JP3140279B2 - 汚染物質遮断壁の造成工法 - Google Patents

汚染物質遮断壁の造成工法

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JP3140279B2
JP3140279B2 JP05261993A JP26199393A JP3140279B2 JP 3140279 B2 JP3140279 B2 JP 3140279B2 JP 05261993 A JP05261993 A JP 05261993A JP 26199393 A JP26199393 A JP 26199393A JP 3140279 B2 JP3140279 B2 JP 3140279B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、汚染されたあるいは汚
染の虞れがある領域の周囲に、汚染物質の周辺への移動
を防止するための汚染物質遮断壁の造成工法に関する。
【0002】
【従来の技術】産業の複雑化に伴って、環境問題が深刻
化しつつある。この中でも、産業廃棄物から溶出する汚
染物質、たとえば重金属(水銀、カドミウム、クロムな
ど)、有機汚染物質(有機塩素系溶剤や農薬類)、生ゴ
ミから発生するアンモニア性窒素、BOD、CODなど
の、生活領域や田畑への流出を防止することは、緊急の
解決すべき問題である。
【0003】この問題を解決するための手段は、遮水シ
ートまたはシートパイルで遮断するか、コンクリート壁
またはセメント−ベントナイト系自硬性壁を造成するな
どの手段がある。
【0004】しかし、この種の壁体は、透水係数がきわ
めて低く、地下水の流れをも遮断することとなる。完全
に地下水の流れを遮断することは、植物の成育を阻害し
たり、地下水の利用が制限されるなどの問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、汚染物質のみを捕捉し、地下水の流動は、ある程度
自由にする遮断壁を造成することが有効であるとの結論
に達している。
【0006】しかしながら、地中壁を造成するための掘
削時において、一般に粘性土は、自立性が高いために、
崩壊がないまたは少ない。これに対して、砂質土層は、
自立性に乏しく、崩壊が生じる。
【0007】したがって、本発明の課題は、地中壁の造
成に際して、地盤の崩壊を防止するとともに、遮断壁自
体は透水性のものとすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、次記の3つの態様を包含する。 (第1の態様) 対象地盤をセメント−ベントナイト系安定液を満たした
状態で所定の深さまで掘削するとともに、その掘削壁面
の自立化を図った後、前記安定液を満たした状態でまた
は安定液を除去した後に、トレンチ内に汚染物質の捕捉
材料を投入し、最終的に造成される遮断壁自体は透水係
数10 -4 cm/秒以上の透水性を有するものとすること
を特徴とする汚染物質遮断壁の造成工法。
【0009】(第2の態様) 対象地盤を所定の深さまで空掘りにより掘削した後、そ
の掘削空間内にセメント−ベントナイト系安定液を流し
込み、その掘削壁面の自立化を図った後、前記安定液を
満たした状態でまたは安定液を除去した後に、トレンチ
内に汚染物質の捕捉材料を投入し、最終的に造成される
遮断壁自体は透水係数10 -4 cm/秒以上の透水性を有
するものとすることを特徴とする汚染物質遮断壁の造成
工法。
【0010】(第3の態様) 掘削対象領域の崩壊性を有する地層部分に、グラウトを
注入して自立性を有する地層に改良した後、対象地盤を
セメント−ベントナイト系安定液を満たした状態で所定
の深さまで掘削するとともに、その掘削壁面の自立化を
図った後、前記安定液を満たした状態でまたは安定液を
除去した後に、トレンチ内に汚染物質の捕捉材料を投入
し、最終的に造成される遮断壁自体は透水係数10 -4
m/秒以上の透水性を有するものとすることを特徴とす
る汚染物質遮断壁の造成工法。
【0011】
【作用】本発明においては、対象地盤をセメント−ベン
トナイト系安定液を満たした状態で所定の深さまで掘削
するので、たとえば砂質地盤に前記の安定液が浸透し、
その砂質地盤を安定化させ、その崩壊を防止できる。ま
た、砂質地盤が崩壊しないけれども不安定な場合には、
対象地盤を所定の深さまで空掘りにより掘削した後、そ
の掘削空間内にセメント−ベントナイト系安定液を流し
込むことにより、砂質地盤に前記の安定液を浸透させ、
その砂質地盤を安定化させ、その崩壊を防止できる。必
要ならば、空掘り時においてシートパイルなどにより、
孔壁の安定化または崩壊を防止する手段を併用すること
もできる。
【0012】掘削壁面の安定化が終了した後において
は、そのトレンチ内に汚染物質の捕捉材料を、好ましく
はペレットまたはブリケットの状態の捕捉材料を投入す
る。この場合、セメント−ベントナイト系安定液をトレ
ンチ内に残存させておけば、やがて硬化した状態におい
ても、透水性を示す。したがって、地下水がある程度自
由に遮断壁を通過し、たとえば地下水の流動を阻害する
ことによる周辺の植物の成育を阻害することを防止でき
る。地下水の流動に伴って、汚染物質が遮断壁を通過す
