(57)【要約】【課題】  高炉水砕スラグを用い、底質からの硫化水素や栄養塩の溶出を適切に防止し且つ沈み込みが生じにくい安定した覆砂構造を提供する。【解決手段】  細粒高炉水砕スラグによる下部覆砂層と、細粒高炉水砕スラグよりも粒度の粗い高炉水砕スラグにより前記下部覆砂層の上に形成された上部覆砂層とを有する。細粒高炉水砕スラグによる下部覆砂層が固結するため、下部覆砂層が底質の蓋の役目をすることで硫化水素や栄養塩の溶出が防止され、且つ覆砂層の全体的或いは局所的な沈み込みも抑制される。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉水砕スラグを破砕処理又は／及び分級して得られた細粒高炉水砕スラグ（Ａ）により形成された下部覆砂層と、前記細粒高炉水砕スラグ（Ａ）よりも粒度の粗い高炉水砕スラグ（Ｂ）により、前記下部覆砂層の上に形成された上部覆砂層とを有することを特徴とする水底の覆砂構造。
【請求項２】
細粒高炉水砕スラグ（Ａ）はＤ５０が０．２〜１．０ｍｍの粒度を有することを特徴とする請求項１に記載の水底の覆砂構造。
【請求項３】
細粒高炉水砕スラグ（Ａ）が固結（但し、底質の一部とともに固結する場合を含む）した状態にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の水底の覆砂構造。
【請求項４】
上部覆砂層の上に、さらに、他の覆砂材からなる覆砂層を形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水底の覆砂構造。
【請求項５】
高炉水砕スラグを破砕処理又は／及び分級して得られた細粒高炉水砕スラグ（Ａ）を水底に投入し、底質の上層に捕捉された前記細粒高炉水砕スラグ（Ａ）をその水硬反応により固結させ、しかる後、前記細粒高炉水砕スラグ（Ａ）よりも粒度の粗い高炉水砕スラグ（Ｂ）を前記水底に投入することにより、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）による下部覆砂層と、高炉水砕スラグ（Ｂ）による上部覆砂層とを有する覆砂層を形成することを特徴とする水底の覆砂方法。
【請求項６】
覆砂すべき水底は、人為的に投入された底泥を有することを特徴とする請求項５に記載の水底の覆砂方法。
【請求項７】
細粒高炉水砕スラグ（Ａ）はＤ５０が０．２〜１．０ｍｍの粒度を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の水底の覆砂方法。
【請求項８】
高炉水砕スラグ（Ｂ）を投入した後、さらにその上に、他の覆砂材を投入することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の水底の覆砂方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水底の覆砂構造及び覆砂方法に関するものであり、詳細には、高炉水砕スラグを利用した生物の生育・生息に好適な覆砂構造とこれを得るための覆砂工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、港湾その他の沿岸海域において、底泥（ヘドロ）の堆積による底質・水質の汚染が問題となっている。なかでも、底質・水質の汚染により直接又は間接に引き起こされる青潮や赤潮の発生、海藻や水中生物の生育・生息環境の衰退、消失等の防止対策が大きな課題となっており、これを解決できる海洋環境改善技術の開発が望まれている。
ヘドロ化した底質を改善するために、水底を天然砂（海砂、山砂）を用いて覆砂する等の対策が採られることがある。また、天然砂で覆砂する場合には、同時に砂質水底に生息する魚介類等の生息場の造成も兼ねて行うことがあり、また、築磯効果を期待して天然砂に代えて天然石を用いる場合もある。
【０００３】
しかし、覆砂材として天然砂や天然石を用いることは、その採取によって新たな環境破壊が引き起こされるおそれがある。また、天然砂や天然石は、化学的な底質・水質浄化作用、すなわち底質から溶出する燐等の富栄養成分の除去作用や硫化水素の発生抑制・除去作用等を有していないため、これらでヘドロ化した水底を覆砂しても底質・水質の浄化効果はあまり期待できない。
【０００４】
