JP7132104B2 - 廃棄物処分場 - Google Patents

Description

本発明は、廃棄物を埋立処分するための廃棄物処分場（最終処分場）に関し、特に、地中連続壁による地下空間を利用した、省敷地で周辺環境に配慮したクリーンな都市型の、屋根付き（クローズドシステム）・深型の廃棄物処分場に関する。

廃棄物は一般廃棄物と産業廃棄物に分類され、一般廃棄物は、生ごみ、破砕ごみ、焼却灰などの形状で、地方自治体が準備する一般廃棄物処分場に埋立処分される。一般廃棄物処分場の形態としては、屋根無し（オープン型）、屋根付き（クローズドシステム）に、また平面処分場、深型処分場に分けられる。いずれも、法規上は管理型最終処分場に相当する。

クローズドシステム・深型の廃棄物処分場としては、特許文献１、２に記載のものが提案されている。

特許文献１、２の廃棄物処分場は、いずれも、地中に鉛直方向に筒状に形成されて廃棄物埋立用の空間を囲み、下端部が不透水層に達する地中連続壁と、地中連続壁の内側で前記廃棄物埋立用の空間の底部に設けられる底版と、前記地中連続壁の上端部に支持されて前記廃棄物埋立用の空間の上方を覆うドーム屋根と、を含んで構成される。

特許第２５００６９０号公報 特許第２８４２１７３号公報

しかしながら、埋立処分量１０～２０万ｍ³ のクラスの深型の廃棄物処分場では、ドーム屋根は、その直径が７０～８０ｍとなり、大規模な屋根構造となる。
一般的なドーム屋根のスパン／ライズ比＝７．４５／１で計算すると、直径７０ｍの場合、１０ｍ程度のライズ（突出量）となり、目立ちすぎるということになる。これは都市部での景観の悪化につながる。

また、ＲＣドーム屋根の構築については、次のような問題点がある。
１）総足場、型枠を組んでコンクリートを打設をする方法があるが、莫大な支保工量となる。
２）型枠として鋼製屋根を組み、配筋、エアーサポートしてコンクリートを打設する方法もあるが、鋼製屋根に費用が掛かる。
３）エアードーム工法（テントを空気圧で支保して、吹付コンクリート）もあるが、形状保持が難しい。

本発明は、このような実状に鑑み、屋根及びその支持構造などを改善することで、好適なクローズドシステム・深型の廃棄物処分場を実現することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る廃棄物処分場は、
地中に鉛直方向に筒状に形成されて廃棄物埋立用の空間を囲み、下端部が不透水層に達する地中連続壁と、
前記地中連続壁内で前記廃棄物埋立用の空間の底部に設けられる底版と、
前記底版の中央に立設された支柱と、
前記支柱により支持されて前記廃棄物埋立用の空間の上方を覆う屋根と、
を含んで構成される。

また、前記支柱は、その内部に、前記底版の上側の前記空間からの汚染水用の揚水管、及び、前記底版の下側の砕石層に溜まる地下水用の揚水管が配置される。

本発明によれば、底版の中央に支柱を立設し、この支柱により屋根を支持する構造とすることにより、屋根の支持スパンを半減することができ、屋根構造の簡素化を図ることができる。

また、この支柱の内部に汚染水及び地下水の各揚水管を配置する構成とすることにより、揚水設備を中央に集中させることができる。

本発明の一実施形態を示す廃棄物処分場の断面図 下り勾配の底版を有する廃棄物処分場の断面図 平屋根の構成例１（中空スラブ屋根）を示す要部拡大図 平屋根の構成例２（Ｔ桁屋根）を示す要部拡大図及び平面図 ドーナツ型ドーム屋根を有する廃棄物処分場の断面図 ドーナツ型吊り屋根を有する廃棄物処分場の断面図 仕切壁を有する廃棄物処分場の断面図 仕切壁の構成例１を示す平面図 仕切壁の構成例２を示す平面図

