(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基盤上に遮水シートを敷設した廃棄物処分場において、
遮水シートの下に面排水層を敷設し、
前記面排水層は、排水材とフィルター材及び不織布からなり、
排水材とフィルター材の積層体を所定間隔をあけて配置され、
前記積層体の上面と基盤に亘って不織布を敷設した構成とすることを特徴とする、
廃棄物処分場。
【請求項２】
前記面排水層を基盤と遮水シートの間に敷設したことを特徴とする、
請求項１に記載の、廃棄物処分場。
【請求項３】
遮水シートと面排水層の間に敷設した遮水層に、モニタリング管を配置することを特徴とする、
請求項１に記載の、廃棄物処分場。
【請求項４】
基盤上に遮水シートを敷設した廃棄物処分場の構築方法において、
遮水シートの下に面排水層を敷設し、
前記面排水層は、排水材とフィルター材及び不織布からなり、
前記フィルター材を基盤側にした該フィルター材と排水材の積層体を基盤上に所定間隔をあけて敷設し、
前記積層体の上面と前記積層体を設置していない基盤に亘って不織布を敷設したことを特徴とする、
廃棄物処分場の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物処分場及びその構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図を参照して従来技術を説明する。
図１０は、ごみ埋立て最終処分場の基盤１上に、集配水管２を設置し、その上に土質材等による遮水層３と遮水シート４からなる遮水工５を敷設した、地下水の集排水方法の一例を示した図である。
集配水管２の周囲はフィルター材６を設置し、遮水工５の上面には保護土７を敷設して遮水シート４を保護する構造としている。
【０００３】
しかしこの従来方法によると以下の問題が発生する。
▲１▼  集配水管２が設置された箇所、ならびに地盤の透水係数等によって集水可能な範囲に出水した場合は集水可能であるが、これ以外の場所に地下水が出水した場合には排水が困難である。
▲２▼  ある時期に突然、集配水管２の設置箇所以外から出水し、その揚圧力（アップリフト）等により遮水シート４が押上げられて破損する危険がある。
▲３▼  遮水シート４は通常一枚構成のため破損し易く、修復が困難である。
▲４▼  地下水の出水位置を将来も含めて全て特定することは不可能であり、また、集配水管２の設置間隔を狭く設定することは、現実的ではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
▲１▼  本発明は、地下水の出水位置を特定する必要がなく、平面的に排水することにある。
▲２▼  本発明は、地下水が出水しても遮水工にアップリフト等がかからず、遮水工を破損させる危険がない排水構造とすることにある。
▲３▼  本発明は、遮水工に設置したモニタリング管が、地下水出水時にも漏水を検知し、計画通りの検出感度が得られる排水構造とすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第一の発明は、基盤上に遮水シートを敷設した廃棄物処分場において、遮水シートの下に面排水層を敷設し、前記面排水層は、排水材とフィルター材及び不織布からなり、排水材とフィルター材の積層体を所定間隔をあけて配置され、前記積層体の上面と基盤に亘って不織布を敷設した構成とすることを特徴とする、廃棄物処分場である。
第二の発明は、前記面排水層を基盤と遮水シートの間に敷設したことを特徴とする、第一の発明に記載の、廃棄物処分場である。
第三の発明は、遮水シートと面排水層の間に敷設した遮水層に、モニタリング管を配置することを特徴とする、第一の発明に記載の、廃棄物処分場である。
