(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有害物質を含む底泥を粘土鉱物からなる粒状体で覆うことにより前記粒状体と前記底泥とを反応させて前記底泥を安定化させる底泥安定化工法であって、
前記粒状体は内部に空隙を有し前記粒状体の比重が砂の比重よりも小さく、かつ、前記粒状体の粒径が0.075mm以上、2mm以下であることにより、前記粒状体が水中に投入され沈降して前記底泥に着底する時の前記底泥の巻き上げを防止することを特徴とする底泥安定化工法。
【請求項２】
前記粒状体の水分含有量が10％以下である請求項１に記載の底泥安定化工法。
【請求項３】
前記粒状体による層の上に別の覆土材料による層を形成する請求項１または２に記載の底泥安定化工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害物質を含む底泥を安定化させる底泥安定化工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、底泥（浮泥）に含まれるダイオキシンや放射性物質等の有害物質の拡散防止対策として、特許文献１のように砂や改良土やスラグ等で底泥を覆うようにした覆土工法、および、浮泥とセメントスラリーなどの安定材を混合する原位置改良工法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−６１０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の砂等による覆土工法の場合、粒径の大きな砂を覆砂材として用いると、水底に着底する際の衝撃によって、底質表面に存在する浮泥が水中に巻き上がり、有害物質が水中に放出・拡散する可能性がある。一方、着底時の衝撃を低減するため、粒子重量の小さい粒径の小さい砂を用いた場合は、覆土した後、強い波や流れの擾乱作用により覆土が侵食されやすく、覆土によって保護されていた底質が露出してしまう。このとき、波や流れの擾乱作用により、露出した底質が巻き上がることで有害物質が水中に放出・拡散する可能性がある。
【０００５】
また、原位置改良工法の場合、浮泥と安定材を混合する際に攪拌する必要があり、攪拌により浮泥が巻き上がり、有害物質が水中に放出・拡散する可能性がある。
【０００６】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、波・流れの擾乱作用による覆土材料の侵食および底泥の巻き上げを防止可能な底泥安定化工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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本実施形態による底泥安定化工法は、有害物質を含む底泥を粘土鉱物からなる粒状体で覆うことにより前記粒状体と前記底泥とを反応させて前記底泥を安定化させる底泥安定化工法であって、前記粒状体は内部に空隙を有し前記粒状体の比重が砂の比重よりも小さく、かつ、前記粒状体の粒径が0.075mm以上、2mm以下であることにより、前記粒状体が水中に投入され沈降して前記底泥に着底する時の前記底泥の巻き上げを防止することを特徴とする。
【０００８】
この底泥安定化工法によれば、粘土鉱物からなる粒状体を底泥に覆土することで、粘土鉱物からなる粒状体と底泥とを反応させて底泥の密度増加、粘性増加をはかり、底泥を安定化させることができる。これによって、波・流れの擾乱作用による覆土材料の侵食および底泥の巻き上げを防止することができる。
【０００９】
上記底泥安定化工法において前記粒状体の粒径が0.075mm以上、2mm以下であることにより、粒状体の沈降性を向上させるとともに、比重2.6程度の砂に比べて、粒状体の比重が1.8程度で軽いため、粒状体が底泥に着底したときの衝撃が小さく、覆土施工時における底泥の巻き上げを防止できる。
【００１０】
また、前記粒状体の水分含有量が10％以下であることが好ましい。これにより、粒状体の水中落下速度を低減させ、底泥に着底したときの衝撃をさらに低減し、覆土施工時における底泥の巻き上げを防止できる。
【００１１】
また、前記粒状体による層の上に別の覆土材料による層を形成することが好ましい。これにより、粒状体による層を波・流れの擾乱作用から防護することができる。別の覆土材料としては、砂、礫（れき）、スラグ、粘性土に固化材を添加・混合して処理した改良土等がある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、波・流れの擾乱作用による覆土材料の侵食および底泥の巻き上げを防止できるので、底泥に含まれる有害物質の水中への放出・拡散を効果的に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態による底泥安定化工法の工程を説明するためのフローチャートである。