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す廃棄物処分場の断面図である。

地中連続壁１は、施工地盤（盛土前の地盤）２下の地中に、不透水層３に達する深さまで、鉛直方向に円筒状に、ＲＣ（鉄筋コンクリート）により構築される。

そして、地中連続壁１の内側を１／２程度の深さまで掘削し、その底部に、集水用の砕石層４を設け、その上にＲＣ製の底版５を構築する。詳しくは、砕石層４の上に縁切り用のシート（図示せず）を配置し、その上に鉄筋を配置した上で、コンクリートを打設することにより、底版５を構築する。尚、砕石層４の厚さは例えば０．８ｍ、底版５の厚さは例えば０．２ｍとする。

これにより、地中連続壁１と底版５とにより、廃棄物埋立用の空間６が画成される。尚、地中連続壁１及び底版５の内表面には防水シート（図示せず）が貼り付けられる。

地中連続壁１はまた、その上端部につながる形で、施工地盤２から所定の高さ（例えば７～８ｍ）まで延在する円筒状の側壁７を有している。尚、側壁７については、特許文献２と同様、下方に延長して、地中連続壁１の内面を覆うように設けてもよい。
そして、側壁７の外側には、掘削土砂が盛土されて、盛土地盤８が形成される。これにより、掘削土砂を有効利用することができる。

廃棄物埋立用の空間６の中央部には、底版５からＲＣ製の中空の支柱（円筒状の支柱）９が立設される。支柱９は、底版５と一体化（剛結合）されており、側壁７の上端部と同じ高さまで延びている。尚、支柱９の内径は例えば５ｍ、壁厚は例えば０．８ｍとする。また、支柱９の表面には、底版５の表面を覆う防水シートに連ねて、防水シートが貼り付けられている。

廃棄物埋立用の空間６の上方には、該空間６を覆うように屋根１０が設けられる。屋根１０は、本実施例では平屋根であり、中央部で支柱９の上端部により支持され、周縁部は地中連続壁１（側壁７）の上端部により全周で支持されている。本実施形態ではまた、屋根１０は盛土地盤８とほぼ面一に設けられ、屋根１０上の空間に対しては床版として機能する。

支柱９の中空部は、揚水管の配置空間となる。揚水管としては、汚染水の揚水管１１と、地下水の揚水管１２とが設けられる。

汚染水の揚水管１１は、屋根１０を貫通して中空の支柱９内に配設され、その下端部が支柱９の壁部を貫通する横配管１１ａと連通している。
従って、廃棄物埋立用の空間６内の汚染水は、支柱９の下部に設けた横配管１１ａを介して揚水管１１内に流入する。揚水管１１内には、揚水ポンプ及び水位計（共に図示せず）が設けられ、廃棄物埋立用の空間６内の水位が所定の水位（少なくとも地中連続壁１の外側の地下水位ＷＬより低位）となるように、揚水ポンプが自動運転（ＯＮ・ＯＦＦ運転）されて、汚染水が排水される。
かかる汚染水の水位コントロールにより、少なくとも、廃棄物埋立用の空間６から汚染水が地中連続壁１の外側へ洩れ出るのを防止できる。

地下水の揚水管１２は、屋根１０を貫通して中空の支柱９内に配設され、その下端部が底版５を貫通して砕石層（集水層）４の比較的下部に設けた集水ピット４ａに開口している。揚水管１２内には、揚水ポンプ及び水位計（共に図示せず）が設けられ、底版５の下側の砕石層（集水層）４内の水位（水頭圧）が所定レベルとなるように、揚水ポンプが自動運転（ＯＮ・ＯＦＦ運転）されて、砕石層４内の地下水が排水される。
これにより、不透水層３又は地中連続壁１から底版５の下側の地層に浸透した地下水（浸透水）が底版５から廃棄物埋立用の空間６に浸透して汚染水に混ざることなく、地下水として揚水できる。揚水した地下水はそのまま放流できるので、処理を要する汚染水の増加を抑制できる。

