JP5628014B2 - 遮水壁構造 - Google Patents
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Description
この遮水壁101の種類としては、ソイルセメント固化壁、粘土壁、コンクリート壁、樹脂製壁、シートパイルや鋼管パイル等の鋼製壁等がある。
一方、樹脂製壁や鋼製壁は、材料そのものは止水性を確保できるものの、継手部においては水の浸透を防ぐことが難しく、継手部を含めた遮水壁全体としての透水係数は概ね10−8cm/secのオーダーである。また、樹脂製壁や鋼製壁は比較的高価であった。
このように、上流側に位置する遮水壁の地下水の浸透量を低減させたことで、当該遮水壁の上流側の地下水の流出量を大幅に低減させることができる。
そのため、例えば汚染地下水域の下流側に本発明の遮水壁構造を構築すれば、汚染地下水の拡散を防止することが可能となる。
なお、二重の遮水壁は、離隔ゾーンの原地盤を乱すことのない間隔であって、一方の遮水壁の施工により他方の遮水壁の施工に影響を及ぼすことのない間隔を有して形成する。
保水位施設をこのように構成すれば、保水位施設に水(水道水等)を供給することで、離隔ゾーンの水位の調節を簡易に行うことができる。
なお、導水部は、砂などの透水性の高い材料により形成し、下流側遮水壁に可能な限り近づけて形成するのが望ましい。
第一の実施の形態に係る遮水壁構造1は、図1に示すように、汚染源Pを含む汚染領域(第一領域)PAと、汚染物質の濃度が基準値以下となるように管理される管理領域(第二領域)MAとの境界部に構築されるものであって、汚染領域PAの下流側に、地下水の流れを遮断するように二重に設置された遮水壁2,3と、遮水壁2,3の間に原地盤を残存させることで形成された離隔ゾーン4と、離隔ゾーン4の地表面に形成された保水位施設5とを備えて構成されている。
なお、本実施形態では、汚染領域PAの地下水位WL1が、GL−0m〜GL−2m程度の地盤の場合であって、管理領域MAの地下水位WL3が汚染領域PAの地下水位WL1よりも低い場合について説明する。
遮水壁2,3の上端は地表面GLに面していて、下端は透水層Sの下に存在する難透水層RCに所定長挿入された状態で形成されている。
離隔ゾーン4の地盤内には保水位施設5に貯留された水が自然浸透する。
保水位施設5の水位WL2は、離隔ゾーン4の地盤内にセンサーを設置して、上流側遮水壁2の地下水の浸透量を観測し、この浸透量が所定の量以下となるように、コントロールする。なお、保水位施設5の水位WL2の調節方法はこれに限定されるものではない。
上流側遮水壁2の形成は、例えば、カッターチェーン等の掘削機により地盤を溝状に掘削するとともに、当該溝に固化材を投入して掘削土砂と固化材とを混合撹拌してソイルセメントを溝内で形成し、養生することにより行う。
なお、上流側遮水壁2の形成方法は限定されるものではなく、例えば、多軸オーガーで地盤を掘削するとともに固化材を撹拌混合することにより注列式に構築してもよい。また、上流側遮水壁2の施工方法は、遮水壁の構造(例えば、粘土壁、コンクリート壁、樹脂製壁、シートパイルや鋼管パイル等の鋼製壁)に応じて適宜変更すればよい。
なお、下流側遮水壁3の施工方法は、上流側遮水壁2と同様なため、詳細な説明は省略する。
第二の実施の形態に係る遮水壁構造1Aは、図2に示すように、離隔ゾーン4内に導水部6が形成されている点で、第一の実施の形態の遮水壁構造1と異なっている。
その結果、上流側遮水壁2を通過する地下水の浸透量を、従来の遮水壁と比較して40分の1以下へと、大幅に低減させることができる。
第三の実施の形態に係る遮水壁構造1Bは、図3(a)に示すように、保水位施設5が注水井により形成されている点で、保水位施設5が池により形成されていた第一の実施の形態の遮水壁構造1と異なっている。
