(57)【要約】  【課題】  汚染物質に対する優れた拡散防止性能を有し、且つ該性能が変動しにくく信頼性の高い遮水壁を提供することを一の課題とする。  【解決手段】  本発明の遮水壁は、汚染土壌からの汚染物質の拡散を防止するために土壌中に設けられる遮水壁であって、土壌および浄化剤が混合撹拌されてなる円柱状の改良体本体と、該改良体本体の外周面を覆うように形成されたセメント硬化体層とから構成された円柱改良体からなり、複数の円柱改良体が隣接して設けられてなることを特徴とする。【選択図】          図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染土壌からの汚染物質の拡散を防止するために土壌中に設けられる遮水壁であって、
土壌および浄化剤が混合撹拌されてなる円柱状の改良体本体と、該改良体本体の外周面を覆うように形成されたセメント硬化体層とから構成された円柱改良体からなり、
複数の円柱改良体が隣接して設けられてなることを特徴とする遮水壁。
【請求項２】
隣接する前記円柱改良体同士が、一部重複するように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の遮水壁。
【請求項３】
汚染土壌からの汚染物質の拡散を防止するために土壌中に設けられる遮水壁であって、
汚染土壌側に配された内側セメント硬化体層と、汚染土壌とは反対側に配された外側セメント硬化体層と、該内側セメント硬化体層と外側セメント硬化体層とを繋ぐように配された内部セメント硬化体層と、これら内側セメント硬化体層、外側セメント硬化体層および内部セメント硬化体層によって囲まれた領域を満たすように配され土壌および浄化剤が混合攪拌されてなる改良体本体とを備えたことを特徴とする遮水壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮水壁に関し、より詳しくは、汚染土壌から周囲へ有害物質が拡散するのを防止する際に好適に使用しうる遮水壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
土壌汚染対策法では、有害物で汚染された土壌（以下、本発明において汚染土壌ともいう）から有害物質が周囲へ拡散しないよう、防止策を講ずることが義務付けられている。具体的には、まず、汚染土壌が第２溶出基準を上回った場合には、対象汚染土壌に不溶化処理を施し、第２溶出基準値以下とすることを前提とし、さらに、（Ａ）汚染土壌の周囲に遮水壁を構築し汚染物質を封じ込める方法や、（Ｂ）予め遮水壁を築造しておき、その内部に汚染土壌を投棄することで汚染物質を封じ込める方法などにより、汚染物質の拡散防止が図られている。
【０００３】
また、産業廃棄物を廃棄する管理型処分場においても、その周囲に上記と同様の遮水壁が設けられ汚染物質の拡散防止が図られている。
【０００４】
上述のような場合に用いられる遮水壁としては、一般に、鋼矢板を利用したものか、或いは鋼矢板と同等の性能（ルジオン値１以下、又は厚さ５０ｃｍで透水係数１００ｎｍ／秒以下）を有するものでなければならないとされている。
【０００５】
このような遮水壁としては、従来技術として、
（１）鋼矢板を用いた遮水壁、
（２）柱状の場所打ちコンクリートを地中に連続して形成した遮水壁、
（３）地盤改良材と土壌とを撹拌混合してソイルセメント改良体本体を形成し、これを連続して形成したソイルセメント固化壁、
などが知られている。
【特許文献１】特開平４−８５４１３号公報
【特許文献２】特開平４−１７９７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来技術（１）の場合、継ぎ手部分に空隙が生じることが多く、また、根入れ部分の止水性に信頼性が欠けるという問題がある。継ぎ手部分の空隙を塞ぐために遮水補助剤を塗布することがあるが、該遮水補助剤には加水膨張性があり、乾燥と吸水とを繰り返すと、膨張性が劣化するという問題がある。
【０００７】
また、前記従来技術（２）の場合には、柱状の場所打ちコンクリートを多数打ち継いて連続壁を形成する必要があるが、コンクリート同士を完全に密着させることが困難であるために、打ち継ぎ部分から漏水することがある。さらに、打設後にコンクリート硬化体にクラックが生じた場合にも、そのクラック部分から漏水するおそれがある。
よって、該従来技術では、上記のようにルジオン値１以下の遮水壁を構成することは困難である。
【０００８】
さらに、前記従来技術（３）の場合には、ソイルセメント固化壁が地盤改良材と土壌との混合物であるため、施工の際の撹拌混合が不完全であると、未改良部分、即ち、固化が不十分である部分が生じ、その部分から漏水するおそれがある。
