JP3171552U - 汚染土壌用の不溶化マットおよび当該不溶化マットを用いた盛土構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】掘削土（ずり／汚染土壌）の不溶化処理を、より単純化させ、低コスト、安全、効率の良い作業性を実現する不溶化マット及び盛土構造物を提供する。【解決手段】盛土構造物は、ずり盛土の中に複数の不溶化マット１０を備える。不溶化マット１０は、透水性のある布地またはシートを用いて成形した袋体１１に、不溶化材Ｐを充填したものであり、ずり盛土の上下方向に適当な間隔をもって形成した複数の水平層を備える。【選択図】図２

Description

本考案は、トンネルの掘削ずり等、各種の掘削ずりに含まれる重金属類の溶出を吸着安定させる不溶化に係り、とくに、汚染土壌である掘削ずりの再利用を容易化するための技術に関する。

公共工事においては、近時、現場から出る建設発生土（掘削土／ずり）を有効利用するため、購入山砂の使用を抑え、個々の工事間において建設発生土の再利用を図ることを原則とする。しかしながら、道路・河川・ダムなど各種の作業現場で生ずる建設発生土には、ヒ素、セレン、鉛、六価クロム、カドミウムなどの重金属を含むことが少なくない。

このため、掘削土（ずり）を再利用する際には、当該ずりに含まれる重金属の溶出を防止するため、該当する重金属の種類に応じた不溶化材を用いて周辺環境へ悪影響が広がることを防止する。

不溶化材は、例えば、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムを主成分とするもの（特許文献１）、焼却灰を主成分とするもの（特許文献２）、非晶質水酸化チタンを含有するもの（特許文献３）など、さまざまなものが提案されている。

従来、これらの不溶化材を汚染土壌（ずり）に適用して、当該汚染土壌を改質するときは、掘削土（ずり）に含まれる重金属等に適する好ましい不溶化材を添加混合して攪拌処理した。掘削土と不溶化材を混ぜ合わせることで、掘削土（ずり）に含まれる重金属の溶出を防止可能とするわけである。

図６は、従来の盛土構造物（道路）を例示するものである。１は表層、２は基層、３は路盤、４は路床、５は路体、７は地盤である。

表層１は、例えば、アスファルト舗装、コンクリート舗装、半たわみ性（半剛性）舗装、レンガ舗装、インターロッキングブロック舗装など、各種の構造をとることが出来る。

基層２は、表層の下に敷設されるもので、例えば、アスファルト混合物の層として形成される。表層に加わる交通荷重を路盤に均一に伝達する。重車両の交通量に応じて省略される場合がある。

路盤３は、例えば、上層路盤と下層路盤によって構成する。上層路盤は、一定の粒度を持つ砕石やスラグを敷き詰める粒度調整工法、あるいは、砕石や地域産材料などに歴青や消石灰、生石灰、セメントなどを加えて固化させ、支持力を高める安定処理工法をとることが出来る。下層路盤は、砕石やスラグを敷き詰める粒状路盤、現地発生材などに消石灰や生石灰、セメントなどを加えて固化させる安定処理路盤などの構成をとることが出来る。

路床４は、下部にある路体５に対して交通荷重等を一定に分散させる。この部分に掘削土を用いて、各種の安定処理工法をとる場合もある。

路体５は、荷重を受ける基礎部分であり、掘削土等を用いて必要な厚みをもった層を作る。

このような構成において、掘削土（ずり／汚染土壌）は、路体５に使用されることが多く、同時に路床４に使用されることもある。この場合、すでに述べたように、掘削土に含まれる重金属は、各種の不溶化材を掘削土と均一に混合させた不溶化処理を行った上で用いる。

