JP4084649B2 - ベントナイト充填遮水マット工法における給水方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベントナイト充填遮水マット工法における給水方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物処分場や、貯水池、調整池、修景池などに遮水層を形成するにあたり、ベントナイト混合土を利用した遮水構造を構築することが提案されている。この工法は、ベントナイト混合土を遮水施工面に敷き均し転圧したもので、透水係数が小さい遮水性のある層を形成するものである。
【０００３】
ところで、実際の施工にあたっては、ベントナイト混合土の撒き出し厚みや、転圧方法などにより初期遮水性にばらつきが生じ、施工安定性や、品質の信頼性に乏しいなどの懸念があった。
【０００４】
これに対し、透水性布地からなる袋体を遮水施工面に敷設し、その内部にベントナイト粉粒体を充填して遮水マットとする方法が開発されている（特許文献１参照）。
【０００５】
この工法では、遮水マットの外皮を構成する布地間に設けた間隔調整手段により、水が浸透した状態でのベントナイトの膨潤厚みが拘束、規制されるものであって、密にして信頼性の高い遮水構造が得られるといった利点がある。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２７３５７０６号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この工法において、例えば、廃棄物の滲出水に電解質が混入している場合など、電解質水がベントナイトに接触した場合には、ベントナイトの膨潤作用が阻害され、所定の遮水基準が満足されなくなるため、施工初期段階でベントナイトを吸水膨潤させておくことが必要である。従って、遮水マットの形成後は、ホースなどによる人工給水、あるいは自然降雨により給水を行っているが、例えば斜面が急勾配であると、遮水マット内部に十分な水量が供給されないまま水が斜面の下部に流逸して遮水マット表層のベントナイトのみが膨潤し、内部は非膨潤状態のままとなり、完全な土質遮水層が形成されないものとなっていた。また、下部に流逸した水により、例えばベントナイト混合土による底版の遮水層の構築が困難となっていた。
【０００８】
また、地山に地下水が湧出しない地形の場合には、地山側からの水分の供給はなく、たとえ地山から地下水が湧出するとしても、斜面全面に水分が十分に供給されるまでには時間を要するか、あるいは湧出部位によっては、斜面全面に均一に水を供給することができず、膨張するベントナイトを袋体が拘束することによる密にして信頼性の高い遮水構造とすることができないといった課題があった。
【０００９】
本発明は、以上の技術課題を解決するものであって、その目的は、遮水マット形成後、内部のベントナイトを完全膨潤させることで、膨張するベントナイトを袋体が拘束することによる密にして信頼性の高い遮水構造を速やかに形成できるようにしたベントナイト充填遮水マット工法における給水方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明方法は、周囲が閉ざされ、かつ膨張厚みを制限された透水性布地からなる袋体を遮水施工面に敷設し、その内部にベントナイト粉粒体またはこれと土質材料との混合物を充填して遮水マットとし、該遮水マットに給水することによって、前記ベントナイトを水和膨潤させて不透水性の遮水層を形成するようにしたベントナイト充填遮水マット工法において、一端が給水装置に接続され前記袋体の表面に当接される給水ヘッドと、給水ヘッドから突設されて水を分配供給する複数の注水針とを用いて、前記袋体を貫通して給水することを特徴とするものである。従って、本発明方法にあっては、袋体の表層のみでなく、内部に給水された水により内部のベントナイトも膨潤することとその膨潤が袋体によって拘束されることにより信頼性の高い密な遮水構造が得られる。
【００１１】
また、一端が給水装置に接続され前記袋体の表面に当接される給水ヘッドと、給水ヘッドから突設されて水を分配供給する複数の注水針とを用いることにより、内部注水を袋体への突刺しにより容易に行うことができる。
【００１２】