また、施工場所によって土質が異なる為、該固化壁の遮水性能が一定となりにくく、信頼性が低いものとなる。特に、砂質土のような土壌の場合には、透水係数を１００ｎｍ／秒以下とすることが困難である。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、汚染物質に対する優れた拡散防止性能を有し、且つ該性能が変動しにくく信頼性の高い遮水壁を提供することを一の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決すべく、本発明の遮水壁は、汚染土壌からの汚染物質の拡散を防止するために土壌中に設けられる遮水壁であって、土壌および浄化剤が混合撹拌されてなる円柱状の改良体本体と、該改良体本体の外周面を覆うように形成されたセメント硬化体層とから構成された円柱改良体からなり、複数の円柱改良体が隣接して設けられてなることを特徴とする。
【００１１】
斯かる構成の遮水壁によれば、セメント硬化体層を外周面に備えた円柱改良体が複数隣接することによって構成されているため、万が一、遮水壁の内側のセメント硬化体層にクラック等が発生した場合にも、外側のセメント硬化体層によって汚染物質の拡散が防止されることとなる。
また、セメント硬化体層の内部にある改良体本体には、汚染物質を除去するための浄化剤が含まれている為、汚染物質の外部への拡散がより一層確実に防止できる。
【００１２】
また、本発明の遮水壁は、隣接する前記円柱改良体同士が、一部重複するように構成されてなることを特徴とする。
【００１３】
隣接する前記円柱改良体同士が、一部重複するように構成されていれば、円柱改良体同士の接合部分からの汚染物質の漏出を、より一層確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明に係る遮水壁によれば、汚染物質に対する優れた拡散防止性能を有し、且つ該性能が変動しにくく信頼性の高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明について詳細に説明する。
図１は、遮水壁を構成する個々の円柱改良体１を示した平面断面図であり、図２は該円柱改良体１を複数隣接させるように設けてなる遮水壁１０の平面断面図である。
図１に示すように、遮水壁を構成する個々の円柱改良体１は、土壌および浄化剤を混合撹拌して形成された円柱状の改良体本体２と、該改良体本体２の外周面を覆うように筒状に形成されたセメント硬化体層３とからなる。
【００１６】
また、本実施形態の遮水壁１は、図２に示すように、前記円柱改良体１が複数隣接されて壁面状となるように構成されたものである。また、該遮水壁１０は、隣接して設けられる前記円柱改良体１同士が、互いに一部重複するように構成されている。より具体的には、隣接する円柱改良体１の中心間距離が、該円柱改良体１の直径に対して２０〜９９％となるように重複させることが好ましく、６０〜９０％となるように重複させることがより好ましい。隣接する円柱改良体１の中心間距離が該円柱改良体１の直径に対して２０％未満となれば、遮水性能には何ら問題はないが、遮水壁１０を構成する円柱改良体１の本数が増し、不経済となる。また、隣接する円柱改良体１の中心間距離が該円柱改良体１の直径に対して９９％を超えると、重複部分の領域が少なくなって遮水性が低下するおそれがある。
【００１７】
個々の円柱改良体１を構成する改良体本体２は、地盤中に略垂直に形成される略円柱状のものである。該改良体本体２の直径や長さ（深さ）は、封じ込めようとする汚染物質の濃度や汚染土壌の深さなどに応じて適宜設定される。具体的には、直径が２０ｃｍ以上、好ましくは５０〜２００ｃｍとして形成される。
【００１８】
一方、セメント硬化体層３は、図１に示すように、柱状の改良体本体２の外周面を覆うように筒状として形成されるものであるが、該円柱改良体１を複数隣接させ、且つ互いに重複するように配置してなる遮水壁１０では、図２に示すように、該筒状のセメント硬化体層３の一部が欠けた状態となる。そして、該遮水壁１０の内側（汚染土壌のある側）と、外側（汚染土壌と反対側）に、それぞれ内側セメント硬化体層３ａおよび外側セメント硬化体層３ｂが形成され、さらに、両者を接続するように内部セメント硬化体層３ｃが形成された状態となる。
【００１９】
該セメント硬化体層３の厚みは、通常０．５〜１００ｃｍ、好ましくは５〜２０ｃｍとする。
【００２０】
