生じた様子を示した図、(b) は貯留空間に陽極を設置
した様子を示した図。

【図４】引き続き本実施形態に係る遮水工補修方法を示
した説明図であり、(a) は陽極内に注入剤を注入した直
後の様子を示した図、(b) は注入剤が遮水シートに生じ
た貫通部位を通って陰極に移動する様子を示した図。

【符号の説明】

１ 周辺地盤 ２ 貯留空間 ３ 廃棄物処分場 ４ 陽極（第１の電極、注入手段） ５ 遮水シート（遮水工） ６ 陰極（第２の電極） ７ 電源 ２１ ゴミ地盤 ２２ 貫通部位 ３１ 注入剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−210258（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−178843（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−346424（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−304818（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−195262（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02B 3/12 E02B 7/02 E02D 3/11 B09B 1/00 G01M 3/00 - 3/40

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周辺地盤との境界面に所定の遮水工が敷
   設された貯留空間内に設置された第１の電極と、前記遮
   水工の外側に設置された第２の電極と、該第１の電極と
   前記第２の電極との間に直流電圧を印加する電源と、前
   記第１の電極若しくはその近傍から該電極と同じ極性を
   持つ注入剤を注入する注入手段とから構成され、該注入
   剤が前記遮水工に生じた貫通部位を経て前記第２の電極
   に至る経路に沿って誘導され該貫通部位にて固化するよ
   うになっていることを特徴とする貯留施設の遮水工補修
   システム。
2. 【請求項２】 前記第１の電極を陽極、前記第２の電極
   を陰極とし、前記注入剤をアクリル酸塩系注入剤とした
   請求項１記載の貯留施設の遮水工補修システム。
3. 【請求項３】 周辺地盤との境界面に所定の遮水工が敷
   設された貯留空間内に陽極を設置し、該陽極若しくはそ
   の近傍からアクリル酸塩系注入剤を注入し、該注入剤の
   注入中若しくは注入後に前記遮水工の外側に設置された
   陰極と前記陽極との間に直流電圧を印加し、前記注入剤
   を前記遮水工に生じた貫通部位を経て前記陰極に至る経
   路に沿って誘導して該貫通部位にて固化させることを特
   徴とする貯留施設の遮水工補修方法。