JP4610013B2 - 汚染土壌の浄化装置と浄化方法 - Google Patents

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本発明は、汚染土壌の浄化装置と浄化方法に関するものである。
揮発性有機化合物(VOC)によって汚染された地盤を浄化するために、鉄粉と土とを攪拌、混合する方法が知られている。
その場合に一般に、鉄粉と水とを混合したスラリー状の混合液を地中に吐出し攪拌混合する方法によって行っている。
別の方法として、鉄粉とセメントとを同時に混合して地中に吐出し攪拌混合する方法も開発されている。

特開2004−154744号公報。
鉄粉と水とを混合した液体を地中に吐出し攪拌混合するために、地盤内に多量の水が注入されて地盤の強度低下を引き起こす。
そのために、浄化する工程が終了後に、その工程とは別に、緩んだ地盤を改良する工程が必要であった。
また鉄粉と水とを混合してスラリー状にした混合液を地盤に直接注入する際に混合液は、鉄粉と水との比重が異なるために、そのままでは鉄粉が十分に地盤内に拡散せず、そのために特殊な分散剤を混入する必要があった。
鉄粉とセメントとを混合して地中に吐出し攪拌混合する方法では、セメントを地中に混入することで地盤がアルカリ性となり、そのために本来の目的である鉄粉の還元反応を阻害し、VOC土壌の浄化を妨げる可能性がある。
上記のような課題を解決するために本発明の汚染土壌の浄化装置は、揮発性有機化合物によって汚染された土壌の土砂を攪拌する浄化装置であって、内部が中空で外部に攪拌翼を取付けた外筒と、外筒に開口した浄化材吐出口と、外筒内部にスライド自在に収納した固化材注入管と、固化材注入管に開口した固化材吐出口とより構成したオーガーを、重機のリーダーに取付けて構成した、汚染土壌の浄化装置を特徴とするものである。
また本発明の汚染土壌の浄化方法は、揮発性有機化合物によって汚染された土壌を浄化する方法であって、上記記載の汚染土壌の浄化装置を使用し、固化材注入管を外筒内部に収納した状態で、外筒を回転して地盤を攪拌してオーガーを地中に貫入し、次に外筒の浄化材吐出口から浄化材を吐出しながら、固化材注入管を地盤中に残した状態で、外筒のみを回転させて引き上げて、地中に浄化材混合土の柱を形成し、次に固化材注入管の固化材吐出口から固化材を吐出しながら浄化材混合土の柱の内部を引き上げて、地中に浄化材、固化材混合土の柱を形成して行う、汚染土壌の浄化方法を特徴とするものである。
また本発明の汚染土壌の浄化方法は、揮発性有機化合物によって汚染された土壌を浄化する方法であって、上記記載の汚染土壌の浄化装置を使用し、固化材注入管を外筒内部に収納した状態で、外筒を回転して地盤を攪拌してオーガーを地中に貫入し、次に外筒の浄化材吐出口から浄化材を吐出しながら、固化材注入管を地盤中に残した状態で、外筒のみを回転させて引き上げて、地中に浄化材混合土の柱を形成し、上記の工程を繰り返して複数本の浄化材混合土の柱を形成し、その後に、地盤中に残した固化材注入管の固化材吐出口から固化材を吐出しながら浄化材混合土の柱の内部を引き上げて、地中に浄化材、固化材混合土の柱を形成して行う、汚染土壌の浄化方法を特徴とするものである。
本発明の汚染土壌の浄化装置と浄化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。
<1> VOCで汚染された土壌を浄化するに際し、1台の装置で連続して行うことができる。そのために土壌の浄化とその後に地盤改良を行う従来の施工方法に比較して施工能率が向上し、工期を短縮でき、経済的である。
<2> 浄化材を吐出し攪拌混合による土壌の浄化と、固化材の注入による地盤の固化とを連続した作業で行うことができるが、その場合に土の粒子の周囲を浄化材が取り囲んで浄化が進み、それらの隙間に固化材が侵入してゆくので固化が進むことになる。こうして浄化効果と固化効果を達成することができる。
以下図面を参照にしながら本発明の装置と方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
<1> 対象地盤。
本発明の浄化装置と浄化方法が対象とする地盤は、揮発性有機化合物(VOC)によって汚染された土壌である。
<2> オーガー。
本発明のオーガーAは、攪拌翼11を供えた外筒1と、その内部に摺動自在に収納した固化材注入管2によって構成する。
このように外筒1とその内部に収納した固化材注入管2より構成したオーガーAを、図2に示すように重機本体Bの前面に立てたリーダーCの上部に接続あるいは吊り下げ、リーダーCに沿って昇降させる。
オーガーAが回転する時の反力はリーダーCに伝える。
<3>外筒1。
外筒1は、土壌浄化と固化を目的とした地盤改良のために地中へ挿入するのに足りる十分な長さを有し、その内部が中空の筒体である。
この外筒1の外部に攪拌翼11を取付ける。
