(57)【要約】【課題】水の流れを利用して二酸化炭素を供給し、地盤改良体で構築された遮水壁のクラックを閉塞させる。【解決手段】遮水壁１０の遮水性能回復方法は、地盤改良体で構築された遮水壁１０の内側又は外側の地下水位が高い方へ、二酸化炭素を注入する工程を有している。【選択図】図１
2014080750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤改良体で構築された遮水壁の内側又は外側の地下水位が高い方へ二酸化炭素を注入する工程を有する遮水壁の遮水性能回復方法。
【請求項２】
前記遮水壁は格子状に構築され、
格子状の前記遮水壁の内側又は外側に水を注入又は揚水し、前記地下水位に高低差を発生させる工程を有する請求項１に記載の遮水壁の遮水性能回復方法。
【請求項３】
前記遮水壁に沿って設けられた複数のボーリング孔と、
隣接する前記ボーリング孔の一方から地下水を揚水して地下水位を低下させる揚水ポンプと、
を有し、隣接する前記ボーリング孔の他方から前記二酸化炭素を注入し、地下水位の高低差で発生する前記地下水の流れで前記二酸化炭素を、前記遮水壁の壁面に拡散させる請求項１又は２に記載の遮水壁の遮水性能回復方法。
【請求項４】
前記遮水壁で囲まれた内部には汚染土壌が封じ込まれている請求項１〜３のいずれか１項に記載の遮水壁の遮水性能回復方法。
【請求項５】
前記遮水壁は山留め壁であり、前記山留め壁の漏水位置へ向けて地山側からボーリング孔を設け、前記ボーリング孔から二酸化炭素を注入する請求項１に記載の遮水壁の遮水性能回復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮水壁の遮水性能回復方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セメントで土壌を改良した地盤改良体の遮水機能が注目され、例えば地中に埋設された汚染物質（汚染土壌、汚染水）の封じ込め等、地盤改良体で構築された遮水壁のニーズが増大している。しかし、地震により遮水壁に部分的にクラックを生じる可能性が残されており、地中に構築された遮水壁のクラック対策が求められている。
そこで、地中の微生物を利用して遮蔽機能を自己修復させる技術が提案されている（特許文献１）。
特許文献１には、地中に設けた空洞から周囲の岩盤中にボーリング孔を開け、放射性廃棄物を封じ込める技術が記載されている。このとき、ボーリング孔の掘削時に岩盤に発生したクラックに、圧力を加えて二酸化炭素を注入し、クラック位置における微生物の繁殖を利用してクラックを修復している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４６３２９９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の方法は、微生物が存在する天然の岩盤におけるクラックを対象としており、人工的に構築された地盤改良体には、微生物の存在は期待できない。
また、特許文献１の方法は、クラックの位置を把握した上で、クラックの位置に圧力を加えて二酸化炭素を注入している。しかし、地中に構築された遮水壁のクラック位置を把握して、クラック位置に圧力を加えて二酸化炭素を注入するのは現実的には困難である。
本発明は、上記事実に鑑み、水の流れを利用して二酸化炭素を供給し、地盤改良体で構築された遮水壁のクラックを閉塞させる遮水性能回復方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明に係る遮水壁の遮水性能回復方法は、地盤改良体で構築された遮水壁の内側又は外側の地下水位が高い方へ二酸化炭素を注入する工程を有することを特徴としている。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、水位の高い地下水側へ注入（混入）された二酸化炭素が、水位差により地下水と共にクラックから遮水壁に滲入する。