また、本発明方法は、周囲が閉ざされ、かつ膨張厚みを制限された透水性布地からなる袋体を遮水施工面に敷設し、その内部にベントナイト粉粒体またはこれと土質材料との混合物を充填して遮水マットとし、該遮水マットに給水することによって、前記ベントナイトを水和膨潤させて不透水性の遮水層を形成するようにしたベントナイト充填遮水マット工法において、前記袋体の開口部より該袋体の内部に散水管を挿入し、この散水管を前記開口部に向けて引上げつつ該散水管より給水を行うことを特徴とするものである。この発明によれば、内部給水を下方から順次行うことができる。
【００１３】
また、本発明方法は、周囲が閉ざされ、かつ膨張厚みを制限された透水性布地からなる袋体を遮水施工面に敷設し、その内部にベントナイト粉粒体またはこれと土質材料との混合物を充填して遮水マットとし、該遮水マットに給水することによって、前記ベントナイトを水和膨潤させて不透水性の遮水層を形成するようにしたベントナイト充填遮水マット工法において、前記袋体の開口部より該袋体の内部に多孔を有する散水管を挿入し、この散水管を前記袋体内に残置しつつ該散水管より給水を行うことを特徴とするものである。この発明によれば、散水管を引き上げることなく、内部給水を行うことができる。
【００１４】
さらに、本発明方法は、周囲が閉ざされ、かつ膨張厚みを制限された透水性布地からなる袋体を遮水施工面に敷設し、その内部にベントナイト粉粒体またはこれと土質材料との混合物を充填して遮水マットとし、該遮水マットに給水することによって、前記ベントナイトを水和膨潤させて不透水性の遮水層を形成するようにしたベントナイト充填遮水マット工法において、前記袋体内に、前記ベントナイト粉粒体またはこれと土質材料との混合物に加えて氷を充填し、時間経過による氷の融解により水を生成せしめ、該融解水により前記ベントナイトを水和膨潤させることを特徴とするものである。この発明によれば、遮水マット敷設後、何等の作業を伴うことなく、単に放置すればよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明方法を適用した廃棄物処分場１を示す。この処分場１は、山間の谷間などの斜面を利用して造成されるものであり、その斜面部１ａから底部１ｂにかけて遮水工１０により被覆し、周縁地盤Ｅと処分場１とを液密に区画している。
【００１６】
この遮水工１０における斜面部１ａには、土質遮水工を構成する遮水マット１２が一面に敷設され、底部１ｂの縁部に連続している。遮水マット１２の上縁は、斜面部１ａの近傍における地表部ＧＬに埋設された固定工１４に巻込んで固定され、下縁は底部１ｂに例えば所定厚みで敷設された同じく土質遮水工であるベントナイト混合土１６内に埋設され、これにより遮水マット１２はその上下を固定されている。
【００１７】
さらに、遮水マット１２およびベントナイト混合土１６の上面には遮水シート１８および保護マット２０が敷設され、これらは処分場底部１ｂまで延長され、その上面が保護土２２で覆われている。
【００１８】
前記層構造における前記遮水シート１８は、ゴム−アスファルトなどからなるシートであり、保護土２０は、山砂などの一般土砂、保護マット２２は例えば不織布などの素材からなるものであり、このうち遮水シート１８の上縁は前記遮水マット１２とともに、固定工１４に巻込んで固定されている。
【００１９】
また、前記遮水マット１２は、図１の一部に拡大して示すように、周囲を縫製などにより袋状に閉じられたポリエステル樹脂織布などからなる一対の透水性布地からなる袋体２４ａと、所定間隔で両布地間を連結した間隔調整糸２４ｂと、袋体２４ａの内部に充填されたベントナイト粉粒体またはこれと土砂の混合物２６（以下ベントナイト２６と称する）とからなっている。
【００２０】
この遮水マット１２の最大厚みは前記間隔調整糸２４ｂの長さに応じて例えば５〜１０cmに規制される。また一枚あたりの幅は例えば２〜４mであるが、長さ方向に対しては、現地縫合、または面ファスナーなどにより接合されて必要面積分を覆うことができる。
【００２１】
遮水マット１２の施工手順は、袋体２４ａを斜面１ａに敷設した後、ベントナイト２６を空気圧送などにより袋体２４ａ内に充填し、圧送用ホースの挿入口端部をとじ合せることで施工完了する。その後、袋体２４ａの内部に給水がなされ、給水により膨潤するベントナイト２６が袋体に拘束されることにより密な遮水構造となって斜面１ａ上に信頼性の高い土質遮水層が形成される。