【図２】図１の工程Ｓ０２〜Ｓ０６を説明するために粒状体投入装置および作業台船などを概略的に示す図である。
【図３】図２の粒状体投入装置の動作（ａ）〜（ｃ）を示す概略的な側断面図である。
【図４】砂・礫（れき）のケース、および、ベントナイト粒状体のケースを対象にして、粒径とRubey式によって推定される沈降速度との関係を示すグラフである。
【図５】図２のベントナイト層２０を別の覆土材料による防護層２１で覆う例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図１は本実施形態による底泥安定化工法の工程を説明するためのフローチャートである。図２は図１の工程Ｓ０２〜Ｓ０６を説明するための粒状体投入装置および作業台船などを概略的に示す図である。図３は図２の粒状体投入装置の動作（ａ）〜（ｃ）を示す概略的な側断面図である。
【００１５】
図１のように、粘土鉱物からなる粒状体として、ベントナイト粒状体を準備する（Ｓ０１）。ベントナイト粒状体は、水と反応して粘性が増加する特性を有するとともに、粒状体内部に空隙を有するため、ベントナイト鉱物の真比重が2.6程度であるものの、粒状体としての比重は1.8程度で軽い特性を持つ（粒状体の比重は、クニミネ社のクニフォースNK-G（商品名）に対する試験結果に基づく）。ベントナイト粒状体の粒径を0.075mm以上、2mm以下とし、ベントナイト粒状体の水分含有量を10％以下に管理する。
【００１６】
なお、ベントナイト粒状体は、泥水工法の止水工法用止水材、地下構造物の止水用埋戻材、漏水場所の止水材等として主に用いられ、市販品として存在し、たとえば、クニミネ社が販売するクニフォースNK-G（商品名）などがある。
【００１７】
次に、ベントナイト粒状体を、有害物質を含み処理対象である底泥が存在する所定の水域まで運搬する（Ｓ０２）。
【００１８】
次に、ベントナイト粒状体ＢＮを粒状体投入装置１０へと移動させる（Ｓ０３）。
【００１９】
粒状体投入装置１０は、図２，図３（ａ）のように、ベントナイト粒状体ＢＮを保持する長方形状平面の枠体部１３を有し、枠体部１３の底部には、回動軸１２に回動可能に支承されて開閉可能な多数の板状のブラインド１１を有する。図３（ｃ）のように、各ブラインド１１は、回動機構（図示省略）により同期して回動し開放する。枠体部１３は、図２のように、作業台船ＳＰに水平に保たれて横づけされる。なお、かかる粒状体投入装置１０は、本出願人が実公昭61-29809号公報で提案した水底砂撒き装置と同様に構成できる。
【００２０】
図２、図３（ａ）のように、作業台船ＳＰの側に粒状体投入装置１０の枠体部１３を浮かべて水平に保持した状態で、作業台船ＳＰ上のバックホウＢＨを用いて運搬容器ＶＳからベントナイト粒状体ＢＮを枠体部１３へ移し、図３（ｂ）のように、閉じたブラインド１１からなる底部に敷きつめ、所定の厚さになるように均す。
【００２１】
次に、図３（ｃ）のように、粒状体投入装置１０の回動機構（図示省略）により各回動軸１２を回動させてすべてのブラインド１１を同期して開放することで、ベントナイト粒状体ＢＮを水中へと投入する（Ｓ０４）。
【００２２】
上述のようにして投入されたベントナイト粒状体ＢＮは、図２の矢印方向Ａに水中を自然沈降し（Ｓ０５）、処理対象である底泥のある水底Ｇへと落下し、底泥を覆う（Ｓ０６）。
【００２３】
次に、所定量のベントナイト粒状体ＢＮを投入したか否かを判断し（Ｓ０７）、未投入であれば、工程Ｓ０３（または工程Ｓ０２）に戻り、同様の工程を繰り返し、所定量のベントナイト粒状体ＢＮを投入する。
【００２４】
以上のようにして、図２のように、有害物質を含み処理対象である底泥が存在する水底Ｇにベントナイト粒状体からなるベントナイト層２０を形成することができ、ベントナイト層２０で底泥を覆うことができる。
【００２５】
本実施形態の底泥安定化工法によれば、ベントナイト層２０を形成したベントナイト粒状体が浮泥中の水分と反応して粘性を発揮し、この粘性の効果によりベントナイト粒状体と浮泥が安定して結合することで、底泥の密度増加、粘性増加を達成でき、その結果、波や流れの擾乱作用に対する底泥の移動抵抗性が増加し、底泥を安定化させることができる。これによって、波・流れの擾乱作用による覆土材料の侵食および底泥の巻き上げの発生を極力防止することができる。
【００２６】
上述のようにして、ダイオキシンや放射性物質等の有害物質に汚染された底泥を水底において封じ込めることができ、底泥に含まれる有害物質の水中への放出・拡散を効果的に防ぐことができる。
【００２７】
また、粒状体投入装置１０の長方形状平面の枠体部１３の底部からベントナイト粒状体ＢＮを一定の厚さで面状に水底Ｇへ落下させるので、薄層で均一厚さのベントナイト層２０により底泥を覆うことができ、高精度な覆土施工を行うことができる。
【００２８】
