JP4299046B2

JP4299046B2 - 難透水層の構築方法

Info

Publication number: JP4299046B2
Application number: JP2003114663A
Authority: JP
Inventors: 臼井直人; 樋口雄一; 森雄治; 藤原斉郁; 増渕淳; 有賀度; 木間正夫
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2023-04-18
Also published as: JP2004316345A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物処分場、貯水池などの斜面や底面に難透水層を構築する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
急な斜面の表層にベントナイト混合土を吹付けることによって、難透水層を構築する方法がある。
ベントナイト混合土は、ベントナイトと土砂等を混合して製造する混合土で、施設の設計基準にもよるが、通常、５０ｃｍ程度の厚さで吹付けている。
吹付けに使用するベントナイト混合土は、斜面に付着させるためにある程度の粘着力を有することが条件となるため、水分を加えることによって粘着力を持たせる必要がある。
従来から、ベントナイト混合土を製造するときにベントナイトと土砂等を混合してから水分を加え、吹付けホースでベントナイト混合土を搬送する湿式吹付け方法がある。
また、ベントナイト混合土への水分の補給を吹付けホースの先端でおこなう乾式吹付け方法もおこなわれていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−５９１０７号公報
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
前記した従来の難透水層の構築方法にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞ベントナイトと土砂等を混合してから水分を加える従来の方法では、吸水しやすいベントナイトばかりが水分を消費し、粘着力を増したベントナイト混合土が吹付けホースの内面に付着し、吹付けホースが閉塞することがある。このため、ベントナイト混合土にビリ（玉石）等を混ぜて吹付けホースに送り出していた。
＜ロ＞乾式吹付けでは、乾燥したベントナイト混合土が吹付けホースの先端から吐出するので、粉塵が舞って作業環境が悪化する上に、吹付けによる材料のロスも大きい。
＜ハ＞ホース先端での水分の補給は、作業員の技量に頼るところが大きく、構築する難透水層の品質にばらつきが生じる。特に、水分を多く加えすぎるとベントナイトが膨潤しすぎる。この結果、構築後の乾燥により難透水層にひび割れが発生しやすくなる。
【０００５】
【本発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、容易に高品質の難透水層を構築できる方法を提供することを目的とする。特に、吹付けホースを閉塞させることのない難透水層の構築方法を提供することを目的とする。
また、ひび割れが発生しにくく遮水性能が高い難透水層の構築方法を提供することを目的とする。
また、良好な作業環境で施工でき、吹付けロスの少ない難透水層の構築方法を提供することを目的とする。
さらに、降雨などに対する侵食抵抗に優れた難透水層の構築方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の難透水層の構築方法は、砂類の表面水を調整し、前記砂類にベントナイトを加えて混合し、前記砂類の周辺の表面水を吸収した粘調なベントナイトが砂の周辺に付着して造殻状態となった造殻骨材を製造し、前記造殻骨材とベントナイト粉体よりなるベントナイト混合土を吹付けておこなう方法である。
ここで、使用する砂類は、予め乾燥させて低含水比にし、乾燥した砂類に水分を加えて表面水率が３〜５％となるように砂類の含水量を調整するのが好ましい。
また、上記した難透水層の構築方法において、吹付けホースの先端部において前記ベントナイト混合土にアスファルト乳剤を添加することを特徴とする方法である。なお、必要に応じてホースの先端部において前記ベントナイト混合土に用水を添加することもできる。
【０００７】
【本発明の実施の形態１】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
＜イ＞難透水層
難透水層１は、砂類３とベントナイト４を混合したベントナイト混合土を吹付けて構築する。
砂類３は、人工砂、砂、珪砂などが使用できる。
砂類３は、予め乾燥させた低含水比の砂類３を使用するのが好ましい。
そして、不足する水分をベントナイト４と混合する前に補給して調整する。
例えば、調整後の砂類３の表面水率が３〜５％になるように含水量を調整する。