【００２２】
図２はその給水方法の第一の実施形態を示し、この方法に使用される装置は、給水用ホース２８およびホースリール３０を介して給水装置３２に接続され、袋体２４ａの表面に設置される内部中空の給水ヘッド３４と、給水ヘッド３４の設置面に剣山状に突設され、かつ給水ヘッド３４の中空内部に連通した複数の注水針３６とからなるものであり、図の一部に拡大して示すごとく、給水ヘッド３４の一側部に設けたパイプ３４ａを前記ホース２８に接続するとともに、これと９０度交差した両側に設けた把手３４ｂを持って、これを人力により袋体２４ａの表面に押しつけることで、各注水針３６は袋体２４ａの繊維間を貫通してベントナイト２６内に挿通され、図の斜線で示すごとく各注水針３６を通じて水が分配注水され、ベントナイト２６の内部に十分に給水する。
【００２３】
一カ所の注水作業完了後、給水ヘッド３４を持ち上げて水平方向ないしは上方の部位に移動して人力によりヘッドを押しつけ、突刺しと給水を遮水マット１２の全面にわたるまで繰返すことにより、遮水マット２４の内部には前記ベントナイト２６を完全膨潤させるのに十分な水量が供給され、この結果土質遮水層が形成されることになる。もちろん、遮水マット１２の全面に給水ヘッド３４が当接するように給水する必要はなく、遮水マット１２の全面に対して所定ピッチで給水ヘッド３４を当接して給水すればよい。
【００２４】
なお、前記給水ヘッド３４の大きさは例えば２０cm〜１００cm角であり、各注水針３６の長さは遮水マット１２の厚みにあわせて、例えば５〜６mm程度、ピッチは例えば５〜１０cm間隔で形成されている。また、注水針３６の先端のみにでなく、外周にも複数の注水孔を設けておけば、一カ所の注水作業時における給水領域を広くすることができる。注水針３６は、例えば４５度（３０度〜６０度が好ましい）の角度を有する鋭利な先端部を有している。
【００２５】
その後、図１に示すごとく、遮水マット１２上に遮水シート１８および保護マット２０を敷設すれば、処分場が完成し、廃棄物の受入れ待機状態となる。
【００２６】
なお、本実施形態では、人力により給水ヘッド３４を遮水マット２４に押しつけ、注水針３６を貫入させたが、給水ヘッド３４の大型化、施工エリアの広範囲化にともない、給水ヘッド３４をバックホウなどの施工機械に装着することもできる。
【００２７】
また、本実施形態では、給水ヘッドを平板状に形成したが、ローラ状としてその表面に多数の注水針を配置した形状としてもよく、手動または機械動力によりローラ状ヘッドを袋体２４ａの表面に沿って転動させつつ移動させることで、注水針により連続的に袋体２４ａを貫通してその内部に水を注水させることができる。
【００２８】
注水作業により吸水したベントナイトは膨潤するが、給水により重量が重くなるので、上方から先に作業を行うと、重量が重くなったマットがずり落ちてしまうので、これを防止するため、下方から上方に向けて順に作業することが望ましい。
【００２９】
図３は本発明の第二実施形態を示すものである。なお、前記実施形態と同一箇所は同一符号を用いて説明する。この実施形態では、ベントナイト２６の充填前に、あらかじめ多孔管からなる散水管３８およびこれに接続したホース２８を袋体２４ａの下端部に挿入しておき、ベントナイト２６の充填後、ホース２８をホースリール３０により巻取りつつ給水装置３２からの給水により散水管３８の先端より斜線で示すごとく連続的に水を注水し、水和膨潤させて土質遮水層を形成するものである。この実施形態では、散水管３８により散水を行いつつ連続的に散水管３８を抜取ることで、各部均一な吸水・膨潤作用がなされるものとなる。
【００３０】
なお、図示は省略するが、ホース２８として多孔を有するものを採用することにより、ホース２８を引き抜くことなく残置したまま給水作業を行うことができる。
【００３１】
図４は本発明の第三実施形態を示すものである。この実施形態では、一対のホッパ４０，４２にそれぞれ蓄えられたベントナイト２６および氷粒４４を混合機４６により適宜割合で混合し、この混合物を圧送装置４８、ホースリール５０、およびホース５２を介して袋体２４ａの内部に充填するものであり、袋体２４ａの下端よりベントナイト２６及び氷粒４４の混合物を順次吐出しつつ、ホースリール５０を巻取ることで、下部から順次混合物は充填され、その後袋体２４ａの上端開口を閉じれば、作業が完了する。