これにより、下記化学反応式で示すように、水中に溶けたＣＯ３２−がセメントペースト中のＣａ２＋を引き寄せ、炭酸カルシウムの結晶となり、セメントペーストなどに付着する。炭酸カルシウムの結晶が付着すると、水中のカルシウムイオンの減少を補うようにして、Ｃａ２＋がコンクリートの内部から移動し、更にＣＯ３２−と結合する。このような反応が繰り返され、炭酸カルシウムの結晶が次々と生成され、セメントペーストなどに付着沈殿して遮水壁のクラックが徐々に修復される。
Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２  ⇔  Ｈ２ＣＯ３  ⇔  Ｈ＋＋ＨＣＯ３−  ⇔  ２Ｈ＋＋ＣＯ３２− 
Ｃａ２＋＋ＣＯ３２−  ⇔  ＣａＣＯ３（ｐＨＷＡＴＥＲ  ＞  ８）
Ｃａ２＋＋ＨＣＯ３−  ⇔  ＣａＣＯ３＋Ｈ＋（7.5＜ｐＨＷＡＴＥＲ  ＜  ８）
【０００７】
即ち、クラックへ流れ込む水の流れを利用することで、クラックの位置を特定しなくても、遮水壁の内部でクラックが閉塞され遮水壁の遮水性能が回復される。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の遮水壁の遮水性能回復方法において、前記遮水壁は格子状に構築され、格子状の前記遮水壁の内側又は外側に水を注入又は揚水し、前記地下水位に高低差を発生させる工程を有することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、格子状に構築された遮水壁の内側又は外側に水を注入又は揚水することにより、遮水壁の内側又は外側で地下水の水位に高低差を発生させることができる。
これにより、遮水壁の内側又は外側のいずれかを選択して、地下水の水位に高低差を発生させ、地下水の水位の高い側へ二酸化炭素を注入することができる。これにより、遮水壁の内部へ二酸化炭素が供給され、クラックの位置を特定しなくても、水の流れで遮水壁のクラックの修復を促進させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の遮水壁の遮水性能回復方法において、前記遮水壁に沿って設けられた複数のボーリング孔と、隣接する前記ボーリング孔の一方から地下水を揚水して地下水位を低下させる揚水ポンプと、を有し、隣接する前記ボーリング孔の他方から前記二酸化炭素を注入し、地下水位の高低差で発生する前記地下水の流れで前記二酸化炭素を、前記遮水壁の壁面に拡散させることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、隣り合うボーリング孔の一方の水位を低くし、隣り合うボーリング孔の間で、地下水の水位に高低差でボーリング孔を含む面上の広い範囲に二酸化炭素を分布させることができ、遮水壁のクラックがどの位置にあったとしてもクラックへ二酸化炭素を注入させることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の遮水壁の遮水性能回復方法において、前記遮水壁で囲まれた内部には汚染土壌が封じ込まれていることを特徴としている。
これにより、汚染土壌が封じ込まれた遮水壁のクラックを、クラックの位置を特定しなくても、水の流れで遮水壁の自己修復機能で閉塞させることができ、遮水壁のクラックから汚染土壌や汚染水が流出するのを抑制することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の遮水壁の遮水性能回復方法において、前記遮水壁は山留め壁であり、前記山留め壁の漏水位置へ向けて地山側からボーリング孔を設け、前記ボーリング孔から二酸化炭素を注入することを特徴としている。
