JP2006063642A - 鋼管矢板の遮水壁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 互いに隣接する鋼管本体同士の間隔を一定距離に保つためのスペーサとモニタリングパイプの機能とを併せ持たせて、施工費及び漏洩時の補修費用の低減化を図ることができる鋼管矢板の遮水壁構造を提供する。
【解決手段】 基礎地盤Ｇ上に沿って、海面Ｓを処分場Ａ側と外海Ｂ側とに区画する多数の鋼管本体１０を打設し、該互いに隣接する鋼管本体１０、１０間を、前後対称的に２重に配される左右一対の雌雄両継ぎ手１１、１２にて水密的に接合して構築する。前記前後の雌雄両継ぎ手１１、１２間に形成される空間部位１７における前記鋼管本体１０、１０間の最狭幅部ａに、中空管状のスペーサ部材１８を配置し、該スペーサ部材１８内に、前記処分場Ａ側からの保有水の浸出の有無を検知するモニタリング用井戸１９を設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、廃棄物処分場における護岸壁等に用いられる鋼管矢板の遮水壁構造に係り、特に、濁水漏洩のモニタリング機能を備えた鋼管矢板の遮水壁構造に関する。

産業廃棄物あるいは一般廃棄物を海面埋め立て処分する場合、遮水性護岸壁の構築により、海面を外海側と処分場側とに区画し、埋立て処分場からの汚染された保有水（濁水）が外海に浸出するのを防止する必要がある。

従来の護岸壁には、フェールセーフの観点から、２重壁構造あるいは１重壁２重継手構造による２重の遮水壁構造を有するものがある。

前者の場合には、図４に示すように、遮水層からなる海底の基礎地盤Ｇ上に、捨石にて構築された護岸壁１００にて海面Ｓを処分場Ａ側と外海Ｂ側とに区画するとともに、護岸壁１００の処分場Ａ側に、遮水シート１０１を介してアスファルト等の不透水性材料（アスファルト等）１０２を２重に吹き付けることにより構成されている。また、図５に示すように、捨石マウンド１０３の処分場Ａ側に鋼（管）矢板１０４を打設し、捨石マウンド１０３の処分場Ａ側に裏込石層１０５を形成するとともに、この裏込石層１０５と鋼板矢板１０４との間の空間に、不透水性材料（アスファルト等）１０２と遮水継手を有する鋼（管）矢板１０４から構成されている。あるいは、図６に示すように、一対の鋼板矢板１０４、１０４を埋立て処分場Ａ側と外海Ｂ側との前後に適宜の間隔を存して２重に並列配置し、これら鋼（管）矢板１０４、１０４間の空間に土砂１０６を埋め込むことにより構成されている。

このような２重壁構造の遮水壁構造におけるモニタリングは、処分場Ａ側遮水壁と外海
Ｂ側遮水壁との間の基礎地盤中に、モニタリング用の孔付きパイプ等を設置し、水質分析や水位観測を行うことにより、処分場Ａ側からの保有水の浸出の有無を検知するようになっている。

しかし、上述した２重壁構造の遮水壁では、モニタリングパイプの設置個所が多数になると、施工費が膨大になる。また、万一、漏洩が確認された場合には、補修が必要となるが、漏洩個所の厳密な特定が困難であるため、広範囲のセメント注入等の補修または遮水工の打ち替え等の施工工事が必要になり、補修コストも増大する。

一方、後者の場合は、例えば、特許文献１に開示されたＰ−Ｔ型継ぎ手による鋼管矢板を採用することにより行われる。すなわち、遮水壁は、図７に示すように、鋼管矢板を構成する互いに隣接する鋼管本体１０７、１０７間を、前後対称的に２重に配される左右一対の雌雄両継ぎ手１０８、１０９にて水密的に接合することにより構築されている。