このような問題に対して、特許文献１〜３には、水底の覆砂材又は環境改善用の敷設材として高炉水砕スラグを用いることが示されている。高炉水砕スラグは鉄鋼製造プロセスで大量に発生するものであるため、安価に且つ大量に入手することができる材料であり、しかも、スラグ粒子から溶出する微量のＣａ分により硫酸還元菌の活動が抑えられることで硫化水素の発生が抑制される、スラグ構成成分に水中の燐や硫化水素が吸着・固定される、といった底質・水質の化学的浄化効果が期待できる。
【特許文献１】特開２００２−３７００９２号公報
【特許文献２】特開２００４−２８５５６０号公報
【特許文献３】特開２００４−２４２０４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、底質を単に高炉水砕スラグで覆砂しただけでは、底質で発生した硫化水素や底質に含まれる栄養塩が、覆砂層（覆砂材の粒子間）を通じて水中に溶出してしまうという問題がある。
また、高炉水砕スラグは、高炉から排出された高温の溶融スラグを噴流水で急冷して得られる（生成される）ものであり、このような生成ままの状態で粒状の形態を有し、一般には海砂よりもやや粗めの粒度と、海砂とほぼ同等の真比重を有している。
一方、水底に堆積する底泥の多くは、水中に浮遊する無機物・有機物が水底に徐々に沈降・堆積し、次第に圧密化されることにより生成する。このため底泥の堆積量が比較的多い水底では、底泥上層に浮泥層（未だ圧密化されず、密度が小さい底泥の層）が比較的厚く存在している。
【０００６】
高炉水砕スラグで水底の覆砂を行う場合、通常は運搬船上から高炉水砕スラグを水底に投入することになるが、上記のように底泥上層に比較的厚い浮泥層が存在する場合、(1)投入された高炉水砕スラグが浮泥層を突き抜け、底泥内部に沈み込んでしまう、或いは、(2)高炉水砕スラグの投入により浮泥が水中に巻き上げられ、この浮泥が再び沈降して覆砂材（高炉水砕スラグ）を覆ってしまう、という原因によって高炉水砕スラグが底泥内に没入し、適切な覆砂層が形成できなくなるという問題がある。また、水中に巻き上げられた浮泥により水が汚濁されるという問題もある。また、高炉水砕スラグの覆砂層は、ある程度の期間が経過すると層全体や局部的な沈み込みが生じ、覆砂層としての機能が低下しやすいという問題もある。
【０００７】
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、覆砂材として高炉水砕スラグを用いる水底の覆砂構造において、底質からの硫化水素や栄養塩の溶出を適切に防止することができ且つ沈み込みが生じにくい安定した覆砂構造を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、底泥が堆積した水底などにおいても、そのような覆砂構造を適切に形成することができる覆砂方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
高炉水砕スラグは潜在水硬性（アルカリ刺激等により水和反応を起こし、硬化する性質）を有することが知られているが、本発明者らは、高炉水砕スラグを破砕処理又は／及び分級して得られた細粒高炉水砕スラグは、元の高炉水砕スラグに較べて潜在水硬性が格段に高くなることを確認し、このような高い潜在水硬性を有する細粒高炉水砕スラグを覆砂材の一部として利用するという着想の下に、上記課題を解決できる覆砂構造及び覆砂方法について検討を行った。その結果、下層側に細粒高炉水砕スラグからなる下部覆砂層を有し、その上に粒度の粗い高炉水砕スラグ（＝細粒高炉水砕スラグよりも粒度の粗い高炉水砕スラグ。以下同様）からなる上部覆砂層を有する覆砂構造とした場合には、下部覆砂層が固結することによって底質からの硫化水素や栄養塩の溶出を遮断する蓋の役目をするため、生物の生育・生息に適した覆砂層を形成でき、しかも覆砂層の沈み込みも生じにくいことが判った。
【０００９】
