(57)【要約】【課題】埋立て廃棄物を効果的に透水制御する埋め立て廃棄物の透水制御システムを提供する。【解決手段】  埋立て廃棄物を覆土する保護層と表土に勾配を付した埋立て廃棄物の覆土構造１０である。保護層１４と表土１６の間に勾配に沿って流下する雨水の集水路２０を複数並列させて配置する。この集水路２０間には前記表土１６からの浸透水の透水量を制御する隙間を設けてある。また、この集水路２０の底部に表土からの浸透水の一部を透水させる複数の開口部２６を形成することもできる。この開口部２６は、開口面積に応じて透水量を制御している。また、集水路２０は溝型の遮水マットである。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋立て廃棄物を覆土する保護層と表土に勾配を付した埋立て廃棄物の覆土構造であって、前記保護層と前記表土の間に前記勾配に沿って流下する雨水の集水路を複数並列させて配置し、前記集水路間には前記表土からの浸透水の透水量を制御する隙間を設けてあることを特徴とする埋立て廃棄物の覆土構造。
【請求項２】
前記集水路の底部に前記表土からの浸透水の一部を透水させる複数の開口部を分散形成してあることを特徴とする請求項１記載の埋立て廃棄物の覆土構造。
【請求項３】
前記開口部は、開口面積に応じて透水量を制御することを特徴とする請求項２記載の埋立て廃棄物の覆土構造。
【請求項４】
前記集水路は排水断面積を確保できる遮水マットであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の埋立て廃棄物の覆土構造。
【請求項５】
埋立て廃棄物を覆土する保護層に勾配を付して、集水路を前記保護層の勾配に沿って複数並べて隙間を設けて敷設し、前記集水路を表土で覆い浸透水の一部を集排水することを特徴とする埋立て廃棄物の覆土施工方法。
【請求項６】
勾配を付した埋立て廃棄物の覆土中の斜面に沿って敷設して雨水を遮水して流下させるマットであって、当該マットを溝型に形成し、前記マットの底部に埋立て廃棄物の表層から浸透する雨水の一部を透水する開口部を分散形成してあることを特徴とする透水制御マット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に埋立て廃棄物の覆土表面からの浸透水量を効率的に排水して制御する埋立て廃棄物の覆土構造及びその施工方法ならびに透水制御マットに関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物処分場の表土に利用されている覆土構造にキャピラリーバリアがある。このキャピラリーバリアは埋立地表面から廃棄物層内へと浸透する雨水等を抑制するものである（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図６にその横断面図を示す。図６において廃棄物表面を覆う多層覆土は、廃棄物１の表面部に導水勾配を付して現地発生土２で覆った後、粗粒層３とこれに引き続いて細粒層４を敷設して形成されるキャピラリーバリア層を形成し、最後に全体を遮水性の良い現地発生土および表土５で覆う構成としている。ここで細粒層４と粗粒層３との層境界には勾配をつけている。これは、多層覆土を構成する粒の大きい粗粒層３の上層に、小さい粒で構成した保水性の大きい細粒層４を設けることにより、雨水等による浸透水を細粒層４で止まらせるとともに、覆土に導水勾配を付して粗粒層３と細粒層４の境界面に沿って下流側へ流下させる、キャピラリーバリア層を利用している。
【０００４】
これにより多層覆土表面を通過して細粒層４に浸透した浸透水は、粗粒層３との境界面付近で流れの方向を勾配に沿って横向きに変え、細粒土中に保水されながら流下して集水除去される。多層覆土にキャピラリーバリア層を用いて埋立て廃棄物の雨水浸透水量を低減することにより、埋立て廃棄物に設置する浸透水処理施設を小型化して維持管理を低減することが可能となる。
【特許文献１】特開２００３−２４０７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述のようなキャピラリーバリア層によれば、浸透水を勾配に沿って側方排水し、表土５からの浸透水量が多い場合、側排水により下流側で保水力の限界に達し、その部分から限界を超えた水量が落水するため、廃棄物層への浸透水は上流側が少なく、下流側または暗渠付近に集中する。このため浸透箇所が限定され、浸透水を下方の廃棄物１へ均一に給水することが困難であった。
【０００６】