尚、本実施形態では、中空の支柱（円筒状の支柱）９を形成して、その内部に、揚水管１１、１２を配置する構成としたが、揚水管１１、１２を巻き込んだＲＣ密実支柱とすることも可能である。

廃棄物埋立用の空間６の上部には、廃棄物の搬入（投入）、搬入後の分散移動及び敷き均しなどのため、クレーン（例えばバケットクレーン）１３が設けられる。
クレーン１３は、支柱９とこれを囲む側壁７との間に半径方向に架設され、支柱９を中心として周方向に回転可能なクレーン桁１４を有している。そして、クレーン桁１４に、その桁方向（半径方向）に移動可能な吊上装置１５が取付けられている。

このようなクレーン１３を用いることで、廃棄物埋立用の空間６内に廃棄物を均等に投入し、埋め立てることが可能となる。また、空間６内に投入済みの廃棄物についても、ベケットにより掴んで、適宜の位置に運搬、投棄することも可能で、均等な高さとなるように廃棄物を埋め立てることが可能となる。

また、クレーン１３等へのアクセスのため、円筒状の側壁７の一部にアクセス用の開口（図示せず）が設けられ、この開口は施工地盤２上に配設されて盛土地盤８下に埋設されるボックスカルバートによるトンネル状のアクセス通路（図示せず）と連通している。

本実施形態によれば、屋根１０があることから、運用期間中、雨水の浸透がなく汚染水の量を少なくすることができる。

また、本実施形態によれば、底版５の中央に支柱９を立設し、この支柱９により屋根１０を支持する構造とすることにより、屋根１０の支持スパンを半減することができ、屋根構造の簡素化を図ることができる。
また、屋根の支持スパンが１／２となることから、屋根部材の厚さ（又は桁高）を小さくすることができ、コストダウンが可能となる。そして、屋根の桁高が小さくなる分だけ、廃棄物処分場を浅く設置することができ、全体コストも低下できる。

また、本実施形態によれば、中央の支柱９を中空にして、その内部に汚染水及び地下水の各揚水管１１、１２を配置する構成とすることにより、揚水設備を中央に集中させることができる。

この場合に、図２に示す実施形態のように、底版５（及び砕石層４）に、外周側から中央部に向かう若干の下り勾配（水勾配）を持たせることで、揚水がより容易となり、汚染水・地下水、各１本の揚水管での揚水も可能となり、低コストの揚水設備となる。尚、下り勾配の底版を有する図２の実施形態と、後述する実施形態とを組み合わせることも可能である。

また、本実施形態によれば、廃棄物埋立用の空間６の上部に設けられ、支柱９を中心として回動可能なクレーン桁１４を有するクレーン１３を備えている。これにより、廃棄物埋立用の空間６内に廃棄物を均等に埋め立てること等が可能となる。

また、本実施形態によれば、屋根１０として平屋根を用いることにより、床版としての機能性を高めることができる。

次に屋根（特に平屋根）１０の構成例について説明する。
図３は平屋根の構成例１（中空スラブ屋根）を示す拡大図である。本構成例１では、屋根（平屋根）１０として、ＲＣ製の中空スラブ屋根１０１を用い、中空とすることで、軽量化を図っている。尚、この中空スラブ屋根１０１は、平面視で、支柱９を中心とする複数の扇形の分割体により構成してもよい。

図４は平屋根の構成例２（Ｔ桁屋根）を示す拡大図及び平面図である。本構成例２では、屋根（平屋根）１０として、ＰＣ（プレストレストコンクリート）製のＴ桁屋根１０２を用いている。
この場合、屋根１０は、平面視で、支柱９を中心とする複数の扇形の分割体（１０２）により構成される。各分割体は下面にリブを有し、半径方向に見るとＴ形断面をなしている。それ故、この分割体をＴ桁と呼んでいる。
尚、Ｔ桁を用いる場合、支柱９の上端の開口部には、後打ちなどで、適当な蓋９ａを設けるとよい。