また、含水量が多い軟弱な底泥を有する水底に上記覆砂構造を適正に形成できる方法について検討した結果、覆砂を行うに当たって、最初に上記細粒高炉水砕スラグを水底に投入し、適当な時間（期間）をおいてから、粒度の粗い高炉水砕スラグを投入するという方法を採ることにより、最初に投入した細粒高炉水砕スラグが底質上層に留まって層状に固結し、この固結層にその後に投入される粒度の粗い高炉水砕スラグが保持されることによって適切な覆砂層が形成できることが判明した。すなわち、最初に投入した細粒高炉水砕スラグは水中を緩やかに沈降し、このため底質上層（浮泥層など）を突き抜けたり、浮泥を水中に巻き上げたりすることなく、多くが底質上層に捕捉される。この細粒高炉水砕スラグは高い潜在水硬性を有しているため短期間のうちに水硬反応を生じ、細粒高炉水砕スラグ層が適度な固さ（少なくとも、後に投入される粒度の粗い高炉水砕スラグが突き抜けない程度の固さ）に固結する。そして、このように固結した細粒高炉水砕スラグ層の上に投入された粒度の粗い高炉水砕スラグは、浮泥を水中に巻き上げることなく、且つ底質内に沈み込んでしまうことなく細粒高炉水砕スラグ層上に保持されることになり、これにより上述した覆砂構造を安定的に形成できることが判った。また、細粒高炉水砕スラグからのＣａの溶出による水のｐＨ上昇は、覆砂層や周囲の水域の生物生息環境に悪影響を与えるほど過剰なものではないことも判明した。
【００１０】
従来、高炉水砕スラグは粒度が粗めの方が覆砂材に適していると考えられ、このため特許文献３においても、高炉水砕スラグを分級して得られた粗い方のスラグを覆砂材として利用している。一方、従来では細かい粒度の高炉水砕スラグを覆砂工法に積極利用するという考え方はなかった。これに対して、本発明者らが創案した上記覆砂構造及び覆砂方法は、細かい高炉水砕スラグと粗い高炉水砕スラグを、それぞれの性質・機能に応じて使い分けることにより、高炉水砕スラグ全体を有効利用しつつ、適切な覆砂層を形成できるものである。
【００１１】
本発明は、以上述べたような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
［1］高炉水砕スラグを破砕処理又は／及び分級して得られた細粒高炉水砕スラグ（Ａ）により形成された下部覆砂層と、前記細粒高炉水砕スラグ（Ａ）よりも粒度の粗い高炉水砕スラグ（Ｂ）により、前記下部覆砂層の上に形成された上部覆砂層とを有することを特徴とする水底の覆砂構造。
【００１２】
［2］上記［1］の覆砂構造において、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）はＤ５０が０．２〜１．０ｍｍの粒度を有することを特徴とする水底の覆砂構造。
［3］上記［1］又は［2］の覆砂構造において、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）が固結（但し、底質の一部とともに固結する場合を含む）した状態にあることを特徴とする水底の覆砂構造。
［4］上記［1］〜［3］のいずれかの覆砂構造において、上部覆砂層の上に、さらに、他の覆砂材からなる覆砂層を形成したことを特徴とする水底の覆砂構造。
【００１３】
［5］高炉水砕スラグを破砕処理又は／及び分級して得られた細粒高炉水砕スラグ（Ａ）を水底に投入し、底質の上層に捕捉された前記細粒高炉水砕スラグ（Ａ）をその水硬反応により固結させ、しかる後、前記細粒高炉水砕スラグ（Ａ）よりも粒度の粗い高炉水砕スラグ（Ｂ）を前記水底に投入することにより、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）による下部覆砂層と、高炉水砕スラグ（Ｂ）による上部覆砂層とを有する覆砂層を形成することを特徴とする水底の覆砂方法。
【００１４】
［6］上記［5］の覆砂方法において、覆砂すべき水底は、人為的に投入された底泥を有することを特徴とする水底の覆砂方法。
［7］上記［5］又は［6］の覆砂方法において、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）はＤ５０が０．２〜１．０ｍｍの粒度を有することを特徴とする水底の覆砂方法。
［8］上記［5］〜［7］のいずれかの覆砂方法において、高炉水砕スラグ（Ｂ）を投入した後、さらにその上に、他の覆砂材を投入することを特徴とする水底の覆砂方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の覆砂構造によれば、高い潜在水硬性を有する細粒高炉水砕スラグ（Ａ）により形成された下部覆砂層が固結することで底質の蓋の役目をするため、底質からの硫化水素や栄養塩の溶出を適切に防止することができ、一方において、高炉水砕スラグ（Ｂ）により形成された上部覆砂層が生物の生育・生息場所となる本来的な覆砂層の役目をし、このため生物の生育・生息に適した水底環境を形成することができる。また、下部覆砂層が固結することにより、覆砂層の全体的或いは局所的な沈み込みも抑制することができる。
