(57)【要約】 【課題】埋立地の廃棄物処分場のような地下水位が高い処分場での圧密孔（無排出削孔）を形成して廃棄物減容処理に際して、圧密孔の形成（削孔工）を効率的に実施できるようにする。【解決手段】下端に設けた閉口時に逆円錐形状となる開閉刺突部１１４と、下方に設けて掘削物を孔壁に押圧する複数の圧密板１１３と、適宜長さのケーシング１２と、上方開口箇所に設けた密閉蓋板１３とを備えた掘削体１を用いて、密閉状態の掘削体（必要に応じて所定圧の高圧空気を供給しながら）のケーシングを抱持して回転掘削する掘進機構を備えた掘削装置で、所望の深さの掘削孔を無排出で形成する掘削工と、前記掘削工の後に、密閉蓋板を開口してケーシング上部開口箇所から廃棄物を投入し、開閉刺突部を開口してケーシングを引き抜き、掘削孔を投入廃棄物で満たす埋め戻し工とを、掘削位置を変更して順次繰り返してなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端に設けた閉口時に逆円錐形状となる開閉刺突部と、下方に設けて掘削物を孔壁に押圧する複数の圧密板と、適宜長さのケーシングと、上方開口箇所に設けた密閉蓋板とを備えた掘削体を用いて、密閉状態の掘削体のケーシングを抱持して回転掘削する掘進機構を備えた掘削装置で、所望の深さの掘削孔を無排出で形成する掘削工と、前記掘削工の後に、密閉蓋体を開口してケーシング上部開口箇所から廃棄物を投入し、開閉刺突部を開口してケーシングを引き抜き、掘削孔を投入廃棄物で満たす埋め戻し工とを、掘削位置を変更して順次繰り返してなることを特徴とする廃棄物処分場における廃棄物減容処理工法
【請求項２】
下端に設けた閉口時に逆円錐形状となる開閉刺突部と、下方に設けて掘削物を孔壁に押圧する複数の圧密板と、適宜長さのケーシングと、上方開口箇所に設けた密閉蓋板とを備えた掘削体を用いて、掘削体に所定圧の高圧空気を供給しながら、ケーシングを抱持して回転掘削する掘進機構を備えた掘削装置で、所望の深さの掘削孔を無排出で形成する掘削工と、前記掘削工の後に、密閉蓋体を開口してケーシング上部開口箇所から廃棄物を投入し、開閉刺突部を開口してケーシングを引き抜き、掘削孔を投入廃棄物で満たす埋め戻し工とを、掘削位置を変更して順次繰り返してなることを特徴とする廃棄物処分場における廃棄物減容処理工法
【請求項３】
埋め戻し工において、廃棄物投入中或いは投入後又は双方時に、適宜スクリュー羽根を備えた回転充填体を掘削体内に垂下配置して、投入廃棄物に対して下方への充填圧を加えてなる請求項１又は２記載の廃棄物処分場における廃棄物減容処理工法。
【請求項４】
掘削工において、掘削体のケーシングが連結可能な複数のケーシングで、且つ各々密閉蓋板を着脱自在に設けてなり、ケーシングを繋いで所望深さの掘削孔を形成してなる請求項１乃至３記載の何れかの廃棄物処分場における廃棄物減容処理工法。
【請求項５】
下端に設けた閉口時に逆円錐形状となる開閉刺突部と、下方に設けて掘削物を孔壁に押圧する複数の圧密板と、適宜長さのケーシングと、上方開口部分に設けた密閉蓋板と、適宜部位に設けた高圧空気供給口とを備えてなることを特徴とする掘削体。
【請求項６】
連結可能な複数のケーシングが、各々密閉蓋板を着脱自在に設けてなる請求項５記載の掘削体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋立地の廃棄物処分場のような地下水位が高い処分場において、廃棄物の減容を実現する廃棄物減容処理工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般廃棄物や産業廃棄物等のうち再利用されない廃棄物は、廃棄物処分場に投棄しているもので、投棄は単に従前の廃棄物の上になされ、廃棄物が順次積層されていくものである。放置しておくと自重による自然の圧縮以外に減容がなされない。このため処分場が満杯になると別の処分場を探さなければならない。
【０００３】
