(57)【要約】      （修正有）【課題】掘り抜きを用いないで、地下の深いところまで地下水を遮蔽する方法を提供する。【解決手段】地下水層の地下方向にボーリングにより作られた穴１２に、円筒を挿入し、それに遅効性膨潤剤材を充填した後、円筒を引き抜いて作られる吸水ポリマー円柱群により地下水を遮蔽する。このときの遅効性膨潤剤として、水に溶解するカプセル殻に、吸水ポリマーと、砂を充填して作られるカプセルを用いる。この発明では、吸水ポリマーの膨潤圧を有効に利用するため、穴をジグザグに穿ち、壁状に配置する。【選択図】図４ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボーリングにより円柱状に空けられ、壁状に配置された穴と
遅効性膨潤材を備え、
穴内に遅効性膨潤剤を充填した後に作られる吸水ポリマー円柱群による地下水の遮蔽法。
【請求項２】
ボーリングにより円柱状に空けられ、壁状に配置された穴と
円筒状パイプと
遅効性膨潤材を備え、
円筒状パイプをその穴に挿入し、パイプ内に遅効性膨潤剤を充填した後、パイプを引き抜いて作られる吸水ポリマー円柱群による地下水の遮蔽法。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２の遅効性膨潤剤として、
水に溶解するカプセルと、
吸水ポリマーと
比重が大きく小粒径の物質（落下剤）を備え、
カプセル内に吸水ポリマーと、落下剤を混合したものを充填して作られる膨潤剤（膨潤カプセル）を用いた地下水の遮蔽法。
【請求項４】
請求項３の膨潤カプセルに比べ、溶解時間の大きいカプセルに接着剤を充填した接着剤充填カプセルと膨潤カプセルと混合したものを請求項１あるいは請求項２の遅効性膨潤剤として用いる地下水の遮蔽法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、地下水の遮蔽に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  汚染された地下水が海洋に注ぎ、海洋汚染の問題になることから、地下水を遮蔽する技術が要求されている。地下の比較的浅いところでの水の遮蔽には、遮蔽する部分を掘削して鋼板を挿入したり、遮水シートを挿入したり、コンクリートで壁（文献１）を設置すること等が一般的に行われてきた。【０００３】  一方、遮蔽する深さが大きくなったときは、従来法による工事は極めて困難となり、工事費用が莫大となる。すなわち、深さが大きいときの遮水工事として、掘り抜きは適当ではない。そこで、近年、福島原子力発電所の地下水漏洩遮断法として、地下で氷の壁を形成する方法が提案され、実証試験が行われた。しかし、水が凍らずに地下水の流れを遮断するまでには至らなかったようである。
【先行技術文献】
【０００４】
【文献１】
尾島・石川・井上、遮水壁打設による地下かん養効果に関する研究、第３０回水理講演会論文集（１９８６）、ｐｐ．２５９−２６４．
【文献２】
長屋・超・和田・金田・安藤・村上、穴があいても漏れない自己修復機能を有する遮水シートの開発、機械学会論文集、Ｃ編、Ｖｏｌ．６９，Ｎｏ．６７８（２００３−２），ｐｐ．５４５−５５３．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  地下の深いところまで、掘り抜きの方法を使わずに従来の技術で地下水を遮蔽することは困難であるという問題があった。【０００６】  本発明は、このような従来技術とは別に、掘り抜きを用いないで、地下の深いところまで地下水を遮蔽する方法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】
【０００７】  上述した目的を達成するため、本発明の地下水遮蔽方法は、適当な大きさの穴を地下の必要な深さまでボーリングして円柱孔を形成する。この穴は地下水を遮蔽する壁を作るように適当な間隔で並べてあり、直線的、あるいはジグザグに配置される。ついで、次に述べる順序で吸水ポリマー円柱群を形成していく。【０００８】  薬剤などに用いられるカプセル材料を用いて水溶性カプセルを作成し、その中に吸水ポリマーと比重の大きい粒子の小さい物質（以下落下材という）を混合して充填する。落下剤としては、例えば、安価な砂などが考えられる。このカプセルは水と接触して溶解するまでに時間がかかるので、遅効性膨潤材として用いることができる。【０００９】  このカプセルを穴の中に充填する。このとき、カプセルは落下材の重さにより円柱孔内の水中を速やかに落下する。このカプセルを、地下水のない高さまで積み上げ、その上を土砂で覆う。このとき、吸水ポリマーは膨潤カプセル内に充填されているので、カプセルが溶解するまで水と接触することはない。すなわち、穴の底から必要な高さまで吸水ポリマーをゲル化させずに積み上げていくことができる。【００１０】  土砂が柔らかく、円柱孔を形成する過程で土砂が崩れる場合は穴に円筒状のパイプを挿入する。【００１１】  ついで、膨潤カプセルが溶解する以前にパイプを引き上げて取り除く。この状態で、膨潤カプセルはボーリングされた穴の土壁面に接触する。