【００１６】
また、本発明の覆砂方法によれば、最初に投入した高い潜在水硬性を有する細粒高炉水砕スラグ（Ａ）が底質上層に留まって固結するため、その後投入された比較的粒度が粗い高炉水砕スラグ（Ｂ）が細粒高炉水砕スラグ（Ａ）の固結層に保持されることで、底質内への沈み込みが防止され、所望の覆砂構造を安定的に形成することができる。また、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）の投入や高炉水砕スラグ（Ｂ）の投入による浮泥の水中への巻き上げを効果的に防止できるため、覆砂施工時の浮泥の巻き上げによる水の汚濁も防止できる。また、細粒高炉水砕スラグからのＣａの溶出による水のｐＨ上昇は、覆砂層や周囲の水域の生物生息環境に悪影響を与えるほど過剰なものではない。以上のことから、本発明の覆砂方法によれば、底泥が堆積した水底などに生物の生息環境として好適な覆砂層を安定的に形成することができ、また、覆砂施工に伴う水の汚濁なども極力抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
高炉水砕スラグは、高炉から排出された高温の溶融スラグを噴流水で急冷（水砕処理）して得られるものであり、このような生成過程を経て生成したままの高炉水砕スラグ（以下、これを「生成ままの高炉水砕スラグ」という）は粒状の形態を有し、一般に粒径５ｍｍ以下のスラグ粒子の割合が９０mass％以上で、Ｄ５０が１ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の粒度分布を有する。
本発明では、このような生成ままの高炉水砕スラグを破砕処理又は／及び分級することにより細粒高炉水砕スラグ（Ａ）を得て、この細粒高炉水砕スラグ（Ａ）を底質の蓋として機能する覆砂材として利用するものである。
【００１８】
本発明の水底の覆砂構造は、前記細粒高炉水砕スラグ（Ａ）により形成された下部覆砂層と、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）よりも粒度の粗い高炉水砕スラグ（Ｂ）により、前記下部覆砂層の上に形成された上部覆砂層とを有する。
下部覆砂層を構成する細粒高炉水砕スラグ（Ａ）の粒度としては、水中において短期間のうちに固結するための高い潜在水硬性を備えさせるという観点から、Ｄ５０が１．０ｍ以下、好ましくは０．９ｍｍ以下が望ましい。但し、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）の粒度が過剰に小さいと、投入しても水中に拡散したり、水流に流されたりしやすいため、Ｄ５０が０．２ｍｍ以上、好ましくは０．３ｍｍ以上が望ましい。
【００１９】
細粒高炉水砕スラグ（Ａ）としては、(1)生成ままの高炉水砕スラグを破砕処理したもの、(2)生成ままの高炉水砕スラグを篩い分け等により分級して得られた細かい方のスラグ、(3)生成ままの高炉水砕スラグを破砕処理し、次いで、篩い分け等により分級して得られた細かい方のスラグ、(4)生成ままの高炉水砕スラグを篩い分け等により分級して得られた細かい方のスラグをさらに破砕処理したもの、などを用いることができる。
【００２０】
上記分級の方式としては、乾式篩い、湿式篩い、気流分離などの適宜な方法を用いることができる。
なお、高炉水砕スラグは、その製法上の理由から針状物が多く含まれており、覆砂材として利用する場合に、この針状物を取り除くために分級が行われることがあるが、このような目的で行われる分級により得られた細かい方のスラグ或いはこれを破砕処理したものを、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）として用いてもよい。
また、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）として、少なくとも１週間程度屋外で野積みして表面を水和反応させたものを用いることにより、水底に投入した後の固結を早めることができる。