そこで廃棄物処分場において、外周にコテ部を備えた掘削土砂圧密形のオーガ（掘削体）を使用して、無排出で掘削穿孔することで圧密孔（無排出掘削孔）を形成し、この圧密孔が新たに廃棄物廃棄空間となり、当該空間に廃棄物を廃棄充填する廃棄物減容処理工法が知られている。
【０００４】
例えば特許文献１（特開平１０−２７２４３２号公報）には、圧密孔を形成した後に掘削体を孔内に差し入れた状態で逆回転をさせて引き抜きながら、孔口から廃棄物を投入し、孔底へと落下させながらコテ部（圧密板）で孔壁に圧密させ、更に残りを孔底に順次堆積させる手段が開示されている。
【０００５】
特許文献２（特開２００１−２８６８４３号公報）には、圧密コテ（圧密板）を周面に設けたケーシング体と、このケーシング体内を通し且つ先端から突出する掘削ヘッドを有する掘削ロッドとからなる掘削体を使用し、ケーシング体の圧密コテで無排出掘削を行い、ケーシング体を残した状態でケーシング体内に表層廃棄物を投入し、後にケーシング体を引き抜く廃棄物処理工法が開示されている。
【０００６】
特許文献３（特開２００６−１５２６２号公報）には、無排出掘削孔を形成してオーガを引き抜いた後に、前記掘削孔に外周面が平滑なケーシング体を立て込み、ケーシング体内に廃棄物を投入充填しながら若しくは充填後にケーシング体の引き抜きを行う処理工法が開示されている。
【０００７】
特許文献４（特開２０１４−２０５０９５号公報）には、ケーシング体の先部に、開閉刺突部を備えた掘削部を連結した掘削体を使用し、ケーシング体を抱持して回転掘削する掘進機構を備えた掘削装置によって圧密孔を形成し、掘削体を埋設したままケーシング体上部開口箇所からゴミを投入し、開閉刺突部を開口して掘削体（掘削部及びケーシング体）を引き抜いて、掘削孔にゴミを満たす埋め戻しを行う工法が開示されている。
【０００８】
特許文献５（特開２０１５−５４２７５号公報）には、前記特許文献４に開示された先端開口ケーシング体を採用する工法において、更にケーシング内へ投入した廃棄物に対し充填圧を加えることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２７２４３２号公報。
【特許文献２】特開２００１−２８６８４３号公報。
【特許文献３】特開２００６−１５２６２号公報。
【特許文献４】特開２０１４−２０５０９５号公報。
【特許文献５】特開２０１５−５４２７５号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従前より圧密孔（無排出掘削孔）の掘削で、新たに廃棄物廃棄空間を形成して廃棄物の減容を実現する手法が提案されているが、海岸や湖沼の埋立地形成に際して浚渫土砂、建築廃材、焼却灰、非焼却廃棄物の処分場として利用されている場合がある。このような処分場の地盤は、地下水位が高く、海水・湖水等の地下水が堆積廃棄物中に浸透しており水と廃棄物が飽和状態となっている。
【００１１】
このため前記地盤盤状況にあっては、圧密孔を掘削形成しても、直ぐに海水等の地下水が浸透してきて圧密孔が崩壊してしまう。この対策として本願出願人は、前記した特許文献４，５に開示されているとおり、開閉刺突部を備えた掘削部を連結したケーシング体を抱持して回転掘削を行って圧密孔を形成し、ケーシングをそのまま残し掘削孔の孔壁崩落を防止している状態で、ケーシング体上部開口箇所から廃棄物を投入し、開閉刺突部を開口して掘削体（掘削部及びケーシング体）を引き抜いて、掘削孔に廃棄物を満たす埋め戻しを行う工法を提案した。
【００１２】
しかし前記の掘削体を使用して圧密孔を形成しても、掘削工が終了した時点で当該埋立地の地下水位に達する程度までケーシング体内に地下水が侵入してしまう場合もある。このような状況下で廃棄物をケーシング体内に投入しても軽量廃棄物（例えば廃プラスチック片等）は地下水による浮力を受けて浮き上がってしまい、掘削孔内への廃棄物投入作業に支障をきたしてしまう。
【００１３】