【００１４】
地盤改良体で構築された山留め壁において、山留め壁から掘削空間側への漏水が発見されたとき、山留め壁の地山側から漏水位置へ向けてボーリング孔が設けられ、ボーリング孔から二酸化炭素を注入する。
この結果、地山側の地下水により漏水位置に二酸化炭素が運ばれ、山留め壁を自己修復機能で閉塞させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、上記構成としてあるので、水の流れを利用して二酸化炭素を供給し、地盤改良体で構築された遮水壁のクラックを閉塞させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る遮水壁の遮水性能回復方法を説明するための平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る遮水壁の遮水性能回復方法を説明するための平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る遮水壁の遮水性能回復方法を説明するための図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る遮水壁の遮水性能回復方法を説明するための図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る遮水壁の遮水性能回復方法を説明するための図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る遮水壁の遮水性能回復方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
図１〜図３を用いて、第１実施形態に係る遮水壁１０の遮水性能回復方法について説明する。図１、２の平面図、図３の垂直断面図に示すように、遮水壁１０は、地盤改良体で平面視が格子状に構築されている。本明細書では便宜上、最外周部１０Ｇのみでなく、格子状部分１０Ｎも含めた地盤改良体全体を遮水壁１０と呼ぶ。遮水壁１０には、汚染土壌（汚染水を含む）１２が封じ込められている。
【００１８】
遮水壁１０は、完全ラップで施工された最外周部１０Ｇで汚染土壌１２を囲み、最外周部１０Ｇの内部に施工された内部改良体１０Ｎで平面視が格子状に構築されている。一例として、最外周部１０Ｇの一辺がＬ１の正方形とされ、内部改良体１０Ｎで、一辺がＬ２の正方形１６個に分割された遮水壁１０について説明する。
遮水壁１０は、地表面３２から上層の砂層１８を貫通し、砂層１８の下の粘土層２０まで到達する深さに構築され、遮水壁１０の下端部は粘土層２０に根入れされている。これにより、遮水壁１０の内部と外部との間で地下水の移動が禁止され、汚染土壌１２及び汚染水を、遮水壁１０の内部に封じ込めることができる。
【００１９】
また、遮水壁１０の内部地盤は、格子状に構築された内部改良体１０Ｎで、一辺がＬ２の１６個の正方形に分割されている。これにより、遮水壁１０の内部地盤の液状化が抑制され、建物の耐震性を確保するとともに、汚染土壌１２の封じ込め機能の向上に寄与することができる。
なお、一辺がＬ２で正方形に分割された１６個の内部地盤を、その位置により区分けして、少なくとも一つの辺が最外周部１０Ｇと接する部分を外側地盤４２Ａ〜４２Ｌと呼び、外側地盤４２Ａ〜４２Ｌで周囲が囲まれた部分を内側地盤４４Ａ〜４４Ｄと呼ぶこととする（図２参照）。
【００２０】
遮水壁１０は、セメントで土壌改良され、高い遮水性能を有しているが、地震によりクラックが発生する可能性がある。遮水壁１０にクラックが発生すると、遮水壁１０の遮水性能が低下する。特に、遮水壁１０の最外周部１０Ｇの遮水性能が低下すると、封じ込めた汚染土壌１２及び汚染水が、遮水壁１０の外部へ漏れ出す恐れがある。
