(57)【要約】【課題】土と鋼材など不透水性材料や難透水性材料や遮水シートによる遮水体との境界部の透水性を制御し、境界部における透水性を低くする遮水構造の施工方法及び遮水構造を提供する。【解決手段】この遮水構造の施工方法は、土と遮水体１２，１３との境界部Ｐを有する遮水構造を施工する際に、遮水体の少なくとも土と接する表面１２ａ，１３ａを被覆することで境界部における透水性を低くするものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土と遮水体との境界部を有する遮水構造を施工する方法であって、
前記遮水体の少なくとも前記土と接する表面を被覆することで前記境界部における透水性を低くすることを特徴とする遮水構造の施工方法。
【請求項２】
前記被覆を前記境界部における透水性が前記被覆の前の遮水体と前記土との境界部における透水性よりも低くなる材料により行う請求項１に記載の遮水構造の施工方法。
【請求項３】
土と遮水体との境界部を有する遮水構造であって、
前記遮水体の少なくとも前記土と接する表面を被覆することで前記境界部における透水性を低くしたことを特徴とする遮水構造。
【請求項４】
前記被覆は前記境界部における透水性が前記被覆の前の遮水体と前記土との境界部における透水性よりも低くなる材料により行われている請求項３に記載の遮水構造。
【請求項５】
前記遮水体は、透水係数が小さい難透水性材料、不透水性材料、または遮水性のあるシート材料からなる請求項３または４に記載の遮水構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土と遮水体との境界部を有する遮水構造の施工方法及び遮水構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、海面廃棄物処分場の側面遮水工を構築する場合、鋼管矢板や鋼矢板などの不透水性材料を粘性土地盤に打ち込み連続遮水壁とする工法が一般的に適用されている（例えば、特許文献１参照）。このとき、粘性土地盤と不透水性材料との境界部の透水性は粘性土地盤と同等とされており、特別な処理はしていない。
【特許文献１】特開２００４−２０４５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来までは地盤と鋼材またはコンクリートなどの不透水性材料や難透水性材料との境界部における透水性は、地盤と同等とされてきた。しかし、境界部の透水性を詳細に調べてみると、場合によっては地盤よりも透水性が高くなる（透水係数が大きくなる）ことがわかってきた。廃棄物処分場などで鋼矢板を地盤に打ち込み遮水壁として利用する場合は、地盤と矢板の境界部の透水性が高くなる（透水係数が大きくなる）ことは、廃棄物の漏洩のおそれが生じて重大な問題である。
【０００４】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、土と鋼材など不透水性材料や難透水性材料や遮水シートによる遮水体との境界部の透水性を制御し、境界部における透水性を低くできる遮水構造の施工方法及び遮水構造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】
土と遮水体との境界部における透水性は、遮水体材料の親水性によって変化する。すなわち、親水性をコントロールできれば境界部の透水性を制御することが可能である。親水性とは、図１に示すように水滴を材料の表面ｍの上に落としたときにできる水滴ｄの表面ｍに対する接触角θの大きさできまる。例えば、水滴がはじかれて円形に近い状態となる場合は、接触角θが大きくなり、親水性が低く、また、水滴が円形にならずに広がる場合は、接触角θが小さくなり、親水性が高い。
【０００６】
図２は、図１の接触角と親水性の関係を概略的に示す図である。図２から、たとえば、鉄は親水性材料であり、アクリル樹脂は疎水性材料であり、また接触角θが９０度以上の材料は撥水性材料・超撥水性材料である。親水性をコントロールするには、この接触角を変えればよいことになる。
【０００７】