上記の鋼管矢板は、一方の鋼管本体１０７に、スリット１０８ａを有するパイプ状の雌型継ぎ手１０８を溶接により固定し、他方の鋼管本体１０７に、係止爪１０９ａを有するＴ字状の雄型継ぎ手１０９を溶接により固定し、互いに雌雄接合してなる継ぎ手構造を有し（これをＰ−Ｔ型継ぎ手と略記している）、これにより、海面を処分場Ａ側と外海Ｂ側とに前後に区画している。前記２組の継ぎ手構造の間に形成される空間部１１３には砂が充填され、または海水が収容されると共にモニタリングパイプ１１４が挿入されており、さらに相対する左右の鋼管本体１０７間の最狭幅部には、その一定以上の接近を阻止するスペーサ１１５が鋼管本体１０７の上下端部に溶接されている。

また、Ｐ−Ｔ型継ぎ手における遮水処理の仕方としては、図８に示すように、雄型継ぎ手１０９の係止爪１０９ａに、一対の防水ゴム板１１０、１１０をそれぞれボルト１１１、１１１にて取り付ける。そして、係止爪１０９ａの雌型継ぎ手１０８内への挿入時には、防水ゴム板１１０、１１０を曲げながら挿入し、その弾性復帰力を利用して、雌型継ぎ手１０８のパイプ内周面に弾性的に当接させるとともに、防水ゴム板１１０、１１０とパイプ内周面とで囲繞される閉空間に不透水性材料（アスファルト等）１１２を充填することにより、雌型継ぎ手１０８と雄型継ぎ手１０９とを水密的に接合するようになっている。この場合、雄型継ぎ手１０９に取り付けられる防水ゴム板１１０、１１０は、不透水性材料（アスファルト等）１１２の隙間からの漏出防止及び継ぎ手の変形追従性の向上を目的としている。

さらに、他のＰ−Ｔ型継ぎ手における遮水処理の仕方としては、特許文献２、３に開示されている。特許文献２では、図９に示すように、雌型継ぎ手１０８内に不透水性材料（アスファルト等）１１２を充填した鋼管本体１０７を打設した後、雄型継ぎ手１０９の鋼管本体１０７を打設して、雄型継ぎ手１０９を雌型継ぎ手１０８内に挿入することにより、雌型継ぎ手１０８と雄型継ぎ手１０９とを水密的に接合するようになっている。

その他の１重壁２重継ぎ手構造による遮水壁構造としては、特許文献４に開示されている。

このような１重壁２重継ぎ手構造の遮水壁構造におけるモニタリングは、２重継ぎ手で囲繞された閉空間のスペースに、モニタリング用の孔付きパイプ等を設置し、水質分析や水位観測を行うことにより、処分場Ａ側からの保有水の浸出の有無を検知するようになっている。

しかし、上述した１重壁２重継ぎ手構造の遮水壁構造に、特に、鋼管矢板及びＰ−Ｔ型継ぎ手を採用しようとする場合、加工精度や施工精度の問題から、鋼管矢板の打設後、互いに隣接する鋼管本体の間隔が近づき過ぎるため、モニタリングや後補修のためのスペースが確保できないという可能性がある。そのため、鋼管本体の間にスペーサ部材を介在して間隔を保持する必要がある。

また、このスペースにてモリタリングを行う場合、図１０に示すように、海底面以浅部Ｗ１上に遮水壁１００が構築される海底面Ｓ上部の海水を、直接サンプリングする方法、遮水壁１００の下方の海底面以深部Ｗ２の土中に、モニタリング用パイプ２００を立て込んでサンプリングする方法、あるいは、海底面以深部Ｗ２も土砂で埋めてしまい、その海底面以深部Ｗ２の土中に、モニタリング用パイプ２００を立て込んでサンプリングする方法等がある。

しかし、鋼管矢板による遮水壁構造では、いずれも鋼管矢板を打設した後の施工が必要であり、施工に手間と費用が掛かる。特に、海底面以深部Ｗ２までもモニタリング用パイプ２００を設置する場合には、一旦、モニタリング空間内の土砂を排除する作業も必要になる。