【００２１】
下部覆砂層を構成する細粒高炉水砕スラグ（Ａ）は高い潜在水硬性を有するため、水底に投入してからある程度の期間が経過すると（細粒高炉水砕スラグ（Ａ）の粒度や投入量等にもよるが、例えば１日〜２週間程度）、水硬反応を生じて固結した状態となり、底質の蓋としての機能を発揮する。また、上部覆砂層が形成された後は、上部覆砂層を保持して覆砂層の全体的或いは局所的な沈み込みを抑制する機能を発揮する。なお、底質はケイ酸塩を含有しているため、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）は底質の一部を取り込んだ状態で固結する場合もある。
【００２２】
ここで、本発明において下部覆砂層を構成する細粒高炉水砕スラグ（Ａ）が固結した（或いは下部覆砂層が固結した）状態とは、下部覆砂層の層高方向における少なくとも一部領域のスラグ粒子どうしが、上部覆砂層を構成する高炉水砕スラグ（Ｂ）を保持できる程度の割合及び強度で結合した状態であればよい。ここで、下部覆砂層は、層下側部分ほど海水の交換が少なく且つ圧密されやすいために、固結しやすい。したがって、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）（或いは下部覆砂層）が固結したか否かの評価方法として、下部覆砂層を重機によりコアボーリングして、層最下部を含む層下側部分（下部覆砂層の全層厚が１００ｍｍ以下の場合には層厚方向の全部）から１００ｍｍφ×１００ｍｍＨのコアを採取し、このコアをＪＩＳ
Ａ １１０２に準拠して篩い振とう機で１分間篩い分けした時に、篩目１０ｍｍの篩上の高炉水砕スラグ量が全体の１０mass％以上であれば、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）（或いは下部覆砂層）が固結した状態と評価してよい。また、同篩上の高炉水砕スラグ量が全体の２０mass％以上、特に望ましくは３０mass％以上であれば、より好ましい固結状態であると言える。なお、覆砂領域全体を対象とした場合、局所的に上記のような固結状態に達しない領域（非固結領域）が生じる場合があるが、このような局所的な非固結領域が生じても本発明の作用効果を得る上で特に大きな問題はなく、したがって、覆砂層全体としては細粒高炉水砕スラグ（Ａ）（或いは下部覆砂層）が固結した状態として評価できる。
下部覆砂層の層厚に特に制限はないが、底質の蓋としての機能の観点からして、通常、１００ｍｍ以上、好ましくは２００ｍｍ以上の層厚とすることが好ましい。
【００２３】
上部覆砂層を構成する高炉水砕スラグ（Ｂ）の粒度は、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）よりも粒度が大きいという条件を満足すればよく、それ以上の特別な制限はないが、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）の好ましい粒度がＤ５０で０．２〜１．０ｍｍであることから、Ｄ５０で１．０ｍｍ超、好ましくは１．２ｍｍ以上であることが望ましい。
高炉水砕スラグ（Ｂ）としては、(1)生成ままの高炉水砕スラグ、(2)生成ままの高炉水砕スラグを篩い分け等により分級して得られた粗い方のスラグ、などを用いることができる。
【００２４】
ここで、高炉水砕スラグ（Ｂ）により形成される上部覆砂層には、以下のような利点がある。
（1）高炉水砕スラグは粒状で且つ白色であり、天然砂に近い性状及び外観を有しているため、砂地に生息する生物に適した環境を提供できる。
（2）高炉水砕スラグは、その製造上の理由から多孔質組織のガラス質であり、且つスラグ粒子が角張った形状を有しているため、高炉水砕スラグの敷設層はスラグ間隙が大きく、通水性に優れている。このためスラグ間隙の水が入れ替りやすく、この間隙での溶存酸素濃度が確保されやすい。
【００２５】
（3）高炉水砕スラグは天然砂とは異なり、化学的な底質・水質浄化作用を有している。すなわち、スラグ粒子から溶出する微量のＣａ分により硫酸還元菌の活動が抑えられることで硫化水素の発生が抑制されるとともに、スラグ構成成分に水中の燐や硫化水素が吸着・固定されることにより、底質・水質の化学的浄化効果が得られる。