前記改良体本体２に添加混合される浄化剤としては、吸着剤又は不溶化剤を使用することができる。吸着剤としては、ゼオライト等の粘土鉱物、活性炭、アパタイト等を挙げることができ、不溶化剤としては、鉄粉、硫酸鉄（II）等の鉄（II）塩、硫化ナトリウム等の硫化物などを挙げることができる。
これらの浄化剤や吸着剤は、何れか１種のみを用いてもよく、また、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２１】
一方、セメント硬化体層３を構成するセメント成分としては、各種ポルトランドセメント、混合セメント、アルミナセメント、ジェットセメント等のセメントや、該セメントに、石灰、高炉スラグ、石膏等が適宜混合されてなるセメント系固化材を用いることができる。また、これらのセメント成分を実際に使用する場合には、水と混練したセメントスラリー、若しくは水および細骨材と混練したモルタルの状態で用いるのが好ましい。
【００２２】
次に、円柱改良体１の作成方法について説明し、さらに、該円柱改良体１で遮水壁１０を構成する方法について説明する。
円柱改良体１は、地盤を掘削しながら浄化剤を吐出し、この浄化剤、および掘削した土とを混合撹拌して該掘削部に柱状の改良体本体２を形成した後、該改良体本体２の外周近傍内方に上記安定材又は他の材料を吐出し、該改良体本体２の外周近傍内方に、筒状のセメント硬化体層３を形成することによって作成されるものである。
【００２３】
図３は、遮水壁１０の作成に際して、個々の円柱改良体１を形成する為に使用される施工装置の、回転シャフト１１の先端部分を示した斜視図である。
この回転シャフト１１は、駆動装置本体（図示せず）の下部に正逆回転可能に取付けられており、その下端部には穿孔ビット１２が固設され、また穿孔ビット１２の上部近傍には掘削翼１３と撹拌翼１４とが固設されている。また、穿孔ビット１２は先細り形状の板状体で形成されており、回転シャフト１１の駆動時に該回転シャフト１１と一緒に回転して地盤に穴を開けるものである。また、掘削翼１３及び撹拌翼１４は共に水平方向に延びる四角形状の板状体によって形成されており、特に掘削翼１３の下端部には凹凸状の掘削刃１５が形成されている。
そして、これら掘削翼１３及び撹拌翼１４は、回転シャフト１１の正方向の回転に合わせて、共に同一の仰角を以って回転シャフト１１に固設されている。尚、撹拌翼１４は回転シャフト１１の上下方向に多段に亘って設けられており、それぞれが互いに９０度ずつ角度をずらして配設されている。
【００２４】
さらに、該装置には、掘削翼１３近傍の回転シャフト１１に第１の吐出孔１６が設けられており、また掘削翼１３の先端部には、掘削翼１３の裏面側に配設された導管１８に導かれた第２の吐出孔１７が設けられている。
これらの吐出孔１６、１７は回転シャフト１１の内部に形成された２本の供給通路と各々接続されている。そして、吐出孔１６に接続された供給経路からは、主に浄化剤が供給され、吐出孔１６から吐出されるように構成されている。一方、吐出孔１７に接続された供給通路からは主としてセメント成分が供給され、吐出孔１７から吐出されるように構成されている。
【００２５】
上記構成からなる装置を用いて円柱改良体１を形成する際の状態を、図４及び図５に示す。まず、柱状の改良体本体２を形成する際には、図４に示すように、回転シャフト１１を正方向に回転させて穿孔ビット１２で地盤に穴を開け、掘削翼１３によって次第に掘り進む。この掘削と同時に、回転シャフト１１に開設された第１の吐出孔１６から浄化剤を吐出し、撹拌翼１４によって掘削された土壌と十分に混合撹拌して、該掘削部位に改良体本体２を形成する。
【００２６】
次に、所定深度まで掘り進んだことを確認し、第１の吐出孔１６からの浄化剤の供給を停止し、図５に示すように回転シャフト１１を逆回転させながら引き上げていく。そして、それと同時に、掘削翼１３の先端部に開設された第２の吐出孔１７からセメント成分を吐出する。
この際、吐出孔１７からのセメント成分の吐出量や吐出圧力、回転シャフト１１の引き上げ速度などを調節することにより、所定の厚みを有する円筒状のセメント硬化体層３を形成することができる。特に、吐出孔１７からのセメント成分の吐出圧力を０．５〜１．５ＭＰａという高圧力で吐出すれば、該セメント成分と周囲の土壌とが混合されて、厚みのあるセメント硬化体層３を形成することができる。
【００２７】
このようにして一の円柱改良体１を作成した後、施工装置および回転シャフト１１を横へ移動させ、同様の手順によって次の円柱改良体１を作成していく。