本実施形態では、地中に構築された遮水壁１０のクラックの修復手段として、炭酸カルシウム結晶が生成する化学反応を利用して、コンクリートのひび割れを自己修復する方法を用いている。具体的には、下記の方法で最外周部１０Ｇの遮水性能を回復させる。
なお、炭酸カルシウム結晶を確実に確保するため、地下水に図示しない二酸化炭素を混入させた。これにより、地下水の流れを利用して、最外周部１０Ｇのクラックの閉塞が可能となる。
【００２１】
即ち、水位の高い地下水側へ注入された二酸化炭素が、水位差により地下水と共に最外周部１０Ｇのクラックから遮水壁に滲入する。これにより、下記化学反応式で示すように、水中に溶けたＣＯ３２−がセメントペースト中のＣａ２＋を引き寄せ、炭酸カルシウムの結晶となり、セメントペーストなどに付着する。炭酸カルシウムの結晶が付着すると、水中のカルシウムイオンの減少を補うようにして、Ｃａ２＋がコンクリートの内部から移動し、更にＣＯ３２−と結合する。このような反応が繰り返され、炭酸カルシウムの結晶が次々と生成され、セメントペーストなどに付着沈殿して遮水壁のクラックが徐々に修復される。
Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２  ⇔  Ｈ２ＣＯ３  ⇔  Ｈ＋＋ＨＣＯ３−  ⇔  ２Ｈ＋＋ＣＯ３２− 
Ｃａ２＋＋ＣＯ３２−  ⇔  ＣａＣＯ３（ｐＨＷＡＴＥＲ  ＞  ８）
Ｃａ２＋＋ＨＣＯ３−  ⇔  ＣａＣＯ３＋Ｈ＋（7.5＜ｐＨＷＡＴＥＲ  ＜  ８）
【００２２】
上述したように、クラックへ流れ込む地下水の流れを利用することで、クラックの位置を特定しなくても、遮水壁の内部でクラックが閉塞され遮水壁の遮水性能を回復することができる。なお、遮水壁１０のクラックは、遮水壁１０の表面にランダムに広範囲に分布するので、地下水を有効に活用する下記構成を採用することで、遮水壁１０の最外周部１０Ｇを広い範囲で自己修復させることができる。
【００２３】
図１に示すように、遮水壁１０の最外周部１０Ｇの四周の外側地盤には、最外周部１０Ｇを囲み、最外周部１０Ｇと平行な位置（破線Ｒ１〜Ｒ４で囲む範囲）に、複数のボーリング孔が掘削されている。ボーリング孔は、用途により、地下水を揚水するための８個の揚水孔１６Ａ〜１６Ｈと、二酸化炭素を地下水に混入させるための８個の注入孔１４Ａ〜１４Ｈの２種類に分けられている。
【００２４】
ここに、注入孔１４Ａ〜１４Ｈと揚水孔１６Ａ〜１６Ｈは、最外周部１０Ｇから所定距離Ｌ３だけ離れた位置に、交互に一列に並べて掘削されており、注入孔１４Ａ〜１４Ｈは、各辺の両端部と中央部に配置され、揚水孔１６Ａ〜１６Ｈは、注入孔１４Ａ〜１４Ｈの間にそれぞれ配置されている。
【００２５】
揚水孔１６Ａ〜１６Ｈには、図示しない揚水ポンプがそれぞれ取り付けられており、揚水ポンプで揚水孔１６Ａ〜１６Ｈから地下水を汲み上げ、地下水の水位（地下水位）を下げることができる。これにより、揚水ポンプで地下水を汲み上げる揚水孔１６Ａ〜１６Ｈの地下水位と、地下水を汲み上げない注入孔１４Ａ〜１４Ｈの地下水位に高低差が生じる。この状態で、注入孔１４Ａ〜１４Ｈから二酸化炭素を地下水に混入させる。これにより、地下水の流れを利用して、注入孔１４Ａ〜１４Ｈと揚水孔１６Ａ〜１６Ｈが掘削された、破線Ｒ１〜Ｒ４で囲まれた範囲の地下水に、二酸化炭素を広範囲に分布させることができる。
【００２６】
図２の平面図、図２のＸ−Ｘ線断面図である図３に示すように、遮水壁１０の上には建物２２が建てられ、最外周部１０Ｇの外側の地表面３２上には、地下水を一時貯留する２つの水槽２４Ａ、２４Ｂが設けられ、砂層１８の地下水位２６の下には、地下水が流れている。
