(57)【要約】【課題】間隔調整材を用いつつこれを原因とする遮水性低下を防止する。【解決手段】周囲が閉ざされ、かつ間隔調整材２４ｂにより間隔を制限された一対の透水性布地２４ａの袋体を遮水施工面に敷設し、その内部にベントナイト２６を充填して遮水マット１２とし、例えばその遮水マット１２上面を保護土１６で覆ってなり、保護土１６を通じて遮水マット１６に水が浸透することで、遮水マット１２の内側表層に不透水性の層を形成する施工方法において、間隔調整材２４ｂが、初期においてベントナイト２６の膨潤を拘束する強度であって、時間経過に応じて分解、消滅する素材で構成されているものである。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲が閉ざされ、かつ間隔調整材により膨張厚みを制限された透水性布地からなる袋体を遮水施工面に敷設し、その内部にベントナイトを充填して遮水マットとし、該遮水マットに水が浸透することで前記ベントナイトを水和膨潤させて遮水マットの内側表層に不透水性の層を形成する施工方法に用いられ、
前記間隔調整材が、初期においてベントナイトの膨潤を拘束する強度であって、時間経過に応じて分解、消滅する素材で構成されていることを特徴とするベントナイトを充填した遮水マット。
【請求項２】
前記間隔調整材が、アルカリイオンの存在下で分解消滅する素材であることを特徴とする請求項１に記載のベントナイトを充填した遮水マット。
【請求項３】
前記間隔調整材が、微生物分解される素材であることを特徴とする請求項１に記載のベントナイトを充填した遮水マット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベントナイトを充填した遮水マットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物処分場や、貯水池、調整池、修景池などに遮水層を形成するにあたり、ベントナイト混合土を利用した遮水構造を構築することが提案されている。この工法は、ベントナイト混合土を遮水施工面に敷き均し転圧したもので、透水係数が小さい遮水性のある層を形成するものである。
【０００３】
ところで、実際の施工にあたっては、ベントナイト混合土の撒き出し厚みや、転圧方法などにより初期遮水性にばらつきが生じ、施工安定性や、品質の信頼性に乏しいなどの懸念があった。
【０００４】
これに対し、透水性布地からなる袋体を遮水施工面に敷設し、その内部にベントナイト粉粒体を充填して遮水マットとする方法が開発されている（特許文献１参照。）。
【０００５】
この工法では、遮水マットの外皮を構成する布地間に設けた間隔調整手段により、水が浸透した状態でのベントナイトの膨潤厚みが拘束、規制されるものであって、施工厚みが均一かつ遮水性も均一となるなどの利点がある。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２７３５７０６号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この遮水マットに用いられる間隔調整材としては、合成繊維撚糸、テープ、あるいは合成樹脂シートなどが用いられているが、通常は合成繊維撚糸を用いている。また、遮水マットは、工場において、マットの上下を貫通して合成繊維撚糸からなる間隔調整材を通し、縫製している。
【０００８】
そして、施工現場においてポンプ圧送によりマット内にベントナイトを充填することによって、マットを膨らませ、かつ間隔調整材によりその膨張厚みを規制するようにしている。
【０００９】
ところが、例えば廃棄物処分場への適用を考慮した土質遮水層に要求される透水係数ｋは、ｋ＝１．０×１０−６cm／ｓ以下であり、これを土質遮水基準としているが、間隔調整材の配置部位の透水係数ｋは１０−５〜１０−４cm／ｓオーダーと、かなり要求値より低くなり、適用に問題が生じていた。
【００１０】
図３は、間隔調整材として合成繊維撚糸を用いた場合における面積１９．６  cm２あたりの配置本数と透水係数との関係を示すグラフである。このグラフから明らかなように、撚糸の配置本数が増すほど透水係数が増加する傾向となっており、撚糸の配置部位での遮水性に問題があることが確認された。
【００１１】
これにより、遮水マットの上下を貫通する撚糸の繊維間の空間部が毛管現象により水道（みずみち）を形成してマット内部に対する導水作用を行うことであることが推定される。
【００１２】