さらに、特許文献３に記載のように（図５参照）、鋼管矢板ではないが、２重のそれぞれの継ぎ手で遮水を行うのではなく、２つの継ぎ手同士で囲繞された空間に透水及び拡散の度合いの非常に低い遮水材を充填してなる遮水壁構造では、モニタリングを行う場合、遮水材の中にモニタリング用パイプを立て込むか、継ぎ手の外側でモニタリングする方法しかない。しかも、遮水材中のモニタリング用パイプが、必ずしも漏洩ルート上に設置されているか否か、すなわち、パイプを設置した個所が、漏洩の水道上であるのか分からない。また、継ぎ手の外側が海水の場合、仮に継ぎ手から漏洩したとしても、海水と混り合ってしまうという問題があり、正確なモニタリングを行うことは困難である。

特開２０００−１６７７５１号公報（図３） 特開２００３−２７８１４９号公報（図１、図３） 特開２００１−２８８７３９号公報（図４、図６） 特開平８−１５１６３０号公報（図１）

本発明の目的は、互いに隣接する鋼管本体同士の間隔を一定距離に保つために必ず必要とされるスぺーサにモニタリングパイプの機能を併せ持たせることで、両部材を別個の設ける場合に比べて、施工費及び漏洩時の補修費用の大幅な低減化を図ることができる鋼管矢板の遮水壁構造を提供することにある。

本発明によると、前記課題は、次の各項に記載の発明に基づいて解決される。
（１）基礎地盤上に沿って、海面を処分場側と外海側とに区画する多数の鋼管本体を打設し、該互いに隣接する鋼管本体の間を、前後対称的に２重に配される左右一対の雌雄両継ぎ手にて水密的に接合して構築される鋼管矢板の遮水壁構造において、前記前後の雌雄両継ぎ手間に形成される空間部位における前記鋼管本体の間の最狭幅部に、中空管状のスペーサ部材を配置し、該スペーサ部材内に、前記処分場側からの保有水の浸出の有無を検知するモニタリング用井戸を設ける。

（２）上記（１）項において、前記スペーサ部材を、互いに隣接する前記鋼管本体の一方に、打設前の前記継ぎ手の取り付けと同時に、予め溶接にて接合しておく。

（３）上記（１）項または（２）項において、前記スペーサ部材の処分場側に採水孔を設ける。

ａ）上記（１）項に記載の発明によると、被補修エリアが前後のＰ−Ｔ継ぎ手で囲繞された比較的狭い空間部位内に限定されるため、漏洩時には、空間部位内の土砂を一旦洗浄して、モルタル注入等により、遮水機能の回復のための補修を行うだけでよく、後補修の施工費を低減化することができる。また、モニタリングエリアが、互いに隣接する鋼管本体の間の最も狭い個所で行うことができるため、漏洩個所を正確に特定することができる。

ｂ）上記（２）項に記載の発明によると、施工時に、スペーサ部材を鋼管本体に取り付けた状態で打設作業が行えるため、従前のようなモニタリングパイプの設置に伴う費用が、鋼管本体へのスペーサ部材の取付加工費のみとなり、施工費の削減化を図ることができる。

ｃ）上記（３）項に記載の発明によると、スペーサ部材内の水物質の濃度が、処理場側の継ぎ手から漏洩する保有水の過多に応じて変化するため、漏洩の有無を容易に検知することができ、また、スペーサ部材内の水位の観測でも、漏洩の有無を容易に確認することができる。

以下、実施例について説明する。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る鋼管矢板の遮水壁構造の全体構成を概略的に示す説明図である。図２は、図１に示す鋼管矢板の互いに隣接する鋼管本体同士の接合状態の第１の実施形態を示す要部拡大横断面図である。なお、図１において、紙面の左側を「前方」、右側を「後方」として、以下に説明する。

