JP4671074B2

JP4671074B2 - 遮水層の補修方法

Info

Publication number: JP4671074B2
Application number: JP2001079578A
Authority: JP
Inventors: 武司宮本; 文良大野; 康之新宮; 裕幸小森; 孝史和田
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: JP2002273368A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遮水層の補修方法に関し、特に、廃棄物処分場の遮水層の破損箇所を補修するのに有効な遮水層の補修方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、廃棄物処分場は、地表に掘削等により処分穴を設け、この処分穴の内面に合成ゴム等からなる遮水シートを敷設して遮水層を形成し、この遮水層の内側に形成される空間内の底部に不織布及びその上部に保護土を入れて所定の厚みの保護層を形成し、この保護層の上部に廃棄物を順次堆積させて所定の厚みの廃棄物層を形成することにより、廃棄物を埋立処分している。
【０００３】
このような鋼製の廃棄物処分場にあっては、廃棄物層及び保護層は、遮水層を介して地表から隔離されているので、廃棄物層及び保護層を浸透した雨水等の浸出水が埋立地外へ漏れ出るようなことはなく、浸出中に溶け出た廃棄物中の有害成分が埋立地外の地下水中に混入するようなことはないものである。
【０００４】
しかし、長期的な使用によって遮水層の遮水シートの一部が劣化したり、廃棄物中に混入している釘等の鋭利な物が遮水シートの一部に接触すると、遮水シートのその部分が破損し、その破損箇所から遮水層の内側に位置する浸出水が埋立地外に漏れ出し、浸出水中に溶け出ている廃棄物中の有害成分が地下水中に混入し、廃棄物処分場周辺の地下環境を汚染することになる。
【０００５】
このような浸出水の漏れの問題に対処するため、最近では、遮水層からの浸出水の漏れを電気的に検知するシステムを設置し、このシステムにより浸出水の漏れの有無と漏れの位置を検出し、漏れが発生した場合には遮水シートの破損箇所を速やかに補修し、浸出水が地下水中に混入するのを最小限に食い止めようとしている。
【０００６】
遮水シートの破損箇所を補修する方法としては、漏れが発生している箇所の廃棄物を除去（掘削）し、遮水シートの破損箇所を掘出し、直接補修する方法、遮水シートの破損箇所付近に注入剤を注入して補修する方法等が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の方法では、掘出しに手間がかかり、破損箇所が多い（広い）場合や、廃棄物の埋立て深さが深い（廃棄物層の厚みが厚い）場合には、破損箇所の掘出しが困難になる。また、掘出し時に掘削機械で遮水シートを破損させたり、掘削穴の底部に作業者が入って補修しなければならないために、作業に危険性を伴う。
【０００８】
後者の方法には、遮水シート２１を貫いてボーリングし、遮水シート２１を挟む上下２箇所から薬液を注入して補修する方法（図３及び図４参照）、遮水シート２１の破損箇所付近をジェット水で掘削して空洞を形成した後、その空洞内に注入剤を注入して半径０．５〜１．５ｍの注入改良体を造成する方法（特開平１１−３００３０８号公報参照）等がある。
【０００９】
しかし、前者は、健全な遮水シート２１をわざわざボーリングして破損することになる。また、破損（漏水）箇所自体を２ｍ四方程度の誤差で検出できたとしても、注入井（注入管）２５をこの検出区画の中心に設置することが困難であるので、現行の半径２ｍの注入技術では、１本の注入管２５による注入で確実に補修することは難しく、複数本の注入管２５を密に配置して注入する必要がある。なお、図中、２０は遮水層、２２は不織布、２３は保護層、２４は保護土である。
【００１０】
後者は、ジェット水の吐出孔からある程度離れると、遮水シート上部の土を完全には洗浄除去することが困難になる。また、未固結層では、一度掘削しても空間壁面の崩壊により、遮水シート上に土砂が堆積する可能性が高い。さらに、ここで、使用される注入剤は、ウレタン系、アスファルト系といった粘度が非常に高い有機系のものや、スラグ、セメント系といった懸濁型（粒状体）のものであり、これらの注入剤は、高粘度や懸濁粒子による目詰まり発生のために浸透性に乏しく、保護層に対して殆ど浸透しない。さらに、遮水シートは、その上部を不織布で保護されているが、この不織布は、保護層より高い透水性をもつものの、目詰まりしやすいために、上記の注入剤は、それほど浸透しないというのが実状である。このため、遮水シート上部の土砂が完全に洗浄除去できたとしても、不織布下部の遮水シート破損部を確実に注入し改良するのは困難である。