次に、本発明の他の実施形態（屋根の変形例）について、図５、図６により説明する。
図５は、ドーナツ型ドーム屋根を有する廃棄物処分場の断面図である。
図５の実施形態では、廃棄物処分場の屋根１０として、ドーナツ型ドーム屋根１０３を設けている。

詳しくは、中央の支柱９の上端部と、これを囲む地中連続壁１（側壁７）の上端部との間に、上に凸のドーム屋根を架設することで、全周で見るとドーナツ型のドーム屋根を構築している。この場合も屋根の支持スパンを半減でき、支持が容易となる。また、ドーム屋根でありながら、ライズ（突出量）を少なくすることができる。

図６は、ドーナツ型吊り屋根を有する廃棄物処分場の断面図である。
図６の実施形態では、廃棄物処分場の屋根１０として、ドーナツ型吊り屋根１０４を設けている。

詳しくは、中央の支柱９の上端部と、これを囲む地中連続壁１（側壁７）の上端部との間に、下に凸（上に凹）のＰＣ製の吊り屋根を架設することで、全周で見るとドーナツ型の吊り屋根を構築している。この場合も屋根の支持スパンを半減できることから、支持が容易となる。

次に、本発明の更に他の実施形態（仕切壁を有する廃棄物処分場）について、図７～図９により説明する。
図７は仕切壁を有する区画埋立型の廃棄物処分場の断面図、図８はその平面図である。

地中連続壁１の内部に、支柱９を囲んで、例えば、３重の埋立用の空間を形成するように、内外２重の円筒状の仕切壁２１、２２が立設されている。

これにより、クレーン１３を利用して、廃棄物を分別して、例えば、焼却灰、破砕ごみ、有価物などの区画に分けて、埋立処分することができる。尚、仕切壁２１、２２の位置は、廃棄物の種類ごとの計画処分量に従って定めればよい。

図７及び図８の実施形態では、廃棄物を3区画に分けて最終処分する例で説明したが、さらに細かく分別したい場合には、例えば図９のように仕切ることもできる。
すなわち、図９の例では、最も外側の埋立用の空間を更に周方向に４つの空間に仕切るように、放射状に４つの仕切壁２３ａ～２３ｄが設けられている。

本実施形態によれば、1基の廃棄物処分場で、各種の廃棄物を区画に分けて最終処分することが可能となる。また、分別して、決まった区画に廃棄することから、ある程度溜まっての回収、再利用が容易である。尚、仕切壁の数や位置、仕切方（各区画の処分量など)については、任意である。

次に屋根１０上の空間の利用について説明する。
屋根１０付きの廃棄物処分場、特に平屋根、あるいは吊り屋根の形式の場合には、屋根の上に、防水シートを敷き、覆土を行うことによって、屋根１０の上を、廃棄物処分場の工事完了後に（廃棄物処分場の運転開始時から）一般開放(先行利用)することが可能となる。

尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
尚、出願当初の請求項は以下のとおりであった。
〔請求項１〕
廃棄物を埋立処分するための廃棄物処分場であって、
地中に鉛直方向に筒状に形成されて廃棄物埋立用の空間を囲み、下端部が不透水層に達する地中連続壁と、
前記地中連続壁内で前記廃棄物埋立用の空間の底部に設けられる底版と、
前記底版の中央に立設された支柱と、
前記支柱により支持されて前記廃棄物埋立用の空間の上方を覆う屋根と、
を含んで構成されることを特徴とする、廃棄物処分場。
〔請求項２〕
前記支柱は、その内部に、前記底版の上側の前記空間からの汚染水用の揚水管、及び、前記底版の下側の砕石層からの地下水用の揚水管が配置されることを特徴とする、請求項１記載の廃棄物処分場。
〔請求項３〕
前記屋根は、平屋根であることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の廃棄物処分場。
〔請求項４〕
前記屋根は、ドーナツ型のドーム屋根であることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の廃棄物処分場。
〔請求項５〕
前記屋根は、ドーナツ型の吊り屋根であることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の廃棄物処分場。
〔請求項６〕
前記屋根は、平面視で、前記支柱を中心とする複数の扇形の分割体により構成されることを特徴とする、請求項１～請求項５のいずれか１つに記載の廃棄物処分場。
〔請求項７〕
前記底版は、外周側から中央部に向かって下り勾配を有していることを特徴とする、請求項１～請求項６のいずれか１つに記載の廃棄物処分場。
〔請求項８〕
前記廃棄物埋立用の空間の上部に設けられ、前記支柱を中心として回動可能なクレーン桁を有するクレーンを更に含んで構成されることを特徴とする、請求項１～請求項７のいずれか１つに記載の廃棄物処分場。
〔請求項９〕
前記底版に立設されて、前記廃棄物埋立用の空間を複数の室に仕切る仕切壁を更に含んで構成されることを特徴とする、請求項１～請求項８のいずれか１つに記載の廃棄物処分場。

