(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
護岸で締切った内水域を廃棄物の埋立処分域とする海面廃棄物処分場であって、前記内水域の側面および／または底面に遮水シートを含む遮水構造物を設置した海面廃棄物処分場において、前記遮水構造物の裏面側でかつ護岸背面の法尻付近となる土中に、外水域からの浸透水を強制的に揚水するポンプを埋設し、一端が前記ポンプに接続された揚水管および信号線を護岸の内部を通して護岸上面に引出したことを特徴とする海面廃棄物処分場。
【請求項２】
遮水構造物が、遮水シートを二重に配した二重シート構造物または遮水シートと不透水層を重ねた複合構造物であることを特徴とする請求項１に記載の海面廃棄物処分場。
【請求項３】
遮水構造物の上に、被覆層を造成したことを特徴とする請求項１または２に記載の海面廃棄物処分場。
【請求項４】
護岸がケーソン式護岸であり、揚水管および信号線がケーソン背後の腹付層内を延ばされることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の海面廃棄物処分場。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、産業廃棄物、一般廃棄物等の廃棄物を海面で最終処分するための海面廃棄物処分場に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、廃棄物特に産業廃棄物の排出量は膨大となり、その最終処分場を海面に求めることが種々検討されている。
図３は、この種の海面廃棄物処分場の１つの形態を示したもので、廃棄物の埋立処分域１は、護岸２により外水域（外海）Ａから締切られた内水域Ｂ内に設定されている。護岸２は、ここではケーソン式護岸からなっており、海底地盤３に造成した捨石マウンド４上に据付けられたケーソン５と、ケーソン５の背後に裏込石を投入して造成した裏込層６とこの裏込層６の背後に埋立土（山土、山砂、スラグ等）を投入して造成した腹付層７とからなっている。この護岸２を構成する腹付層７の背面（法面）すなわち内水域Ｂの側面には遮水シートを二重に配した二重シート構造物（遮水構造物）８が設置され、また、前記内水域Ｂの底面には、不透水層９上に遮水シート８´を重ねてなる複合構造物（遮水構造物）１０が設置されている。この場合、内水域Ｂの側面の二重シート構造物８は、その背後に埋立土や石材などを投入して造成した被覆層（法面被覆層）１１により、内水域Ｂの底面の複合構造物１０は、前記同様の被覆層（底面被覆層）１１´によりそれぞれ安定化されている。
そして、このように構成した海面廃棄物処分場においては、その内水域Ｂの水位Ｌ1が外水域Ａの水位（平均潮位）Ｌ0と同等かそれよりもわずか低くなるように管理されており、万一遮水構造物８、１０に破損が生じても汚染水が外水域Ａへ流出しないようになっている。なお、海底地盤３が不透水性である場合は、内水域Ｂの底面に対する遮水構造物の設置を省略してもよい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の海面廃棄物処分場によれば、護岸２を構成する捨石マウンド４および裏込層６がかなりの透水性を有しているため、内水域Ｂの側面上の二重シート構造物８の裏面側にも海水が浸透しており、満潮時等で外水域Ａの水位が上昇する場合は、同じく図３に示すように外水域Ａと内水域Ｂとの水位差（内外水位差）による静水圧ＰAが二重シート構造物８に作用する。また、海底地盤３が、砂礫土層のように透水性の高いものである場合は、内水域Ｂの底面の複合構造物１０の裏面側にも前記同様に内外水位差による静水圧ＰBが作用する。一方、外水域Ａに大きな波浪が生ずるような場合は、この波浪による水圧ＦA、ＦBが前記捨石マウンド４、裏込層６または海底地盤３を透過して二重シート構造物８または複合構造物１０に作用する。