第四の発明は、基盤上に遮水シートを敷設した廃棄物処分場の構築方法において、遮水シートの下に面排水層を敷設し、前記面排水層は、排水材とフィルター材及び不織布からなり、前記フィルター材を基盤側にした該フィルター材と排水材の積層体を基盤上に所定間隔をあけて敷設し、前記積層体の上面と前記積層体を設置していない基盤に亘って不織布を敷設したことを特徴とする、廃棄物処分場の構築方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態１】
以下図面を参照しながら、本発明の実施形態の一例について説明する。
【０００７】
＜イ＞廃棄物処分場
廃棄物処分場は、一般家庭から排出される生ごみや、建設現場からの建設廃棄物及び有害物質を含む産業廃棄物等あらゆる廃棄物を、たとえば焼却処理後に埋め立て地に廃棄処分するための場所である。
そのため廃棄物処分場の基盤には、これら廃棄処分された有害物質を含む水溶液（浸出水）等が基盤に浸出しないようにするため遮水シートを敷設し、管理型のごみ埋立て最終処分場としている。
しかし遮水シートは工事による破損の他、基盤からの湧水（地下水の出水）により遮水シートが押上げられて破損し、有害物質を含む浸出水等が基盤に漏洩し、地下水を汚染する危険がある。
本発明による廃棄物処分場及びその構築方法は、基盤からの湧水を効果的・経済的に集排水する廃棄物処分場である。
【０００８】
＜ロ＞全体構成
図１は、本発明による廃棄物処分場基盤の部分断面図であり、図２は全体を示す断面図である。
廃棄物処分場の基盤１と遮水工５の間に、面排水層８を全面に敷設する。
面排水層８の敷設により、基盤１のいずれの場所から地下水が出水しても速やかに排水可能な構造とし、出水による遮水工５の破損を防止するものである。
遮水工５上部には保護土７を敷設し、遮水層３と保護土７で遮水シート４を挟み込むことにより遮水シート４の破損を防止すると共に、遮水機能を保持する。
【０００９】
＜ハ＞遮水工
遮水工５は降雨等によりごみ層を浸透して発生した浸出水を遮水する機能を有するものであり、たとえば遮水層３と遮水シート４で構成される。
本実施の形態による遮水層３は、たとえばベントナイト混合土（山砂にベントナイト１０％を混合し、透水係数を１×１０-6ｃｍ／ｓ以下に管理された層）による粘性土であるが、これに限らず、適用する処分場、使用期間を考慮して、粘土、セメント系、アスファルト系、高分子系等の材料を用いた遮水層３であってもよい。
遮水シート４は、たとえば不透水性の通常使用されているシートでよい。
【００１０】
＜ニ＞面排水層
面排水層８は平面形状を呈する層であり、この層に地下水等の液体を集めて排水する機能を有するものである。
面排水層８はたとえば厚さ３０ｃｍ程度の砂層であり、断面中央部に有孔管を用いた集排水管２を設置している。（図２）
集排水管２の管径は、事前の地下水の調査結果から予測される最大出水量を十分に排水可能な大きさにする。
本実施の形態では、集排水管２を断面中央部に一本設置しているが、地下水の出水量と砂層の厚さ、導水勾配等から、状況に応じて適切に増設すればよい。
【００１１】
＜ホ＞面排水層の敷設範囲
廃棄物処分場の法面部Ｍまで水等が滞留する可能性がある場合は、滞留可能最高高さＨまで緩やかな法面勾配とし、この範囲までを底面部と同様の遮水工５と面排水層８で構成する。（図２）
水等が滞留する可能性がない高さ以上の法面部Ｍは、法面整形用の下地処理層９（たとえば、セメント２％、ベントナイト１０％を含んだ山砂で、透水係数を１×１０-5ｃｍ／ｓ以下に管理された層、厚さ５ｃｍ程度）の上に遮水シート４を敷設し、法面部Ｍの遮水構造とする。
この遮水構造下面には、高分子材料等による面排水材１０を敷設することにより、法面部Ｍでの地下水等の出水に対して有効に排水する層とするものである。
【００１２】
＜ヘ＞集排水管の増設等
本実施の形態では、集排水管２を断面中央部に一本設置しているが、予想される最大出水量に対して排水しきれないと考えられる場合は、法面部Ｍの小段下部等に増設集排水管２１を設置する等、状況に応じて適切に増設を行う。
【００１３】
【作用】