１ 地中連続壁
２ 施工地盤（盛土前の地盤）
３ 不透水層
４ 砕石層
５ 底版
６ 廃棄物埋立用の空間
７ 側壁
８ 盛土地盤
９ 中空の支柱
１０ 屋根
１１ 汚染水の揚水管
１２ 地下水の揚水管
１３ クレーン（バケットクレーン）
１４ クレーン桁
１５ 吊上装置
２１、２２、２３ａ～２３ｄ 仕切壁
１０１ 中空スラブ屋根
１０２ Ｔ桁屋根
１０３ ドーナツ型ドーム屋根
１０４ ドーナツ型吊り屋根

Claims (9)

1. 廃棄物を埋立処分するための廃棄物処分場であって、
   地中に鉛直方向に筒状に形成されて廃棄物埋立用の空間を囲み、下端部が不透水層に達する地中連続壁と、
   前記地中連続壁内で前記廃棄物埋立用の空間の底部に設けられる底版と、
   前記底版の中央に立設された支柱と、
   前記支柱により支持されて前記廃棄物埋立用の空間の上方を覆う屋根と、
   を含んで構成され、
   前記支柱は、その内部に、前記底版の上側の前記空間からの汚染水用の揚水管、及び、前記底版の下側の砕石層からの地下水用の揚水管が配置される、廃棄物処分場。
2. 前記支柱はＲＣ（鉄筋コンクリート）製であり、前記汚染水用の揚水管及び前記地下水用の揚水管を巻き込んだＲＣ密実支柱である、請求項１に記載の廃棄物処分場。
3. 前記支柱及び前記底版はＲＣ（鉄筋コンクリート）製であり、前記支柱は前記底版と一体化されている、請求項１又は請求項２に記載の廃棄物処分場。
4. 前記屋根は、平屋根である、請求項１～請求項３のいずれか１つに記載の廃棄物処分場。
5. 前記屋根は、ＲＣ（鉄筋コンクリート）製の中空スラブ屋根である、請求項１～請求項４のいずれか１つに記載の廃棄物処分場。
6. 前記屋根は、前記支柱の上端部と前記地中連続壁の上端部との間に架設されて、全周で見るとドーナツ型であるドーム屋根である、請求項１～請求項３のいずれか１つに記載の廃棄物処分場。
7. 前記屋根は、前記支柱の上端部と前記地中連続壁の上端部との間に架設されて、全周で見るとドーナツ型である吊り屋根である、請求項１～請求項３のいずれか１つに記載の廃棄物処分場。
8. 前記屋根は、平面視で、前記支柱を中心とする複数の扇形の分割体により構成される、請求項１～請求項７のいずれか１つに記載の廃棄物処分場。
9. 前記廃棄物埋立用の空間の上部に設けられ、前記支柱を中心として回動可能なクレーン桁を有するクレーンと、
   前記支柱と同心円状に前記底版に立設されて、前記廃棄物埋立用の空間を複数の室に仕切る円筒状の仕切壁と、
   を更に含んで構成される、請求項１～請求項８のいずれか１つに記載の廃棄物処分場。

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