JP3897553B2

JP3897553B2 - 地下浄化壁の施工法

Info

Publication number: JP3897553B2
Application number: JP2001265408A
Authority: JP
Inventors: 端淳一川; 本敬作安; 沢進上
Original assignee: Kajima Corp; Chemical Grouting Co Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Chemical Grouting Co Ltd
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2021-09-03
Also published as: JP2003074047A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学工場、製油工場、あるいは工場跡地などで多くみられる地下水汚染の浄化のために地盤中に浄化壁を造成する地下浄化壁の施工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
揮発性有機化合物（ＶＯＣ）で汚染された地下水の自然浄化方法としては、透水性の壁に浄化材、例えば鉄粉等の金属系還元剤、あるいは活性炭等の吸着材を組み込んだ地下浄化壁を設けて浄化する工法がある。これは、低濃度で広域に広がった汚染に対する浄化工法として有効である。
【０００３】
この工法としては、例えば、地盤中に建て込んだケーシング管（杭）の中空部に鉄粉と砂とを所定の重量比で袋詰めしたものを投入し、その後ケーシング管のみを地盤から引き抜き、地盤中に鉄粉の壁（杭の集合壁）を設置する方法が提案されている。
【０００４】
しかし、このような汚染された原地盤を切削・除去して地上に排出後、地盤中の空洞部に鉄粉混じりの砂を充填（置換）する方法は、その効果は高いが、泥土・泥水の処理量が多いので低濃度汚染に対しては、コストパフォーマンスが悪いという欠点がある。
【０００５】
また、ウォータジェットを用いた汚染土壌の除去・浄化工法として、図８には粘土層等の難透水層Ｇｎ付近にある高濃度の汚染に対する浄化（除去）工法が示されている。
この工法では、図示のように、高濃度汚染ゾーンＰｈをウォータジェットＪにより、汚染部分のみをピンポイントで迅速かつ簡易に浄化除去できる。なお、図中の符号Ｐｌは、低濃度汚染ゾーンを示している。
【０００６】
そして、図９には、透水性地盤の施工法が示されている。
図示のように、難透水性地盤Ｇｎの高濃度汚染ゾーンを除去し、その部分を砂に置き換えて透水性地盤Ｇｓを造成しており、さらにガス吸引装置１１を設置し、ガス吸引法を適用して周辺に残留した汚染Ｐを浄化装置１２で回収している。
【０００７】
なお、ＶＯＣ汚染土壌の無害化技術として、例えば、特開２００１−８７４１０号公報に脱塩素触媒によって無害化する技術が、特開２００１−７９５３４号公報に過酸化水素水および硫酸第一鉄水溶液を噴射して清浄化する技術がそれぞれ開示されている。
また、特開２０００−１３５４８３号公報に原位置における鉄粉注入による汚染土壌浄化の技術、特開２０００−１３５４８４号公報に浄化物質の微粒子を水または泥水に混入しビット先端のノズルから噴射しながらボーリングを行って地中に存在する汚染物質を浄化する技術、そして、特開平１１−３１９７９２号公報に被覆された微細金属粉からなる地質改良剤を噴出させて有害物質を無害化する技術がそれぞれ開示されている。
【０００８】
さらに、特開平１１−２３５５７７号公報に鉄粉を還元剤として高圧媒体と共に地中散布する技術、特開平１１−２１６４５７号公報に微生物溶液を噴射し汚染領域の土を地上に排出する技術、特開平１１−２６２７５１号公報に高分子吸水性または保水性樹脂を汚染土壌または地下水領域の周囲に配置してその周囲を遮蔽し嫌気条件下で浄化する技術、特開平８−１９２１３７号公報に掘削孔を穿孔してその内部に挿入したモニターから過酸化水素などの浄化剤を噴射して汚染土壌を浄化する技術、そして特開平８−８０４８４号公報に液体状微生物材料を注入管より注入して汚染土壌・汚染地下水を原位置にて浄化する技術などがそれぞれ開示されている。