以下に、本発明による廃棄物処分場の構築方法を説明する。
【００１４】
＜イ＞面排水層の敷設
整地された基盤１上に面排水層８を敷設する。
面排水層８の敷設厚さは、予め測定した出水量に応じて設定されるが、本実施の形態では約３０ｃｍ程度としている。
敷設材料は透水性のよい砂層とする。
ただし、砂層を敷設できない急斜面においては、高分子材料等によるマット状の排水層としてもよい。
面排水層８の敷設時、断面中央部に集排水管２を設置する。
集排水管２は、地下水の出水量と砂層の厚さ、導水勾配等から状況に応じて適切に増設すればよい。
たとえば、前述のように予想される最大出水量に対して排水しきれないと考えられる場合は、法面部Ｍの小段下部等に増設集排水管２１を設置し、状況に応じて適切に増設を行うものである。
排水性のよい面排水層８、集排水管２の敷設により、地下からの出水はこの層内ですべて排水されるため、遮水工５を押し上げる揚圧力（アップリフト）は作用せず、従って、遮水層３の破断・亀裂及び遮水シートの破損を生じることなく安全な廃棄物処分場とすることができる。
【００１５】
＜ロ＞遮水工の敷設
遮水層３と遮水シート４から構成される遮水工５を、面排水層２の上面に敷設する。
遮水工５は適用する処分場の出水条件、使用期間等を考慮して公知の方法により施工される。
遮水シート４はたとえば不透水性の通常使用されている一重シートであり、遮水層３の上全面に隙間なく敷設する。
前述の面排水層８、集排水管２の敷設により遮水工５の破損は回避される。
【００１６】
＜ハ＞法面部の施工
法面部Ｍの表面は、法面整形用の下地処理層９とその上に遮水シート４を敷設した急勾配の遮水構造とし、遮水構造下面には、高分子材料等による面排水材１０を敷設する。
下地処理層９は遮水シート４を地山の角レキ等から保護するもので、たとえばセメント、ベントナイト等を含んだ山砂で構成され、ある程度の遮水性を確保した下地整形層である。
法面部Ｍが急勾配となる勾配角度変換点（たとえば小段部）には、最大出水量の予想される状況に応じて増設集排水管２１を設置する。
【００１７】
【発明の実施の形態２】
図３は、遮水シート４と面排水層８の間の遮水層３内に浸出水の漏水を検知するモニタリング管１１を配置した場合を示す断面図である。
従来のモニタリング管１１の配置位置によると、地下水等の出水により遮水層３に水圧が加わった場合、地下水或いは遮水層３の水分がモニタリング管１１内に入り、集水され誤動作或いは本来の漏水事故に対する感度を低下させる。
本実施の形態におけるモニタリング管１１の配置位置は、地下水の最大出水に対しても水圧ヘッドが何れのモニタリング管１１までにも及ばないような位置とする。
これによって、思わぬ箇所からの地下水の出水発生に対しても、モニタリング管１１に地下水或いは遮水層３の水分が侵入し、集水され、検知システムが誤動作したり著しく検知精度が悪化する可能性をなくすことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態３】
図４は、実施の形態１、２における面排水層８を、人工の排水材１２とフィルター材１３及び不織布１４で組合わせて構成したものである。
人工の排水材１２は、たとえばポリプロピレンからなる透水性・耐圧性を有する素材であり、基盤１上に所定間隔あけて設置される。
排水材１２と基盤１の間には、ポリエステル素材で構成したフィルター材１３を敷設し、たとえば排水材１２の目詰まり防止を計る構成としている。
所定間隔あけて設置された排水材１２と基盤１（施工基面）の上全面には、フィルター材１３よりも厚目のポリエステル素材の不織布１４を被覆し敷設する。
本実施の形態における面排水層８は、以上の構成によるため、上載盛土荷重に対して十分な耐圧性能を発揮し、圧縮状態においても所定の通水性能を確保できると共に、段切り隅角部における折曲げ使用に対し、破損せずに通水空間を確保できるものである。
【００１９】
【実験結果と解析結果の比較】