ここで、表面水とは砂類３の表面についている水をいい、表面水率とは砂類３に含まれるすべての水から砂類粒子の内部に吸収されている水を差し引いた水の表面乾燥状態の砂類質量に対する百分率であり、コンクリート骨材などの状態を表すために通常よく使用される公知の指標である。
また、水分が多い砂類３を使用する場合は、乾燥させたり吸水材を混合したりして使用することができる。
吸水材には、高吸水樹脂、ベントナイト、又はこれらを混合した材料が使用できる。
ベントナイトと高吸水ポリマーを混合した吸水材を使用する場合は、例えばベントナイト混合土１ｍ³のうち１〜１０ｋｇの吸水材を混合する。
【０００９】
ベントナイト４は、難透水層１の透水性を低下させるための材料である。ベントナイトの中に含まれるモンモリロナイトは、水と接触すると膨潤し、止水性を発揮する。ベントナイトが付着力を有する程度に吸水・膨潤するには、数分程度の時間を要する。本発明では、表面水を調整した砂類３にベントナイトを混合してからベントナイト混合土を斜面２に吹付けるため、充分に粘性の発現時間が確保できる。
例えば、ベントナイト混合土１ｍ^３当たり５０〜３５０ｋｇのベントナイト４を混合する。
【００１０】
＜ロ＞剪断型ミキサー（図２，３）
剪断型ミキサー６は、正回転する撹拌翼と、逆回転する撹拌翼を備えたミキサーである。
正回転翼６１は、例えば投入した砂類３とベントナイト４を大きく撹拌しながら吐出口に向けて搬送する撹拌翼である（図２（ｂ）参照）。例えば円弧状の断面を有する羽根を正回転モータに接続して回転させる。
また、逆回転翼６２は、例えば正回転翼６１によって一定方向に回っているベントナイト混合土を剪断することで撹拌を促す撹拌翼である（図２（ａ）参照）。例えばオール又は棒状の羽根を一定の間隔で回転軸に取り付け、逆回転モータに接続して回転させる。
正回転翼６１と逆回転翼６２は、回転の軸心が重なるように組み合わせて、それぞれ反対方向に回転するモータに接続することで構成する（図３参照）。
剪断型ミキサー６に砂類３とベントナイト４を投入すると、砂類３とベントナイト４が混合しながら正回転翼６１によって一定方向に回転し、逆方向から迎え出る逆回転翼６２によって剪断される。この結果、砂類３とベントナイト４が均一に混合される。
【００１１】
＜ハ＞ベントナイト混合土の製造方法
ベントナイト混合土は、例えば以下のようにして製造する。
まず、砂類３をベルトコンベア８１で搬送し、剪断型ミキサー６に投入する。砂類３の含水量は、水を加えて表面水率が３〜５％となるように調整する。また、水分を多く含む砂類３を使用する場合は、ミキサー内で吸水材を添加する。
そして、剪断型ミキサー６内にベントナイト４を投入して砂類３と混合する。表面水を調整した砂類３にベントナイト４を混合することによって、砂類３の周辺の表面水を吸収した粘調なベントナイトが砂の周辺に付着し造殻状態となる。また、造殻に寄与しない余分なベントナイトは、乾いた状態で造殻した粒子と混在状態となる。
このようにして製造したベントナイト混合土をエア搬送する。このときベントナイト混合土の造殻粒子の表面は乾燥状態となるが、法面へ吹付けるなど圧力を加えると付着することができる。また、ベントナイトも乾燥状態であるため、ホースを閉塞させることなく吹付けができる。
【００１２】
＜ニ＞ベントナイト混合土の吹付け
混合した材料は、吹付け機７を通じて吹付けホース７１でエア圧送する。吹付け機７では、吹付け材料をコンプレッサー７２からエアホース７３を通して送った圧縮空気とともに吹付けホース７１内を搬送し、先端の吹付けノズルから吐出して斜面２に吹付ける。
本発明のベントナイト混合土は、表面が乾燥状態の造殻粒子と乾燥したベントナイトが混ざりあったベントナイト混合土であるため、吹付けホース７１を閉塞することがない。
なお、必要に応じて吹付けホース７１の吐出口付近で用水を補給することができる。用水を補給することによってベントナイト混合土の吹付けロスを低減することができる。
吹付け厚は、構築する難透水層１の透水係数によって変更できる。例えば、透水係数が１．０×１０^−７ｃｍ／ｓ以下の場合は５ｃｍ、透水係数が１．０×１０^−６ｃｍ／ｓ以下の場合は５０ｃｍとする。
【００１３】
【本発明の実施の形態２】
以下図４を参照しながら本発明の実施の形態２について説明する。
【００１４】
＜イ＞アスファルト乳剤の混入
難透水層１の侵食抵抗を高めるためにアスファルト乳剤５を混入することができる。
アスファルト乳剤５は、粘着力が高いので吹付けホース７１の吐出口付近で混合するのが好ましい（図４参照）。アスファルト乳剤５は、例えばスクイズポンプ８３からホース８４を通して送り出し、吹付けホース７１の先端に取り付けた先端ノズルで混合する。
また、アスファルト粉体を使用する場合は、必要に応じて吹付けホース７１の先端で用水を添加する。
アスファルト乳剤５には、ノニオン系アスファルト乳剤が適している。
難透水層１を構成する吹付け材料の配合（出来上がり１ｍ^３当たり）の実施例を表１に示す。
【００１５】
【表１】