（4）高炉水砕スラグはケイ酸を多量に含み、且つケイ酸塩イオンの溶出性が高いため、海藻類の生育、磯焼けや赤潮の発生防止に有効なケイ酸塩イオンの放出源として有効に機能する。
【００２６】
以上のような本発明の覆砂構造では、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）により形成された下部覆砂層が固結することで底質の蓋の役目をするため、底質からの硫化水素や栄養塩の溶出を適切に防止することができ、また、高炉水砕スラグ（Ｂ）により形成された上部覆砂層が生物の生育・生息場所となる本来的な覆砂層の役目をし、このため生物の生育・生息に適した水底環境を形成できる。また、下部覆砂層が固結することにより、覆砂層の全体的或いは局所的な沈み込みも抑制される。
【００２７】
なお、スラグからのＣａの溶出によって水のｐＨが過剰に上昇すると、覆砂層や周囲の水域での生物生息環境に悪影響を与えるおそれがあるが、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）からのＣａの溶出による水のｐＨ上昇は、生物の生息環境に悪影響を与えるほど過剰なものではない。ここで、底質の蓋を形成することだけを目的とするのであれば、下部覆砂層にセメントなどを使用することも考えられるが、セメントを使用した場合には水のｐＨがかなり高くなり、生物の生息環境に悪影響を与えてしまうおそれがある。
【００２８】
本発明では、必要に応じて、上部覆砂層の上にさらに他の覆砂材からなる覆砂層を形成してもよい。この他の覆砂材とは、高炉水砕スラグ単味からなる覆砂材以外のことである。高炉水砕スラグ以外の覆砂材としては、例えば、天然砂、浚渫土、建設残土、貝殻、砕砂、高炉水砕スラグ以外のスラグ等の中から選ばれる１種以上を用いることができ、これらの２種以上を混合したものでもよい。また、これらの１種以上と高炉水砕スラグ（上述した高炉水砕スラグ（Ｂ））とを混合したものであってもよい。
天然砂としては、海砂、川砂、山砂等を、浚渫土としては、港湾建設や航路掘削等の海洋土木工事（浚渫）で発生したもの等を用いることができる。なお、浚渫土は、事前に乾燥処理（例えば、天日乾燥等）や脱水処理（薬剤を添加して凝集させた後に脱水・減容化する方法）を施したものであってもよい。
【００２９】
また、高炉水砕スラグ以外のスラグとしては、高炉徐冷スラグ（但し、この高炉徐冷スラグは水中でＳが溶出しないようにするため、十分にエージング処理したものが好ましい）、製鋼スラグ、鉱石還元スラグなどの鉄鋼製造プロセスで発生するスラグ、都市ゴミ溶融スラグ、都市ゴミ焼却灰溶融スラグ等の各種スラグを用いることができる。また、製鋼スラグとしては、脱燐スラグ・脱硫スラグ・脱珪スラグ等の溶銑予備処理スラグ、脱炭スラグ、鋳造スラグ、電気炉スラグ等が挙げられる。製鋼スラグとしては、特に脱炭スラグと脱燐スラグが好適である。
また、貝殻としては、アサリ、ホタテ、カキなどの貝殻そのもの、これらの貝殻を粉砕処理又は／及び熱処理したものなどを用いることができる。
【００３０】
本発明の覆砂構造が適用される水域は、海域だけでなく、湖沼・内海・河口などの水域を含む。また、覆砂を養浜、浅場造成、干潟造成等を兼ねて行ってもよい。
また、適用される水底の状態にも特別な制限はなく、含水量が少ない底泥やレキなどからなる水底、含水量が多い底泥などからなる軟弱な水底など、任意の水底に適用することができる。また、人工的に浚渫土を投入して形成された水底、例えば、深掘部や潜堤などで囲った領域に浚渫土を投入して形成した水底などに適用することもできる。
【００３１】
以上のような本発明の覆砂構造を形成するための方法（覆砂方法）については、水底の状態に応じて適宜選択することが好ましい。一般に、覆砂の対象と水底は、その状態により下記(a),(b)に大別できる。
(a) 含水量が少ない水底やレキなどを比較的多く含む水底
(b) 含水量が多い底泥などからなる軟弱な水底