特開２０１１−０７９９１９ 特開２０１１−０７４３３１ 特開２０１０−２２７８６８

問題は、掘削土（ずり／汚染土壌）の不溶化に要する混合処理の煩雑と、処理コストが嵩む点である。

すでに述べたように、掘削土（ずり）の再利用をするときは、ずりを用いた各種の盛土構造物（道路、堤防、土留め構造物等）の構築を行うが、盛土に用いる掘削土は、予め不溶化材を添加混合して土中に不溶化材を均等に混ぜ合わせる処理（混合処理）を必要とした。この混合処理には、例えば、掘削土を移送するスクリューコンベア装置、不溶化材を掘削土に添加するホッパー装置、掘削土と不溶化材とを攪拌混合させる攪拌装置等、比較的大型の装置を幾種類か必要とする。これらの装置は、作業現場に運び込まれて設置され、作業現場において不溶化材の混合処理を行うのが一般である。

このため、不溶化材の混合処理には、各種の装置類のためのコストが必然的に発生するだけでなく、各種装置類を作業現場に搬入して設置する前準備、作業期間中における混合処理の同時進行作業、工事後における装置類の撤去作業など、作業の各段で煩雑な手間を必要とした。また、装置類を安全に運転するために要する人的コスト等も必要となる。

公共事業の費用削減が求められる今日的な経済状況下において、作業効率を阻害し、コスト増大が必然となる作業の仕組みは、可能な限り改めていくことが要請されている。

そこで、本考案の目的は、掘削土（ずり／汚染土壌）の不溶化処理を、より単純化させ、低コスト、安全、効率の良い作業性を実現することにある。

前記目的を達成するため、請求項１に係る不溶化マットは、透水性のある布地またはシートを用いて成形した袋体に、不溶化材を充填する。

この不溶化マットは、生産工場において予め大量に製造し、必要に応じて一定数の保管が可能である。このため、盛土構造物の工事現場に必要数を搬送し、構築するずり盛土に適当間隔をもって不溶化マットを配置させるだけで、当該現場のずり盛土中の重金属の溶出を防止できる。不溶化マットに透水性をもたせてあるので、降雨や雪解け水によって、盛土中に含有されている重金属が水とともに不溶化マットに入り込み、不溶化材によって捕捉されるからである。

請求項２に係る不溶化マットは、袋体を複数に区分し、各袋体を連通させたことを特徴とするものである。不溶化材を充填するための袋体を複数に区分すれば、一個一個の袋体の大きさを適宜調整することによって、不溶化マットの大きさの設計自由度を向上させることが出来る。また、袋体を連通させて不溶化マットを形成すれば、現場において不溶化マットに対して不溶化材を充填できる。現場における不溶化材の搬送と充填は、例えば移動式ミキサ（例えばコンクリートミキサ車）やコンクリート圧入装置を介して行うことが出来る。

請求項３に係る盛土構造物は、請求項１または請求項２記載の不溶化マットを用いた盛土構造物である。当該盛土構造物は、ずり盛土の中に複数の前記不溶化マットを備えるものであり、該不溶化マットは、ずり盛土の上下方向に適当間隔をもって形成した複数の水平層を備える。ずり盛土の中に複数の不溶化マットを備えるので、ずり盛土中の重金属は、雨水や降雪水によって沈降しつつ透水性のある不溶化マットの中の不溶化材に捕捉される。この場合、最も面積が広くなる盛土の最下段は、不溶化マットを用いずに、不溶化材を積層しておくだけでも良い。

請求項４に係る盛土構造物は、ずり盛土の最下部に、当該最下部の全体を隙間なくカバーする不溶化マットまたは不溶化材層を備える一方、当該最下部より上部のずり盛土には、不溶化マットが点在する水平層を備える。盛土中に、上下方向に適当間隔をもって不溶化マットの水平層を設ければ、盛土中の重金属は降雨または降雪水によって沈降する過程で不溶化マットに捕捉され、溶出が防止される。