【０００９】
しかしながら、これらの技術のほとんどは、汚染地盤中に直接浄化剤等を注入して原位置での浄化を行う技術であって汚染された地下水を透水性の地下浄化壁によって自然浄化する技術ではない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、地盤中に造成されて汚染地下水を自然浄化する地下浄化壁の造成に関して、切削・除去等の処理工数を少なく施工できる地下浄化壁の施工法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、汚染地盤中に浄化壁を造成する地下浄化壁の施工法において、切削孔を穿孔し、その切削孔にモニター（２）を挿入して地盤（Ｇ）を切削攪拌し、さらに、浄化材として３０〜６０重量％の鉄粉を混ぜた水溶液（Ｌ）に、粒径２ｍｍ以下にふるい分けされ該水溶液の重量に対して１／３以下の量の砂と、増粘剤とを混合して噴射し、浄化壁部分（Ｈ）を造成する。
【００１２】
一般に、土粒子は３０〜４０％の空隙を有しており、土の比重１．８〜１．９から鉄粉の重量比が１０〜２０％が適当となり、したがって、上記３０〜６０％重量比の鉄粉を混ぜた水溶液が効果的であり、それ以上の混合は無駄となる。
【００１３】
そして、浄化材として前記鉄粉を混ぜた水溶液に増粘剤を混合して噴射するのが好ましい。
すなわち、鉄粉は比重が重いため水溶液中で沈殿し、地盤に注入しても均一には混じらない。そこで、水溶液中で鉄粉を均一に分散させるために増粘剤を混合するとよい。
【００１４】
なお、上記増粘剤としては、例えばメチルセルロース（ＭＣ）、カルボキシルセルロース（ＣＭＣ）を用いる。メチルセルロ−スは、少量で分散効果が得られるものの、水に溶かすには、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）等でアルカリ性（ｐＨ＝９〜１０程度）に調整する必要がある。カルボキシルセルロースは水のままで溶かすことができるが、メチルセルロースと同等の分散効果を得るためには、１０倍程度の量（水溶液濃度）が必要である。
いずれの増粘剤も混合量を多くすれば浄化材（鉄粉）の分散効果は高まるものの、粘性が高くなり地盤中への輸送が難しくなる。
【００１５】
したがって、水溶液中の増粘剤の混合率は、メチルセルロースでは、重量比０．０７〜０．１％、カルボキシルメチルセルロースでは、１．２〜１．４％とすると分散効果も高く、粘性もある程度抑えることができて好ましい。
【００１６】
そしてまた、前記水溶液に砂も混合して噴射する。切削・攪拌の際に、地盤のゆるみによる沈下が懸念される場合には、水溶液に砂を同時に送り込むのが好ましい。
その際に粒径２ｍｍ以下にふるい分けした砂が、水溶液の重量に対して１／３以下の量であれば、ある程度の粘性を抑える効果があって好ましい。
【００１７】
また本発明によれば、前記施工法を順次繰り返して造成した浄化壁部分を連続して透水性の浄化壁を造成する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明においては、コラムジェットによる地盤改良技術を応用して施工され、図７に示す帯水層Ｇｗに透水性の浄化壁Ｈを施工する手順について、図１〜図６を参照して説明する。
【００１９】
まず、地盤Ｇ中の浄化壁造成位置に、図１に示すようにケーシング管１によって所定深さまで掘削を行う（ケーシング削孔工程）。そして、ケーシング管内部にモニター２を挿入し（モニター挿入工程：図２）、ケーシング管１を引き抜き回収して（ケーシング回収工程：図３）、噴射段取りを行う（図４）。
【００２０】
次に、モニター２から切削水（ジェット）Ｊを噴射して地盤の切削攪拌を行う（噴射・切削工程：図５）。その際に切削土砂・泥水Ｄの一部は上記ケーシング削孔とモニター２との間の空間から地表に排出される。さらに浄化材（鉄粉）を混ぜた水溶液Ｌの噴射を行い浄化壁部分Ｈを造成する（浄化材混合水溶液噴射工程：図６）。
