(57)【要約】【課題】  汚染地下水が流過する砂、砂礫等の透水層の一部と浄化材料とを確実に置換させ、所定の浄化壁厚を造成し、この浄化壁を汚染水が流過する間に浄化材と汚染物質を反応させ、所定の濃度以下に浄化すると共に、廉価な浄化壁の造成方法及びそのための装置を提供する。【解決手段】  汚染地下水の流路に浄化壁を造成し、汚染地下水が浄化壁を透過する間に浄化材と接触させ、有機塩素系化合物を無害化する方法のための浄化壁の造成方法であって、複数のスクリューオーガ軸とそのためのケーシングとを有する多軸スクリューオーガを用い、汚染地下水の下流側に必要深度のひょうたん型掘削穴を形成し、該ひょうたん型掘削穴に対してケーシングをそのままにした状態で浄化材を充填し、その後ケーシングを引き抜く工程を有し、このような工程を繰り返すことによって連続した浄化壁を構築する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染地下水の流路に浄化壁を造成し、汚染地下水が浄化壁を透過する間に浄化材と接触させ、有機塩素系化合物を無害化する方法のための浄化壁の造成方法であって、複数のスクリューオーガ軸とそのためのケーシングとを有する多軸スクリューオーガを用い、汚染地下水の下流側に必要深度のひょうたん型掘削穴を形成し、該ひょうたん型掘削穴に対してケーシングをそのままにした状態で浄化材を充填し、その後ケーシングを引き抜く工程を有し、このような工程を繰り返すことによって連続した浄化壁を構築することを特徴とする浄化壁の造成方法。
【請求項２】
請求項１記載の浄化壁の造成方法であって、上記多軸スクリューオーガのベースマシンを設置する敷鉄板に、上記ケーシングのひょうたん型の断面と相似形の切り抜きガイド孔を設け、この切り抜きガイド孔によって該ケーシング及び多軸のスクリューオーガを正確に上下動させることを特徴とする浄化壁の造成方法。
【請求項３】
汚染地下水の流路に浄化壁を造成し、汚染地下水が浄化壁を透過する間に浄化材と接触させ、有機塩素系化合物を無害化するための浄化壁の造成装置であって、多軸スクリューオーガは複数のスクリューオーガ軸とそのためのケーシングとを有しており、該複数のスクリューオーガ軸の各らせん翼は互いにオーバーラップして設けられており、該ケーシングはその断面がひょうたん型であり、該ケーシングを掘削状態のままで全スクリューオーガ軸を引き抜くことによって浄化材の充填穴が形成可能である浄化壁の造成装置。
【請求項４】
請求項３記載の浄化壁の造成装置であって、上記ケーシングの上端部には複数の排土受けホッパーが設けられていることを特徴とする浄化壁の造成装置。
【請求項５】
請求項３記載の浄化壁の造成装置であって、上記ケーシングの下端部にはフリクションカッターが固着されていることを特徴とする浄化壁の造成装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかに記載された浄化壁の造成装置であって、上記多軸スクリューオーガはひょうたん型切り抜きガイド孔を有する敷鉄板上に設置され、上記ケーシングは該ひょうたん型切り抜きガイド孔によりその上下動をガイドされることを特徴とする浄化壁の造成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機塩素系化合物によって汚染された地下水（以下「汚染地下水」と言う）を浄化する為に、汚染地下水の流路に透水性浄化材の壁（以下「浄化壁」と言う）を造成し、汚染地下水が浄化壁を通過する間に浄化材と接触させ、汚染地下水に溶解している有機塩素系化合物を脱塩素、脱塩化水素作用により分解して無害化する方法において、その浄化壁を造成する施工法及びそのための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
汚染地下水の浄化方法は種々の手法が提案されている。地中の好気性微生物を活性化させ、分解させる方法、生石灰の水和反応を利用し、汚染物質を揮発させる方法、汚染水を揚水し、曝気して揮発させる方法等があるが、その中で浄化材を用いて浄化壁を造成し、汚染地下水がその浄化壁を通過する間に浄化させる施工法としては下記のような文献がある。
【０００３】
特開２００３−８０２７３号公報に記載された発明は、多軸オーガを用いて現位置にて、掘削ヘッドより鉄粉を噴出しながら掘削土と鉄粉を混合させ、いわゆる掘削混合土にすることにより浄化壁を造成する方法である。ここでの混合土は、汚染地下水が流れている砂、砂礫層の掘削土と鉄粉とを混合して出来る混合土を指している。
【０００４】