また、水槽２４Ａ又は水槽２４Ｂと、外側地盤４２Ａ〜４２Ｌとの間には、斜めボーリングで掘削された斜め孔２８がそれぞれ設けられ、外側地盤４２Ａ〜４２Ｌから水槽２４Ａ又は水槽２４Ｂへ、地下水を汲み上げることができる。また、水槽２４Ａ又は水槽２４Ｂと内側地盤４４Ａ〜４４Ｄとの間には、斜めボーリングで掘削された斜め孔３０がそれぞれ設けられ、水槽２４Ａ又は水槽２４Ｂから内側地盤４４Ａ〜４４Ｄへ、地下水を注水することができる。
【００２７】
これにより、外側地盤４２Ａ〜４２Ｌの地下水を、斜め孔２８を用いて汲み出して地下水位２７を下げることができる。このとき、汲み出した地下水は、水槽２４Ａ又は水槽２４Ｂに一時貯留させる。なお、水槽２４Ａ又は水槽２４Ｂをなるべく小規模なものにするため、汲み出した地下水は、内側地盤４４Ａ〜４４Ｄに移動させ、内側地盤４４Ａ〜４４Ｄに貯留させる。
他の方法としては、一時的に全ての地下水を、水槽２４Ａ、２４Ｂに貯留しておき、クラックの修復後に地下に戻す方法、或いは汲み上げた地下水を浄化して、処分するという方法等がある。しかし、これらの方法は、いずれも保管用の水槽２４Ａ、２４Ｂが大規模になりコストが高くなる、水を浄化するコストが高くなる等の問題がある。
【００２８】
ここに、斜め孔２８、３０の掘削は、地下水位２６より上部（浅い位置）で行うものとし、斜め孔２８、３０の壁面を安定させるため、斜め孔２８、３０にはケーシングが挿入されている。また、斜め孔２８、３０の内部にフレキシブルホースを挿入し、フレキシブルホースの内部に水を流すことで、斜め孔２８、３０の止水性を確保している。
【００２９】
本構成では、斜め孔２８、３０が、最外周部１０Ｇ及び内部改良体１０Ｎを貫通する構成である。しかし、貫通位置が地下水位２６より上部（浅い位置）であるため、遮水壁１０の内部地盤が液状化することはない。また、汚染土壌１２及び汚染水の外部への漏出も生じない。また、後述するように、クラックの修復完了後には、斜め孔２８、３０をセメントミルクで閉塞することにより、長期的にも液状化や汚染物質の漏出は生じない。
【００３０】
以上説明した構成とすることで、格子状に構築された遮水壁１０の外側地盤４２Ａ〜４２Ｌから、地下水をポンプで水槽２４Ａ又は水槽２４Ｂまで汲み上げ、地上に設置した水槽２４Ａ又は水槽２４Ｂとの水位差により、内側地盤４４Ａ〜４４Ｄへ地下水を移動させることができる。これにより、最外周部１０Ｇの内側を外側より低くして、水位差を発生させることができ、水位の高い外側の地下水に二酸化炭素を注入して、地下水位の高低差で発生する地下水の流れで二酸化炭素を、最外周部１０Ｇのクラックに滲入させることができる。
【００３１】
また、揚水ポンプで、遮水壁１０の外側の揚水孔１６Ａ〜１６Ｈから地下水を汲み上げることで、最外周部１０Ｇの外側の地下水位２６に高低差を発生させることができる。この状態で、地下水位の高い注入孔１４Ａ〜１４Ｈから二酸化炭素を注入し、地下水位の高低差で発生する地下水の流れで二酸化炭素を、遮水壁の壁面全体に拡散させることができる。
【００３２】
これにより、地下水位２６の高い最外周部１０Ｇの外側へ二酸化炭素を注入することができる。この結果、最外周部１０Ｇの内部へ二酸化炭素が供給され、クラックの位置を特定しなくても、地下水の流れで、最外周部１０Ｇのクラックの修復を促進させることができる。
【００３３】
以下に本実施形態における地下水の移動量、移動速度等の試算例を示す。
地下水位２６の勾配を１／１０００、遮水壁１０の最外周部１０Ｇの一辺Ｌ１を５０ｍ、内部地盤の分割寸法Ｌ２を１２．５ｍとする。この場合、地下水位２６の変化は５０ｍで５ｃｍとなる。また、注入孔１４Ａ〜１４Ｈ及び揚水孔１６Ａ〜１６Ｈと最外周部１０Ｇとの所定距離Ｌ３を５０ｃｍとする。これは、本来、所定距離Ｌ３は短いほど望ましいため、ボーリングマシンの設置上の制約から、最小値を採用して５０ｃｍとした。