すなわち、内水域Ｂの側面の二重シート構造物８および内水域Ｂの底面の複合構造物１０には、内外水位差による静水圧ＰA、ＰBと波浪による水圧ＦA、ＦBが揚圧力として作用しており、これにより二重シート構造物８、複合構造物１０が浮き上がってしまい、破損などのトラブルが発生する。このため、従来は、内水域Ｂの側面上の二重シート構造物８についてはその上の被覆層１１を厚くして載荷重を増加させることにより、一方、内水域Ｂの底面の複合構造物１０についてその不透水層９を厚くしたりその上の底面被覆層１１´を厚くすることにより前記トラブルに対処するようにしていた。しかし、このような対策によれば、被覆層１１、１１´や不透水層９が厚くなる分、埋立処分域１の内容積が減少し、廃棄物の埋立処分容量（埋立処分効率）の低下が避けられず、その上、それらの造成に多大の時間とコストとを要するようになる。また、遮水構造物８、１０については、護岸２の最終締切りから被覆層１１、１１´の造成が完了するまで、すなわち完成断面とするまでかなりの期間を要することから、この間、二重シート構造物８や複合構造物１０中の遮水シート８´の浮上がりの危険がつきまとい、前記被覆層１１、１１´を厚くする対策では役に立たない。
【０００４】
なお、例えば、特開平７−４２１３０号公報、特開２００１−２３２３２２号公報等には、遮水性の内壁と外壁とからなる二重壁構造体内に充填材を充填して締切部となし、該締切部内の水位を管理して埋立処分域内の汚染水が外部へ漏出するのを防止するようにした海面廃棄物処分場が記載されており、このような処分場によれば、二重壁構造体自体が不透水性護岸として機能するため、上記したような内水域Ｂの側面に対する二重シート構造物８の設置は不要となる。しかし、海底地盤３が、前記透水性の高い砂礫土層である場合は、上記したように内水域Ｂの底面の複合構造物１０の裏面側に、前記内外水位差による静水圧ＰB並びに波浪による水圧ＦB（図３）が依然として作用することになり、複合構造物１０の不透水層９を厚くしたりその上の被覆層１１´を厚くする対策が必要となる。
【０００５】
本発明は、上記した従来の技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、遮水構造物に対する内外水位差による静水圧並びに波浪による水圧の影響を低く抑えることができ、もって埋立処分効率の向上、施工性の向上、施工期間の短縮、施工コストの低減等に大きく寄与する海面廃棄物処分場を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る海面廃棄物処分場は、護岸で締切った内水域を廃棄物の埋立処分域とする海面廃棄物処分場であって、前記内水域の側面および／または底面に遮水シートを含む遮水構造物を設置した海面廃棄物処分場において、前記遮水構造物の裏面側でかつ護岸背面の法尻付近となる土中に、外水域からの浸透水を強制的に揚水するポンプを埋設し、一端が前記ポンプに接続された揚水管および信号線を護岸の内部を通して護岸上面に引出したことを特徴とする。このように構成した海面廃棄物処分場においては、護岸、海底地盤等を浸透して遮水構造物の裏面側に達しようとする海水が、ポンプにより強制的に外部へ排出されるので、遮水構造物に作用する静水圧および波力による水圧が著しく低減される。
特に、本発明の海面廃棄物処分場においては、上記ポンプを護岸の法尻付近に埋設しているので、内水域の側面側および内水域の底面側へ浸透する海水を効率よく揚水できる。
【０００７】
本発明の海面廃棄物処分場において、上記遮水構造物は、遮水シートを二重に配した二重シート構造物であっても、遮水シートと不透水層を重ねた複合構造物であってもよい。この場合、前記二重シート構造物は、二枚の遮水シートを相互に密着する状態で重ね合せた二層構造としてもよいが、二枚の遮水シートを不織布、固化処理土、スラグ等の中間層を介して重ねたサンドイッチ構造としてよい。また、前記複合構造物を構成する不透水層の材料は任意であり、コンクリートプレキャスト版、コンクリートブロック、アスファルトマット、アスファルトマスティック等はもとより、水中コンクリート、固化処理土、地盤改良土などを用いることができる。
本発明の海面廃棄物処分場において、上記遮水構造物を設置する場所は、護岸の構造および海底地盤の性状によって異なり、護岸および海底地盤が透水性を有している場合は内水域の側面と内水域の底面との双方に、海底地盤が不透水性で護岸が透水性を有している場合は内水域の側面だけに、護岸が不透水性で海底地盤が透水性を有している場合は内水域の底面だけにそれぞれ遮水構造物を設置してもよい。一方、前記二重シート構造物と複合構造物とは、必要に応じて内水域の側面と内水域の底面との何れか一方に分けて設置しても、内水域の側面と内水域底面との双方に共通に設置してもよい。
本発明の海面廃棄物処分場は、上記遮水構造物の上に、さらに被覆層を造成してもよいものである。この場合は、上記した遮水構造物に作用する静水圧および波力による水圧が著しく低減されることから、該被覆層の厚さを薄くすることができる。