すなわち、図４に示すように、撚糸ａは多数の糸を数十本束ねて寄り集めたストランド（子線）ａ１をさらに３〜４本寄り集めて一本に形成したものであり、ストランドａ１内で空隙が形成されている上に、ストランドａ１の集合体の中心位置にみず道となる空間部ｂが形成され、この空間部ｂを通じて水が内部に浸透されるものと推測される。なお、図中符号ｃで示すものはより糸ａの周縁に充填されたベントナイト粉体である。
【００１３】
従って、間隔調整材の配置本数を減ずればよいものの、この場合には、マットの厚みが不整となり、またベントナイトの膨張を規制・拘束することができないため、最大膨張位置でその遮水性も減ずる。
【００１４】
本発明は、以上の課題を解決するものであり、その目的は、間隔調整材を用いつつも、これを原因とする長期にわたる遮水性低下を防止できるようにしたベントナイトを用いた遮水工法を提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の遮水マットは、周囲が閉ざされ、かつ間隔調整材により膨張厚みを制限された透水性布地からなる袋体を遮水施工面に敷設し、その内部にベントナイトを充填して遮水マットとし、その上面を保護土で覆ってなり、前記保護土を通じて遮水マットに水が浸透することで前記ベントナイトを水和膨潤させて遮水マットの内側表層に不透水性の層を形成する施工方法に用いられ、前記間隔調整材が、初期においてベントナイトの膨潤を拘束する強度であって、時間経過に応じて分解、消滅する素材で構成されていることを特徴とするものである。なお、保護土で覆う前に、散水等により該遮水マットに給水してもよい。
【００１６】
従って、本発明では、遮水マットの施工初期段階では、安定的な拘束力をもたらす間隔調整材で行い、時間経過に応じてその拘束を上載圧力に置換えることができる。
【００１７】
施工後は、廃棄物処分場においては、投入される廃棄物により上載圧力が加算され、池では水圧が加わるため、安定する一方で遮水性低下要因である間隔調整材が自然消滅するため、経時後はさらに遮水性が向上する。
【００１８】
また、本発明では、前記間隔調整材がアルカリイオンの存在下で分解消滅する素材であってもよいし、微生物分解される素材であってもよい。前者の場合には、ベントナイトそのものがアルカリ性であるため、遮水マット内部での分解が促進される。また、後者の場合には特にマット内部表層に浸透する水に含まれる微生物が分解促進の機能を促進する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明方法を適用した廃棄物処分場１を示す。この処分場１は、山間の谷間などの斜面を利用して造成されるものであり、その斜面部１ａから底面部１ｂにかけて遮水工１０により被覆し、周縁地盤Ｅと処分場１とを液密に区画している。
【００２０】
この遮水工１０における斜面部１ａおよび底面部１ｂにかけて、遮水マット１２が一面に敷設されている。遮水マット１２の上縁は、斜面部１ａの近傍における地表部ＧＬに埋設された固定工１４に巻込んで固定され、底面部１ｂ側においては保護土１６により覆われている。
【００２１】
さらに、遮水マット１２の斜面部１ａの上面には遮水シート１８および保護マット２０が敷設され、底面部１ｂの端部に下縁を位置させ、同じく保護土１６で固定している。
【００２２】
以上の層構造において、遮水シート１８は、例えばゴム−アスファルトなどからなるシートであり、保護土１６は、山砂、現地採取土砂などの一般土砂、保護マット２０は例えば不織布などの素材からなるものであり、このうち遮水シート１８の上縁は前記遮水マット１２とともに、固定工１４に巻込んで固定されている。
【００２３】
前記遮水マット１２は、図１の一部に拡大して示すように、周囲を縫製などにより袋状に閉じられた目のつんだポリエステル繊維織布などからなる一対の透水性布地２４ａと、所定間隔で両布地２４ａ間を連結した間隔調整材２４ｂと、両布地２４ａ間の袋状内部に充填されたベントナイト２６とからなっている。
【００２４】
この遮水マット１２の最大厚みは前記間隔調整材２４ｂの長さに応じて例えば５〜１０cmに規制される。また遮水マット１２の一枚あたりの幅は例えば２〜４mであるが、長さ方向に対しては、現地縫合、または面ファスナーなどにより接合されて必要面積分を覆うことができる。
【００２５】
ベントナイト２６は粉体ないしは粒状のベントナイト単体を用いてもよいし、これに遮水生を損わない範囲の適宜混合比で山砂、現地発生土砂、あるいはパーライト、溶融スラグなどのリサイクル材からなる土質材料を混合してもよい。
【００２６】