攪拌翼11は、らせん状のもの、直線状のもの、など公知の構造の攪拌翼11を利用することができる。
外筒1の先端付近、あるいは中間の位置には浄化材を吐出する浄化材吐出口12を開口する。
浄化材としては、鉄粉などの金属還元材、または金属還元材を酸化したものを使用することができる。
この浄化材は粉体状、スラリー状、液体状などの状態で利用する。
そして外筒1の内部には、その中空部を通して浄化材を圧縮空気、あるいは圧縮水とともに圧送する通路を形成する。
圧縮水などとともに外筒1の内部の通路を圧送された浄化材は、先端付近に開口した浄化材吐出口12から外部に吐出し攪拌混合される。
<4>固化材注入管2。
外筒の内部にはスライド自在に固化材注入管2を収納する。
固化材としては各種のセメント、すなわち、普通ポルトランドセメント、高炉セメント、セメント系固化材、低アルカリ性セメントなどを採用できる。
セメントのほかに、超微粒子セメント、シリカ微粒子、生石灰、石膏、水ガラスなどを使用できる。
本発明で使用する固化材は、上記のような材料を水やなんらかの溶剤で流動化させたスラリー状の流体である。
この固化材注入管2も中空の管体であり、内部には固化材を圧送する通路を形成してある。
固化材注入管2の先端付近には固化材吐出口21を開口する。
固化材注入管2の内部の通路を圧送された固化材は、先端付近に開口した固化材吐出口21から外部に吐出し地盤内に注入する。
<5>浄化方法。
次に上記の浄化装置を使用して行う汚染土壌の浄化方法について説明する。
<6>準備の状態。(図2)
対象地盤の上に重機本体Bを停止し、外筒1と固化材注入管2とを一体としたオーガーAをリーダーCに接続、あるいは吊り下げる。
その際に、固化材注入管2のほとんどは外筒1の内部に収納してある。
<7>オーガーAの貫入。(図3)
固化材注入管2を外筒1内部に収納した状態で、外筒1を回転して地盤を攪拌しながらオーガーAを地中に貫入する。
その場合に削孔が目的ではないから、現地の土砂を地中で混合攪拌するだけである。
<8>外筒1の引き上げ。(図4)
次に外筒1を回転し周囲の土砂を攪拌しながら引き上げる。
外筒1の引き上げの際には、外筒1の浄化材吐出口12から浄化材を周囲の混合土砂の層の内部に吐出しながら行う。
その結果、地中には浄化材混合土の柱が形成され、浄化材の還元作用によってVOCの層は浄化される。
外筒1の引き上げの場合に、外筒1と固化材注入管2は摺動自在であるから、外筒1のみを引き上げ、その内部の固化材注入管2は地盤中に残しておく。
なお、図の実施例では浄化材の吐出を外筒1の引き上げ時にのみ行うように説明してあるが、外筒1の引き上げ時だけでなく、掘進してゆく際にも行うことができる。あるいは往復して行うことができる。
少なくとも、外筒1の引き上げ時に浄化材の吐出を行えば目的を達成することができる。
<9>固化材注入管2の引き上げ。(図5)
浄化材混合土の柱が形成されたら、次に固化材注入管2を引き上げる。
その際に、固化材注入管2の固化材吐出口21から固化材を吐出しながら引き上げる。
浄化材混合土の柱の内部を通して固化材注入管2を引き上げることによって、地中に浄化材と固化材混合土が混合した柱を形成することができる。
こうして図6に示すように外筒1、固化材注入管2の両方が地上に引き上げられるので、VOCの層は連続した一連の作業により、まず浄化材により浄化され、続いて固化材によって地盤改良される。
<10>他の実施例(図7、8)
上記の実施例では、1箇所の処理を継続して行う方法であった。
しかし、外筒1と固化材注入管2とを分離可能としておき、固化材注入管2を地中に残したまま、外筒1を分離する工法を採用することもできる。
その場合には分離した外筒1に別の新たな固化材注入管2を取り付ける。
そして、別の場所で新たに浄化材を吐出しながら外筒1のみを引き上げて、地中に固化材注入管2を残したままの浄化材混合土の柱を形成する。
重機Bを移動しながら上記の工程を繰り返して、順次複数本の浄化材混合土の柱を形成してゆく。(図7)
その後に地中に残しておいた、固化材注入管2にボーリングマシンなどの一般の注入機を取付ける。
そしてこの注入機を使用して固化材注入管2の固化材吐出口21から固化材を吐出しながら浄化材混合土の柱の内部を引き上げて、地中に浄化材、固化材混合土の柱を形成して行う。
このような施工順序を採用すると効率的な連続施工を行うことができる。
本発明の汚染土壌の浄化装置の先端部の説明図。 汚染土壌の浄化方法の施工順序の説明図。 汚染土壌の浄化方法の施工順序の説明図。 汚染土壌の浄化方法の施工順序の説明図。 汚染土壌の浄化方法の施工順序の説明図。 汚染土壌の浄化方法の施工順序の説明図。 他の実施例の説明図。 他の実施例の説明図。
符号の説明
A:オーガー
B:重機本体
C:リーダー
1:外筒
11:攪拌翼
12:浄化材吐出口
2:固化材注入管
21:固化材吐出口