【００１１】
この発明は前記のような従来の方法の問題点を解決したものであって、破損箇所が多い（広い）場合や、廃棄物の埋立て深さが深い（廃棄物層の厚みが厚い）場合であっても、破損箇所を確実に補修することができ、補修の際に遮水シートを傷つけたり、破損させたりするようなことがなく、しかも安全に作業を行うことのできる補修方法を提供することを目的とする。また、遮水シートの健全な部分を破損させることなく、しかも複数本の注入管を用いた薬液の注入を行うことなく補修することができる補修方法を提供することを目的とする。さらに、遮水シート上部の保護土があってもこれを洗浄、除去することなく補修することができるとともに、未固結層であっても空間壁面の崩壊により遮水シート上に土砂が堆積するような不具合がなく、保護層へ確実に注入剤を浸透させることができ、しかも、遮水シートの上位に不織布があっても、不織布下位の遮水シート破損部に注入剤を確実に注入することができる、遮水層の補修方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するためにこの発明は、廃棄物埋立地の底面に遮水層を設けるとともに、該遮水層の内側に形成される空間内の底部に保護層を設け、該保護層の上部に廃棄物を堆積させて廃棄物層を形成する廃棄物処分場の前記遮水層の補修方法において、前記廃棄物層を貫通して先端が前記保護層内に達する注入井と、前記遮水層の破損が推定される領域の外側であって、地下水の流れ方向の下流側に位置する部分に、前記廃棄物層を貫通して先端が前記保護層内に達する観測井と、を設け、前記注入井を介して前記保護層内に薬液を注入して固化させ、前記遮水層の破損部の上部に所定の大きさの注入改良体を造成する手段を採用したものである。また、前記廃棄物層に予め薬液を注入して固化させ、この後に、該廃棄物層を貫通して先端が前記保護層内に達する注入井を設け、該注入井を介して前記保護層内に薬液を注入して固化させる手段を採用したものである。さらに、薬液の注入に先立ち清水を注入し、前記保護層を飽和化又は清水化させた後、清水から薬液に切り替えて、薬液を連続して注入する手段を採用したものである。そして、前記注入井を、浸出水の流れ方向の上流側に設けた手段を採用したものである。
【００１３】
【作用】
この発明は前記のような手段を採用したことにより、注入井を介して保護層の内部に薬剤を注入して固化させると、遮水層の破損部の上部に所定の大きさの注入改良体が造成され、この注入改良体によって遮水層の破損部が補修されることになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示すこの発明の実施の形態について説明する。
図１及び図２には、この発明による遮水層の補修方法の一実施の形態が示されていて、この遮水層の補修方法は、廃棄物処分場の遮水層の破損箇所を補修するのに有効となるものである。
【００１５】
廃棄物処分場１は、地表に掘削等により処分穴２を設け、その処分穴２の内面に合成ゴム等からなる遮水シート４を少なくとも１枚敷設して遮水層３を形成し、この遮水層３の内側に形成される空間内の底部に不織布５及びその上部に保護土７を入れて所定の厚みの保護層６を形成し、この保護層６の上部に廃棄物９を堆積させて所定の厚みの廃棄物層８を形成するように構成したものである。
【００１６】
この場合、廃棄物層８及び保護層６は、遮水層３を介して廃棄物埋立地外から隔離されているので、雨水等が廃棄物層８及び保護層６を浸透しても、その浸出水が廃棄物埋立地外へ漏れ出るようなことはなく、浸出水中に溶け出た廃棄物９中の有害成分が自然地盤を流れる地下水中に混入するようなことはない。
【００１７】
しかし、このような廃棄物処分場１を長期的に使用することによって遮水層３の遮水シート４の一部が劣化したり、廃棄物９中に混入している釘等の鋭利な物が遮水シート４の一部に接触したりした場合には、遮水シート４に破損が生じ、破損箇所から遮水層３の上部側に位置している浸出水が廃棄物埋立地外に漏れ出すことがある。
【００１８】