【００３４】
遮水壁１０の内部地盤の最外周部の１２ブロック（外側地盤４２Ａ〜４２Ｌ）では、斜め孔２８内に設置した水中ポンプを用いて、地下水位２７を１０ｃｍ下げた。汲み上げた地下水を、一旦、水槽２４Ａ又は水槽２４Ｂに貯留させ、遮水壁１０の内部地盤の４ブロック（内側地盤４４Ａ〜４４Ｄ）に注入した。この結果、内側地盤４４Ａ〜４４Ｄの地下水位２５は、外側地盤４２Ａ〜４２Ｌとの体積比から、それぞれ３０ｃｍ上昇する。
【００３５】
また、地震時に生じたクラックにより、最外周部１０Ｇの透水係数が１０-6ｃｍ/ｓから１０-４ｃｍ/ｓに低下したと仮定する。更に、地下水位２６を地表面３２の下方２ｍ（ＧＬ−２.０ｍ）とすると、１日当たり最外周部１０Ｇへ入ってくる地下水の量Ｑ１は以下となる。
Ｑ１＝Ａ×ｖ×ｔ
＝８００ｃｍ×５０００ｃｍ×４×１０-４ｃｍ/ｓ×１０ｃｍ／５０ｃｍ
×８６４００ｓ
＝２７,６４８,０００ｃｍ3  /日
【００３６】
また、注入孔１４Ａ〜１４Ｈ及び揚水孔１６Ａ〜１６Ｈと、最外周部１０Ｇとの間の地下水の量Ｑ２は、所定距離Ｌ３を５０ｃｍ、間隙比を０．３と仮定すると下記となる。
Ｑ２＝５０ｃｍ×８００ｃｍ×５０００ｃｍ×４×０．３
＝２４０,０００,０００ｃｍ３
この地下水の量Ｑ２が、全て最外周部１０Ｇに流れ込み、地下水中の二酸化炭素が遮水壁と接触するのに要する時間ｔは、
ｔ＝２４０,０００,０００  ÷  ２７,６４８,０００
≒  ９日
となる。即ち、９日目から、地下水に混入させた二酸化炭素により生じたＣＯ３２−が、最外周部１０Ｇのセメント成分からのＣａ２+と反応して、炭酸カルシウムＣａＣＯ３を生じることで、最外周部１０Ｇのクラックの閉塞を開始する。
【００３７】
この反応が始まるまでの間、最外周部１０Ｇに入ってきた地下水は、揚水ポンプで汲み上げて、内側地盤４４Ａ〜４４Ｄに移動させる。移動によって上昇する内側地盤４４Ａ〜４４Ｄの水位上昇量Ｈ１は、下記となる。
Ｈ１＝０．５ｍ×８ｍ×５０ｍ×４÷２５ｍ÷２５ｍ
＝１．２８ｍ
上述した最初の水位上昇量３０ｃｍと合計すると、地下水位２５は１．５８ｍとなる。
【００３８】
二酸化炭素が最外周部１０Ｇのクラック内に侵入して、炭酸カルシウムを析出し、最外周部１０Ｇの透水係数が１０-4ｃｍ/ｓから１０-6ｃｍ/ｓに回復したとする。回復に２０日間要するとすると、この間の透水係数を−４乗と−６乗の平均値である−５乗と仮定したとき、最外周部１０Ｇに流れ込む地下水量Ｑ３は以下の計算で求めることができる。
Ｑ３＝Ａ・ｖ・ｔ
＝８００ｃｍ×５０００ｃｍ×４×１０-5ｃｍ／ｓ×１０ｃｍ／５０ｃｍ
×１,７２８,０００ｓ
＝５５,２９６,０００ｃｍ3
【００３９】
この地下水量Ｑ３を内側地盤４４Ａ〜４４Ｄに移動させるので、内側地盤４４Ａ〜４４Ｄの地下水位２５の上昇量Ｈ２は、下記となる。
Ｈ２＝５５.２９６ｍ３÷２５ｍ÷２５ｍ÷０．３（間隙比）
＝０．２９ｍ
地下水位２５は、１．５８ｍと合わせて１．８７ｍとなる。この結果から、最初の地下水位（ＧＬ−２．０）ｍに比べて、１３ｃｍの余裕があることがわかる。２０日経過後、ボーリング孔内にセメントミルクを充填し、ボーリング孔を閉塞して作業終了となる。
【００４０】
なお、石灰岩質の地盤（カルシウムが主成分の地盤）や、農地等でカルシウムを肥料として散布した地盤では、上述した化学反応が地盤中で生じてしまい、地盤の透水係数を下げることとなる。その結果、遮水壁にＣＯ３２−が到達しない場合が考えられるため、適用においては注意が必要である。
【００４１】
上述したように、本実施形態では、地下水中に溶けたＣＯ３２−がセメントペースト中のＣａ２＋を引き寄せ、炭酸カルシウムの結晶となり、セメントペーストなどに付着する。炭酸カルシウムの結晶が付着すると、水中のカルシウムイオンの減少を補うようにして、Ｃａ２＋がコンクリートの内部から移動し、更にＣＯ３２−と結合する。このような反応が繰り返され、炭酸カルシウムの結晶が次々と生成され、セメントペーストなどに付着沈殿して遮水壁のクラックが徐々に修復される。