上記(a)の水底の形態としては、(a1)微細な堆積物の圧密が進行し、含水量が比較的少ない底泥からなる水底、(a2)粗粒やレキなどを比較的多く含む水底、などが考えられ、このうち(a1)の具体例としては、堆積物層が形成されてからかなり期間が経過した水底、海底の地形が極相（時間を経て海底地形の変化がほとんど無く安定している状態）に達した堆積物層を有する水底などが挙げられ、また、(a2)の具体例としては、元々レキが主体の底質に堆積物が混合している水底、カキ、アサリなどの貝殻と堆積物とが混合している水底、堆積物と砂が入り混じった水底（河口域近くなど）などが挙げられる。
【００３２】
このような上記(a)の水底では、投入した高炉水砕スラグが底質内部に沈み込むような恐れは殆どないため、本発明の覆砂構造を形成する場合、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）を投入後、その固結を待つことなく、高炉水砕スラグ（Ｂ）を投入することができ、これにより細粒高炉水砕スラグ（Ａ）による下部覆砂層と、高炉水砕スラグ（Ｂ）による上部覆砂層が適正に形成される。ここで、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）が固結しない段階で、その上に高炉水砕スラグ（Ｂ）が投入されても、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）はその後固結し、底質の蓋としての機能を発揮する。
【００３３】
一方、上記(b)の水底としては、(b1)上層が浮泥層で構成された底泥からなる水底、(b2)人為的に投入された軟弱な底泥からなる水底、などが考えられ、(b2)の具体例としては、浅場造成などにおいて、浚渫土などのような含水量の多い中詰め材を投入した水底が挙げられる。
このような上記(b)の水底において、上述した本発明の覆砂構造を形成する場合、覆砂材の底質内部への沈み込みを防止するため、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）を水底に投入し、底質上層に捕捉された細粒高炉水砕スラグ（Ａ）をその水硬反応により固結させ、しかる後、高炉水砕スラグ（Ｂ）を投入するという、本発明の覆砂方法を採ることが好ましい。すなわち、この本発明の覆砂方法では、最初に投入した細粒高炉水砕スラグ（Ａ）を底質上層に捕捉させてそこで固結させ、この細粒高炉水砕スラグ（Ａ）の固結層に高炉水砕スラグ（Ｂ）が保持されることで、底質内への沈み込みが防止されるようにするものである。
【００３４】
最初に投入された細粒高炉水砕スラグ（Ａ）は水中を緩やかに沈降し、このため主たる細粒高炉水砕スラグ（Ａ）は底質上層（例えば浮泥層）を突き抜けたり、浮泥を水中に巻き上げたりすることなく、底質上層付近に静かに堆積することで底質上層に捕捉される。
細粒高炉水砕スラグ（Ａ）は、粒度が小さいために水との接触面積が大きく且つＣａの溶出性が高いため、生成ままの高炉水砕スラグに較べて高い潜在水硬性を示し、このため底質上層に捕捉された細粒高炉水砕スラグ（Ａ）は、直ぐに自ら溶出するＣａのアルカリ刺激により水和硬化反応を生じ、細粒高炉水砕スラグ層は短期間（細粒高炉水砕スラグの粒度や投入量等にもよるが、例えば１日〜２週間程度）のうちに適度な固さに固結する。また、底質はケイ酸塩を含有しているため、細粒高炉水砕スラグ層は底質の一部を取り込んだ状態で固結する場合もある。
【００３５】
この細粒高炉水砕スラグ（Ａ）の固結の程度は、少なくとも後に投入される主たる高炉水砕スラグ（Ｂ）が下方に突き抜けない程度の適度な固さであればよい。したがって、最終的な固結状態に至らない段階の固結状態であってもよい。
なお、本発明の覆砂方法で用いる細粒高炉水砕スラグ（Ａ）やこれにより形成される下部覆砂層の条件は、さきに述べたとおりである。
上述のように細粒高炉水砕スラグ（Ａ）を投入し、底質上層で適度な固さに固結させた後、この固結した細粒高炉水砕スラグ層の上に、高炉水砕スラグ（Ｂ）を投入する。
【００３６】
底質上層に固結した細粒高炉水砕スラグ層が形成されているため、投入された高炉水砕スラグ（Ｂ）は、浮泥を水中に巻き上げることなく且つ底質内に沈み込んでしまうことなく固結した細粒高炉水砕スラグ層上に保持され、適切な覆砂層が安定的に形成される。この高炉水砕スラグ（Ｂ）の投入（敷設）後、覆砂層が重しとなって底泥全体が圧密化され、これに伴い覆砂層も沈降する場合もあるが、覆砂層が底質内に没入するようなことはない。
