JP5866894B2 - 漏水検知システム - Google Patents

Description

本発明は、漏水検知システムに関し、特に、自己修復機能と導電性の両方の機能を兼ね備えた自己修復マットを用いた漏水検知システムに関する。

一般廃棄物や産業廃棄物を埋め立て処分する廃棄物処分場においては、廃棄物から浸出した浸出水が地盤に浸透して地下水を汚染するのを防止するため、処分場の内面に遮水工を施し、廃棄物からの浸出水が地盤に浸透するのを防止している。

例えば、特許文献１に記載のように、処分場の内面に不織布等からなる保護シートを敷設し、保護シートの上部に合成ゴム製又は合成樹脂製の遮水シートを一重又は二重に敷設し、遮水シートの上部に砂や良質土からなる保護土層を所定の厚さに設けることにより、処分場の内面に遮水工を施している。

また、上記のような構成の遮水工にあっては、工事中、工事完了後に廃棄物を埋め立てる際、廃棄物の埋め立て完了後等に、何らかの原因によって遮水シートが損傷するおそれがあるため、各種の漏水検知システムを用い、遮水シートの損傷の有無を電気的に検知している。

例えば、二重構造の遮水シートの場合には、漏水検知システムの測定電極を上下の遮水シート間に設置し、電流電極を保護土層の内部、及び地盤の内部に設置し、測定電極及び電流電極を地上に設置した定電流装置に接続している。

この場合、上下の遮水シート間に導電性シート（電解用層）を敷設し、導電性シートの上部に測定電極を所定のパターンで設置することで、隣接する測定電極間を導通させることにより、漏水検知システムによる検知精度を高めている。

ところで、上記のような構成の漏水検知システムでは、遮水シートの損傷を検知した場合、特定した損傷箇所の上部の廃棄物を掘り起こし、損傷箇所を露出させて適宜の手段によって補修しなければならないため、その作業に非常に時間がかかり、汚水が拡散するおそれがある。

一方、上記のような廃棄物を掘り起こし、補修するまでの間の汚水の拡散を防止するため、例えば、上記の漏水検知システムに特許文献２に記載のような自己修復機能を備えた自己修復マットを組み合わせる方法が考えられる。

特許文献２に記載の自己修復マットは、ポリプロピレン、ポリエステル等からなる透水性を有する不織布間に、吸水性樹脂やベントナイト等からなる吸水膨潤材を挟んだものである。この自己修復マットを、例えば、二重構造の上下の遮水シート間に介装させることにより、上下の遮水シートが損傷した場合に、損傷箇所の上部の廃棄物を掘り起こし、補修するまでの間、自己修復マットの自己修復機能により、上下の遮水シートの損傷箇所から汚水や地下水が拡散することを防止することができる。

特開平１１−９９３６９号公報 特開平１０−８６２６１号公報

しかし、上記のような構成の自己修復マットを漏水検知システムに組み合わせる場合、自己修復マットは、吸水膨潤材をポリプロピレン等からなる不織布で包み込んで構成したものであるため、自己修復マットに導電性シート（例えば、特許文献１のシート状の電解用層等）を組み合わせて、漏水検知システムの隣接する測定電極間を導電シートを介して導通させる必要がある。

具体的には、二重構造の遮水シートの場合には、下側の遮水シートを敷設した後に、下側の遮水シートの上部に自己修復マットを敷設し、自己修復マットの上部に導電性シートを敷設し、導電性シートの上部に測定電極を設置し、その上部に上側の遮水シートを敷設する。