請求項５は、ずり盛土の各水平層を、不溶化マットを隙間なく配して形成したことを特徴とするものである。不溶化マットは点在させておくだけでも盛土中の重金属を捕捉できるが、不溶化マットを隙間なく配して水平層を形成すれば、重金属の含有量が多い掘削土（ずり／汚染土壌）の再利用も、周辺環境に悪影響を与えることなく実施することが出来る。

本考案に係る不溶化マットおよび当該不溶化マットを用いた盛土構造物によれば、掘削土（ずり／汚染土壌）の不溶化処理を単純化させ、低コスト、安全、効率の良い作業性を実現できる。

実施形態に係る不溶化マットを例示する斜視図である。 図１に示す不溶化マットのＡ−Ａ線断面図である。 実施形態に係る第一の盛土構造物を例示する断面図である。 実施形態に係る第二の盛土構造物を例示する断面図である。 実施形態に係る第三の盛土構造物を例示する断面図である。 従来の盛土構造物を例示する断面図である。

図１、図２は、本考案に係る不溶化マットの一例を示すものである。この不溶化マット１０は、透水性のある布地を用いて成形した複数の袋体１１を並列配置し、隣接する袋体１１同士を適宜の連絡材１２を介して連通させてなる。好ましくは、袋体１１の全体を透水性のあるカバー体１４によって被覆する。袋体１１の内部には、汚染土壌の重金属を不溶化させる適宜の不溶化材Ｐ（図２参照）を充填させる。不溶化材Ｐの充填は、工場において行っても良いし、作業現場において行っても良い。このため、袋体１１の一端部から不溶化材Ｐを圧入するための注入開口１８（図２参照）を設けておくことが望ましい。以下、具体的に説明する。

袋体１１を構成する布地は、透水性があれば良い。天然繊維を用いた布地、例えば麻布、綿布（例えばデニム）、樹脂繊維を用いた布地等、コストが安い布地を使用できる。不溶化材Ｐが袋体１１の破損等によって外部に漏出しても何ら問題はないからである。袋体１１に充填した不溶化材Ｐは、従来は掘削土と混合して用いた。従って、施工後の経年劣化等によって袋体１１が破損しても不溶化材Ｐの機能（重金属を不溶化させる役割）には何ら影響がない。このため、袋体１１の布地の強度（厚み等）は、製造コストを勘案して、経年劣化等による破損を前提として設定しても構わない。

連絡材１２は、袋体１１を連通させ、袋体１１の一端部から圧入した不溶化材Ｐを他端の袋体１１まで送り込むための手段である。不溶化材Ｐの充填後は、連結材１２にも不溶化材Ｐが詰まった状態になるので、好ましくは、連結材１２も透水性のある布地材を用いて構成する。連結材１２と袋体１１の布地は同一のものでも良いし、異種の繊維を用いた布地であっても良い。また連結材１２が連結方向に短い寸法に設定できる場合は、連結材１２は透水性を必要としない。その場合は、透水性をもたない各種素材、例えば、可撓性のある樹脂シート、あるいは硬質樹脂等を用いて連絡材１２を構成することが出来る。

袋体１１の全体を被覆するカバー体１４は、設けなくても構わない。しかしながら、製造後の保管時やトラックによる搬送時に、不溶化マット１０を積層させた場合における袋体１１の擦損を防止するため、カバー体１４を設けておくことが望ましい。カバー体１４は、透水性があれば良い。透水性のある各種の布地であっても良いし、複数の小孔を備える樹脂ケースや金属ケースであっても良い。

注入開口１８は、例えば、端部の袋体１１とカバー体１４に開設し、不溶化材Ｐの注入後に当該注入開口１８を閉じる開閉キャップ１９を設けておく。注入開口１８は、例えば、樹脂または金属の筒体（短寸管）を使用できる。その上部にネジ山（図示せず）を設けておけば、ネジ山を備える開閉キャップ１９の脚部を筒体の外側または内側において螺合させ袋体１１を封密することが出来る。