この発明においては、使用鉄粉は反応に必要な量だけ噴出すればよいわけであり、一般には全体浄化壁の重量に対して１０％前後の鉄粉の量であるが、地中深い場合、決められた深さの範囲内で均一に混合することは難しいとも考えられる。また、この多軸のオーガはケーシングを用いることなく、現位置で、砂、砂礫などの不透水性の地盤の掘削土との混合のみを目的とするものであるから、オーガ軸の全長にスクリューを設けたスクリューオーガではない。
【０００５】
更に、掘削土中に鉄粉を噴射する工法であるから、不透水性の土が混じっている浄化壁を造成する可能性もあり、汚染地下水が通過出来ない部分が造成される可能性も考えられる。この多軸オーガによる掘削の目的は透水性地盤に鉄粉を混合させるためであるから、透水性地盤すなわち砂、砂礫地盤を緩めることが必要であり、その時点で周辺の砂、砂礫が崩壊することが考えられ、せっかく鉄粉を噴射しても崩壊地盤と混合され、均一な混合とならない可能性も考えられる。
【０００６】
特開平１１−１５６３５１号公報に記載された発明は、スクリューオーガをケーシング内に挿入して排土し、その後浄化材又は吸着材を投入し、ケーシングを引き抜き連続壁を造成する工法である。図９は、このような公知の浄化壁の構造を示している。該図は浄化壁と、汚染源からの汚染地下水との関係を模式的に示しており、汚染源１によって汚染された汚染地下水流２は、活性炭を打設した円柱３，３を列状に配置した浄化壁４を透過し、浄化地下水５として流下させるものである。
【０００７】
この発明においては、浄化壁４のためのスクリューオーガによる掘削は円柱３の１本ずつに対する施工であり、既に掘削された円柱に隣接して所定の位置にオーガ軸をセットしても、掘削時にずれが生じ、所定の壁厚が確保出来ない欠点がある。また、必要壁厚を確保する為には、柱同士をラップさせることが必要であり、円柱１本ずつをラップさせて施工すると、せっかく造成した既設円柱の一部を削り取り、掘り上げることになると言う不具合が生ずる。
【０００８】
また、削り取った部分にも浄化材料を投入するために多くの浄化材料が必要となり、コストが高くなる。更に、このような浄化壁は工場など敷地境界線上に沿って設置する場合が殆どであり、境界線上を施工機械が移動して行く上で近隣住民に対して安全面で不安を与えることが多い。近隣住民に不安を与えない安全な施工をするには、施工能率の向上、施工期間の短縮が必要である。
【特許文献１】特開２００３−８０２７３号公報
【特許文献２】特開平１１−１５６３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述の従来技術による不具合を解消するものであって、汚染地下水の浄化は、汚染地下水が流れている砂、砂礫の透水性地盤の一部を透水性がある浄化材料に置換し、生態系を変える事がない浄化壁を確実に、迅速に施工することである。また、汚染地下水が流過する砂、砂礫等の透水層の一部と浄化材料とを確実に置換させ、所定の浄化壁厚を造成し、この浄化壁を汚染水が流過する間に浄化材と汚染物質を反応させ、所定の濃度以下に浄化すると共に、廉価な浄化壁の造成方法及びそのための装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の方法に関する発明は、汚染地下水の流路に浄化壁を造成し、汚染地下水が浄化壁を透過する間に浄化材と接触させ、有機塩素系化合物を無害化する方法のための浄化壁の造成方法であって、複数のスクリューオーガ軸とそのためのケーシングとを有する多軸スクリューオーガを用い、汚染地下水の下流側に必要深度のひょうたん型掘削穴を形成し、該ひょうたん型掘削穴に対してケーシングをそのままにした状態で浄化材を充填し、その後ケーシングを引き抜く工程を有し、このような工程を繰り返すことによって連続した浄化壁を構築することを特徴とする浄化壁の造成方法である。
また、上記多軸スクリューオーガのベースマシンを設置する敷鉄板に、上記ケーシングのひょうたん型の断面と相似形の切り抜きガイド孔を設け、この切り抜きガイド孔によって該ケーシング及び多軸のスクリューオーガを正確に上下動させることも特徴とする。
本願の装置に関する発明は、汚染地下水の流路に浄化壁を造成し、汚染地下水が浄化壁を透過する間に浄化材と接触させ、有機塩素系化合物を無害化するための浄化壁の造成装置であって、多軸スクリューオーガは複数のスクリューオーガ軸とそのためのケーシングとを有しており、該複数のスクリューオーガ軸の各らせん翼は互いにオーバーラップして設けられており、該ケーシングはその断面がひょうたん型であり、該ケーシングを掘削状態のままで全スクリューオーガ軸を引き抜くことによって浄化材の充填穴が形成可能である浄化壁の造成装置である。