【００１６】
＜ロ＞掻き落しノズル
ベントナイト混合土とアスファルト乳剤５を混合すると、吹付け材料の粘着力が高まり、吹付けノズルが閉塞するおそれがある。
このため、必要に応じて付着した吹付け材料を掻き落す機能を有する掻き落しノズル９を使用することができる。
例えば、塩化ビニル管等からなるノズル本体９１に、帯状の材料を二つ折りにして形成した掻き落し部９２を嵌めこむ（図５，６参照）。掻き落し部９２は環状のフレーム９２１を介して取り付けたリング９４１を回すことによってノズル本体９１に沿って回転させることができる。リング９４１は、例えば電動モータ９３で回転する回転板９４と接触させることによって回転させることができる。回転板９４とリング９４１の表面には歯車を設けて噛み合うようにしてもよい。掻き落し部９２を稼動させることで、ノズル本体９１の内面に付着又は付着しそうな吹付け材料が掻き落されるため、吹付けノズルの閉塞を防ぐことができる。
【００１７】
上記した掻き落しノズル９ａは、動力によって掻き落し部９２を回転させるが、掻き落し部９２を手動で回すこともできる。
掻き落しノズル９ｂ（図７）は、ノズル本体９１の周囲で回転棒９５を移動させることで、掻き落し部９２を移動させる。回転棒９５は、ノズル本体９１を周回するように動かしても、揺動させるだけでもよい。
【００１８】
【本発明の効果】
本発明の難透水層の構築方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞表面水を調整した砂類にベントナイトを混合する。このため、砂類を核とする造殻骨材とベントナイト粉体からなる粘性の低いベントナイト混合土が製造できる。この結果、吹付けホースが閉塞するのを防ぐことができる。
＜ロ＞ベントナイトが吸収する水分量を管理できるので、ひび割れが発生しにくい難透水層を構築することができる。
＜ハ＞最初に水分調整をして水分を含んだ吹付け材料を吹付けるので、吹付けロスが少ない。また、粉塵などが発生しにくく、作業環境が良好である。
＜ニ＞アスファルト乳剤を混合することで、降雨等に対する侵食抵抗に優れた難透水層を構築できる。このため、吹き付け後のシート等での降雨対策は不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の難透水層の構築方法の実施例の説明図。
【図２】（ａ）剪断型ミキサーの逆回転翼の実施例の側面図。（ｂ）剪断型ミキサーの正回転翼の実施例の側面図。
【図３】剪断型ミキサーの実施例の側面図。
【図４】アスファルト乳剤を添加する場合の難透水層の構築方法の実施例の説明図。
【図５】動力式掻き落しノズルの実施例の断面図。
【図６】動力式掻き落しノズルの実施例の正面図。
【図７】手動式掻き落しノズルの実施例の断面図。
【符号の説明】
１・・・難透水層
３・・・砂類
４・・・ベントナイト
５・・・アスファルト乳剤
６・・・剪断型ミキサー
６１・・正回転翼
６２・・逆回転翼
７１・・吹付けホース

Claims

砂類の表面水率が３〜５％になるように含水量を調整し、
前記砂類にベントナイトを加えて混合し、
前記砂類の周辺の表面水を吸収した粘調なベントナイトが砂類の周辺に付着して造殻状態となった造殻骨材を製造し、
前記造殻骨材とベントナイト粉体よりなるベントナイト混合土を吹付けておこなう、
難透水層の構築方法。
請求項１に記載の難透水層の構築方法において、
吹付けホースの先端部において前記ベントナイト混合土にアスファルト乳剤を添加することを特徴とする、
難透水層の構築方法。