JPH01231983A - 高吸水性樹脂ゲル含有土砂の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 技術分野 本発明は、高吸水性樹脂ゲル含有土砂の処理方法に関す
るものである。

従来技術及び問題点 近年、各種の掘削上法、例えばシールド工法、推進工法
、において、掘削時の止水、吸水、逸泥防止、潤滑等を
目的として、高吸水性樹脂を粉状体のままあるいはこれ
をゲル状ないしスラリー状等にしてから切羽へ注入する
ことが行なわれている。掘削によって生じた土砂は、掘
削現場から搬出され、埋立処分場に投棄処分される訳で
あるが、しかしながら、高吸水性樹脂を含む土砂を投棄
した処分地は、地盤が安定しにくいという問題点があっ
た。これは、掘削時に使用した高吸水性樹脂が長期間（
１年以上）分解せずに土砂中に残存し、そして、この残
存高吸水性樹脂が雨水等によって膨潤したり、あるいは
天１１等によって乾燥することによって、その体積が大
きく変化することによるものと考えられている。

また、高吸水性樹脂を含有する土砂の処理上の問題点と
しては、その様な土砂は、脱水、乾燥しにくいという事
も挙げることができる。即ち、高吸水性樹脂は、吸水す
るとゲル状になって、容易にはその吸水水分を放出しな
いからである。したがって、高吸水性樹脂金Ｈ土砂は、
多くの水を含んだ状態で輸送、貯蔵および投棄作業が行
なわれることになるので、その処理作業、費用等は、多
大なものになりがちであった。

よって、高吸水性樹脂ゲル含有土砂の処理方法、換言す
れば、土砂中の高吸水性樹脂ゲルを分解する方法、の開
発が望まれていた。

〔発明の概要〕

製−貢 本発明者らは、高吸水性樹脂ゲルが、紫外線によって分
解され、液状化する事に着目し、高吸水性樹脂ゲルを含
有する土砂を短時間で、安全、無害に処理できる事を見
出して本発明に到達した。

即ち、本発明による高吸水性樹脂ゲルａｈ土砂の処理方
法は、高吸水性樹脂ゲルを含有する土砂に紫外線を照射
することによって、土砂中の高吸水性樹脂ゲルを分解す
ること、を特徴とするものである。

然−米 本発明によれば、紫外線を照射するという簡便な方法で
、土砂中の高吸水性樹脂ゲルを安全かつ迅速に分解処理
することができる。したがって、本発明によって処理さ
れた土砂は、吸水ゲルを含んでいない為に雨水等によっ
て膨潤することもなく、その後の天１−１乾燥により安
定した地盤を形成することができる。

〔発明の詳細な説明〕

高吸水性樹脂 各種の掘削工法、例えば、シールド工法、推進工法等、
においては、高吸水性樹脂は、切羽およびトンネル壁か
らの出水防止、土砂の崩壊防止、切羽での摩擦低減、あ
るいは掘削現場からの土砂および水を排出しやすくする
等の目的のために用いられている。これらは、高吸水性
樹脂か吸水することによってゲル化する性質を利用しよ
うとするものであって、吸水性樹脂ゲル化物によって水
や掘削土砂の流動性を適当に調整し、またはこれらを１
（固形化（ゲル化）させることによって、掘削作業を容
易にしようとするものである。