本実施形態の鋼管矢板の遮水壁構造は、図１に示すように、遮水層からなる海底の基礎地盤Ｇ上に沿って、海面Ｓを処分場Ａ側と外海Ｂ側とに区画する第１の鋼管矢板１と第２の鋼板矢板２とを所定の間隔を存して並列させて打設する。そして、第１の鋼管矢板１と第２の鋼板矢板２との間の上部は、タイロッド３で連結して補強するとともに、それらの間の空間に、土砂４を中詰めすることにより、２重壁構造の遮水壁を構築し、処分場Ａ側に廃棄物５が埋め立てられるようになっている。

上記の第１の鋼管矢板１は、図２に示すように、基礎地盤Ｇ上に打設される多数の鋼管本体１０から構成され、この鋼管本体１０は、例えば８００ｍｍ径の円筒鋼管からなる。そして、互いに隣接する鋼管本体１０、１０間は、前後対称的に２重に配される左右一対の雌雄両継ぎ手１１、１２にて接合されている。

鋼管本体１０の接合部となる左右両側の一方には、スリット１１ａを有するパイプ状の雌型継ぎ手１１、１１が前後に溶接にて固定されている。また、鋼管本体１０の接合部となる他方には、係止爪１２ａを有するＴ字状の雄型継ぎ手１２が溶接にて固定されて、互いに隣接する鋼管本体１０、１０間において対向する雌雄両継ぎ手１１、１２と互いにＰ−Ｔ型接合してなる構成を有する。

また、Ｐ−Ｔ型継ぎ手における遮水処理の仕方は、雄型継ぎ手１２の係止爪１２ａに、防水ゴム板１３をそれぞれボルト１４、１４にて取り付ける。そして、雄型継ぎ手１２の係止爪１２ａを雌型継ぎ手１１内への挿入時する際に、防水ゴム板１３を曲げながら挿入し、その弾性復帰力を利用して、雌型継ぎ手１１のパイプ内周面に弾性的に当接させるとともに、防水ゴム板１３とパイプ内周面とで囲繞される閉空間１５には、モルタル１６が充填されている。これにより、雌型継ぎ手１１と雄型継ぎ手１２とが水密的に接合されるように構成するとともに、モルタル１６の隙間からの漏出防止及び継ぎ手間の変形追従性の向上を図っている。

そして、前記前後一対の雌雄両継ぎ手１１、１２間に形成される空間部位１７における前記鋼管本体１０、１０間の最狭幅部ａには、例えば５０ｍｍ径の円筒管からなる中空管状のスペーサ部材１８が配置されている。このスペーサ部材１８内には、前記処分場Ａ側からの保有水の浸出の有無を検知するベーラ方式のモニタリング用井戸１９が設けられている。前記スペーサ部材１８は、互いに隣接する鋼管本体１０、１０の一方、すなわち、雌型継ぎ手１１側の鋼管本体１０に、打設前の前記継ぎ手１１の鋼管本体１０への取り付けと同時に、予め溶接にて取り付けられている。また、前記スペーサ部材１８の処分場Ａ側には、採水孔１８ａが鋼管本体１０の打設方向に沿って所定のピッチで設けられている。

なお、前記空間部位１７には、海水または土砂１７ａ等が充填されるようになっている。

図３は、本発明に係る鋼管矢板の互いに隣接する鋼管本体同士の接合状態の第２の実施形態を示す要部拡大横断面図である。本第２の実施形態では、前記スペーサ部材１８として角筒管を用いてなるもので、他の構成は、上述した第１の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。