【０００８】
上記海面廃棄物処分場の管理方法としては、遮水構造物の裏面側の土中の水圧を検出し、該検出結果に基づいて揚水手段を作動させるのが望ましい。このように水圧に応じて水中ポンプを作動させることで、満潮時や波浪の大きい時間帯だけ揚水手段を作動させて、その運転コストの低減を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
図１は，本発明の実施の形態としての海面廃棄物処分場を示したものである。本海面廃棄物処分場は、ケーソン式護岸２で締切った内水域Ｂを廃棄物の埋立処分域とするもので、その全体的な構造は、前記図３に示したものと同じあるので、ここでは、図３に示した部分と同一部分には同一符号を付し、重複する説明を省略することとする。
【００１０】
本実施の形態においては、ケーソン５の背面側の裏込層６の背後に造成した腹付層７の法尻付近に水中ポンプ１２と水圧センサ１３とを設置している。水中ポンプ１２には、前記腹付層７内を延ばした揚水管１４および信号線１５の一端が接続されており、これら揚水管１４および信号線１５は護岸２の上面へ引出されている。護岸２の上面側において、前記揚水管１４の他端は外水域Ａに臨む位置まで延長されると共に、前記信号線１５の他端は図示を略す制御装置に接続されている。一方、水圧センサ１３には、同じく前記腹付層７内を延ばした信号線１６の一端が接続され、この信号線１６の他端は、前記制御装置に接続されている。前記水中ポンプ１２と揚水管１４とは、外水域Ａから捨石マウンド４および裏込層６を透過した浸透水を海上へ強制的に排出する揚水手段を構成しており、その水中ポンプ１２の運転は、前記制御装置により制御されるようになっている。なお、水中ポンプ１２および水圧センサ１３は、護岸２の長手方向へ所定のピッチで複数配設されている。
【００１１】
本海面廃棄物処分場の構築工法の基本は従来と同様であり、先ず海底地盤３上の計画線に沿って捨石マウンド４を造成し、次に、この捨石マウンド４上にケーソン５を据付け、その後、ケーソン５の背後に裏込石を投入して裏込層６を造成し、さらにこの裏込層６の背後に埋立土を投入して腹付層７を造成し、前記した施工を適宜繰返して護岸２を次第に延ばす。
【００１２】
上記した護岸２の構築に際しては、その裏込層６の造成を終えた時点で、腹付層７の法尻付近となる海底地盤３の表層部に上記水中ポンプ１２および水圧センサ１３を設置し、これら水中ポンプ１２および水圧センサ１３から必要な揚水管１４および信号線１５、１６を水面上へ引出しておく。そして、前記裏込層６上に腹付層７用の埋立土を投入し、この埋立土が所定高さだけ堆積した時点でその法面に前記揚水管１４、信号線１５、１６を添わせ、この上にさらに埋立土を投入堆積させて腹付層７を完成させ、これにより揚水管１４、信号線１５、１６が腹付層７内に埋設された完成断面となる。
【００１３】
本海面廃棄物処分場の構築に際しては、上記護岸２の構築と平行して、該護岸２を構成する腹付層７の法面すなわち内水域Ｂの側面に前記した遮水シートを二重に配した二重シート構造物８を、護岸２により仕切られた内水域Ｂの底面に前記不透水層９と遮水シート８´とを重ねてなる複合構造物１０をそれぞれ設置する。このようにして護岸２の構築、二重シート構造物８の設置および複合構造物１０の設置を順次進め、護岸２による最終締切りを行い、さらに二重シート構造物８の設置並びに複合構造の複合構造物１０の最終設置を終える。その後は、遮水構造物としての二重シート構造物８および複合構造物１０の上に埋立土または石材などの被覆材を投入して被覆層１１、１１´を薄く造成し、これにて海面廃棄物処分場は完成する。
【００１４】
このように完成した海面廃棄物処分場は、その内水域Ｂ内の水位Ｌ1が外水域Ａの平均潮位Ｌ0と同等かそれよりもわずか低くなるように管理されると共に、水圧センサ１３による水圧監視が継続される。この水圧監視下において、いま満潮時等で外水域Ａの水位が上昇し、あるいは外水域Ａに大きな波浪が発生すると、護岸２の法尻付近の水圧が上昇し、この水圧上昇が水圧センサ１３により検出される。この水圧センサ１３の信号は信号線１６を経由して制御装置へ送出されており、制御装置は、この水圧センサ１３により検出された水圧が予め設定した設定圧以上になると、水中ポンプ１２へ信号線１５を通じて起動信号を出力し、これにより水中ポンプ１２が作動して護岸２の法尻付近に浸透する海水が揚水管１４を通じて外水域Ａへ排出される。この結果、内水域Ｂの側面の二重シート構造物８並びに内水域Ｂの底面上の複合構造物１０に作用する水位差による静水圧ＰB並びに波浪による水圧ＦB（図３）が著しく低減され、これにより二重シート構造物８並びに複合構造物１０の浮上がりが防止される。