この様な、各種の土砂掘削工事に用いられる高吸水性樹
脂は、紫外線によって分解可能なものであるならば、そ
の種類および形状は任意である。

その様な高吸水性樹脂としては、例えば、澱粉−アクリ
ロニトリルグラフト重合体の加水分解物、セルロース−
アクリロニトリルグラフト重合体の加水分解物等の’１
１ｍ体と架橋剤との共重合体、例えば架橋ポリアクリル
アミド及びその加水分解物、架橋されたスルホン化ポリ
エチレン、架橋ポバール、特開昭５２−１４６８９号及
び特開昭５２−２７４５５号記載の架橋されたビニルエ
ステルー不飽和カルボン酸共重合体ケン化物、架橋され
たポリアクリル酸塩及びアクリル酸−アクリル酸エステ
ル共重合体、架橋されたイソブチレン−無水マレイン酸
共重合体、及び架橋ポリエチレンオキシド等が挙げられ
る。さらに自己架橋性を有する重合物、例えば自己架橋
型ポリアクリル酸、特公昭５４−３０７１０号に記載の
樹脂や分子中に少なくとも水酸基とカルボキシラード基
を含有する高分子重合体、例えば特公昭５４−３７９９
４号に記載の樹脂でもよい。尚、澱粉又はセルロースと
水溶性単量体及び（又は）加水分解により水溶性となる
単量体と架橋剤とを必須成分として重合させ、必要によ
り加水分解を行なうことにより得られる吸水性樹脂であ
ってもよい。

上記の吸水性樹脂は、単独で、あるいは二種類以上混合
して用いられる。この様な高吸水性樹脂の吸水性能は、
２０〜２０００ｇ／ｇ程度であることか普通である。吸
水性樹脂の形状については特に限定はなく、粉末状、粒
子状、フレーク状、繊維状の何れの形状であってもよい
。

この様な高吸水性樹脂は、粉（粒）状のまま、あるいは
吸水させてゲル状にして、又は適当な浦等と混練しスラ
リー状にして、切羽等へ導入される。吸水、膨潤して寒
天状ないしゼリー状（ゲル状）になった高吸水性樹脂は
、そこで掘削作業に供されたのち、必要に応じて適当な
分離作業を経て、掘削土砂等と共に搬出される。

高吸水性樹脂ゲル含何土砂の処理方法 本発明は、この様な高吸水性樹脂ゲル含有土砂の処理方
法に関するものであって、土砂中の高吸水性樹脂ゲルを
紫外線を照射することによって分解しようとするもので
ある。本発明においては、紫外線は、最終的に土砂が投
棄処分されるまでの任意の時点で土砂に照射すればよい
。即ち、紫外線は、例えば、土砂が切羽からベルトコン
ベアー等によってずり運搬車へ積載される間、ずり運搬
「１板クレーン等で抗日へ運搬される間、ダンプ車等で
抗日から最終処分地へ運搬される間、の任意の時点で照
射することができる。なお、紫外線は、土砂中の高吸水
性樹脂ゲルが効率的に紫外線に曝露される様な状態にあ
るとき、例えば、ベルトコンベアーによって運搬されて
いるとき、に照射することが好ましい。土砂中の高吸水
性樹脂ゲルを分解するのに必要とされる最少紫外線量は
、吸水ゲルの含有量、ゲル強度、高吸水性樹脂の種類、
あるいは土砂の種類、状態等によって異なるが、本発明
では、これらの状況に応じて紫外線照射装置の数、照射
強度、照射回数あるいはベルトコンベアー等の搬送速度
を適宜変更すれば、効率的に土砂中の高吸水性樹脂ゲル
を分解処理することができる。なお、本発明で紫外線と
は、人工の紫外線照射装置から照射された紫外線を言う
ものであって、太陽光中に存在する紫外線は、含まない
。

高吸水性樹脂が適用される掘削工法 本発明は、高吸水性樹脂ゲル含有土砂の処理方法に関す
るものである。従って、本発明は、土砂が高吸水性樹脂
ゲルを含有しているのであるならば、その土砂が特定の
掘削工法によって生じたものであるかを問わず広く適用
され、その効果が期待できるものである。一般に、高吸
水性樹脂は、軟弱地盤、含水地層等を掘削するときに使
用されるものであり、従って、高吸水性樹脂ゲル金白゛
土砂は、この様な軟弱含水地層を掘削するときに使用さ
れるシールド工法あるいは推進工法等によって生じるこ
とが多い。よって、本発明によって処理される典型的な
土砂は、シールド工法、推進工法によって生じたもので
ある。シールド工法、推進上法の概略は、下記の通りで
ある。