すなわち、上記した構成によれば、互いに隣接する鋼管本体１０、１０間の最狭幅部ａに配置した中空管状のスペーサ部材１８内に、処分場Ａ側からの保有水の浸出の有無を検知するモニタリング用井戸１９を設けていることから、被補修エリアが、比較的狭い空間部位１７内に限定されるため、漏洩時には、空間部位１７内の土砂を一旦洗浄して、モルタル注入等により、遮水機能の回復のための補修を行うだけでよく、後補修の施工費を低減化することができる。また、モニタリングエリアが、互いに隣接する鋼管本体１０、１０間の最も狭い個所で行うことができるため、漏洩個所を正確に特定することができる。

また、前記スペーサ部材１８は、互いに隣接する鋼管本体１０、１０の一方に、打設前の継ぎ手１１の鋼管本体１０への取り付けと同時に、予め溶接にて取り付けられていることから、施工時に、スペーサ部材を鋼管本体に取り付けた状態で打設作業が行えるため、従前のようなモニタリングパイプの設置に伴う費用が、鋼管本体へのスペーサ部材の取付加工費のみとなり、施工費の削減化を図ることができる。

さらに、前記スペーサ部材１８の処分場Ａ側には、採水孔１８ａが設けられていることから、スペーサ部材１８内の水物質の濃度が、処理場Ａ側の継ぎ手１１、１２から漏洩する保有水の過多に応じて変化するため、漏洩の有無を容易に検知することができ、しかも、スペーサ部材１８内の水位の観測でも、漏洩の有無を容易に確認することができる。

本発明に係る鋼管矢板の遮水壁構造の全体構成を概略的に示す説明図である。 図１に示す鋼管矢板の互いに隣接する鋼管本体同士の接合状態の第１の実施形態を示す要部拡大横断面図である（実施例１）。 図１に示す鋼管矢板の互いに隣接する鋼管本体同士の接合状態の第２の実施形態を示す要部拡大横断面図である（実施例２）。 従来の２重壁構造を有する遮水壁の一例を示す縦断面図である。 従来の２重壁構造を有する遮水壁の他の例を示す縦断面図である。 従来の２重壁構造を有する遮水壁の他の例を示す縦断面図である。 従来の１重壁２重継ぎ手構造を有する遮水壁における鋼管矢板の互いに隣接する鋼管本体同士の接合状態を示す要部拡大横断面図である。 図７におけるＰ―Ｔ型継ぎ手における遮水処理状態を示す要部拡大横断面図である。 従来のＰ―Ｔ型継ぎ手における遮水処理状態の他の例を示す要部拡大横断面図である。 従来の遮水壁におけるモニタリングパイプの設置状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 第１の鋼管矢板
１０ 鋼管本体
１１ 雌型継ぎ手
１１ａ スリット
１２ 雄型継ぎ手
１２ａ 係止爪
１３ 防水ゴム板
１４ ボルト
１５ 閉空間
１６ モルタル
１７ 空間部位
１７ａ 土砂
１８ スペーサ部材
１８ａ 採水孔
１９ モニタリング用井戸
Ａ 処分場
Ｂ 外海
Ｇ 基礎地盤
Ｓ 海面
ａ 最狭幅部

Claims (3)

1. 基礎地盤上に沿って、海面を処分場側と外海側とに区画する多数の鋼管本体を打設し、該互いに隣接する鋼管本体の間を、前後対称的に２重に配される左右一対の雌雄両継ぎ手にて水密的に接合して構築される鋼管矢板の遮水壁構造において、
   前記前後の雌雄両継ぎ手間に形成される空間部位における前記鋼管本体の間の最狭幅部に、中空管状のスペーサ部材を配置し、該スペーサ部材内に、前記処分場側からの保有水の浸出の有無を検知するモニタリング用井戸を設けたことを特徴とする鋼管矢板の遮水壁構造。
2. 前記スペーサ部材を、互いに隣接する前記鋼管本体の一方に、打設前の前記継ぎ手の取り付けと同時に、予め溶接にて接合しておくことを特徴とする請求項１に記載の鋼管矢板の遮水壁構造。
3. 前記スペーサ部材は採水孔を具備していることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼管矢板の遮水壁構造。

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