この際、隣接する円柱改良体１同士は、上述のように、互いに重複させることが好ましい。本発明の円柱改良体１によれば、重複させるように連続施行しても型崩れが起きにくく、遮水性能に優れた遮水壁を容易に形成することができる。ただし、既に作成された円柱改良体１のセメント硬化体層３の硬化が進行し過ぎると、次の円柱改良体１の作成が困難となりやすい。よって、斯かる観点から、一の円柱改良体１を作成した直後から１日経過するまでの間、より好ましくは、一の円柱改良体１を作成してから１５分〜２時間経過した後、該円柱改良体１に重複する次の円柱改良体１を作成するとよい。
【００２８】
従って、図４に示すような掘削の際には、隣接する円柱改良体１のセメント硬化体層３が一部掘削され、吐出された浄化剤、掘削された土壌とともに混合撹拌されることとなり、改良体本体２は、実質的には土壌、浄化剤およびセメント成分を含有するものとなる。また、隣接する部分には、その後新たなセメント硬化体層３が形成されることとなる。即ち、前記図２に示したように、本実施形態の遮水壁１０は、汚染土壌側に配される内側セメント硬化体層３ａと、その反対側に配される外側セメント硬化体層３ｂと、両者を繋ぐように等間隔で配される複数の内部セメント硬化体層３ｃと、これら内側セメント硬化体層３ａ、外側セメント硬化体層３ｂ、内部セメント硬化体層３ｃに囲まれた領域を充填するように配される改良体本体２とから構成されたものとなる。
【００２９】
こうして、図６に示すように、円柱改良体１を順次作成していくことにより、本発明の遮水壁１０を作成することができる。
【００３０】
遮水壁１０の平面配置はとくに限定されるものではなく、汚染土壌からの汚染物質の拡散を防止しうる配置とすればよい。遮水壁１０の平面配置の例としては、例えば、図７に示すような矩形状が挙げられる。
【００３１】
本発明の遮水壁１０は、上述のように、汚染土壌側に面する内側セメント硬化体層３ａと、汚染土壌と反対側に面する外側セメント硬化体層３ｂとを備えたセメント硬化体層の二重構造となるため、従来の場所打ちコンクリートによる連続壁と比べて、汚染物質の拡散をより確実に防止できるものとなる。
また、これら内側セメント硬化体層３ａと外側セメント硬化体層３ｂとは、多数の内部セメント硬化体層３ｃによって繋がれた構成となっているため、全体として極めて強度の高いものとなり、遮水壁１０が破損しにくいものとなる。
【００３２】
仮に、汚染土壌側のセメント硬化体層３の一部にクラック等の破損箇所が生じた場合であっても、汚染物質は改良体本体２に含まれる浄化剤によって吸着又は不溶化されるため、汚染物質の外部への拡散がより一層確実に防止されることとなる。
【００３３】
しかも、遮水壁１０を構成する二重構造のセメント硬化層は、施工装置を１往復させて円柱改良体１を作成するという工程で形成されるものであるため、製造工程がさほど煩雑となることもない。
【００３４】
尚、上記実施形態では、浄化剤を改良体本体２にのみ含有させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、即ち、セメント硬化体層３としての機能を発揮しうる範囲内であれば、浄化剤をセメント硬化体層３に含有させてもよい。
【００３５】
また、改良体本体２やセメント硬化体層３を形成する材料は上記のものに限定されず、地盤の土質や汚染物質の種類、設置する遮水壁の大きさなどに応じて適宜選択したり、又は、他の材料と組み合わせて使用することも可能である。
【００３６】
さらに、上記実施形態では、汚染土壌を一重の遮水壁１０で囲む場合について説明したが、有害物質の拡散を、より一層確実に防止するためには、該遮水壁１０を多重に施工してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る遮水壁を構成する際に形成する円柱改良体を示した平面断面図。
【図２】本発明に係る遮水壁の一部を示した平面断面図。
【図３】遮水壁を設置する際に使用される装置の一例を示した斜視図。
【図４】遮水壁を設置する手順を説明した側面断面図。
【図５】遮水壁を設置する手順を説明した側面断面図。
【図６】遮水壁を設置する手順を説明した概念図。
【図７ａ】遮水壁の平面配置を例示した平面図。
【図７ｂ】図７ａの縦方向の断面を示した図。
【符号の説明】
【００３８】
１        円柱改良体
２        改良体本体
３        セメント硬化体層
１０      遮水壁
２０      汚染土壌
【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】
2005279566.tif 000008
【図７ａ】
2005279566.tif 000009
【図７ｂ】
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