なお、本発明の覆砂方法で用いる高炉水砕スラグ（Ｂ）やこれにより形成される上部覆砂層の条件は、さきに述べたとおりである。
【００３７】
以上述べたような覆砂方法に限らず、本発明の覆砂構造を得るための細粒高炉水砕スラグ（Ａ）の投入量は特に制限はないが、さきに述べたように１００ｍｍ以上、好ましくは２００ｍｍ以上の層厚になるように投入されることが好ましい。
また、細粒高炉水砕スラグ（Ａ）の水底への投入は、通常、高炉水砕スラグ（Ｂ）と同じく運搬船等の上から行われるが、その際、生成ままの高炉水砕スラグを船上で篩い分け（分級）し、篩下のスラグが細粒高炉水砕スラグ（Ａ）としてそのまま水中に投入されるようにしてもよい。この場合、篩上のスラグが高炉水砕スラグ（Ｂ）の少なくとも一部として用いられる。
また、高炉水砕スラグ（Ｂ）により形成される覆砂層の厚さにも特別な制限はないが、通常、２００ｍｍ以上が適当である。
【００３８】
また、上部覆砂層の上に、さらに他の覆砂材からなる覆砂層を形成する場合の条件についても、さきに述べたとおりである。
また、本発明の覆砂方法では、さきに述べたように覆砂施工時の浮泥の水中への巻き上げが極力抑えられるが、若干生じる可能性がある浮泥の巻き上げを考慮して、必要に応じて覆砂水域をオイルフェンスで囲むなどの浮泥対策を採ってもよい。
【実施例】
【００３９】
[実施例１]
軟弱な堆積物（底泥）が平均厚さ約１ｍで堆積している比較的平坦な海底（水深１０ｍ）に、種々の粒度を有する高炉水砕スラグ（ａ）又は天然砂を下部覆砂材として平均厚さ３０ｃｍで敷設し、下部覆砂層を施工した。７日経過後、下部覆砂層の上にＤ５０＝１．２ｍｍの高炉水砕スラグ（ｂ）を上部覆砂材として平均厚さ３０ｃｍで敷設し、上部覆砂層を施工した。なお、各実施例の覆砂区画の面積は５ｍ２とした。
本発明例では、高炉水砕スラグ（ａ）として、破砕処理した後分級（篩い分け）した高炉水砕スラグを用いた。また、高炉水砕スラグ（ｂ）とＮｏ．５の比較例で用いた高炉水砕スラグ（ａ）としては、生成ままの高炉水砕スラグを用いた。
【００４０】
下部覆砂層施工時の底泥（浮泥）の巻き上げの有無を、施工直後に下部覆砂層上に沈降・再堆積した底泥の厚さで評価した。また、下部覆砂層を施工して７日経過後（上部覆砂層の施工前）に、下部覆砂層の固結の有無を下記測定試験の結果に基づき評価した。
下部覆砂層の中央付近の任意の箇所を重機によりコアボーリングして、層最下部を含む層下側部分から１００ｍｍφ×１００ｍｍＨのコアを採取し、これをＪＩＳ
Ａ １１０２に準拠して篩い振とう機で１分間篩い分けし、篩目１０ｍｍの篩上の高炉水砕スラグ量が全体の１０mass％以上の場合を“固結有り”、１０mass％未満の場合を“固結無し”と評価した。さらに、上部覆砂層を施工してから１ヶ月後に、上層覆砂層上面の沈み込み量（施工直後のレベルからの沈み込み量）を測定した。それらの結果を、下部覆砂材の種類及び粒度とともに表１に示す。
【００４１】
【表１】
2007063923.tif 000002
【００４２】
[実施例２]
カキの貝殻が混在した堆積物（底泥）が平均厚さ約５０ｃｍで堆積している比較的平坦な海底（水深１０ｍ）に、種々の粒度を有する高炉水砕スラグ（ａ）又は天然砂を下部覆砂材として平均厚さ３０ｃｍで敷設し、下部覆砂層を施工した。その直後に、下部覆砂層の上にＤ５０＝１．２ｍｍの高炉水砕スラグ（ｂ）を上部覆砂材として平均厚さ３０ｃｍで敷設し、上部覆砂層を施工した。なお、各実施例の覆砂区画の面積は５ｍ２とした。
本発明例では、高炉水砕スラグ（ａ）として、破砕処理した後分級（篩い分け）した高炉水砕スラグを用いた。また、高炉水砕スラグ（ｂ）とＮｏ．５の比較例で用いた高炉水砕スラグ（ａ）としては、生成ままの高炉水砕スラグを用いた。
【００４３】
実施例１と同様に、下部覆砂層施工時の底泥（浮泥）の巻き上げの有無を、施工直後に下部覆砂層上に沈降・再堆積した底泥の厚さで評価した。また、下部覆砂層を施工して７日経過後に、下部覆砂層の固結の有無を実施例１と同様の試験により評価した。さらに、上部覆砂層を施工してから１ヶ月後に、上層覆砂層上面の沈み込み量（施工直後のレベルからの沈み込み量）を測定した。それらの結果を、下部覆砂材の種類及び粒度とともに表２に示す。
【００４４】
【表２】
2007063923.tif 000003