そして、上記ケーシングの上端部には複数の排土受けホッパーが設けられ、上記ケーシングの下端部にはフリクションカッターが固着され、上記多軸スクリューオーガはひょうたん型切り抜きガイド孔を有する敷鉄板上に設置され、上記ケーシングは該ひょうたん型切り抜きガイド孔によりその上下動をガイドされることも特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、地下水の流路における砂礫等の地盤をその透水係数と等しいか、これより大きい透水係数の浄化材と完全に置換出来るので、地下水の流れを妨害することなく、浄化域外に悪影響を及ぼすことがない。
そして、浄化壁の壁厚をスクリューオーガ及びケーシングの構造によって簡単に設定でき、所定厚の浄化壁を迅速に造成することができる。
また、多軸オーガ用のケーシングとこれを安定化する切り抜きガイド孔付き敷鉄板を用いることにより、掘削排土及び浄化材の充填を極めて迅速確実に行うことができ、施工速度が早く、近隣住民への負荷を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。
図１及び図２には、本発明における多軸のスクリューオーガ及びその施工状態を示している。施工区域の地表面ＧＬには、敷鉄板３０が敷設され、その上に多軸オーガベースマシン１０が設置される。リーダ１２にはオーガモータ１３とこれによって回転駆動される多軸のスクリューオーガ１４が取り付けられている。そして、該スクリューオーガはこの実施例において３本のオーガ軸を有しているけれども、通常この多軸オーガは、その重量、取り扱い及び安全性を考慮して５軸までが限界である。
【００１３】
多軸オーガベースマシン１０のキャタピラ１５部分は上記敷鉄板３０上に設置され、多軸のスクリューオーガ１４はケーシング２０内に配置されるとともに、該ケーシング２０が敷鉄板３０の切り抜き孔３１にセットされる。なお、図２に示す敷鉄板３０の切り抜き孔３１は、後述するように上記図１に示すオーガのケーシング２０の断面形状と相似形である。
【００１４】
図３は、上記図１におけるオーガモータ１３部分の詳細を部分的に示しており、オーガモータ１３の各駆動軸（この場合３本）１３ａ〜１３ａには３本のスクリューオーガ軸１３ｂ〜１３ｂが連結されている。そして、図上の左右の各スクリューオーガ軸には夫々同一方向のらせん翼１３ｃ，１３ｃが固設され、中央のスクリューオーガ軸には前記左右両側のらせん翼１３ｃ，１３ｃとは逆廻りのらせん翼１３ｃが固設されており、しかも、これら各々のスクリューオーガ軸１３ｂ〜１３ｂのらせん翼は相互にオーバーラップするように設けられている。
また、これらのスクリューオーガ軸１３ｂ〜１３ｂは、その左右両側の軸と中央の軸とがそれぞれ反対方向に、かつ、同期的に回動されるものである。
【００１５】
図４は、上記スクリューオーガ軸１３ｂ〜１３ｂの全長に渡って固設されたらせん翼１３ｃ〜１３ｃを有するオーガ軸の下方端部を示しており、各らせん翼１３ｃ〜１３ｃは中央の翼と両側の翼の方向が反対であって、互いにオーバーラップしていると共に、夫々のスクリューオーガ軸１３ｂ〜１３ｂの先端には掘削ビット１３ｄ〜１３ｄが設けられている。なお、これらの各らせん翼のオーバーラップの度合によって、掘削される穴の最も薄い部分の厚さ、すなわち浄化壁の最小厚さが左右される。
【００１６】
図５は、上記ケーシング２０の特に上下端部を示す正面図である。この平面形状は後述の図７においても明らかであるが、概略３本の円筒体を接合した外形状であり、いわゆる「ひょうたん型」（以下、円形が多数連なった形状を「ひょうたん型」と呼ぶ。）をしている。
それぞれの円筒部２１〜２１を例えば３本結合した外形であって、各円筒部には後述する通りに、同じく３本のスクリューオーガのらせん翼が入るために、該円筒部の内径はスクリューオーガのらせん翼１３ｃ〜１３ｃの外径よりも少し大きく作成されている。
【００１７】
ケーシング２０の下端部には符号２２で示すフリクションカッターが設けられている。フリクションカッター２２は、通常約１５ｍｍ厚の鉄板を巾１５０ｍｍ程度の帯板状に切断し、これを上記ケーシング２０の下端における各円筒部２１〜２１の端部の外周に巻き付け固着している。これは、本発明のスクリューオーガによって掘削排土作業が進み、上記のケーシング２０が地中深く挿入された場合に、掘削穴周りの土圧によって該ケーシング２０が抜き取れなくなるのを防止する手段である。
【００１８】