【００３２】
充填後は単に放置しておくことにより、時間経過に応じてベントナイト２６間の氷粒４４は図中斜線で示すごとく融解して水になり、この水によりベントナイト２６は水和膨潤して土質遮水層を形成する。
【００３３】
本実施形態では、ベントナイト２６が最適膨潤量となる水量を事前に設定できる。また、単なる充填作業のみにより内部に対する給水も行うことができ、作業を省力化できる。
【００３４】
なお、夏期等においては、氷粒とともに、ドライアイスペレットなどの冷媒剤を混合し、事前融解とこれに伴うベントナイト２６の膨潤を防止しておくことが望ましい。この場合、混入したドライアイスは昇華し、痕跡を残さないものとなる。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明によるベントナイト充填遮水マット工法における給水方法によれば、遮水マット形成後、直ちに膨潤に必要な水量を供給でき、これによって施工初期段階において完全な土質遮水層を構築でき、以後の電解質水などの影響による遮水性低下を未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を適用した廃棄物処分場の断面図である。
【図２】本発明方法の第一実施形態を示す一部拡大部分を含む説明図である。
【図３】本発明方法の第二実施形態を示す説明図である。
【図４】本発明方法の第三実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１２ 遮水マット
２４ａ 袋体
３２ 給水装置
３４ 給水ヘッド
３６ 注水針
３８ 散水管
４４ 氷粒
４６ 混合機
４８ 圧送装置

Claims (4)

1. 周囲が閉ざされ、かつ膨張厚みを制限された透水性布地からなる袋体を遮水施工面に敷設し、その内部にベントナイト粉粒体またはこれと土質材料との混合物を充填して遮水マットとし、該遮水マットに給水することによって、前記ベントナイトを水和膨潤させて不透水性の遮水層を形成するようにしたベントナイト充填遮水マット工法において、
   一端が給水装置に接続され前記袋体の表面に当接される給水ヘッドと、給水ヘッドから突設されて水を分配供給する複数の注水針とを用いて、前記袋体を貫通して給水することを特徴とするベントナイト充填遮水マット工法における給水方法。
2. 周囲が閉ざされ、かつ膨張厚みを制限された透水性布地からなる袋体を遮水施工面に敷設し、その内部にベントナイト粉粒体またはこれと土質材料との混合物を充填して遮水マットとし、該遮水マットに給水することによって、前記ベントナイトを水和膨潤させて不透水性の遮水層を形成するようにしたベントナイト充填遮水マット工法において、
   前記袋体の開口部より該袋体の内部に散水管を挿入し、この散水管を前記開口部に向けて引上げつつ該散水管より給水を行うことを特徴とするベントナイト充填マット工法における給水方法。
3. 周囲が閉ざされ、かつ膨張厚みを制限された透水性布地からなる袋体を遮水施工面に敷設し、その内部にベントナイト粉粒体またはこれと土質材料との混合物を充填して遮水マットとし、該遮水マットに給水することによって、前記ベントナイトを水和膨潤させて不透水性の遮水層を形成するようにしたベントナイト充填遮水マット工法において、
   前記袋体の開口部より該袋体の内部に多孔を有する散水管を挿入し、この散水管を前記袋体内に残置しつつ該散水管より給水を行うことを特徴とするベントナイト充填マット工法における給水方法。
4. 周囲が閉ざされ、かつ膨張厚みを制限された透水性布地からなる袋体を遮水施工面に敷設し、その内部にベントナイト粉粒体またはこれと土質材料との混合物を充填して遮水マットとし、該遮水マットに給水することによって、前記ベントナイトを水和膨潤させて不透水性の遮水層を形成するようにしたベントナイト充填遮水マット工法において、
   前記袋体内に、前記ベントナイト粉粒体またはこれと土質材料との混合物に加えて氷を充填し、時間経過による氷の融解により水を生成せしめ、該融解水により前記ベントナイトを水和膨潤させることを特徴とするベントナイト充填遮水マット工法における給水方法。

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