る際に、その汚染物質が遮断壁中に混在する捕捉材料に
より捕捉されるので、汚染物質の遮断壁の外への流出が
防止される。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
図1〜図3は、第1の具体例を示したもので、たとえば
図の左方に汚染物質で汚れた領域が有り、右方が生活領
域である場合を想定し、また、粘性土層2,2の間に崩
壊性の砂質土層3があるとする。
【0014】かかる状態において、対象地盤をセメント
−ベントナイト系安定液1を満たした状態で所定の深さ
まで、汚染領域を囲むまたはその汚染領域と仕切る掘削
溝4を掘削する。掘削中において、あるいは掘削の後に
おいても、安定液1を掘削溝4内に充満させておくと、
地下水レベルLwより安定液レベルLsを上位にしてお
けば、その液レベル差により砂質土層3に安定液1が浸
透し、強度は弱いものの固結化がなされる。したがっ
て、砂質土層3の崩壊が防止される。一般的には、少な
くとも3時間程度経過すれば、砂質土層3中への安定液
1の浸透が行われる。好ましくは、5時間程度は経過さ
せる。
【0015】安定液1の砂質土層3中への浸透ととも
に、図2に示すように、掘削溝4の内壁にマッドケーキ
層5の生成が進行し、掘削溝4の内壁全体の安定化が図
られる。その後、安定液1が流動可能な状態において、
図3に示すように、汚染物質の捕捉材料6を掘削溝4内
に投入する。捕捉材料6の投入に伴って溢流する安定液
1はたとえばポンプにより排出する。
【0016】しかる後、安定液1の硬化が終了すると、
捕捉材料6を含んだ遮断壁7が造成される。かかる遮断
壁7においては、捕捉材料6の種類や大きさ、その充填
密度、あるいは安定液の性状などにも関係するが、比較
的大きい透水係数を示すので、地下水がある程度自由に
遮断壁7を通過し、たとえば地下水の流動を阻害するこ
とによる周辺の植物の成育を阻害することを防止でき
る。地下水の流動に伴って、汚染物質が遮断壁7を通過
する際に、その汚染物質が遮断壁7中に混在する捕捉材
料6により捕捉されるので、汚染物質の遮断壁7の外へ
の流出が防止される。
【0017】数年または数十年を経過した後に、捕捉材
料6を新規の捕捉材料と交換する必要が生じた場合に、
遮断壁7内を掘削したとしても、その掘削壁の崩壊がな
く、新規の捕捉材料に置換できる。
【0018】上記の安定液としては、たとえば、1m3
たり、次記の配合とすることができる。残部は水であ
る。 (好適にはナトリウム)ベントナイト:40〜80kg セメント:50〜100kg 微粒子スラグ:50〜200kg 混和材:0〜10kg 繊維質目止め材:0〜20kg マッドケーキ成長材:0〜20kg ここで、混和材としては、アルキルスルフォン酸ナトリ
ウム混和材(花王社製「マイティー150R」)を、繊
維質目止め材としてはロックウールを、マッドケーキ成
長材としては金属粉などを例示することができる。
【0019】一方、捕捉材料としては、3〜10mm程度
のペレットまたはブリケットとするのが好ましい。捕捉
対象の汚染物質に応じて、単独でまたは複数種を併用す
ることができる。複数種類併用する場合、複数種類の材
料を混合して一つのペレットまたはブリケットとする
か、単独種類のペレットまたはブリケットを、掘削溝内
に混合状態で投入することが可能である。汚染物質に対
して、捕捉材料を、たとえば表1に示す項目の中から選
択できる。
【0020】
【表1】
【0021】ペレットの製造に際しては、捕捉材料と、
固化材料と、水を混練して、造粒機または押出成形機に
かけて所定の粒度にするか、混練物を固化した後、粉砕
し、粒度選別することにより得ることができる。
【0022】安定液または捕捉材料中の固化材料に用い
るセメントとしては、普通ポルランドセメント、高炉セ
メント、フライアッシュセメントなどを用いることがで
きる。また、捕捉材料中の粘土鉱物としては、表1に記
載のほか、カオリン、アタパルジャイト、トライト、バ
ーミキュライトなども使用できる。
【0023】本発明の第2の態様においては、対象地盤
が掘削により崩壊しないまでも、不安定な場合に有効で
あり、対象地盤を所定の深さまで空掘りにより掘削した
後、その掘削空間内にセメント−ベントナイト系安定液
を流し込むものである。その後の工程は、上述の態様と
同じである。
【0024】この空掘り時において、崩壊を防止するた
めに、あるいは崩壊の危険性を回避するために、図4に
示すように、予めシートパイル8,8を両側に打ち込
み、そのシートパイル8,8の間の土砂を掘削除去し、
その後、安定液を流し込み、続いてシートパイル8,8
を撤去し、安定液の砂質土層3中への浸透を図ることが
できる。この場合においても、その後の工程は、上述の
態様と同じである。
【0025】崩壊性または不安定の土層に対する強化に
際しては、前述の通り、掘削溝内に安定液を満たすこと
によるほか、グラウト注入により強化を図ることもでき
る。
【0026】たとえば、図5に示す通り、後に掘削溝と
する両側部分に、予め注入管9によりグラウトGを注入
する。この場合、少なくとも崩壊性の砂質土層3に対し
てはグラウトGを注入するが、粘性土層2,2に対して
もグラウト注入し、その粘性土層2,2の強化を図るこ