また、キャピラリーバリア層に用いる細粒層４および粗粒層３は、浸透水を側方排水させるため、ある程度の保水性、浸透性及びそれらに対する余裕を持たせる必要がある。このため各層の厚みが大きくなり、その結果キャピラリーバリア層全体の層が厚くなる。その結果、埋立地に埋設する廃棄物可能量が少なくなる。また集水した浸透水の排水溝を厚さと勾配を維持するため、深い箇所に施工することになり作業性が悪く、構造物も大きくなりコストもかかることになる。
【０００７】
さらに、キャピラーバリア層を構成する細粒層４と粗粒層３は用いる材質の選定が難しく、組み合わせ及び勾配によって側方排水距離が異なるため、施工管理が難しい。
また、キャピラリーバリア層を施工する箇所が急勾配の場合には、キャピラリーバリア層が急勾配の斜面を滑ってしまい施工することができない。このため、施工対象が急勾配の埋立て廃棄物は、安定化のために透水制御することが困難であった。
【０００８】
ところで、廃棄物処分場における浸出水の発生量は、一般に、以下に示す水収支の式に基き計算される。（廃棄物最終処分場整備の計画・設計要領  P.334〜344、（社）全国都市清掃会議  等）
【数１】
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なお、Ｓｉ：地表面を伝わり外部から流入してくる水量（ｍ３），
Ｇ：埋立地内に流入する地下水および湧水の量（ｍ３），
Ｗ：Δｔ時間内に処分場内に搬入された土砂、廃棄物中の水分量（ｍ３），
Ｓ０：埋立地から表流水となって流出する水量（ｍ３），
Ｑ：浸透量，
Ｉ：降水量（ｍｍ），
Ｅ：蒸発量（ｍｍ），
Ａ：埋立地集水面積（ｍ２），
ΔＣＷ：期間Δｔ中の覆土中の水分量変化，
ΔＲＷ：廃棄物中の水分量変化，
とする。
【０００９】
ここで、表面流入量Ｓｉは排水溝などの設備、埋立地内流入水Ｇは地下水・湧水遮水シートにより排除されるとし、埋立後のΔｔ時間内の土砂等水分量Ｗは一定値となり、ΔＣＷ＋ΔＲＷは一定期間を過ぎて平衡状態になり、これに等しくなると仮定すれば、数１から次式が導かれる。
【数２】
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すなわち、浸透量Ｑは降水量Ｉから流出量Ｓ０及び蒸発量Ｅを減じた量になることを示す。
【００１０】
ここで、国内では地域や条件によって差はあるが、草類などの植生がある場合、蒸発量Ｅは総降水量Ｉの２０％〜３０％、流出量Ｓ０が２０％〜３０％程度となることが知られており、浸透量Ｑは３５％〜５０％程度の値を示すことになる。浸透量が多いと前述のように埋立て廃棄物に設置する浸透水処理施設を小型化して効率的な維持管理をすることが困難となるため、浸透量を少なくする必要がある。
【００１１】
そこで、本発明は上記多層覆土における課題を解決するためになされたもので、埋立て廃棄物の浸透水を効率的に排水し制御することを目的としている。また、本発明は多層覆土と組み合わせて浸透量を低減することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る埋立て廃棄物の覆土構造は、埋立て廃棄物を覆土する保護層と表土に勾配を付した埋立て廃棄物の覆土構造であって、前記保護層と前記表土の間に前記勾配に沿って流下する雨水の集水路を複数並列させて配置し、前記集水路間には前記表土からの浸透水の透水量を制御する隙間を設けてあることを特徴としている。
【００１３】
この場合において、前記集水路の底部に前記表土からの浸透水の一部を透水させる複数の開口部を分散形成してあることを特徴としている。また、前記開口部は、開口面積に応じて透水量を制御することを特徴としている。さらに、前記集水路は排水断面積を確保できる遮水マットであることを特徴としている。
【００１４】
本発明に係る埋立て廃棄物の覆土施工方法は、埋立て廃棄物を覆土する保護層に勾配を付して、集水路を前記保護層の勾配に沿って複数並べて隙間を設けて敷設し、前記集水路を表土で覆い浸透水の一部を集排水することを特徴としている。
本発明に係る透水制御マットは、勾配を付した埋立て廃棄物の覆土中の斜面に沿って敷設して雨水を遮水して流下させるマットであって、当該マットを溝型に形成し、前記マットの底部に埋立て廃棄物の表層から浸透する雨水の一部を透水する開口部を分散形成してあることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成による埋立て廃棄物の覆土構造及びその施工方法によれば、埋立て廃棄物の表土から浸透する雨水を複数並列させて配置した集水路で遮水して流下させるとともに遮水マット間で任意に設定した隙間を設けて敷設することにより、隙間からの浸透水を直に廃棄物へ均一に透水させて、透水量を制御することができる。集水路間で隙間を形成し、集水路の上部に排水層を設けることにより廃棄物層からの発生ガスを地上に排出させることも可能であり、よって、発生ガスを排気させるためのガス排除層あるいはガス抜き管として活用することができる。