そこで、親水性をコントロールする方法として、遮水体材料の表面をコーティング等により被覆することが考えられる。被覆材料として疎水性のものが好ましく、撥水性のものが更に好ましい。また、港湾構造物に利用することを考慮すると防食効果があり、かつ耐久性に優れるものが望ましい。たとえば、塗布材料であれば、エポキシ樹脂塗料やタールエポキシ樹脂塗料などが有効である。ライニング材やカバー材としてはポリエチレンやウレタンエストラマ、ＦＲＰ、ゴムライニングなどが挙げられる。
【０００８】
次に、被覆方法が塗布法の場合、塗覆表面の仕上げ方法としては吹き付けや刷毛による塗布が挙げられる。ライニング材は貼り付けることになる。
【０００９】
本発明は、上述のように遮水体表面を疎水性材料または撥水性材料で被覆することにより土と遮水体との境界部における透水性を制御可能であるという知見を得て、かかる知見に基づいてなされたものである。
【００１０】
すなわち、本発明の遮水構造の施工方法は、土と遮水体との境界部を有する遮水構造を施工する方法であって、前記遮水体の少なくとも前記土と接する表面を被覆することで前記境界部における透水性を低くすることを特徴とする。
【００１１】
この遮水構造の施工方法によれば、遮水体の少なくとも土と接する表面を被覆することで、土と遮水体との境界部における透水性を低くすることができる。
【００１２】
前記遮水構造の施工方法において前記被覆を前記境界部における透水性が前記被覆の前の遮水体と前記土との境界部における透水性よりも低くなる（透水係数が小さくなる）材料（たとえば、遮水体よりも疎水性または撥水性のある材料）により行うことで、土と遮水体との境界部における透水性を確実に低くすることができる。
【００１３】
なお、前記被覆した遮水体を前記土に埋め込み遮水壁とすることで、境界部における透水性を低くした遮水壁をつくることができる。
【００１４】
本発明の遮水構造は、土と遮水体との境界部を有する遮水構造であって、前記遮水体の少なくとも前記土と接する表面を被覆することで前記境界部における透水性を低くしたことを特徴とする。
【００１５】
この遮水構造によれば、遮水体の少なくとも土と接する表面を被覆することで、土と遮水体との境界部における透水性を低くした遮水構造を実現できる。
【００１６】
前記遮水構造において前記被覆は前記境界部における透水性が前記被覆の前の遮水体と前記土との境界部における透水性よりも低くなる（透水係数が小さくなる）材料（たとえば、遮水体よりも疎水性または撥水性のある材料）により行われていることで、土と遮水体との境界部における透水性を確実に低くすることができる。
【００１７】
また、前記遮水体は、コンクリートやモルタルのような透水係数が小さい難透水性材料、鉄鋼材料やステンレス鋼のような不透水性材料、または、塩化ビニールシートやＥＰＤＭゴムシートなどの遮水性のあるシート材料からなることが好ましい。
【００１８】
なお、コンクリートや鉄鋼材料などの遮水体と土との遮水構造により遮水壁を構成することで、境界部における透水性を低くした遮水壁を実現できる。また、遮水構造における土は粘性土等の地盤材料であることが好ましい。
【００１９】
また、透水性とは、水の移動のし易さを意味し、透水係数として定量的に表すことができる。
【００２０】
また、本明細書において「被覆」とは、遮水体の表面を材料により覆う処理であり、薄い膜を密着して形成（コーティング）すること、及び、カバーやライニングすることを含み、コーティングは、溶液を使用する塗布・塗装やホットメルト等を使用する処理を含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の遮水構造の施工方法及び遮水構造によれば、土と遮水体との境界部の透水性を制御でき、境界部における透水性を低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
【００２３】
〈第１の実施の形態〉
【００２４】
図３は第１の実施の形態の海面廃棄物処分場の遮水工の構造を概略的に示す断面図である。
【００２５】