ともできる。グラウト注入ゾーンを符号Zで示す。
【0027】次いで、強化したグラウト注入ゾーンZに
対して、図6に示す通り、掘削溝4を掘削する。この掘
削に際しては、地盤が強化されているので、空掘りが可
能であるが、溝壁のより安定化のために、安定液4Aを
用いて掘削してもよい。
【0028】ここに用いるグラウトGとしては、たとえ
ばセメント−スラグ系のグラウトを挙げることができ
る。この配合例としては、微粒子セメント50〜100
kg、微粒子スラグ50〜200kg、混和材0〜10kg、
残部水とする。安定液としては、崩壊性土層がグラウト
注入により強化されているので、マッドケーキを生成で
きるものであれば足り、たとえばベントナイト40〜8
0kg、混和材0〜10kg、マッドケーキ成長材0〜25
kg、残部水とすることができる。
【0029】ところで、前述の各態様において、崩壊性
土層に対する強化または掘削の安定化のための安定液
と、捕捉材料を含有させ半永久的な遮断壁を構成する固
化材料としては、別種の材料を用いることができる。し
たがって、別種のの固化材料を用いる場合には、崩壊性
土層に対する強化または掘削の安定化のための安定液を
ポンプなどにより地上に汲み上げた後に、改めて掘削溝
内に固化材料液および捕捉材料を投入することができ
る。他方で、崩壊性土層に対する強化または掘削の安定
化のために、固化材料を混入させず、専らベントナイト
系安定液のみを使用する場合において、その後に遮断液
を構築する場合、ベントナイト系安定液にセメント系固
化材料を添加させて固化を図ることもできる。
【0030】いずれにしても、最終的に構築する遮断壁
としては、それ自体透水係数10 -4 cm/秒以上の透水
性を有するものである。この遮断壁の透水係数として
は、10-3〜10-4 cm/秒が望ましい。
【0031】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、地盤の崩
壊を防止して、確実に透水性を有する汚染物質の遮断壁
を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の態様における崩壊性土層に対す
る自立化状態概要断面図である。
【図2】その完了状態概要断面図である。
【図3】汚染物質捕捉材料の投入状態概要断面図であ
る。
【図4】シートパイルを使用して溝壁の安定化を図る態
様の概要図である。
【図5】グラウト注入により地盤の自立化を図る例にお
けるグラウト注入状態概要図である。
【図6】安定液を用いて掘削した状態の概要図である。
【符号の説明】
1…安定液、2…粘性土層、3…砂質土層、4…掘削
溝、5…マッドケーキ層、6…捕捉材料、7…遮断壁、
8…シートパイル、9…注入管、Z…グラウト注入ゾー
ン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−131135(JP,A) 特開 昭63−293217(JP,A) 特開 平2−85417(JP,A) 特開 平3−5517(JP,A) 特開 平5−33589(JP,A) 特開 平5−115861(JP,A) 特開 平5−115862(JP,A) 特開 平5−263420(JP,A) 特開 昭61−21955(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B09B 1/00 E02D 5/18

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】対象地盤をセメント−ベントナイト系安定
    液を満たした状態で所定の深さまで掘削するとともに、
    その掘削壁面の自立化を図った後、前記安定液を満たし
    た状態でまたは安定液を除去した後に、トレンチ内に汚
    染物質の捕捉材料を投入し、最終的に造成される遮断壁
    自体は透水係数10 -4 cm/秒以上の透水性を有するも
    のとすることを特徴とする汚染物質遮断壁の造成工法。
  2. 【請求項2】対象地盤を所定の深さまで空掘りにより掘
    削した後、その掘削空間内にセメント−ベントナイト系
    安定液を流し込み、その掘削壁面の自立化を図った後、
    前記安定液を満たした状態でまたは安定液を除去した後
    に、トレンチ内に汚染物質の捕捉材料を投入し、最終的
    に造成される遮断壁自体は透水係数10 -4 cm/秒以上
    透水性を有するものとすることを特徴とする汚染物質
    遮断壁の造成工法。
  3. 【請求項3】掘削対象領域の崩壊性を有する地層部分
    に、グラウトを注入して自立性を有する地層に改良した
    後、対象地盤をセメント−ベントナイト系安定液を満た
    した状態で所定の深さまで掘削するとともに、その掘削
    壁面の自立化を図った後、前記安定液を満たした状態で
    または安定液を除去した後に、トレンチ内に汚染物質の
    捕捉材料を投入し、最終的に造成される遮断壁自体は
    水係数10 -4 cm/秒以上の透水性を有するものとする
    ことを特徴とする汚染物質遮断壁の造成工法。
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