【００１６】
また、集水路に開口部を分散形成して、開口面積を任意に設定することにより、浸透水を直に廃棄物へ均一に透水させて、透水量を制御することができる。このため、埋立地に浸透する雨水の総水量を制御することができる。
さらに、勾配を付した斜面に開口部を分散形成した遮水マットを敷設する簡易な構造で、雨水の透水量を制御することができる。また、施工対象が急勾配であっても遮水マットを敷設することができる。
【００１７】
上記構成による透水制御マットによれば、降雨浸透水をマット表面で遮水して集水することができる。透水制御マットは溝型構造のため集水した雨水がマット表面から零れることなく流下させることができる。透水制御マットの表面に形成した開口部を形成しているので埋立て廃棄物の表土からの浸透水の一部を透水させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る埋立て廃棄物の覆土構造及びその施工方法ならびに透水制御マットの実施形態を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図５は多層覆土による埋立て廃棄物の埋立て領域の構成概略を示す図である。まず、廃棄物１１を埋立てる場所は、例えば、緩傾斜地を利用して凹陥地を造成することにより埋立て領域とする。もちろん平坦地に造成しても良い。この凹陥地の山側方面、底部、および左右の方面に遮水層１２を敷設する。この遮水層１２は水の透過を防止できるものであればその材質は特に限定しない。例えば、凹陥地の掘削によって生じた土と、水と接すると膨潤して水が非常に浸透しにくくなる性質を持つ粘土鉱物のベントナイトを混合して生成した有害物質の拡散遅延性能を持つ遮水土を層状に敷設すればよい。この遮水層１２は凹陥地の底部に敷設されるとともに、その周縁部から山側及び左右の方面に沿って上方に立ち上げるように敷設する。これにより、凹陥地周辺の地下水が凹陥地内部に侵入するのを防止できる。
【００１９】
次いで、遮水層１２が敷設されている領域に廃棄物１１を投入する。廃棄物１１が満杯になった時点で、今度は廃棄物１１の上面部の処理を行う。投入された廃棄物１１の上表面部に導水勾配を付し、廃棄物１１の表面を降雨浸透水が自然流下しやすい条件に設定する。この勾配は、凹陥地が形成される緩傾斜地の傾斜方向に設定すると共に、凹陥地のセンターラインに沿う稜線部から左右方向への傾斜が付けられるように設定すればよい。この導水勾配を付した廃棄物１１の上表面を保護層１４で覆う。ついで、表土１６で表面を覆う構成としている。この表土１６は、完全遮水を行うと埋め立てられた廃棄物に水分が供給されないこととなり、安定化するまでの時間が莫大に必要となるので、浸透水を制御できるものであることが必要である。
【００２０】
次に実施形態に係る埋立て廃棄物の覆土構造１０について説明する。図１は実施形態に係る埋立て廃棄物の覆土構造の構成概略を示す図である。図示のように、覆土構造１０は廃棄物１１を覆う保護層１４と表土１６からなる構成としている。保護層１４の表面は導水勾配を付した斜面を形成している。このとき埋立て廃棄物の表層土からの浸透水が勾配を沿って滑らかに流れるように傾斜面には凸凹がないように地ならしをすると良い。また、前記導水勾配の下流側は図示しない排水溝に接している。
【００２１】
ついで、勾配を付した埋立て廃棄物の保護層表面に集水路２０を敷設する。
前記集水路２０は、排水断面積を確保できる、例えば溝型の遮水マットであり、より具体的には透水制御マット２４を用いている。図２は実施形態に係る透水制御マットの構成概略を示す図である。透水制御マット２４は、平面状の長尺マットであって、その材質は遮水機能を有していれば良く、例えばゴムやポリエチレン系のプラスチック樹脂等を用いることができる。なお、透水制御マット２４は埋立て廃棄物の覆土の表面ではなく、覆土中に敷設するため太陽光等による腐食のおそれがないので、耐候性及び耐光性を考慮する必要がない。
【００２２】
前記透水制御マット２４は遮水機能を有しているため、埋立て廃棄物の表土から浸透した雨水は透水制御マット２４表面上を勾配に沿って下方側に流下する。また、前記透水制御マット２４は溝型に形成している。すなわち、マットの長手方向に縁２５を形成している。このため、前記透水制御マット２４表面上を流れる水を遮水して集水し、流下する際に前記透水制御マット２４から落水するおそれがなく透水制御マット２４の下方側に排水させることができる。なお、縁２５の高さは降水量を考慮して任意にその高さを設定している。また、透水制御マット２４は溝型に加工する替わりに平面状の長尺マットの長手方向となる両端を上表面側に円弧状に湾曲させて、斜面を流れる雨水を長手方向の両端から落水させないように構成させても良い。