このような浸出水の漏れが発生した場合には、検知システムが浸出水の漏れの有無と漏れの位置を検出するので、この実施の形態による遮水層の補修方法を用いて遮水シート３の破損箇所の補修を速やかに行う。
【００１９】
この補修方法は、大口径薬液注入法を用いるものであって、廃棄物層８を貫通して先端が保護層６内に達する注入井１０をボーリング等により設け、注入井１０の廃棄物層８に対応する部分に外管１１を挿着し、外管１１の内側に外管１１よりも小径の内管１２を挿着し、内管１２の先端部を保護層６内に位置させる。この場合、注入井１０の先端は、保護層６の厚みの半分以上の深さまで達するように設けることが望ましいが、遮水シート４を傷つける虞がある場合には、余裕をもった深さまでに止めてもよい。
【００２０】
そして、注入井１０を介して保護層６内に薬液（低粘度で耐久性のある溶液型活性シリカ系薬液等）を注入し固化させることにより、遮水シート４の破損部の上位に位置する保護層６の部分に（不織布５と保護土７の両方）に、半径２ｍ以上（現行モデル実験結果では４〜５ｍ）の注入改良体１３を造成する。
【００２１】
この場合、注入井１０は、浸出水の流れの方向、流速等を考慮し、遮水シート４の破損が推定される領域内において、浸出水の流れの方向の上流部に設ける。
【００２２】
また、保護層６の上位に位置する廃棄物層８の部分の透水性が保護層６よりも著しく高い場合には、注入井１０周りの半径数ｍの廃棄物層８内に予め前記薬液を注入して固化させ、その部分を改良して透水性を下げた後に、保護層６内まで注入井１０を延ばし、その後に注入井１０を介して保護層６内に前記薬液を注入して固化させ、その部分に注入改良体１３を造成する。
【００２３】
さらに、保護層６が不飽和（地下水位が低い）状態にある場合や、その間隙水の水質が悪い（薬液の性能を悪化させる）場合などには、薬液注入に先立ち、清水を注入し、保護層６を飽和化又は清水化させた後、清水から薬液に切り替え、薬液を連続して注入する。これにより、保護層６の所定の部分に所定の注入改良体１３を造成することができるものである。
【００２４】
さらに、遮水シート４の破損が推定される領域の外側の部分であって、浸出水の流れ方向の下流側の部分に観測井１４を設ける。この場合、観測井１４は、廃棄物層８を貫通して先端が保護層６内に位置している。この観測井１４により、薬液の到達状況や薬液の固化状況等を判定することができるので、所定の領域内に所定の注入改良体１３を確実に造成することができるものである。この場合、観測井１４の先端は、保護層６の厚みの半分以上の深さまで達するように設けることが望ましいが、遮水シート４を傷つける虞がある場合には、余裕をもった深さまでに止めてもよい。
【００２５】
上記のような構成のこの実施の形態による補修方法にあっては、以下のような効果を奏する。
【００２６】
ａ）遮水シート４の破損部上位に位置する保護層６（不織布５と保護土７の両方）を半径２ｍ以上に渡って改良することができるので、１箇所の注入井１０からでも、遮水シート４破損部とその上面の不織布５・保護土７を透水性の低い注入改良体１３によって不透水層化できるようになる。また、使用する薬液は、アルカリを含まないものであるので、耐久性に優れた改良体となる。
【００２７】
ｂ）注入井１０を浸出水の流れ方向の上流部に設置することで、少々の浸出水の流れがあっても、遮水シート４の破損が推定される領域の全体に薬液を容易にかつ確実に浸透させることができる。
【００２８】
ｃ）保護層６の上位の透水性が著しく高い廃棄物層８を予め改良しておくことにより、注入井１０周りから地表へ薬液が噴出したり、廃棄物層８へ薬液が流出したりするのを防止できる。これにより、領域外への薬液の流出を防止できるので、保護層６（不織布５及び保護土７）へ効率的に薬液を注入することができる。
【００２９】
ｄ）遮水シート４を覆う不織布５は、一般に、保護土７よりもかなり透水性が高いため、通常（大雨時以外）は、保護土７の殆ど（特にその上部）は不飽和な状態にあることが多い。不飽和状態では、薬液を注入しようとしても、間隙の気泡が薬液の流動を阻害し、薬液の固結後には未改良部（空隙）として残るため、所定の止水効果が発揮できない原因となる。また、保護土７の間隙水が塩分や高濃度のアルカリを含む場合などでは、薬液がこれらの成分と反応し、所定の薬液性能を発揮できなくなることがある。このような場合には、予め保護土７の間隙を清水で飽和しておくことにより、通常地盤と同様に支障なく、薬液を注入することができる。