従って、かかる不溶化マット１０によれば、製造した不溶化マット１０を盛土構造物の作業現場に搬入し、適宜数を掘削土中に投入埋設させることによって、当該盛土構造物の重金属の溶出を確実に抑えることが出来る。現場において、汚染掘削土と不溶化材との混合を行う必要がないため、作業効率は格段に向上する。また、攪拌混合のための装置を要しないので、装置設置の煩雑がなくなり、作業の安全が高まり、作業コストも確実に低減する。

なお、本実施形態では、複数の袋体１１を連絡材１２を介して連通させる旨説明したが、連絡材１２を設けることなく、不溶化材Ｐを封入させた個別の袋体１１を複数並列させ、カバー体１４によって一個の不溶化マット１０を構成しても良いことは勿論である。また、カバー体１４を用いることなく、不溶化材Ｐを封入させた個別の袋体１１を掘削土に埋設させても同一効果を得る。

本考案に係る不溶化マット１０は、不溶化材Ｐを現場において注入しても良い。注入装置を用いる場合は、不溶化材Ｐにある程度の粘性をもたせておくことが望ましいが、袋体１１およびカバー体１４は透水性を備えるので、不溶化材Ｐに水分を含ませて袋体１１に注入しても、施工後の問題は生じない。

図３は、本考案に係る不溶化マット１０を用いた盛土構造物を例示するものである。

この盛土構造物２０は、例えば従来の構造と同様に、表層１、基層２、路盤３、路床４、路体２１を備えるよう構成し、ずり盛土である路体２１に不溶化材Ｐを配したものである。７は地盤である。この地盤７は、天然地盤の場合もあるし、掘削成形等した人工地盤の場合もある。表層１、基層２、路盤３、路床４は、従来と同様でよいから、同一符号を附して重複する説明を省略する。不溶化材Ｐを備える路体２１は、掘削土を再利用して構築する。

本実施形態に係る路体２１は、最下部に不溶化材Ｐの積層を設ける一方、それより上部には、適宜数の不溶化マット１０を配設して成形する。盛土構造物２０を構築する場合は、地盤７の水平面に掘削土（ずり）を盛って成形するが、最下部には、掘削土（ずり）を投入する前に不溶化材Ｐを一定の厚みで投入して積層させておくことが出来る。

この後、不溶化材Ｐの積層の上に掘削土を投入し所定の厚みの盛土層を形成し、その上に不溶化マット１０を配する。盛土層の上に不溶化マット１０を配設するので、不溶化マット１０は当該盛土層の上面に並ぶ水平層を作る。この後、最下段の不溶化マット１０の上に掘削土の盛土を行い、所定厚の盛土層を形成してから再び不溶化マット１０を配設する。これを繰り返して路体２１を形成する。

この実施形態に係る盛土構造物は、路体２１の最下部に不溶化材Ｐの積層を備える。この積層は隙間が生じないので、それより上の位置に配する不溶化マット１０は、各水平層において適当数を点在させるように配するだけでよい。雨水等によって溶出した重金属が不溶化マット１０をすり抜けて沈降しても、最終的には最下部の不溶化材Ｐの積層がそれらを受け止めて溶出を防止するからである。

しかしながら、本実施形態のように、上下方向に適当間隔をもって複数の水平層を形成するように不溶化マット１０を配した場合は、点在させた各不溶化マット１０が、それぞれの位置で重金属を捉えて溶出を防止する。

従って、かかる構成によれば、複数の水平層をなす不溶化マット１０が、雨水等によって溶出し沈降する掘削土の重金属を直下で捉え、水平方向への溶出を防止するとともに、最下部にある不溶化材Ｐの積層部分の機能負担を軽減する。これにより、周辺環境に対する重金属の悪影響を確実に低減させることが可能となる。