前記集水路２０は勾配を付した保護層１４表面に一定の隙間ｄを開けて並列配置している。
【００２３】
ここで隙間ｄを決める際に考慮する埋立地集水面積Ａについて説明する。発明が解決しようとする課題で述べた数２に示すように、浸透量Ｑは埋立地集水面積Ａに比例する。中間に排水層を設けた場合であっても、浸透量Ｑは平面積に比例するものと考えられ、マットにより排除される浸透水量はマット面積合計の全体面積に対する面積比により決定される。
【００２４】
さらに、排水層による排除水量は次に示す要素も含めた係数α（実験的に求めたマットの集水係数）を考慮する必要がある。すなわち、表土の土質やマット周囲の排水層（空隙による通気性を備えたもの）の設置により面積比のみならずマットの回り込みなどの影響、施工上の精度による影響などがある。
したがって、排除水量は複数の要素からなる集水係数αを乗じた面積比を用い以下の式に表される。
【数３】
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なお、ＡＳ：マットの排水総面積を示す。
【００２５】
また、マットの断面積が下流でピーク時の排水量の必要断面積より下回るとその場所から越流を生じるような短時間の出水ピーク量が多い条件では、排水断面は大きくする必要があるが、小さい場合は影響が少ないものと考えられる。
マット周辺の補助的な排水材の配置は斜面の条件、上部の保護材の性状などに合わせ、設計する必要があり、これらは必要に応じてあらかじめ室内実験で効果を確認する必要がある。
【００２６】
図３に多層覆土中の集水路の平面図及び断面図を示す。同図（１）に示すように、マット幅Ｄとし、マット間の隙間ｄを設けて配置し、マットの長さが一定であり、必要な排水断面が確保できれば、面積はその幅により決定されるため、数３の（Ａ−Ａs）／Ａに対しｄ／（ｄ＋Ｄ）が適用できる。
【００２７】
また、同図（２）に示すように、地表面からの浸透では表土内の水みち等の流量、流速が卓越した部分もあるが、大きな面積で考えた場合、平均化されほぼ均一に浸透水が上から下へ移動するものと考えられる。この浸透水はそのまま廃棄物層に移動するが、廃棄物層に至る間に排水層を設けることで浸透水の一部を排除し、廃棄物層への浸透を制御することもできる。両端を折り曲げた透水制御マット２４を用いれば、浸透した水はそのシート上を勾配に沿って側方移動し、排除される。排除された水分以外は隙間ｄから下方に移動し浸透水となり集水溝から排水され、浸透量を制御することができる。
【００２８】
集水路２０を複数並列配置した後、図３（２）に示すように必要に応じて集水路２０の上に排水層２２を設けるとよい。排水層２２は空隙による通気性を備えた構成であれば良く、例えば砂利、レキ材等を敷き詰めて空隙を形成すれば排水層２２の低コスト化を図ることができる。また、施工対象が急勾配の箇所では空隙を備えた多孔質構造の複合材料を用いれば、崩れるおそれがなく排水層２２を形成することができる。これにより、上部からの浸透水が排水層２２の空隙を通過することによって、浸透水を下方の集水路２０へ均等に浸透させることができる。ついで、集水路２０上を表土１６で覆い、廃棄物１１の上層に多層覆土を形成している。なお、排水層２２を設置することなく集水路２０の上に直に表土１６を覆う構成にすることもできる。
【００２９】
ところで、これまで最終覆土層の基本構造には、埋設する廃棄物の安定化のためにある程度の浸透性を備えた浸透防止層と、埋立地から発生するガスのガス排除層又はガス抜き管９を設定することが義務付けられている。
しかし、マット間に隙間ｄを設けることにより、その隙間からの浸透水によって廃棄物１１へある程度の浸透性を持たせるとともに、完全に廃棄物１１を密閉することなく、その隙間から廃棄物１１からの発生ガスを排気させることができる。すなわち、前述の排水層２２を設けることにより、隙間ｄから排出した発生ガスを空隙を備えた排水層２２内を移動させることにより、外部へ積極的に排除する効果を持たせることができる。
【００３０】
したがって、マット間の隙間ｄ及び排水層２２は、廃棄物１１からの発生ガスを排気させるためのガス排除層あるいはガス抜き管９として活用することができる。
なお、透水制御マット２４を急勾配に設置する場合にはマットの側部を例えばピン止め等のマットを土に固定させる効果のある固定具を用いて固定するとよい。
【００３１】