図３に示す海面廃棄物処分場１０は、場外への汚染物質漏出の防止のため、海面Ｓに対して板式の遮水護岸構造である遮水護岸１１を有し、遮水護岸１１は、鉄鋼材料からなる鋼矢板１２，１３を用いた鉛直遮水工が設けられ、また、自然堆積粘土等からなる地盤Ｄが底部遮水工となっている。また、鋼矢板１２と同様の鋼矢板による鉛直遮水工が処分場１０の周囲に設けられている。
【００２６】
鉛直遮水工は、鋼矢板１２，１３が地盤Ｄ内に立て込まれており、鋼矢板１２，１３により二重構造となっている。鋼矢板１２と地盤Ｄの表面Ｄ１等により廃棄物を溜める貯留部１５が形成されている。
【００２７】
遮水護岸１１は、鋼矢板１２と１３との間に中詰材１４が詰め込まれてから、上部が覆い部１６により覆われている。中詰材１４は、土砂・砂・砕石・製鋼スラグ等であってよく、浚渫土を固化処理したもの等であってもよく、また、これらの混合材でもよい。
【００２８】
鋼矢板１２，１３は、図３の太線で示す埋没部１２ａ、１３ａが地盤Ｄ内に立て込まれて埋もれて地盤Ｄと接するが、かかる埋没部１２ａ、１３ａは、鋼矢板１２，１３の立て込み前に、図１の接触角が大きくなるようにエポキシ樹脂塗料やタールエポキシ樹脂塗料等の撥水性材料を用いて塗布法によりコーティングされている。
【００２９】
図３の海面廃棄物処分場１０の構造によれば、鋼矢板１２，１３の埋没部１２ａ、１３ａと地盤Ｄとの間の境界部Ｐにおいて、地盤Ｄに接する埋没部１２ａ、１３ａには撥水性材料によるコーティングが施されているため、透水性が低くなる（透水係数ｋが小さくなる）。このため、海面廃棄物処分場１０において鋼矢板１２，１３と地盤Ｄとの間の境界部Ｐに沿って貯留部１５内の廃棄物が漏出することを防ぐことができる。
【００３０】
なお、図３において、鋼矢板１２，１３ではなく、鋼管矢板を用いてもよく、また、コンクリートや鉄筋コンクリート、または、セメントモルタルやソイルセメントによる鉛直遮水工としてもよい。また、地盤Ｄは、自然堆積粘土以外に、粘性土等にベントナイトと塩基を混合した所定厚さの難透水性層等であってもよい。また、図３の破線で示すように貯留部１５の凹部全体を遮水シート１７で覆うような構造としてもよい。
【００３１】
〈第２の実施の形態〉
【００３２】
図４は第２の実施の形態の河川堤防の構造を概略的に示す断面図である。図４に示す河川堤防２０は、水面Ｓに対し提体２２が土等の提体材料を用いて盛土されており、盛土下に用水や排水のためにコンクリート等からなるボックスカルバート（暗渠）２１が設けられている。
【００３３】
図４の太線で示すように、土等の提体材料と接するカルバート表面２１ａをエポキシ樹脂塗料やタールエポキシ樹脂塗料等の撥水性材料により予めコーティングしておく。これにより、ボックスカルバート２１の設置後の提体２２において、カルバート表面２１ａと土との間の境界部Ｐにおける透水性が低くなる（透水係数ｋが小さくなる）。
【００３４】
従来、カルバート表面と土との間の境界部Ｐにおける透水性が高くなることで、境界部Ｐで透水が増えて提体が破壊に至るおそれがあったのに対し、図４の河川堤防２０の構造によれば、カルバート表面２１ａに撥水性材料によるコーティング処理を施すことで、境界部Ｐの透水性を低くして境界部Ｐにおける透水を抑え、提体２２の破壊を未然に防止できる。
【００３５】
なお、堤防に限らず、道路や鉄道などの盛土下には用水や排水のために図４と同様にカルバート（暗渠）を設けることが多いが、かかるカルバート表面に撥水性材料によるコーティング処理を予め施すことが好ましい。また、カルバートの形状は、ボックスタイプに限定されず、円筒状等であってもよい。
【００３６】
〈第３の実施の形態〉
【００３７】
図５は第３の実施の形態の埋設構造物を概略的に示す断面図である。図５に示す埋設構造物３０は、例えば、推進、開削や掘削などにより構築されたコンクリートや鉄鋼材料からなるトンネルまたは埋設管３１が地中Ｇに埋設した構造であるが、図５の太線で示すように、地中Ｇの土と接する埋設管３１の外面３１ａをエポキシ樹脂塗料やタールエポキシ樹脂塗料等の撥水性材料により予めコーティングしておく。これにより、地中Ｇの埋設管３１の外面３１ａと土との間の境界部Ｐにおける透水性が低くなる（透水係数ｋが小さくなる）。
【００３８】