すなわち、二重シート構造物８並びに複合構造物１０の破損が未然に防止され、したがって、本海面廃棄物処分場は、廃棄物の埋立処分が終了するまで安定的に維持される。換言すれば、従来必要としていた遮水構造物８、１０を安定化するための法面被覆層１１、底面被覆層１１´の厚さを従来（図３）よりも薄くすることができることに加え、複合構造物１０を構成する不透水層９の厚さを薄くすることができ、その分、埋立処分域１の埋立処分効率が向上し、また、施工期間の短縮並びに施工コストの低減を達成できる。
【００１５】
因みに、捨石マウンド４、裏込層６、腹付層７、海底地盤３の透水係数をそれぞれ1.0Ｅ＋０cm/s、1.0Ｅ＋０cm/s、1.0Ｅ−３cm/s、1.0Ｅ−１〜−２cm/sとし、内外水位差の最大値を1.8ｍとして遮水構造物８、１０にかかる圧力水頭を浸透流解析法により試算すると、10〜100リットル／分／ｍの揚水量で、揚水なしの場合に比べて７０〜１００％低下することが明らかとなった。前記揚水量の水準は、汎用の水中ポンプの利用で十分に達成可能な範囲であり、本発明はきわめて実用的である、といえる。
【００１６】
なお、上記実施の形態においては、内水域Ｂの側面に二重シート構造物８を、内水域Ｂの底面に複合構造物１０をそれぞれ設置するようにしたが、両者は、逆の配置、すなわち内水域Ｂの側面に複合構造物１０を、内水域Ｂの底面に二重シート構造物８をそれぞれ設置してもよいことはもちろんである。また、二重シート構造物８および複合構造物１０とは、内水域Ｂの側面と底面とに使い分けることなく、その双方に共通に設置してもよいものである。
また、上記腹付層７は、必ずしも必要としないもので、この腹付層７を省略する場合は、裏込層６の法面上に遮水構造物としての二重シート構造物８または複合構造物１０が設置されることになる。また、当然のこととしてこの場合は、裏込層６の法尻付近に水中ポンプ１２および圧力センサ１３が設置されることになる。
【００１７】
図２は、本発明の参考例としての海面廃棄物処分場を示したものである。本参考例の特徴とするところは、内壁２１と外壁２２とを適当な間隔で配置した二重壁構造体２３内に充填材２４を充填してなる遮水壁２０をケーソン式護岸２の背後に一体的に設け、この遮水壁２０を内水域Ｂの側面として用いた点にある。前記内壁２１と外壁２２とは、ここでは鋼矢板または鋼管矢板を水密継手を介して連続に打設することにより構築されており、遮水壁２０の全体は、十分なる遮水性を有するものとなっている。すなわち、護岸２は、その背面に遮水壁２０を備えることにより、全体として遮水性護岸として機能しており、したがって、本参考例においては、上記第１の実施の形態において必要とした内水域Ｂの側面上の二重シート構造物８（図１）は不要となっている。
【００１８】
ここで、上記二重壁構造体２３の内壁２１と外壁２２として用いられる矢板は、海底地盤３中に根入れされているが、海底地盤３が透水性の高い砂礫土層である場合は、外水域Ａの海水がこの矢板の下側を透過して内水域Ｂの底面の複合構造物１０の裏面側へ到達する。そこで、本参考例においては、内壁２１の背後であってその根入れ先端付近の海底地盤３中に、上記実施の形態で用いた水中ポンプ１２と水圧センサ１３とを設置すると共に、それらに必要な揚水管１４および信号線１５、１６を前記内壁２１に添って護岸２上へ引出すようにしている。。
【００１９】
本参考例において、ケーソン式護岸２の構築手順は上記第１の実施の形態の場合と実質同じあり、捨石マウンド４上に据付けたケーソン５の背後に裏込層６を造成するが、ここでは、その腹付層７の造成に先行して遮水壁２０の構築を行い、この遮水壁２０の構築中または構築後に腹付層７の造成を行っている。
遮水壁２０の構築に際しては、上記護岸２の裏込層６から所定距離だけ内水域Ｂ側へ離して海底地盤３中に鋼矢板または鋼管矢板を打設して、内壁２１と外壁２２とを有する二重壁構造体２３を構築し、続いて、この二重壁構造体２３内に充填材２４を充填する。充填材２４としては、固化処理土、粘性土等の不透水性材料を用いるか、あるいは前記腹付層７の造成に用いる埋立土（山土、山砂、スラグ等）をそのまま用いることができる。充填材２４として前記不透水性材料を用いる場合は、遮水壁２０の構築完了後またはその構築の進行に応じて、該遮水壁２０と裏込層６との間に前記埋立土を投入し、腹付層７を造成する。一方、充填材２４として前記埋立土を用いる場合は、二重壁構造体２３内に対する充填材２４の投入と平行して、外壁２２と前記裏込層６との間にもこの埋立土を投入してもよい。