また、前記透水制御マット２４表面には、図２（２）に示すように開口部２６を複数分散して形成することもできる。前記開口部２６は、開口面積に応じて透水量を制御可能としている。前記開口部２６は、埋立て廃棄物の表土１６から浸透する上方からの浸透水を直に透水制御マット２４下方に透水させることができる。なお、開口部２６の縁辺にも施工地域の降水量を考慮して任意の高さに設定したツバ２６ａを形成すると良い。これにより、ツバ２６ａの高さを超えない僅かな遮水量の場合には、前記透水制御マット２４表面を流下する遮水した水が前記開口部２６から透水するのを防止して側方排水することができる。一方、遮水量が多いときには、側方排水とともにツバ２６ａの高さを超えた一部の降雨が開口部２６から下方へ落水し浸透させることができる。
【００３２】
なお、マット施工面に段差が生じると開口部２６からの透水が積極的に促進されてしまい、マット表面による側方排水の効果が得られないことがある、よって、敷設する保護層１４の斜面に凸凹等の段差が生じないように施工する必要がある。
【００３３】
透水制御マット２４の開口部についても開口面積に応じて埋立て廃棄物層へ透水させる量を任意に設定すると良い。なお、集水路２０を敷設する際は前述の隙間ｄを設けないで並列配置しても良い。この場合、集水路２０に形成した開口部２６で雨水の透水量を制御することができる。
【００３４】
図４は実施形態に係る透水制御マット２４の変形例を示す図である。図示のように、埋立て廃棄物の保護層１４の表面に勾配を付すとともに、凸凹の溝２８を一定の隙間ｄを開けて形成し、この溝２８に沿って遮水機能を有するマット３０を敷設するようにしても良い。これにより、平面状で長尺のマット３０が溝２８に倣って表層側に湾曲するため、前記透水制御マット２４のような溝型構造にする必要がない。
【００３５】
また、マット３０面に複数の開口部２６を形成することもできる。この場合に、開口部２６は円弧の最下点に設けると遮水した水が集中的に孔から漏れてしまうので、図４（２）に示すような最下点から外れた位置に形成するのが望ましい。
【００３６】
上記構成による埋立て廃棄物の覆土構造は以下のように作用する。雨水が埋立て廃棄物の表土１６から浸透し、保護層１４表面に設けた集水路２０まで達する。浸透水は集水路２０の表面で遮水され勾配に沿って下流側に流下して排水される。一方、透水制御マット２４間の隙間ｄでは、浸透水を直に下方に透水させて廃棄物１１全体へ均一に透水制御することができる。
【００３７】
また、透水制御はマット間に設けた隙間だけではなく、前記集水路２０の底部に設けた開口部２６によって透水制御することもできる。開口部２６は湾曲させたマット３０の最下点から外れた位置に形成してあるので、最下点から開口部２６までの高さを超えない僅かな遮水量の場合には側方排水することができる。一方、遮水量が多いときには、マット表面で降雨を側方排水するとともに開口部２６から一部の降雨が下方へ落水し浸透させることができる。前記開口部２６は埋立て廃棄物の保護層上に分散配置しているので、特に集中的に給水することが必要な場合に効果的である。開口部２６は前記隙間ｄと同様に集水路２０の上流側であっても廃棄物層を均一に透水制御して、廃棄物の安定化を促進することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態に係る埋立て廃棄物の覆土構造の構成概略を示す図である。
【図２】実施形態に係る透水制御マットの構成概略を示す図である。
【図３】多層覆土中の集水路の平面図及び断面図を示す。
【図４】実施形態に係る透水制御マットの変形例の構成概略を示す図である。
【図５】多層覆土による埋立て廃棄物の埋立て領域の構成概略を示す図である。
【図６】多層覆土を利用した廃棄物埋立て構造の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１………廃棄物、２………現地発生土、３………粗粒層、４………細粒層、５………表土、１０………覆土構造、１１………廃棄物、１２………遮水層、１４………保護層、１６………表土、２０………集水路、２２………排水層、２４………透水制御マット、２５………縁、２６………開口部、２８………溝、３０………マット。
【図１】
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【図２】
2006212567.tif 000007
【図３】
2006212567.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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