地中Ｇに埋設された埋設管３１等の埋設構造物と周辺地盤との境界部Ｐにおける透水現象により埋設構造物が沈下変形する場合があり、特に地下水位面Ｈ以下で土の細流分が透水現象により流れ易くなり沈下変形し易かったのに対し、図５の埋設構造物３０によれば、埋設管３１の外面３１ａに撥水性材料によるコーティング処理を施すことで、境界部Ｐにおける透水現象の発生を抑え、埋設管３１の沈下を未然に防止できる。
【００３９】
〈第４の実施の形態〉
【００４０】
図６は第４の実施の形態の捨石式遮水護岸の構造を概略的に示す断面図である。図６に示す捨石式遮水護岸４０は、地盤改良された地盤４６上に捨石によりマウンド状に形成された水面Ｓに対する捨石式護岸部４１と、捨石式護岸部４１のマウンド斜面４１ａに沿って２重に配置された遮水シート４２，４３と、から構成される。遮水シート４２，４３は、例えば塩化ビニールシートやＥＰＤＭゴムシート等から構成される。
【００４１】
遮水シート４２，４３は、遮水シート４２がマウンド斜面４１ａに敷設されて押え材４４で押さえられ、押え材４４に遮水シート４３が敷設されて押え材４５で押さえられる二重構造となっている。押え材４４，４５は石材やモルタルや固化処理土等からなる。
【００４２】
遮水シート４２，４３の下端は、粘性土等からなる不透水性の原地盤４７上まで延びて水平方向に原地盤４７にラップして接している。この原地盤４７に接する遮水シート４２，４３のラップ部４２ａ，４３ａをフッ素系塗料やシリコーン系塗料等の撥水性材料により予めコーティングしておく。これにより、遮水シート４２，４３のラップ部４２ａ，４３ａと原地盤４７との間の境界部Ｐにおける透水性が低くなる（透水係数ｋが小さくなる）。このため、例えば海面廃棄物処分場の貯留部４８に貯留した廃棄物が遮水シート４２，４３のラップ部４２ａ，４３ａと原地盤４７との間の境界部Ｐに沿って漏出することを防ぐことができる。
【００４３】
なお、遮水シート４２，４３として例えば塩化ビニールシートを用いる場合、コーティング材料は、塩化ビニールシートよりも撥水性の高いものを用いることが好ましく、また、遮水シート４２，４３に塩化ビニールシートよりも撥水性の高いシートを貼り付けるようにしてもよく、かかるシート材料としてはフッ素樹脂シートやテフロン（登録商標）シート等がある。
【００４４】
以上のように、本各実施の形態によれば、土と遮水体との境界部を有する遮水構造を含む構造物を施工する際に、遮水体の少なくとも土と接する表面をコーティングすることで、粘土等の土と遮水体の境界部の透水性を制御することができ、疎水性または撥水性のある（接触角が大きい）材料でコーティングすると、境界部における透水性が低くなる（透水係数が小さくなる）。
【００４５】
また、遮水構造の遮水体は、図３〜図５のようなコンクリートや鉄鋼材料のような剛性のあるものに限定されず、図６の塩化ビニールシート等の遮水シートのような可撓性のものも含む。
【実施例】
【００４６】
次に、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【００４７】
図７は本実施例において遮水体材料と地盤材料との間の透水係数を測定するための透水試験装置を概略的に示す断面図である。図８は本実施例で測定した間隙比と透水係数との関係を示すグラフであり、地盤材料の初期厚さＨ０＝４ｍｍの場合（ａ）及びＨ０＝２ｍｍの場合（ｂ）である。
【００４８】
図７の本実施例で使用した透水試験装置１００は遮水体と土の境界部の透水性を調べるものであり、円筒容器１０３内の底板１０４上に遮水体材料Ｍ、土質材料Ｈ、遮水体材料Ｍを順に載せ、その上に載荷板１０１を載せてから、載荷板１０１と一体の円柱部１０１ａの上部から荷重Ｐを加え、載荷板１０１を中心棒１０２に沿って下方に移動させて土質材料Ｈの間隙比ｅ（＝土粒子の実質部分の体積を１としたときの間隙部分の体積比）を変化させ、底板１０４に貫通した注水部１０５から注水し、その水を遮水体材料Ｍと土質材料Ｈとの間で放射状に矢印方向Ａに透水させ、円筒容器１０３の下部の排水口１０６から排出させ、その透水量からダルシー則に従い透水係数ｋを求めた。なお、注水部１０５と土質材料Ｈとの間及び土質材料Ｈと排水部１０６との間には土質材料Ｈが流出しないようにフィルタＦを配置した。