シールド工法 本工法は、例えば、下水道、地下鉄、地下ケーブル等を
建設するときに地下トンネルを構築する場合に適用され
ているものである。例えば、機械掘りシールド機を使用
した場合には、カッターによって切り崩した土砂を、カ
ッターと、カッターの後ｈ゛に設けられた隔壁との間の
空間（チャンバー）に取り込み、その後、土砂を地上へ
搬出して掘り進むもので、下記の方法に分類される。

（イ）泥水加圧式シールド工法 チャンバー内にベントナイトなどを主成分とする泥水を
満たし、この泥水圧を自水圧より若干大きくして、湧水
の防止、切羽の崩壊を防止しながら、カッターにて切羽
の切削を行って掘り進む工法である。土砂は、排泥管に
より流体輸送されることが多い。高吸水性樹脂は、切羽
地盤内への逸泥防止の目的で、泥水に添加して使用され
る。

（ロ）土庄シールド工法 チャンバーにスクリューコンベアの先端部が突設したシ
ールド掘進機を使用する。カッターにて切羽より切削さ
れた土砂を、チャンバー内に取り込み充満して、切羽の
崩壊を防止しながら掘り進み、スクリューコンベアによ
り土砂を坑外へ搬出する工法である。

透水性の高い砂質、砂レキ質の地質帯を掘削する場合に
は、スクリューコンベアによる圧密効果のみでは地下水
に対しての止水性が不十分なのでその向上の為に加水し
たり、さらに切羽での＋Ｉｘ水性向上と摩擦低減、チャ
ンバー内土砂流動性付与のために加泥剤（ベントナイト
、粘土、水を主成分とするもの）を注入することもある
。

また、掘削上の流動性と地下水に対しての止水性向上の
為にチャンバー内に特殊起泡材でつくられた気泡を注入
しながら掘進することもある。

高吸水性樹脂は、チャンバー内土砂への流動性付り、及
び切羽での摩擦低減、止水性付与の目的で、加泥剤と併
用又は代替使用される。この場合、高吸水性樹脂は、粉
状体のまま、あるいはゲル状にして、あるいは油類等と
混練し、スラリー状にしたあと、チャンバーへ注入され
る。

推進工法 下水道工事等の小口径の管束布設工事等において用いら
れる工法であり、切羽の推進により形成されたトンネル
に、順次推進管を前方に押し込んで他山を安定化させて
行く工法である。先端の切羽の掘削には、前述のシール
ド工法等が併用される。

〔実験例〕

実施例 下記の表に示される各種高吸水性樹脂を、純水で飽和ま
で吸水させて作成したゲルを、シャーレ（内径６０龍）
ｌ：１０ｇずつ入れて平面にならした。これらを、コン
ベア型紫外線照射装置（［１本電池製４Ｋｌｌ型）にか
け、ゲルが液状化するまでの照射回数を調べた。

ランプ強度８０ｖ／ｃｍ、 コンベアスピード４ｍ／分（照射時間１．２秒／回）以
上より、高吸水性樹脂ゲルは、紫外線照射によって、分
解液状化することが確認された。よって、土砂の投棄後
の地盤の安定化が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、土庄シールド工法に適用した場合における本
発明による高吸水性樹脂ゲル含自゛土砂の処理方法の具
体例の断面を示すものである。 １・・・チャンバー、２・・・スクリューコンベアー、
３・・・ベルトコンベアー、４・・・制御盤台車、５・
・・加泥タンク台車、６・・・加泥又はゲル注入管、７
・・・紫外線照射装置、８・・・土砂（ずり）運搬車、
９・・・クレーン、１０・・・立坑、１１・・・切羽、
１２・・・高吸水性樹脂ゲル含有土砂。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高吸水性樹脂ゲルを含有する土砂に紫外線を照射す
   ることによって、土砂中の高吸水性樹脂ゲルを分解する
   ことを特徴とする、高吸水性樹脂ゲル含有土砂の処理方
   法。 ２、高吸水性樹脂が、水溶性エチレン性不飽和モノマー
   の重合によって得られたものである、請求項１の高吸水
   性樹脂ゲル含有土砂の処理方法。