そして、隣接位置においても順次同様に浄化壁部分Ｈの造成を行って連続した浄化壁Ｈを造成する（図７）。
【００２１】
なお、前記浄化材（鉄粉）混じりの水溶液Ｌには増粘剤、例えばメチルセルロースやカルボキシルセルロースを混合して浄化材（鉄粉）を均一に分散させる。
【００２２】
以下に、この増粘剤混合の効果に関するビーカー実験の結果を示す。
ｐＨ＝９．５に調整したアルカリ溶液１００ｍｌにメチルセルロース（ＭＣ）を下記の所定量混合した溶液
（イ）アルカリ溶液のみ
（ロ）ＭＣ０．０５％
（ハ）ＭＣ０．１％
（ニ）ＭＣ０．２％
により、各１００ｍｌの溶液に鉄粉５０ｇを混入した試験結果は、メチルセルロース（ＭＣ）０．１％以上で鉄粉の分散状況は良好であった。
また、１００ｍｌでのロート試験結果は、上記の各溶液で
（イ）液＋鉄粉・・・１２秒
（ロ）液＋鉄粉・・・１２秒
（ハ）液＋鉄粉・・・５５秒
（ニ）液＋鉄粉・・・１３分１５秒
であった。
このように、水溶液中の増粘剤（ＭＣ）の混合率を、重量比０．０７〜０．１％とすると分散効果も高く、粘性もある程度抑えることができて良好である。
【００２３】
また、噴射する水溶液に対し重量比１／３以下の砂を送り込むと、粘性をある程度抑える効果があり、ジェットによる切削・攪拌の際に地盤のゆるみによる沈下が懸念される場合に実施することができる。
【００２４】
以下は、鉄粉４０ｇを混入したメチルセルロース（ＭＣ）水溶液０．０７％に対して、２ｍｍ以下にふるい分けした砂を１０ｇずつ増量させてファンネル粘度試験（１００ｍｌ）を行った結果である。
（ホ）アルカリ溶液＋ＭＣ（０．０７％）＋鉄粉・・・１６秒
（ヘ）アルカリ溶液＋ＭＣ（０．０７％）＋鉄粉＋砂（１０ｇ）・・・１９秒
（ト）アルカリ溶液＋ＭＣ（０．０７％）＋鉄粉＋砂（２０ｇ）・・・１９秒
（チ）アルカリ溶液＋ＭＣ（０．０７％）＋鉄粉＋砂（３０ｇ）・・・２５秒
（リ）アルカリ溶液＋ＭＣ（０．０７％）＋鉄粉＋砂（４０ｇ）・・・測定不可能（閉塞）
これによれば、砂３０ｇ（水溶液の重量に対して１／３）までは混合可能である。逆に、砂を混合する場合は、３倍程度の水溶液量が必要といえる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成され、地盤中にモニターから浄化材を混ぜた水溶液を噴射して浄化壁を造成でき、原地盤の切削・除去による排出工程が含まれていないので手間が省け、かつ泥土・泥水の処理量を少なく施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地下浄化壁の施工法におけるケーシング削孔工程を説明する図。
【図２】本発明の地下浄化壁の施工法におけるモニター挿入工程を説明する図。
【図３】本発明の地下浄化壁の施工法におけるケーシング回収工程を説明する図。
【図４】本発明の地下浄化壁の施工法における噴射段取りを説明する図。
【図５】本発明の地下浄化壁の施工法における噴射・切削工程を説明する図。
【図６】本発明の地下浄化壁の施工法における浄化材混合水溶液噴射工程を説明する図。
【図７】本発明の浄化壁（部分）の造成を示す図。
【図８】従来の難透水層付近の汚染部分浄化工法を説明する図。
【図９】従来の透水性地盤施工法を説明する図。
【符号の説明】
１・・・ケーシング管
２・・・モニター
Ｌ・・・浄化材を混ぜた水溶液
Ｇ・・・地盤
Ｈ・・・浄化壁（部分）

Claims

汚染地盤中に浄化壁を造成する地下浄化壁の施工法において、切削孔を穿孔し、その切削孔にモニター（２）を挿入して地盤（Ｇ）を切削攪拌し、さらに、浄化材として３０〜６０重量％の鉄粉を混ぜた水溶液（Ｌ）に、粒径２ｍｍ以下にふるい分けされ該水溶液の重量に対して１／３以下の量の砂と、増粘剤とを混合して噴射し、浄化壁部分（Ｈ）を造成することを特徴とする地下浄化壁の施工法。
前記施工法を順次繰り返して造成した浄化壁部分を連続して透水性の浄化壁を造成することを特徴とする請求項１記載の地下浄化壁の施工法。