このため、自己修復マットを上下の遮水シート間に介装させる作業に長期間を要することになり、遮水工の施工費が嵩む。また、施工に長期間を要することから、自己修復マットが雨に濡れる機会が増えるため、遮水工の施工完了前に、自己修復マットが雨水に触れて膨潤し、遮水工の施工完了後に、自己修復マットの自己修復機能を十分に発揮させることが困難になる。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、遮水工の損傷の有無を電気的に検知し、損傷箇所を検知した場合には、損傷箇所の補修が完了するまでの間、自己修復機能によって汚水や地下水の拡散を防止することができるとともに、施工が完了するまで自己修復機能が損なわれることのない漏水検知システムを提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、地盤に形成された凹所の内面に施工された一重構造又は二重構造の遮水シートを備えた遮水工の前記遮水シートの損傷の有無を電気的に検知する漏水検知システムであって、前記一重構造の遮水シートの下部、又は前記二重構造の遮水シート間に設置された自己修復マットを備え、該自己修復マットは、膨潤性を有する材料からなる内層と、該内層の上下に積層される透水性を有する材料からなる外層とからなるシート状をなし、前記上下の外層のうちの少なくとも何れか一方には、導電性が付与されており、
該自己修復マットの導電性が付与された外層の上部で、かつ、該自己修復マットの上方の前記遮水シートの下部に設置された測定電極と、
前記地盤の内部、及び前記凹所の内部にそれぞれ設置された電流電極と、
前記測定電極、及び前記電流電極に接続された定電流装置と、を更に備えることを特徴とする。

本発明の漏水検知システムによれば、例えば、地盤の凹所の内面に施工された遮水工の遮水シートの下部、又は上下の遮水シート間に自己修復マットを設置し、遮水シートに損傷が生じると、凹所内の水が遮水シートの損傷箇所を通じて自己修復マットに達し、自己修復マットの外層を浸透して内層に接触し、内層がその水を吸収して膨張することにより、遮水シートを補修するまでの間、汚水の拡散を防止することができる。
また、漏水検知システムを用いて遮水シートの損傷の有無を検知する場合には、導電性が付与された外層の上部に漏水検知システムの測定電極を設置することにより、隣接する測定電極間を導通させることができるので、漏水検知システムによる検知精度を高めることができる。

また、本発明において、前記上下の外層間は、縫製手段の縫製糸によって相互に縫い合わされていることとしてもよい。

本発明の漏水検知システムによれば、自己修復マットの上下の外層間を縫製糸によって所定の間隔に固定することができるので、内層の膨張量を所定の範囲内に制限することができ、内層が必要以上に膨張するのを防止できる。

さらに、本発明において、前記内層は、ベントナイト又は高分子ポリマーからなり、前記上下の外層は、ポリプロピレン又はポリエチレン繊維からなる不織布又は織布からなり、前記上下の外層のうちの少なくとも何れか一方には、カーボン繊維又は金属繊維からなる導電性繊維が混入されていることとしてもよい。

以上、説明したように、本発明の漏水検知システムによれば、遮水工の遮水シートの損傷を検知した場合に、地盤の凹所内の廃棄物等を撤去し、補修するまでの間、自己修復マットの自己修復機能によって破損箇所からの汚水の拡散を防止することができる。また、自己修復マットの外層に導電性を付与しているので、導電性を付与した外層の上部に測定電極を設置することにより、隣接する測定電極間を導通させることができ、漏水検知システムによる検知精度を高めることができる。

本発明による自己修復マットの一実施の形態を示した断面図である。 本発明による漏水検知システムの一実施の形態を示した概略断面図である。 漏水検知システムの概略図であって、上下の遮水シートの損傷の有無を検知している状態を示した説明図である。 漏水検知システムの概略図であって、上側の遮水シートの損傷の有無を検知している状態を示した説明図である。 漏水検知システムの概略図であって、下側の遮水シートの損傷の有無を検知している状態を示した説明図である。

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。
図１及び図２には、本発明による漏水検知システムで用いられる自己修復マットの一実施の形態が示されている。
本実施形態の自己修復マット１は、地盤１９に形成された凹所１６（例えば、一般廃棄物や産業廃棄物を埋め立て処分する廃棄物処分場、ビオトープ、溜池等）の内面に施工された遮水工６に適用可能なものであって、遮水工６の遮水シート８、９の損傷の有無を電気的に検知する漏水検知システム１０の検知精度を高めるのに有効なものである。