【００１２】  適当なサイズの格子内に吸水ポリマーが充填された遮水シートが開発されている（文献２）。これによると、吸水ポリマーが水に接触したとき、吸水ポリマーが膨張して非常に大きな圧力が格子内に発生する。この状態で、シートに貫通穴を明けても瞬時に膨潤圧により穴が修復されることが明らかにされている。本発明はこの原理を用いている。【００１３】  すなわち、上記の状態で膨潤カプセルが溶解して吸水ポリマーが露出し、水と接触すると、吸水ポリマーは水を吸って大きく膨張すると共にゲル化するので、この中の水の流れを遮断する。また、円柱状に形成される吸水ポリマー柱はゲル化してりまわりの土砂を取り込んで膨張し、隣の円柱状ポリマーとの距離を縮める。さらに、回りの土砂を膨潤圧により大きな力で圧縮するので、土は礫の間で圧密され、水の通りを遮断するか、あるいは極めて透水性を悪くするので、地下水の流れを遮蔽するか極端に小さくすることができる。なお、膨潤時のポリマー柱が互いに接触するまでボーリングの穴間隔を小さくすれば、完全に地下水の流れを遮蔽することができる。【００１４】  前記の方法で地下水の遮蔽はできるが、吸水ポリマーは水分を吸収してゲル化しており、固化している訳ではないので、不安定である。したがって、ゲル化した吸水ポリマーを固化して安定化させることも重要である。そこで、水溶性カプセルの中に接着剤を挿入した遅効性接着剤を本発明で提供する。この接着剤のカプセルは前記遅効性膨潤カプセルよりカプセル殻が厚く、膨潤カプセルの溶解時間よりこのカプセルの溶解時間が大きい。
このカプセルと前記膨潤カプセルを混合して穴の中に投入する。これにより、吸水ポリマーが水を吸収して膨潤した後に接着剤のカプセルの殻が溶解し、ゲルを固化して安定化させることができる。
【発明の効果】
【００１５】  本発明の地下水の遮蔽法によれば、地下の深いところまで地下水を遮蔽することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の地下水の遮蔽法の実施の形態を示す平面図である。
【図２】本発明の地下水の遮蔽法の実施の形態に係る吸水ポリマーカプセルを示す説明図である。
【図３】本発明の地下水の遮蔽法実施の形態を示す説明図である。
【図４ａ】本発明の地下水の遮蔽法を実施した地下平面の説明図である
【図４ｂ】本発明の地下水の遮蔽法を実施した地下断面の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】  以下、本発明の地下水の遮蔽法を実施するための形態について、図１〜図４を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。
【００１８】  まず、本発明の地下水の遮蔽法の実施の形態の構成について、図１を参照して説明する。
図１は、本発明の地下水の遮蔽法の実施の形態の平面図である。
【００１９】  図１に示すように、地下水を遮蔽しようとする地下に地下で壁を作るようにボーリングにより、適当な間隔で穴を穿つ。この穴は、直線上に配置しても良いが、ジグザグに配置することが望ましい。そうすることで、地下水の流れと直角な膨潤圧の成分を隣り合う吸水ポリマー柱間で得ることができる。
【００２０】  図２は、吸水ポリマーを穴の底部まで水に接触させずに降下させる遅効性膨潤材（カプセル）である。このカプセル１５の容器は薬剤のカプセルのように水と接触してもしばらくは溶解しない材料で作られている。カプセル内には、吸水ポリマー１８と砂１７を混合したものが充填されている。すなわち、このカプセルは水と接触した後すぐには溶解せず、しばらく間をあいた後に溶解し、内部の吸水ポリマーが水と接触して膨張する。
【００２１】  図３（Ａ）は図１のようにしてボーリングされた穴に円筒形のパイプ１０を挿入したときの図である。地下水３５がパイプの中にしみ出てきている。
【００２２】  上記図３（Ａ）の状態のパイプ内に膨潤カプセル１５を挿入した状態を示した図が図３（Ｂ）である。
【００２３】  図３（Ｂ）の状態から、パイプ１０を引き抜いた図が図３（Ｃ）である。このとき膨潤カプセルは溶解し、なかの吸水ポリマーが水と接触して膨張し、これが穴の壁面を圧縮し、押し広げている。
【００２４】  これにより壁状に配置された吸水ポリマーゲルの柱群（図４）により、周りの土砂が圧縮され、土砂の間隙を埋めるので、地下水を遮蔽するかきわめて透水性を悪くさせることができる。
【００２５】  さらに前記膨潤カプセルより殻厚の大きい接着剤充填カプセルを作り、膨潤カプセルと混合して円筒孔１２に投入すれば、ゲル化した吸水ポリマーは固化して安定化する。
【符号の説明】
【００２６】  １０…円筒、  １２…ボーリングにより作られた円筒孔、  １５…吸水ポリマーカプセル、  ２０…吸水ポリマーと水が接触してできるゲル、３０…地下水層、  ３５…地下水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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