図５及び図６から明らかなように、上記ケーシング２０の上端近くには排土受けホッパー２３〜２３が設けられている。該排土受けホッパー２３は、図６に示すケーシング２０の各円筒部２１〜２１の同一側面（前面）に設けられた開口部２４〜２４の前方に設けられており、例えば「ポケット状」をした収納部の下方部には図示しない開閉口を有している。
従って、例えば３本のスクリューオーガ１４〜１４（図１、図７参照）による掘削土は全てらせん翼１３ｃ〜１３ｃにより揚土され、該上記の開口部２４〜２４から排出されて排土受ホッパー２３〜２３に一時的に収容されるとともに、その後上記図示しない開閉口よりダンプカー等に回収される。
【００１９】
図７は、上記図５の説明においても述べているように、例えば３本のらせん翼を有するスクリューオーガ１４〜１４と上記ケーシング２０の３個の円筒状部２１〜２１との関係を示している。
ここで重要なことは、本発明の浄化壁の造成方法により形成される浄化壁の最小厚さ、すなわち浄化材が充填される「ひょうたん型」の穴の厚さ方向の最小寸法は、上記３個の円筒状部２１〜２１の結合部２５〜２５における、前後面の巾Ｗで決定されることである。そして、このような「ひょうたん型」のケーシング断面の形状及び寸法は、該ケーシング２０内に挿通されるスクリューオーガ１４〜１４の寸法で決定されるから、該スクリューオーガにおけるらせん翼同士のオーバーラップの度合が特に重要となっている。
【００２０】
図８は、上記ケーシング２０を用いて浄化材を充填する作業の説明図である。
その上端部分のみを示すケーシング２０は、必要深度まで掘削排土された状態から、スクリューオーガが抜き取られ、該ケーシング２０の円筒部２１に浄化材の投入手段３５がセットされる。該投入手段３５はホッパー３６の下方にトレミー管３７が連結されており、高深度の浄化壁を構築する場合にスクリューオーガによって形成された掘削穴への浄化材の投入時における該掘削穴内壁の崩落を防止している。従って、浄化壁の構築深度が浅い場合にはこのような投入手段のうちのトレミー管を必ずしも必要としない。
なお、本発明における浄化材は、鉄粉と該鉄粉の粒径より大きい粒径である例えば粗骨材或いは砕石とを用い、該砕石等の表面に混合比で約１０数％の鉄粉を付着させたものである。
【００２１】
本発明の実施例は上述の通りであるから、例えば図２に示すように施工位置の地表面に敷鉄板３０を敷設し、その上に多軸オーガベースマシン１０におけるキャタピラ１５部分を設置するとともに、オーガモータ１３部分に固定された例えば３本のスクリューオーガ１４とこれらが挿通されたケーシング２０を垂下し、そのケーシング２０の下端部を該敷鉄板に設けられている切り抜きガイド孔３１内にセットする。
【００２２】
このようにして、多軸オーガのスクリューオーガ１４はリーダ１２及びオーガモータ１３によりケーシング２０の上端部を、敷鉄板３０の切り抜きガイド孔３１によりその下端部をそれぞれ拘束することによって、安定した掘削位置を確保しながら同時に３本のスクリューオーガに対応する長さに渡って、掘削作業を行うことができるものである。また、本発明においては掘削土が全て浄化材と置換されるけれども、スクリューオーガ１４によって揚土された排土は、図６に示す開口部２４から排土受けホッパー２３に収容され、随時ダンプカー等により廃棄されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る浄化壁の造成装置の概略正面図である。
【図２】敷鉄板とオーガとの関係を説明する図である。
【図３】スクリューオーガの駆動部分の説明図である。
【図４】スクリューオーガの掘削端部の正面図である。
【図５】ケーシングの正面図である。
【図６】ケーシング上端部の概略説明図である。
【図７】ケーシング及びスクリューオーガの平断面図である。
【図８】浄化材の充填状態説明図である。
【図９】従来例の浄化概念説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  多軸オーガベースマシン
１２  リーダ
１３  オーガモータ
１３ａ〜１３ａ  駆動軸
１３ｂ〜１３ｂ  スクリューオーガ軸
１３ｃ〜１３ｃ  らせん翼
１３ｄ〜１３ｄ  掘削ビット
１４  スクリューオーガ
１５  キャタピラ
２０  ケーシング
２１〜２１  ケーシングの円筒部
２２  フリクションカッター
２３  排土受けホッパー
２４〜２４  ケーシングの開口部
２５〜２５  円筒部の結合部
３０  敷鉄板
３１  切り抜き孔
３５  投入手段
３６  ホッパー
３７  トレミー管
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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