このように構成すれば、導水部6への水の供給を簡易に行うことができるとともに、地表面まで柱状体6aを形成する手間と費用を省略することができる。
また、保水位施設の構成は、池や注水井に限定されるものではなく、適宜構成することが可能である。
本解析では、まず、図4(a)に示す遮水壁構造11ように、二重に遮水壁2,3を形成し、遮水壁2,3同士の間の離隔ゾーン4に、保水位施設5として池を形成した遮水壁構造11について、遮水壁2,3同士の離隔距離を0m(A1)、2m(A2)、5m(A3)、10m(A4)、20m(A5)に変化させた場合の上流側遮水壁2の地下水の浸透量について解析を行った。
本実施例において、各遮水壁2,3には、ソイルセメント固化壁を採用する。
解析結果を表1および図5に示す。
Q=KAi ・・・(式1)
ここで、Q:浸透量(cm3/sec)
k:透水係数(cm/sec)
A:浸透断面積(cm2)
i:動水勾配(=h/L)
h:水頭差(cm)
L:浸透長(cm)
なお、土木地質における専門分野では、k=1×10−6cm/sec以下の地盤は実質的に不透水層として取り扱うが、厳密には透水係数がゼロでない限り、わずかな水が浸透するので、難透水層と表現し、状況によってはこの難透水層の浸透量を解析する場合がある。
一方、保水位施設5に対する水の給水量の増加量は、離隔幅の増加と比べて小さい結果となった。この給水量は、遮水壁水平延長100m当り(図4において奥行100m当り)で1〜4m3/日の範囲内で収まるものである。一般家庭の水道量が一つの蛇口当りで約1m3/時間であることと対比しても、保水位施設5への水の供給量によるコストは少ないことが実証された。
これは、離隔ゾーン4の水位を上流よりも高くすることで動水勾配が極めて小さく、あるいは逆向きになり、上流側遮水壁2を浸透して離隔ゾーン4に流入する地下水の量が制限されるためである。
導水部6を設けた場合であっても、保水位施設5に対する給水量の増加はわずかであった。
つまり、本発明に係る遮水壁構造によれば、上流側遮水壁2の地下水の浸透量を10−8cm/secのオーダーからゼロに至るまで任意にコントロールすることが可能となる。
2 上流側遮水壁
3 下流側遮水壁
4 離隔ゾーン
5 保水位施設
6 導水部
PA 汚染領域(第一領域)
MA 管理領域(第二領域)
WL1,WL2,WL3 水位
Claims (4)
- 地下水が存在する第一領域と前記第一領域の地下水位よりも地下水位が低い第二領域との境界部に構築される遮水壁構造であって、
原地盤に二重に設置された遮水壁と、
前記遮水壁同士の間に形成された原地盤を含む幅が2〜20mの範囲内の離隔ゾーンと、
前記離隔ゾーンに水を供給する保水位施設と、を備え、
当該離隔ゾーンの水位が前記第一領域の地下水位と同等以上となるように前記保水位施設により調節され、
前記離隔ゾーンの幅および水位は、前記第一領域側の前記遮水壁の地下水の浸透量を低減させるとともに、前記離隔ゾーンから前記第二領域に向かう地下水の流れを発生させるように設定されていることを特徴とする、遮水壁構造。 - 前記保水位施設が、前記離隔ゾーンの表面に形成された池であることを特徴とする、請求項1に記載の遮水壁構造。
- 前記保水位施設が、前記離隔ゾーン内に形成された注水井であることを特徴とする、請求項1に記載の遮水壁構造。
- 地下水が存在する第一領域と前記第一領域の地下水位よりも地下水位が低い第二領域との境界部に構築される遮水壁構造であって、
二重に設置された遮水壁と、
前記遮水壁同士の間に形成された原地盤を含む離隔ゾーンと、
前記離隔ゾーンに水を供給する保水位施設と、を備え、
前記離隔ゾーンに、前記保水位施設から供給された水を当該離隔ゾーンの下流側に導く導水部が形成されており、
当該離隔ゾーンの水位が前記第一領域の地下水位と同等以上となるように前記保水位施設により調節されることを特徴とする、遮水壁構造。
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