【００４２】
この結果、地下水の流れを利用して二酸化炭素を供給することで、地盤改良体で構築された遮水壁１０のクラックを閉塞させることができる。また、本実施形態においては、ボーリング費用が施工コストの大半を占めるため、従来技術である薬液注入や遮水壁の再施工による方法よりも安価となる。更に、地球温暖化物質である二酸化炭素の固定化という効果もあわせ持つものである。
【００４３】
なお、本実施形態では、遮水壁１０を一辺がＬ１の正方形で説明した、しかし、これに限定されることはなく、遮水壁１０の平面視は長方形や、正方形と長方形の組み合わせ等でもよい。また、地下水に所定量以上の二酸化炭素が含まれている場合には、地下水に二酸化炭素を混入しなくてもよい。
【００４４】
（第２実施形態）
図４を用いて、第２実施形態に係る遮水壁４０の遮水性能回復方法について説明する。
図４の垂直断面図に示すように、遮水壁４０は、建物２２から鉛直下方にボーリング孔３４、３６を掘削する方法である点において、第１実施形態に係る遮水壁１０と相違する。相違点を中心に説明する。
【００４５】
遮水壁４０は、遮水壁４０の外部から内部への斜めボーリングは必要なく、建物２２の内部から鉛直下方にボーリング孔３４、３６を掘削して構築される。
即ち、外側地盤４２Ａ〜４２Ｌに、建物２２の内部から鉛直下方に、それぞれボーリング孔３４を掘削する。また、内側地盤４４Ａ〜４４Ｄに、建物２２の内部から鉛直下方にボーリング孔３６を掘削する。
【００４６】
外側地盤４２Ａ〜４２Ｌと水槽２４は、配管３５でつながれており、揚水ポンプで汲み上げられた地下水は、配管３５を通り水槽２４へ貯留される。また、水槽２４と内側地盤４４Ａ〜４４Ｄは、配管３７でつながれており、水槽２４に貯留された地下水は、配管３７を通り内側地盤４４Ａ〜４４Ｄに注入される。なお、本実施形態で移動させる地下水の量や速度は、第１実施形態と同じである。
【００４７】
この構成とすることにより、第１実施形態に係る遮水壁１０と同様に、外側地盤４２Ａ〜４２Ｌの地下水を汲み上げて、配管３５を利用して、内側地盤４４Ａ〜４４Ｄへ地下水を移動させることができる。この結果、外側地盤４２Ａ〜４２Ｌの地下水位２７を、砂層１８の地下水位２６より低くすることができ、最外周部１０Ｇの内外で地下水位に高低差を発生させることができる。これにより、地下水位の高低差で発生する地下水の流れを、最外周部１０Ｇの内部で発生させることができ、二酸化炭素による自己修復が可能となる。
【００４８】
更に、この構成においては、遮水壁４０の内部に鉛直下方向にボーリングを実施するため、斜めボーリングに比べて掘削するボーリングの距離を短くでき、経済的に安価に掘削できる。しかしながら、建物２２の内部に配管３５、３７を設置する手間を要すること、また、建物２２の躯体（耐圧盤等）を貫通してボーリングを行う必要があり、躯体鉄筋を切断する可能性がある。躯体鉄筋の切断は、躯体強度を低下させるので、十分な事前検討が必要である。他の構成は、第１実施形態と同じであり説明は省略する。
【００４９】
（第３実施形態）
図５を用いて、第３実施形態に係る遮水壁５０の遮水性能回復方法について説明する。
図５の垂直断面図に示すように、遮水壁５０は、建物２２から外側地盤４２Ａ〜４２Ｌへ鉛直下方にボーリング孔５４を掘削し、更に遮水壁５０の外側へボーリング孔５６を掘削する方法である。斜めボーリング孔が不要であり、ボーリング孔５６の位置が、第２実施形態と相違する。相違点を中心に説明する。
【００５０】