以下に、本実施の形態３における面排水層８の実験結果と解析結果の比較を行う。
【００２０】
【排水モデル】
図５は、本実施の形態における排水材１２とフィルター材１３及び不織布１４で組合わせた面排水層８の複合的排水モデル（ａ）を示し、図６は、従来採用している砕石層による排水層の砕石排水モデル（ｂ）を示す。
【００２１】
【実験結果】
図７は、実験結果による排水量と水頭差の相関図である。
比較対象は、複合的排水モデル（ａ）と砕石排水モデル（ｂ）及び不織布１４だけによる排水モデルの３ケースである。
▲１▼  複合的排水モデル（ａ）は、水頭差の増加に伴う供給水量の増加に対する排水量の低下割合が小さく、砕石排水モデル（ｂ）及び不織布１４に比べて排水性能が高い。
▲２▼  複合的排水モデル（ａ）は、砕石排水モデル（ｂ）に比べて１．５〜２倍程度の排水性能を有している。
▲３▼  不織布１４単体の通水性能も比較的高い。
【００２２】
【解析結果】
図８は、解析結果による排水量と水頭差の相関図である。
比較対象は、複合的排水モデル（ａ）と砕石排水モデル（ｂ）による３ケースである。
▲１▼  三次元飽和定常浸透流解析により、複合的排水モデル（ａ）と砕石排水モデル（ｂ）の比較を行った。
▲２▼  ダルシー則に基づいた解析結果では実験結果と異なり、水頭差の増加に比例して排水量が増大する。
▲３▼  砕石排水モデル（ｂ）と複合的排水モデル（ａ）とでは、同一の水頭差条件において、排水量に明確な差が認められる。
【００２３】
【実験結果と解析結果の比較】
図９は、複合的排水モデル（ａ）と砕石排水モデル（ｂ）の実験結果と解析結果を示す相関図である。
▲１▼  実験においてダルシー則が成立していないと考えられる水頭差の大きな条件では、実験結果と解析結果は一致しないが、水頭差の小さな領域では、両者はほぼ一致する。
▲２▼  実験によって得られた知見は、解析結果から判断しても妥当なものである。
以上の比較実験により、本実施の形態における排水材１２、フィルター材１３及び不織布１４で組合わせた面排水層８（排水方法）は、排水工法として十分な性能を有していることが確認され、経済性及び施工性も考慮するとごみ埋立て最終処分場等における地下水の集排水方法として優れたものであると判断される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は以上説明したようになるから、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞地下水の排水層を平面形状の面排水層に構成したので、出水箇所を特定していなくとも十分な排水機能を有する。
＜ロ＞同上理由により、万一予定外の位置から地下水等が出水しても、遮水工にアップフト等が作用しないため、遮水工が破損する危険はない。
＜ハ＞遮水層中にモニタリング管を設置し、水が集水されることによって、遮水工からの漏水を検知する設備が施された処分場においては、地下水等の出水が発生しても遮水工に地下水の圧力が加わらないため、地下水或いは粘性土中の水分がモニタリング管内に侵入することなく、計画通りの検知感度が維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による地下水の集排水方法の部分断面図。
【図２】全体を示す断面図。
【図３】遮水層内にモニタリング管を配置した断面図。
【図４】面排水層を、人工の排水材とフィルター材及び不織布で組合わせて構成した断面図。
【図５】面排水層の複合的排水モデル。
【図６】砕石排水モデル。
【図７】実験結果による排水量と水頭差の相関図。
【図８】解析結果による排水量と水頭差の相関図。
【図９】実験結果と解析結果を示す相関図。
【図１０】従来の地下水の集排水方法の断面図。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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