【００２０】
このようにして遮水壁２０とケーソン式護岸２３とが一体となった遮水性護岸が完成するが、この完成後は、内壁２１の背後であってその根入れ先端付近の海底地盤３中に、水中ポンプ１２と水圧センサ１３とを埋設し、さらにそれらに必要な揚水管１４および信号線１５、１６を前記内壁２１に添って設置する。その後は、護岸２により仕切られた内水域Ｂの底面に、遮水壁２０と接続する状態で前記した不透水層９と遮水シート８´とを重ねてなる複合構造物（遮水構造物）１０を設置し、さらにこの上に、前記同様の底面被覆層１１´を薄く造成し、これにて海面廃棄物処分場は完成する。
【００２１】
海面廃棄物処分場の完成後は、実施の形態の場合と同様に、内水域Ｂ内の水位Ｌ１が外水域Ａの平均潮位Ｌ０と同等かそれよりもわずか低くなるように管理し、これと同時に水圧センサ１３による水圧監視をスタートさせる。このような水圧監視下において、いま、満潮時等で外水域Ａの水位が上昇し、あるいは外水域Ａに大きな波浪が発生すると、二重壁構造体２３の根入れ先端付近の水圧が上昇し、この水圧上昇が水圧センサ１３により検出され、実施の形態と同様に制御装置の指令で水中ポンプ１２が作動し、これにより二重壁構造体２３の根入れ先端付近に浸透する海水が揚水管１４を通じて外水域Ａへ排出される。この結果、内水域Ｂの底面上の複合構造物１０に作用する水位差による静水圧ＰＢ並びに波浪による水圧ＦＢ（図３）が著しく低減され、複合構造物１０の浮上がりが防止され、これにより実施の形態と同様の効果が得られるようになる。
【００２２】
なお、本発明は、揚水手段を構成する水中ポンプ１２の設置場所は任意であり、上記した護岸２の法尻付近に加えてあるいは代えて、他の場所に設置してもよい。
また、水中ポンプ１２および水圧センサ１３は、腹付層７内に予め設けた比較的口径の大きい管路を通して据付けるようにしてもよい。
また、上記実施の形態においては、水中ポンプ１２の近傍に設置した水圧センサ１３により検出した水圧データを水中ポンプ１２の運転管理に用いたが、本発明は、この運転管理に用いるデータを限定するものではなく、例えば、外水域Ａの潮位を検出する潮位センサを設けて、この潮位センサにより検出した潮位データを水中ポンプ１２の運転管理に用いてもよい。
さらに、上記揚水手段を構成する水中ポンプ１２は、吸水機能を有する他のポンプに代えてもよいことはもちろんである。
【００２３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る海面廃棄物処理場によれば、遮水構造物の裏面側から強制的に揚水して、遮水構造物に作用する内外水位差による静水圧並びに波浪による水圧の影響を低く抑えることができるので、遮水構造物は余分に載荷重を増やしたりそれ自体を大型に形成しなくても十分に安定し、埋立処分効率の向上、施工性の向上、施工期間の短縮、施工コストの低減等を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態としての海面廃棄物処理場を模式的に示す断面図である。
【図２】  本発明の参考例としての海面廃棄物処理場を模式的に示す断面図である。
【図３】  従来の海面廃棄物処理場を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１    埋立処分域
２    ケーソン式護岸（透水護岸）
３    海底地盤
４    捨石マウンド
５    ケーソン
６    裏込層
７    腹付層
８    二重シート構造物（遮水構造物）
８´  遮水シート
９    不透水層（遮水構造物）
１０  複合構造物（遮水構造物）
１１  法面被覆層
１１´  底面被覆層
１２  水中ポンプ（揚水手段）
１３  水圧センサ
１４  揚水管（揚水手段）
２０  遮水壁
２３  二重壁構造体
Ａ    外水域
Ｂ    内水域
【図１】
0004129762.tif 000002
【図２】
0004129762.tif 000003
【図３】
0004129762.tif 000004