なお、本実施の形態においては、廃棄物処分場１６の内面１７に施工された遮水工６に自己修復マット１を適用し、遮水工６の遮水シート８、９の損傷の有無を電気的に検知する漏水検知システム１０の検知精度を高めている。

すなわち、本実施の形態の自己修復マット１は、図１に示すように、膨潤性を有する材料からなる内層２と、内層２の上下に積層される透水性を有する材料からなる外層３、４とからなるシート状をなすものであって、上下の外層３、４のうちの少なくとも何れか一方（本実施の形態では両方）には、導電性が付与されている。

本実施の形態の自己修復マット１は、内層２の上下に外層３、４を積層した状態で、上下の外層３、４間をニードルパンチ等の縫製手段の縫製糸５によって相互に縫い合わせることにより、一体のシート状に形成したものであって、縫製糸５によって上下の外層３、４間を互いに縫い合わせることにより、内層２の膨張量を所定の範囲内に設定したものである。

内層２を構成する膨潤性を有する材料は、水を吸収することによって膨張する膨潤機能を有するものであれば特に制限はなく、例えば、粒状のＮａ型ベントナイトや高分子ポリマー等を用いることができる。

外層３、４を構成する透水性を有する材料は、水を通す機能を有するものであれば特に制限はなく、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル等からなる不織布、織布等のシート状物を用いることができる。

本実施の形態では、上下両方の外層３、４に導電性を付与している。外層３、４に導電性を付与するには、例えば、外層３、４を構成する不織布、織布等のシート状物を製造する際に、シート状物の材料としてのポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維等に、カーボン繊維や金属繊維等の導電性繊維を混入させ、これらを絡み合わせることにより、或いは織ることにより、不織布、織布等のシート状物に導電性を付与することができる。

上記のような構成の自己修復マット１を、廃棄物処分場１６の遮水工６の損傷の有無を検知する漏水検知システム１０に適用するには、例えば、図２に示すように、処分場１６の内面１７の全体を覆うように不織布等からなる保護シート７を敷設し、保護シート７の上部に、保護シート７の上面の全体を覆うように合成ゴム製又は合成樹脂製の下側遮水シート９を敷設し、下側遮水シート９の上部に、下側遮水シート９の上面の全体を覆うように、上記の自己修復マット１を複数枚敷設する。

この場合、隣接する自己修復マット１、１の縁部同士を所定の幅で互いに重合させ、両自己修復マット１、１の重合させた縁部間に粒状のベントナイトを散布し、両自己修復マット１、１の縁部間を粒状のベントナイトを介して水密に接合する。

次に、自己修復マット１の上部に、複数の測定電極１１を所定のパターン（例えば、格子状）で設置し、これらの測定電極１１の上部に、下側遮水シート９の上面の全体を覆うように、下側遮水シート９と同一材質からなる上側遮水シート８を敷設し、下側遮水シート９と上側遮水シート８との間に自己修復マット１を介して複数の測定電極１１を介装させる。なお、下側遮水シート９と上側遮水シート８とは、同一材質でなくてもよい。

次に、上側遮水シート８の上部に、砂、良質土等からなる保護土層１５を所定の厚さで敷設し、保護土層１５の内部、及び地盤１９の内部にそれぞれ電流電極（第１電流電極１２、第２電流電極１３）を設置し、各測定電極１１及び各電流電極１２、１３を地上に設置した定電流装置１４に接続する。

このようにして、処分場１６の内面に自己修復マット１を用いた遮水工６を施工することができるとともに、遮水工６の上下の遮水シート８、９の損傷の有無を電気的に検知する漏水検知システム１０を構築することができる。