【００４９】
本実施例では、土質試料（地盤材料）として瀬戸内海で採取した粘性土を使い、遮水体材料としてアクリル板を使い、遮水体材料で土質試料を挟んだときの土質試料の初期厚さＨ０を２ｍｍ、４ｍｍとし、土質試料の各間隙比ｅについて透水係数ｋをそれぞれ得た。また、比較例として遮水体材料を鉄鋼板（表面に塗料等を塗布していない）とした以外は実施例と同様の条件で透水係数ｋを得た。
【００５０】
図８（ａ）に土質試料の初期厚さＨ０を４ｍｍとした場合、図８（ｂ）に２ｍｍとした場合の各測定結果を示す。図８（ａ）、（ｂ）からわかるように、土質試料の初期厚さＨ０が２ｍｍ、４ｍｍのいずれの場合も、透水係数は間隙比ｅが変わっても比較例（遮水体材料が鉄鋼板）よりも実施例（遮水体材料がアクリル板）の方が小さくなった。
【００５１】
以上のように本発明を実施するための最良の形態及び実施例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。例えば、図３において、鋼矢板１２，１３の埋没部１２ａ、１３ａの範囲のみを厳密にコーティングする必要はなく、例えば、埋没部１２ａ、１３ａの範囲を含んで部分的にコーティングしてもよく、また全体をコーティングしてもよい。
【００５２】
また、本発明による遮水構造の施工方法及び遮水構造は、図３〜図６の構造物以外にも適用できることはもちろんであり、土と遮水体との間の境界部における透水現象が問題となるような構造物に適宜用いて好適である。
【００５３】
また、図３〜図５では、鋼矢板１２，１３の埋没部１２ａ、１３ａ、カルバート表面２１ａ、埋設管３１の外面３１ａを塗装等のコーティングにより被覆したが、本発明はこれに限定されず、カバー材やライニング材により覆うようにしてもよい。カバー材やライニング材により覆う場合も、遮水体を部分的に覆うようにしてもよく、また全体を覆うようにしてもよい。また、遮水シートとしては塩化ビニールシートやＥＰＤＭゴムシートに限定されず、他のシートを用いることができることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】材料の親水性を説明するために水滴を材料の表面ｍの上に落としたときにできる水滴ｄの表面ｍに対する接触角θを示す図である。
【図２】図１の接触角と親水性の関係を概略的に示す図である。
【図３】第１の実施の形態の海面廃棄物処分場の遮水工の構造を概略的に示す断面図である。
【図４】第２の実施の形態の河川堤防の構造を概略的に示す断面図である。
【図５】第３の実施の形態の埋設構造物を概略的に示す断面図である。
【図６】第４の実施の形態の捨石式遮水護岸の構造を概略的に示す断面図である。
【図７】本実施例において遮水体材料と地盤材料との間の透水係数を測定するための透水試験装置を概略的に示す断面図である。
【図８】本実施例で測定した間隙比と透水係数との関係を示すグラフであり、地盤材料の初期厚さＨ０＝４ｍｍの場合（ａ）及びＨ０＝２ｍｍの場合（ｂ）である。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 海面廃棄物処分場
１１ 遮水護岸
１１，１２ 鋼矢板（遮水体）
１２ａ，１３ａ 埋没部
１５ 貯留部
２０ 河川堤防
２１ ボックスカルバート（遮水体）
２１ａ カルバート表面
２２ 提体
３０ 埋設構造物
３１ 埋設管（遮水体）
３１ａ 外面
４０ 捨石式遮水護岸
４２，４３ 遮水シート（遮水体）
４２ａ，４３ａ ラップ部
４７ 原地盤
θ 接触角
Ｄ 地盤
Ｇ 地中
Ｐ 境界部
【図１】
2008297702.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008297702.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008297702.tif 000009
【図８】
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