そこで本発明は、開閉刺突部を備えた掘削部とケーシング体で構成された掘削体を使用する廃棄物処理工法において、更に侵入地下水問題に対応できる新たな掘削体及び前記掘削体を使用する廃棄物処理工法を提案したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明（請求項５）に係る掘削体は、下端に設けた閉口時に逆円錐形状となる開閉刺突部と、下方に設けて掘削物を孔壁に押圧する複数の圧密板と、適宜長さのケーシングと、上方開口部分に設けた密閉蓋板と、適宜部位に設けた高圧空気供給口とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明（請求項１，２）に係る廃棄物処分場における廃棄物減容処理工法は、前記掘削体を使用するもので、密閉状態の掘削体のケーシング或いは掘削体に所定圧の高圧空気を供給しながらケーシングを抱持して回転掘削する掘進機構を備えた掘削装置で、所望の深さの掘削孔を無排出で形成する掘削工と、前記掘削工の後に、密閉蓋板を開口してケーシング上部開口箇所から廃棄物を投入し、開閉刺突部を開口して掘削体を引き抜き、掘削孔を投入廃棄物で満たす埋め戻し工とを、掘削位置を変更して順次繰り返してなることを特徴とするものである。
【００１６】
而して廃棄物処分場で掘削体を使用して圧密孔を形成する際に、掘削体が密閉状態（開閉刺突部等における連結箇所や先端の開閉動作部分の完全密閉構造が困難な箇所の微小間隙が存在しているため完全密閉ではないが、完全密閉に近い状態）であるので、そのまま掘削体で掘削して、掘削体が地下水を含む層の深さに達しても、掘削体の前記微小間隙からの僅かな浸水で掘削工を実施できる。更に掘削体に高圧空気を供給することで、掘削体内が高圧空気で満たされ、掘削体の微小隙間から高圧空気が掘削体外に放出されることによって、地下水の掘削体内への侵入が阻止される。
【００１７】
掘削工の終了後に密閉蓋板箇所を開口して廃棄物を掘削体内（ケーシング内）に投入時するもので、当該時には密閉状態が解除され微小間隙からの地下水の侵入を阻止できないが、地下水の多少の滲入は廃棄物投入に支障が生じさせない。廃棄物投入が終了すると、掘削体を引き抜くと、開閉刺突部が開口状態となって掘削体内の投入廃棄物は、圧密孔内に残されることになる。
【００１８】
また本発明の請求項２記載の発明は、特に前記処理工法の埋め戻し工において、廃棄物投入中或いは投入後又は双方時に、適宜スクリュー羽根を備えた回転充填体を掘削体内に垂下配置して、投入廃棄物に対して下方への充填圧を加えてなるものである。
【００１９】
而して埋め戻し工において、適宜必要時（廃棄物投入中又は投入後）に回転充填体を掘削体内に垂下配置し、回転充填体を回転作動させることで、投入廃棄物を掘削体内の下方に圧送し、投入廃棄物を填圧してその密度を高め、投入廃棄物の増量や、ケーシングの引き抜きに際して、開閉刺突部の開口を確実なものとする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は上記のとおりで、圧密孔を掘削して圧密孔に廃棄物投入を行うに際して、埋め立て地等の地下水層や海面下に達する悪条件の廃棄処分場でも、掘削体への地下水の侵入を極力抑えて、地下水の侵入が少ない状況下で掘削体内への廃棄物投入を実現し、廃棄物減容処理は勿論のこと、埋め立て地等への直接の廃棄物埋設処理を効率的に行えるようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の掘削体の実施形態の全体図。
【図２】同要部（開閉刺突部）の断面図。
【図３】同要部（密閉蓋板部）の一部裁断した平面図。
【図４】同要部（密閉蓋板部）の一部裁断した正面図。
【図５】本発明工法の第一実施形態の説明図。
【図６】同第二実施形態の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に本発明工法の第一実施形態に使用する機器について説明する。本発明工法の実施装置は、掘削体１と、設置型掘削装置２と、コンプレッサー３と、バックホー４と、クレーン装置５で構成される。
【００２３】