そして、処分場１６の内部への廃棄物１８の埋め立てを開始し、漏水検知システム１０を作動させて、例えば、図３に示すように、第１電流電極１２と第２電流電極１３との間に通電すると、上下の遮水シート８、９の両方に損傷が生じている場合、その損傷箇所が電路となって、図中矢印ａで示すように、定電流装置１４から、第１電流電極１２、上側の遮水シート８の破損箇所、上下の遮水シート８、９間の測定電極１１、自己修復マット１、下側の遮水シート９の破損箇所、第２電流電極１３、定電流装置１４に至る経路で漏洩電流が流れ、上下の遮水シート８、９の破損箇所における電位分布（電界分布）に変化が生じる。従って、この電位分布（電界分布）の変化を測定電極１１を通じて検知することにより、上下の遮水シート８、９の損傷の有無を検知できるとともに、損傷箇所を特定することができる。

また、図４に示すように、第１電流電極１２と測定電極１１との間に通電すると、上側の遮水シート８に損傷が生じている場合、その損傷箇所が電路となって、図中矢印ｂで示すように、定電流装置１４から、第１電流電極１２、上側の遮水シート８の破損箇所、上下の遮水シート８、９間の測定電極１１、自己修復マット１、定電流装置１４に至る経路で漏洩電流が流れ、上側の遮水シート８の破損箇所における電位分布（電界分布）に変化が生じる。従って、この電位分布（電界分布）の変化を測定電極１１を通じて検知することにより、上側の遮水シート８の損傷の有無を検知できるとともに、損傷箇所を特定することができる。

さらに、図５に示すように、第２電流電極１３と測定電極１１との間に通電すると、下側の遮水シート９に損傷が生じている場合、その損傷箇所が電路となって、図中矢印ｃで示すように、定電流装置１４から、上下の遮水シート８、９間の測定電極１１、自己修復マット１、下側の遮水シート９の損傷箇所、第２電流電極１３、定電流装置１４に至る経路で漏洩電流が流れ、下側の遮水シート９の破損箇所における電位分布（電界分布）に変化が生じる。従って、この電位分布（電界分布）の変化を測定電極１１を通じて検知することにより、下側の遮水シート９の損傷の有無を検知できるとともに、損傷箇所を特定することができる。

また、上側の遮水シート８に損傷が生じた場合には、廃棄物１８からの浸出水が上側の遮水シート８の損傷箇所から上下の遮水シート８、９間に流入するが、この浸出水は、自己修復マット１の上側の外層３を浸透して内層２に接触することにより内層２に吸収される。さらに、内層２が浸出水を吸収して膨張することにより、上側の遮水シート８の損傷箇所の補修が完了するまでの間、浸出水の拡散が阻止される。

さらに、下側の遮水シート９に損傷が生じた場合には、地盤１９からの地下水が下側の遮水シート９の損傷箇所から上下の遮水シート８、９間に流入するが、この地下水は、自己修復マット１の下側の外層４を浸透して内層２に接触することにより内層２に吸収される。さらに、内層２が地下水を吸収して膨張することにより、下側の遮水シート９の損傷箇所の補修が完了するまでの間、地下水の拡散が阻止される。

上記のように構成した本実施の形態の自己修復マット１にあっては、上下の外層３、４に導電性を付与しているので、この外層３、４を介して、自己修復マット１の上部に設置される隣接する測定電極１１、１１間を導通させることができる。

従って、上下の遮水シート８、９の全域における損傷の有無を、高精度で検知することができ、漏水検知システム１０による検知精度を高めることができる。

また、自己修復マット１の外層３、４に導電性を付与しているので、二重構造の上下の遮水シート８、９間に自己修復マット１を介装させる場合に、自己修復マット１の上部に導電性シートを敷設する手間を削減することができ、上下の遮水シート８、９間に自己修復マット１を介装させるのに要する期間を大幅に短縮することができる。