【００３０】
ｅ）遮水シート４の破損箇所を挟んで浸出水の流れ方向の上流側から薬液を注入し、下流側で薬液の到達状況を観測することにより、シート破損箇所に確実に薬液注入できたことを確認できる。
【００３１】
ｆ）注入井１０の先端は、できるだけ保護層６に深く貫入させた方が薬液の注入効率は良くなるが、この発明による補修方法では、浸透性のよい材料を長期間かけて注入できるため、それほど重要な条件とはならない。また、実際の現場では、保護層６の下端（不織布５の上面）をボーリング時に検出することは容易でない。このため、無理をすると注入井１０、観測井１４の設置時に遮水シート４を破損させる危険の方が大きいが、本発明を用いれば遮水シート４を破損させることなく、余裕をもって設置できる深度まで貫入させるに止めておくことができる。
【００３２】
【発明の効果】
この発明は、請求項１〜４のように構成したことにより、遮水層に破損箇所が多い場合や、廃棄物層の厚みが厚い場合であっても、遮水層の破損箇所を確実に補修することができることになる。また、補修の際に遮水層を傷つけたり、破損させたりするようなこともない。さらに、補修に危険性を伴うことがなく、安全を確保して補修作業を行うことができる。さらに、遮水層の健全な部分を補修のために破損させることがなく、また、複数本の注入井を使用する必要がなく、１本の注入井を使用すれば十分に足りるので、作業効率が大幅に向上することになる。さらに、遮水層の上部に位置する廃棄物層を除去する必要がなく、また、未固結層であっても空間の壁面の崩壊により遮水層上に土砂が堆積するようなことがないので、これによっても作業効率を向上させることができることになる。さらに、観測井を設けたことにより、薬液の状況を観測できるので、所定の領域内に確実に薬液を浸透させることができることになる。
【００３４】
さらに請求項２のように構成したことにより、廃棄物層の透水性が保護層よりも著しく高い場合であっても、廃棄物層の透水性を下げることができるので、地表への薬液の噴出、廃棄物層への薬液の流出を防止できることになり、薬液を効率よく所定の領域内に浸透させることができることになる。
【００３５】
さらに、請求項３のように構成したことにより、保護層が不飽和な状態にあっても、保護層の間隙水が塩分や高濃度のアルカリを含む場合であっても、所定の領域に確実に薬液を浸透させることができることになる。
【００３６】
さらに、請求項４のように構成したことにより、浸出水に多少の流れがあっても、所定の領域内に確実に薬液を浸透させることができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による遮水層の補修方法の一実施の形態を示した概略平面図である。
【図２】図１に示すものの断面図である。
【図３】従来の遮水層の補修方法の一例を示した概略平面図である。
【図４】図３の断面図である。
【符号の説明】
１廃棄物処分場
２処分穴
３、２０遮水層
４、２１遮水シート
５、２２不織布
６、２３保護層
７、２４保護土
８廃棄物層
９廃棄物
１０、２５注入井
１１外管
１２内管
１３注入改良体
１４観測井

Claims

廃棄物埋立地の底面に遮水層を設けるとともに、該遮水層の内側に形成される空間内の底部に保護層を設け、該保護層の上部に廃棄物を堆積させて廃棄物層を形成する廃棄物処分場の前記遮水層の補修方法において、
前記廃棄物層を貫通して先端が前記保護層内に達する注入井と、
前記遮水層の破損が推定される領域の外側であって、地下水の流れ方向の下流側に位置する部分に、前記廃棄物層を貫通して先端が前記保護層内に達する観測井と、を設け、
前記注入井を介して前記保護層内に薬液を注入して固化させ、前記遮水層の破損部の上部に所定の大きさの注入改良体を造成することを特徴とする遮水層の補修方法。
前記廃棄物層に予め薬液を注入して固化させ、この後に、該廃棄物層を貫通して先端が前記保護層内に達する注入井を設け、該注入井を介して前記保護層内に薬液を注入して固化させる請求項１に記載の遮水層の補修方法。
薬液の注入に先立ち清水を注入し、前記保護層を飽和化又は清水化させた後、清水から薬液に切り替えて、薬液を連続して注入する請求項１又は２に記載の遮水層の補修方法。
前記注入井を、浸出水の流れ方向の上流側に設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の遮水層の補修方法。