なお、ベントナイト粒状体の投入量は、ベントナイト層２０の厚さが、たとえば5〜10cm程度となるように投入することが望ましい。すなわち、ベントナイト材料の比重が1.8、空隙率が40％程度と仮定すると、54〜108kg/m2程度の投入量となる。ただし、波や流れの擾乱作用に対するベントナイト層の安定性のため、この厚さ以上に被覆してもよい。
【００２９】
次に、砂などの粒状体の粒径と沈降速度との関係について図４を参照して説明する。図４は、砂・礫（れき）のケース、および、ベントナイト粒状体のケースを対象にして、粒径とRubey式によって推定される沈降速度との関係を示すグラフである。
【００３０】
図４から材料の粒径が大きくなるに従って、沈降速度が大きくなることがわかる。また、粒状体の比重が砂・れきに比べて小さいベントナイト粒状体は、同じ粒径を持つ砂・れきに比べて、沈降速度が小さくなることがわかる。ベントナイト粒状体の粒径を、れき（礫）でなく砂に分類される粒径である2mm以下に管理することにより、砂による覆土の場合に比べて着底時の衝撃を同等以下にすることができる。
【００３１】
一般に用いられるベントナイト粉体は水中に投入しても沈殿しないが、本実施形態におけるベントナイト材料は、粒径の比較的大きな粒状体であるため、自由沈降することができる特性を持つ。土質区分において、粒径0.075mm以下はシルトとみなされるため、ベントナイト粒状体の粒径は0.075mm以上となるように管理する。
【００３２】
すなわち、ベントナイト粒状体による着底時の衝撃を低減するため、ベントナイト粒状体の製造工程において粉砕工程とふるい分け工程を追加することで、粒径を0.075〜2mmに適切に管理したベントナイト材料を製造する。
【００３３】
また、同じく着底時の衝撃を低減するため、ベントナイト粒状体の製造工程に乾燥工程を追加することで、ベントナイト粒状体の水分量を10％以下に管理し、水中落下時に粒状体表面に保持された気泡の効果によって浮力を働かせて落下速度を低減させる。
【００３４】
以上のようにして、ベントナイト粒状体の着底時の衝撃を低減することで、覆土施工時における底泥の巻き上げの発生を極力防止することができる。
【００３５】
従来の覆土工法によれば、着底時の衝撃を低減するため粒子重量の小さい粒径の小さい砂を用いると、覆土した後、強い波や流れの擾乱作用により覆土が侵食されやすかったのであるが、本実施形態によれば、粒径が0.075〜2mmの範囲のベントナイト粒状体を用いることで、覆土施工時において着底時の衝撃を低減して底泥の巻き上げを防止できるとともに、着底後、底泥との反応により底泥を安定化させることができるので、覆土施工後の波・流れの擾乱作用による覆土材料の侵食および底泥の巻き上げを効果的に防止できる。また、原位置改良工法のように浮泥と安定材との攪拌が必要でないので、施工時において浮泥の巻き上がりは発生しない。
【００３６】
以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。たとえば、図５のように、図２のベントナイト層２０を覆うために、さらに砂および礫（れき）による防護層２１を形成するようにしてもよい。これにより、ベントナイト層２０を防護できるので、波・流れの擾乱作用による覆土材料の侵食および底泥の巻き上げをさらに防止できる。防護層２１は、たとえば、図２，図３と同様の粒状体投入装置によって形成できる。また、防護層２１は、砂および礫（れき）以外であってもよく、たとえば、スラグ、または粘性土に固化材を添加・混合して処理した改良土から形成してもよい。
【００３７】
また、ベントナイト粒状体等の投入装置は、図２，図３のものに限定されず、他の装置・方法でもよく、たとえば、本出願人が特開2007-205063号公報で提案したように、台船に垂立状態で配置した中空箱状の充填容器内にベントナイト粒状体を充填し、充填容器を水底近く迄降下せしめ、降下された充填容器を略水平とし、略水平にされた充填容器の底面を開いてベントナイト粒状体を水底上に自然沈降させるようにしてもよい。
【００３８】
また、粘土鉱物として、モンモリロナイトを主成分とするベントナイトを用いたが、本発明は、これに限定されず、パイロフィライト、ノントロナイト、バイデライト、クロライト、イライト、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、加水ハロイサイト、アロフェンなど他の粘土鉱物からなる粒状体を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 粒状体投入装置
１１ ブラインド
１２ 回動軸
１３ 枠体部
２０ ベントナイト層
２１ 防護層
ＢＮ ベントナイト粒状体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005912590.tif 000006