従って、自己修復マット１が雨に濡れる機会を低減させることができるので、遮水工６の施工完了前に、自己修復マット１が雨水に触れて膨潤するのを防止でき、遮水工６の施工完了後に、自己修復マット１の膨潤機能を十分に発揮させることができる。

さらに、上下の遮水シート８、９間に自己修復マット１を介装させる期間を短縮できるので、遮水工６の施工に要する費用を削減することもできる。

さらに、漏水検知システム１０に自己修復マット１を組み合わせているので、漏水検知システム１０によって上下の遮水シート８、９の破損の有無を検知した場合に、破損箇所の上部の廃棄物１８を掘り起こし、補修するまでの間、上下の遮水シート８、９の損傷箇所からの汚水や地下水の拡散を自己修復マット１の膨潤機能によって防止することができる。

なお、前記の説明において、自己修復マット１の上下の外層３、４の両方に導電性を付与したが、下側遮水シート９の損傷の有無を検知しない場合（地下水の上下の遮水シート８、９間の流入を考慮しない場合）には、上側の外層３のみに導電性を付与するように構成してもよい。

さらに、前記の説明においては、内層２の上下に外層３、４を積層させて、上下の外層３、４間をニードルパンチ等の縫製手段の縫製糸５によって相互に縫い合わせることにより、一体のシート状に形成したが、外層３、４を袋状に形成して、袋状の外層３、４の内部に内層２を介装させるように構成してもよい。

さらに、前記の説明においては、二重構造の上下の遮水シート８、９を備えた遮水工６に自己修復マット１を適用したが、一重構造の遮水シートを備えた遮水工に自己修復マット１を適用する場合には、一重構造の遮水シートの下部に自己修復マット１を敷設すればよい。

さらに、前記の説明において、本発明の自己修復マット１を廃棄物処分場１６の遮水工６に適用したが、ビオトープ、溜池等の遮水工に適用してもよいものであり、その場合にも、同様の作用効果を奏する。

１ 自己修復マット
２ 内層
３ 外層（上側）
４ 外層（下側）
５ 縫製糸
６ 遮水工
７ 保護シート
８ 上側遮水シート
９ 下側遮水シート
１０ 漏水検知システム
１１ 測定電極
１２ 第１電流電極
１３ 第２電流電極
１４ 定電流装置
１５ 保護土層
１６ 廃棄物処分場
１７ 内面
１８ 廃棄物
１９ 地盤

Claims (3)

1. 地盤に形成された凹所の内面に施工された一重構造又は二重構造の遮水シートを備えた遮水工の前記遮水シートの損傷の有無を電気的に検知する漏水検知システムであって、
   前記一重構造の遮水シートの下部、又は前記二重構造の遮水シート間に設置された自己修復マットを備え、
   該自己修復マットは、膨潤性を有する材料からなる内層と、該内層の上下に積層される透水性を有する材料からなる外層とからなるシート状をなし、前記上下の外層のうちの少なくとも何れか一方には、導電性が付与されており、
   該自己修復マットの導電性が付与された外層の上部で、かつ、該自己修復マットの上方の前記遮水シートの下部に設置された測定電極と、
   前記地盤の内部、及び前記凹所の内部にそれぞれ設置された電流電極と、
   前記測定電極、及び前記電流電極に接続された定電流装置と、を更に備えることを特徴とする漏水検知システム。
2. 前記自己修復マットの前記上下の外層間は、縫製手段の縫製糸によって相互に縫い合わされていることを特徴とする請求項１に記載の漏水検知システム。
3. 前記自己修復マットの前記内層は、ベントナイト又は高分子ポリマーからなり、前記上下の外層は、ポリプロピレン又はポリエチレン繊維からなる不織布又は織布からなり、前記上下の外層のうちの少なくとも何れか一方には、カーボン繊維又は金属繊維からなる導電性繊維が混入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の漏水検知システム。

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