掘削土から溶出する重金属の挙動は、単純な沈降とは云えない場合が少なくない。路体２１の転圧の仕方、掘削土の性状、法面からの湧水などによって、溶出した重金属が横方向（水平方向）に流れる場合も考えられるからである。このため、路体２１の最下部にのみ不溶化材Ｐの積層を設けただけでは、重金属の溶出を確実に抑えることは困難と考えられるところ、本考案に係る盛土構造物によれば、横方向への溶出も点在させた不溶化マット１０によって最小限に抑えることが出来る。不溶化マット１０は、小型のもの、例えば長手寸法１００〜２００ｃｍ程度のものであって構わない。この場合、不溶化マット１０は、例えば、独立した単体のものを使用できる。

図４は、本考案に係る不溶化マット１０を用いた盛土構造物の第二の実施形態を例示するものである。この盛土構造物３０は、ずり盛土である路体２１の略中間に、大型の不溶化マット１０−２を配して、不溶化材（Ｐ）の隙間を最小限にしたものである。

この場合、不溶化マット１０−２としては、例えば、複数の袋体１１を並設させ適宜の連通手段を介して相互に連接させたものを用いることが出来る。大型化させた不溶化マット１０−２を用いる場合は、作業現場において不溶化材（Ｐ）を圧入装置を介して注入することが望ましい。

かかる構成によれば、路体２１の略中間に隙間なく不溶化材（Ｐ）を配することが出来るので、掘削土から溶出する重金属の横方向への流出をより確実に防止することが出来る。不溶化マット１０−２は複数個に分割して配して良いことは勿論である。

なお、前記説明では、ずり盛土である路体２１の最下部に不溶化材Ｐの積層を設ける旨説明したが、図５に示すように、最下部に大型の不溶化マット１０−２を配しても良い。この大型の不溶化マット１０−２も複数個に分割して配することが出来る。好ましくは、路体２１の略中間にも大型の不溶化マット１０−２を配しておき、溶出した重金属を上下（中間と最下段）で確実に捉える構成とする。また、図５の場合に限らず、不溶化マット１０をすべて大型のもの（１０−２）としても良い。

また、重金属の横方向への流出によって地盤７が汚染されることを防止するため、地盤７の表面を防水シートまたは不溶化マット（１０）によって被覆し、地盤７と路体２１とを遮断しておくことが望ましい。

本考案に係る盛土構造物は、道路以外の盛土構造物、例えば、公園や庭園内の盛土構造物、遊歩道、堤防等であっても良い。道路（車道）以外の盛土構造物の場合は、上面（表層１）を舗装アスファルト等とする必要がないため、砂利や芝草を配する等、自然景観に配慮した構成とすることが出来る。

１ 表層
２ 基層
３ 路盤
４ 路床
５、２１ 路体
７ 地盤
１０、１０−２ 不溶化マット
１１ 袋体
１２ 連絡材
１４ カバー体
１８ 注入開口
１９ 開閉キャップ
２０、３０ 盛土構造物
Ｐ 不溶化材

Claims (5)

1. 透水性のある布地またはシートを用いて成形した袋体に、不溶化材を充填したことを特徴とする汚染土壌用の不溶化マット。
2. 袋体を複数に区分して、各袋体を連通させたことを特徴とする請求項１記載の汚染土壌用の不溶化マット。
3. 請求項１または請求項２記載の不溶化マットを用いた盛土構造物であって、
   当該盛土構造物は、ずり盛土の中に複数の前記不溶化マットを備えるものであり、
   該不溶化マットは、ずり盛土の上下方向に適当間隔をもって形成した複数の水平層を備えることを特徴とする盛土構造物。
4. ずり盛土の最下部に、当該最下部の全体を隙間なくカバーする不溶化マットを備える一方、
   当該最下部より上部のずり盛土には、不溶化マットが点在する水平層を備えることを特徴とする請求項３記載の盛土構造物。
5. ずり盛土の各水平層は、不溶化マットを隙間なく配して形成したことを特徴とする請求項３記載の盛土構造物。

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