実施形態として示した掘削体１は、掘削部１１と、ケーシング１２と、密閉蓋板１３で構成され、掘削部１１は、筒状本体１１１の上端縁にケーシング接続部１１２を設け、外周面に圧密板１１３を設け、下端部分に閉口時に逆円錐形状となる開閉刺突部１１４を設けたものである。また圧密板１１３の下方には螺旋羽根１１５を設ける。
【００２４】
ケーシング１２は、前記筒状本体１１１と同一径で、上端開口部１２１に開閉可能に密閉蓋板１３を煽り回動自在に連結し、密閉手段として図示するようにケーシング１２側の外周に、基部を回動自在に装着したボルト体１２２を設け、密閉蓋板１３には、連結腕部１３１を外周に突出させ、前記連結腕部１３１にボルト体１２２に螺合したナット１２３を掛け止めしてなるものである。また密閉蓋板１３には高圧空気供給口１３２と開閉操作を行う操作ハンドル１３３を付設してなるものである。
【００２５】
掘削装置２は、全周回転掘削機と称される既存の設置型装置であり、またコンプレッサー３、バックホー４、クレーン装置５は、周知の既存機器を使用する。
【００２６】
本発明工法（第一実施形態）の施工は、掘削工と埋め戻し工を実施するもので、掘削工は、掘削部１１とケーシング１２を連結し、密閉蓋板１３でケーシング上方開口部を閉蓋して掘削体１を略密閉状態とし、蓋体掘削体１を掘削装置２に装着し、必要に応じてコンプレッサー３と高圧空気供給口１３２とを接続して掘削体１内に高圧空気を供給しながら、掘削孔の掘穿予定位置において掘削を開始する（図５イ）。
【００２７】
掘削は掘削装置２で、掘削体１を回転させながら集積廃棄物Ａに押し込むもので、掘削部１１の開閉刺突部１１４が閉口の逆円錐形の状態で集積廃棄物（又は軟弱地盤）Ａに喰い込み、更に螺旋羽根１１５の作用で集積廃棄物Ａ内に捻り込みながら集積廃棄物Ｂを攪拌して押し上げて掘進する。同時にこの掘進によって圧密板１１３で連続的に孔壁が押圧されて圧密状態となり、ケーシング１２の外周に圧密孔Ｃが形成される。
【００２８】
またこの掘進に際して、掘削体１が密閉状態又は所定圧の高圧空気が供給されるので、掘削体１が地下水（海水も含む）を含む層の深さに達しても、密閉状態で掘削体１内の空気が地表に抜出ることが無く、また更に高圧空気の供給を行うと掘削体１の微小間隙からの掘削体１が有する各隙間から高圧空気が放出され、地下水の掘削体内への侵入を阻止しながら掘削を行うことになる。そして掘削体１が所望の深さに達すると掘削工が終了し、次の埋め戻し工を行う。
【００２９】
埋め戻し工は、密閉蓋板１３での密閉を解除し、上端開口部１２１を開口し、当該箇所、処分場への搬入廃棄物や処分場の表層廃棄物をかき集めた廃棄物Ｂを、バックホー４を使用して投入する（図５ロ）。
【００３０】
尚掘削工の終了後に密閉蓋板１３を開口し、高圧空気供給の場合にはその供給を停止する。この状態では、地下水侵入の阻止機能が発揮されないが、地下水の滲入と廃棄物投入が同時進行となり、廃棄物Ｂの投入には何らの支障が生じない。
【００３１】
廃棄物Ｂの投入が終了すると、掘削体１を掘削装置２の逆転動作で引き抜くもので（図５ハ）、掘削体１を引き抜くと、投入された廃棄物Ｂの自重によって開閉刺突部１１４が開口し、掘削体１内の投入廃棄物Ｂは、圧密孔Ｃ内に残されることになる。
【００３２】
埋め戻し工を終了すると、掘削装置２は、クレーン装置５で、次の掘削工位置に移動し（図５ニ）、掘削工、埋め戻し工を順次繰り返す。これによって廃棄物処分場での廃棄物の減容が実現し、当該処分場での更なる量の廃棄物を廃棄が可能となる。
【００３３】
尚埋め戻し工終了後に、当該埋戻し箇所において埋戻しが不十分な場合には、バックホー４で集積廃棄物Ａをかき集めて、埋戻し箇所の整地を行う（図５ホ）。
【００３４】
次に図６に示した本発明工法の第二実施形態について説明する。この実施形態は、第一実施形態と相違するのは掘削装置２ａが自走式であり、更に回転充填体６及び回転駆動装置を使用するものである。尚本実施形態も高圧空気を供給するか否かは、任意で定められるものであるが、高圧空気供給の例として説明する。