図２は、前記処分場１の底面部１ｂにおける遮水マット１２の施工手順を示している。（ａ）に示すように、非充填状態の遮水マット１２を底面部１ｂに敷設し、その一端開口より吐出パイプ３０を挿入し、このパイプ３０を通じてベントナイト２６を内部に充填し、開口を閉じる。次に（ｂ）に示すように、散水管３１を通じて遮水マット１２に水を撒くことにより、ベントナイト２６は水和・膨潤する。このベントナイト２６は前述のごとく遮水材として機能するもので、このものの持つ性質としては自重の５〜１０倍以上水を吸収して膨潤するものであるが、遮水マット１２の表面にしみこんだ水により表面層が膨潤し、初期遮水層を形成する。
【００２７】
そして、ベントナイト２６の膨潤により遮水マット１２はその厚み方向に膨張しようとするが、間隔調整材２４ｂによって、その厚さが５〜１０cmに規制されるため、内側は乾燥したままの状態に保持され、膨潤余力として遮水マット１２内に蓄積され、以後遮水材として機能を持続する。
【００２８】
前記間隔調整材２４ｂは、アルカリ分解性の合成樹脂繊維により構成される撚糸、または生分解生合成樹脂繊維により構成される撚糸などが用いられ、前者の場合には遮水マット内に充填されるベントナイト２６により分解が促進される。
【００２９】
また後者の場合には、処分場１内に投入される廃棄物からの滲出水中に含まれるバクテリアなどの微生物によって分解が促進される。
【００３０】
具体的には、前者の場合には、ポリエステル樹脂繊維、ポリ乳酸繊維、ガラス繊維などが代表例として掲げられ、また後者の場合にはレーヨン繊維、ポリ乳酸繊維などが代表例として掲げられる。
【００３１】
いずれにしろ、これらの素材からなる間隔調整材２４ｂは、遮水マット１２の施工初期段階では、ベントナイトの膨潤圧力に対して拘束力を発現するための十分な強度を備えているが、時間経過に応じて分解されて拘束力が弱まり、少なくとも遮水マット１２の表面側連結点で消滅する材料から選択される。
【００３２】
この消滅に要する期間は、施工終了から、数ヶ月ないし２〜３年であればよく、その間の保護土１６および投入される廃棄物の上載圧力により、安定した拘束力を外部から受けることになる。
【００３３】
ついで、（ｃ）に示すように、前述の保護土１６が遮水マット２６上に撒き出され、ブルドーザ３２などの転圧機械によって転圧・締固めされ、施工を完了する。この保護土１６の厚みは約１０cmである。
【００３４】
施工完了後は、保護土１６上に図示しない廃棄物と覆土が交互に埋立てられ、処分場１が満杯となるまでこの埋立て作業が継続され、載荷荷重がその都度加算される一方で、（ｄ）に示すように、廃棄物を通じて滲出水が絶えず遮水マット２６の表面に滲出し、膨張作用を持続させる。
【００３５】
そして、前記間隔調整材２４ｂがアルカリ分解性合成樹脂繊維の場合には、水分供給により、ベントナイト２６がアルカリ性を呈することから、これにより分解が促進される。また間隔調整材２４ｂが生分解生合成樹脂繊維の場合には、滲出水に含まれるバクテリアなどの微生物によりその分解が促進され、（ｅ）に示すように、施工完了後から数ヶ月ないしは２〜３年で、分解消滅するものとなり、保護土１６およびこれの上面に堆積された廃棄物および覆土による上載荷重によってのみ遮水マット２６の間隔を一定に保持するものとなり、間隔調整材２４を原因とする長期にわたる遮水性低下を防止できるものとなる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明によるベントナイトを用いた遮水工法にあっては、遮水マットの初期拘束を間隔調整材で行い、時間経過に応じて上載圧力のみによって膨張を拘束できるため、間隔調整材用いつつこれを原因とする長期にわたる遮水性低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を廃棄物処分場に適用した一部を拡大部分を含む断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は本発明方法による施工手順と、施工完了後の経時変化を示す説明図である。
【図３】透水係数と従来の間隔調整材の配置間隔との関係を示すグラフである。
【図４】従来の間隔調整材の不具合を示す模式的拡大図である。
【符号の説明】
１      廃棄物処分場
１０    遮水工
１２    遮水マット
２４ａ  透水性布地
２４ｂ  間隔調整材
２６    ベントナイト
【図１】
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【図２】
2004195374.tif 000004
【図３】
2004195374.tif 000005
【図４】
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