第３の実施形態に係る遮水壁５０は、第１実施形態、第２実施形態と異なり、遮水壁５０の外側地盤４２Ａ〜４２Ｌの地下水位２７を、砂層１８の地下水位２６より高くする方法である。このため、遮水壁５０の外側に設けた揚水孔５６から揚水ポンプで汲み上げた地下水を、配管５７を用いて水槽２４に貯留させた後、配管５５を用いて、注水孔５４から外側地盤４２Ａ〜４２Ｌに注水する構成である。これにより、外側地盤４２Ａ〜４２Ｌの地下水位２７を、遮水壁５０の外側の地下水位２６より高くすることができる。なお、内側地盤４４Ａ〜４４Ｄへのボーリング孔の掘削は不要である。
【００５１】
これにより、内側の地下水位２７が外側の地下水位２６より高い状態で、最外周部１０Ｇの内側と外側で水位差を設けることができる。即ち、外側地盤４２Ａ〜４２Ｌに混入させた二酸化炭素を、最外周部１０Ｇの内側と外側の水位差で最外周部１０Ｇに供給することができる。なお、図示は省略するが、最外周部５０Ｇの広範囲に渡り、二酸化炭素を最外周部５０Ｇに浸み込ませるために、それぞれの外側地盤４２Ａ〜４２Ｌに、注水孔５４と並べて揚水孔を設け、揚水ポンプで揚水し、注水孔５４と揚水孔との間で水位差を生じさせ、水流を作るのが望ましい。
【００５２】
この構成とすることで、ボーリング孔５４を、地下水を注入するための注入孔、及び二酸化炭素を地下水に混入させる注入孔に兼用することができる。但し、本実施形態は、遮水壁５０の最外周部５０Ｇから、遮水壁５０の外部へと地下水を流出させるため、汚染土壌５２は、全体が遮水壁５０の内側地盤４４Ａ〜４４Ｄの内部に収まっている場合に限られる。なお、ボーリング孔５４は鉛直方向のボーリングを例に説明したが、これに限定されることはなく、第１の実施形態のような斜めボーリングでもよい。他の構成は、第２実施形態と同じであり、説明は省略する。
【００５３】
（第４実施形態）
図６を用いて、第４実施形態に係る遮水壁６０の遮水性能回復方法について説明する。
図６の断面図に示すように、遮水壁６０は、地盤改良体で構築された山留め壁６４である点において、第１実施形態に係る遮水壁１０と相違する。相違点を中心に説明する。
【００５４】
遮水を目的とし、地盤改良体で構築された建設工事で用いられる山留め壁６４は、施工不良等に起因して、遮水性能が部分的に低く構築され、地下水が出水する漏水部６６が生じる場合がある。この場合、根切りに伴って、地山部６８から掘削部７０へ向けて、地下水が出水する。
掘削部７０の地盤表面７２は、地山部６８より下がっており、漏水部６６が目視で確認できる。このため、広範囲に二酸化炭素を分散させる必要はなく、漏水部６６の背面（地山部６８）にボーリング孔６２を掘削し、ボーリング孔６２から地下水に二酸化炭素を混入させればよい。
【００５５】
これにより、水位が高い地山部６８側の地下水により、混入された二酸化炭素を漏水部６６に運ぶことができる。この二酸化炭素の存在により、地盤改良体で構築された山留め壁の自己修復機能が促進され、山留め壁６４の漏水部６６を閉塞させることができる。
この結果、薬液注入により止水処理を行っている現状の対応方法に比べ、安価に漏水部６６を修復することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０  遮水壁
１２  汚染土壌
１４  注入孔（ボーリング孔）
１６  揚水孔（ボーリング孔）
２５  地下水位
２６  地下水位
２７  地下水位
６４  山留め壁（遮水壁）
６６  漏水部（漏水位置）
６８  地山部
【図１】
2014080750.tif 000003
【図２】
2014080750.tif 000004
【図３】
2014080750.tif 000005
【図４】
2014080750.tif 000006
【図５】
2014080750.tif 000007
【図６】
2014080750.tif 000008