【００３５】
回転充填体６及び回転充填体６の回転駆動装置は、両者が連結されてクレーン装置５ａに吊下げて使用されるもので、回転充填体６は、一般の掘削オーガにおいて掘削ヘッドを取り除いた形状のもので、シャフト部にスクュー羽根を備えたものである。また回転駆動装置は回転駆動部を内装し、前記回転充填体６を回転駆動してなるものである。
【００３６】
第二実施形態においては、自走式掘削装置２ａに掘削体１を抱持させて、所定箇所で前記第一実施形態と同様に、掘削体１を密閉状態として掘削体１内に高圧空気を供給しながら掘削を行う（図６イ）。従って圧密孔Ｃの掘削に際しては掘削体１内への地下水の侵入阻止が行われるものである。
【００３７】
埋め戻し工は、第一実施形態と同様に密閉蓋板１３での密閉を解除し、上端開口部１２１を開口し、当該箇所、処分場への搬入廃棄物や処分場の表層廃棄物をかき集めた廃棄物Ｂを、バックホー４を使用して投入する（図６ロ）。
【００３８】
投入廃棄物Ｂが掘削体１内を適宜に満たすと、クレーン装置５ａに吊下げた回転充填体６を適宜な自転防止処置を施して掘削体１内に差し入れながら回転動作を行う。回転充填体６を充填回転（掘削逆回転）させると、投入された廃棄物Ｂは、掘削体１の内底方へ押し込められる。そして掘削体１を僅かに上方に引き抜くと、投入廃棄物Ｂが回転充填体６で上方移動が阻止されると共に強く下圧されているので、開閉刺突部１１４には強い開口圧力が加わり、開閉刺突部１１４は確実に開放状態となる。
【００３９】
もちろん埋め戻し工の途中で一旦回転充填体６による投入廃棄物Ｂの機械充填を行うことで、掘削体１内への投入廃棄物Ｂの投入量を増大させることもできる。
【００４０】
そして掘削体１を圧密孔Ｃから引き抜いて埋め戻し工を終了すると、掘削体１を抱持したまま自走式掘削装置２ａで、次の掘削工位置に移動する（図６ニ）。また埋戻しが不十分な場合には、バックホー４で集積廃棄物Ａをかき集めて、埋戻し箇所の整地を行う（図６ホ）。
【００４１】
前記の第一実施形態及び第二実施形態は単一のケーシングを備え掘削体の例を示したが、本発明は複数のケーシングを採用することもできる。例えば連結可能な複数のケーシングが、各々密閉蓋板を着脱自在に設けてなる掘削体を採用することで実現できる。
【００４２】
掘削工では、密閉蓋板を装着した単一ケーシングの掘削体で高圧空気を供給しながら掘削し、所定の深さまで掘削した後、一旦高圧空気の供給を停止して密閉蓋板を外し、次の密閉蓋板を装着したケーシングを初段ケーシングに連結し、再度高圧空気を供給しながら掘削するものである。
【００４３】
前記の複数段のケーシングを採用した場合には、ケーシング連結作業時に地下水の掘削体内への侵入を阻止することができないが、ケーシング連結作業時の地下水の侵入（滲出し）水量が少ないと、実用上何ら支障は生じない。
【００４４】
また前記の各実施形態は、集積廃棄物Ａが存在する処分場を例にしたが、埋め立て地に直接廃棄物を埋設する場合にも本発明工法は適用されるもので、その場合地下水位の高い軟弱地盤が掘削対象となる。
【符号の説明】
【００４５】
１      掘削体
１１    掘削部
１１１    筒状本体
１１２    ケーシング接続部
１１３    圧密板
１１４    開閉刺突部
１１５    螺旋羽
１２    ケーシング
１２１    上端開口部
１２２    ボルト体
１２３    ナット
１３    密閉蓋板
１３１    連結腕部
１３２    高圧空気供給口
１３３    操作ハンドル
２，２ａ      掘削装置
３      コンプレッサー
４      バックホー
５，５ａ      クレーン装置
６    回転充填体
Ａ      集積廃棄物
Ｂ      投入廃棄物
Ｃ      圧密孔
【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】
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