Claims (3)

  1. 揮発性有機化合物によって汚染された土壌の土砂を攪拌する浄化装置であって、
    内部が中空で外部に攪拌翼を取付けた外筒と、
    外筒に開口した浄化材吐出口と、
    外筒内部にスライド自在に収納した固化材注入管と、
    固化材注入管に開口した固化材吐出口とより構成したオーガーを、
    重機のリーダーに取付けて構成した、
    汚染土壌の浄化装置。
  2. 揮発性有機化合物によって汚染された土壌を浄化する方法であって、
    請求項1記載の汚染土壌の浄化装置を使用し、
    固化材注入管を外筒内部に収納した状態で、外筒を回転して地盤を攪拌してオーガーを地中に貫入し、
    次に外筒の浄化材吐出口から浄化材を吐出しながら、固化材注入管を地盤中に残した状態で、
    外筒のみを回転させて引き上げて、地中に浄化材混合土の柱を形成し、
    次に固化材注入管の固化材吐出口から固化材を吐出しながら浄化材混合土の柱の内部を引き上げて、
    地中に浄化材、固化材混合土の柱を形成して行う、
    汚染土壌の浄化方法。
  3. 揮発性有機化合物によって汚染された土壌を浄化する方法であって、
    請求項1記載の汚染土壌の浄化装置を使用し、
    固化材注入管を外筒内部に収納した状態で、外筒を回転して地盤を攪拌してオーガーを地中に貫入し、
    次に外筒の浄化材吐出口から浄化材を吐出しながら、固化材注入管を地盤中に残した状態で、
    外筒のみを回転させて引き上げて、地中に浄化材混合土の柱を形成し、
    上記の工程を繰り返して複数本の浄化材混合土の柱を形成し、
    その後に、地盤中に残した固化材注入管の固化材吐出口から固化材を吐出しながら浄化材混合土の柱の内部を引き上げて、
    地中に浄化材、固化材混合土の柱を形成して行う、
    汚染土壌の浄化方法。



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