JP2011161368A - 透過反応壁構築工法およびそれに使用されるガイド部材 - Google Patents

Abstract

【課題】浄化材からなる透過反応壁の側面形状を所望に変更できるようにする。
【解決手段】筒状のケーシング１０を地盤２に挿入し、ケーシング１０内の土壌３を除去した後、ケーシング１０内に浄化材４を埋め戻すことにより、地盤２中に柱状の透過反応壁部分２５を設ける工程を繰り返して行うことで、複数の透過反応壁部分２５を地盤２中に隣接させて透過反応壁２７を構築する工法であって、ケーシング１０内に浄化材４を埋め戻す際に、１または２以上のガイド板１６を用いてケーシング１０内を複数の領域に区分し、ガイド板１６で区分された領域に浄化材４を埋め戻す。
【選択図】図１２

Description

本発明は、汚染地下水の浄化あるいは拡散防止を目的に、地下水の流路上に設置される透過反応壁の構築工法およびそれに使用されるガイド部材に関する。

たとえば、工場の運営などによって排出された化学物質や、保管されていた化学物質などが周辺の地盤に漏えいし、地下へ浸透することによって地下水がその化学物質によって汚染された時、その地下水の流路上に透過反応壁を構築する工事がおこなわれる。透過反応壁は、地下水に含まれる化学物質を除去する除去材と、これを担持しかつ透水性を確保する担持材からなる浄化材によって構成される。透過反応壁は汚染地下水の流路上に構築され、汚染地下水が接触面から透過反応壁内に浸入し、その中を透過する時、除去材と汚染物質である化学物質が接触し、吸着や分解などの化学的な作用によって化学物質を除去する（特許文献１）。

前記透過反応壁の構築工法としては、特許文献２に示される工法が知られている。図１に示すように、まず円形の掘削用ケーシング１を地盤２に垂直に挿入する。そして、ケーシング１内の土壌３を掘削除去する。次に、図２に示すように、空になったケーシング１の内部に浄化材４を投入して埋め戻す。その後、ケーシング１を地盤２から抜き取ると、図３に示すように、地盤２中に浄化材４からなる円柱状の透過反応壁部分５が形成される。次に、図４に示すように、こうして形成した円柱状の透過反応壁部分５に隣接させて、同様の工程により次の円柱状の透過反応壁部分５を形成する。こうして円柱状の透過反応壁部分５を設ける工程を繰り返して行うことで、複数の透過反応壁部分５を地盤２中に隣接させて順次並べて形成していき、浄化材４からなる透過反応壁６を地盤２中に連続して構築する。

そして、図５に示すように、地盤２中において地下水７の流路と直交させて浄化材４からなる透過反応壁６を連続して形成し、汚染された地下水７を透過反応壁６に透過させる。こうして、地下水７が透過反応壁６を透過する時、除去材と汚染物質である化学物質が接触し、吸着や分解などの化学的な作用によって地下水７に含まれる有害な化学物質を除去するのである。

特許３５１６６１３号公報 特開２００３−１０８３２号公報

しかしながら、円柱状の透過反応壁部分を並べて形成した透過反応壁の側面は平坦にならず、図５に示したように、円柱の一部が繰り返された波状の形状になる。このため、透過反応壁の厚さは一定ではなく、透過反応壁の連続する方向に沿って連続的に厚い部分と薄い部分が交互に変化することになる。その結果、地下水７が透過反応壁６を透過する場合、厚い部分と薄い部分とで透過時間が相違し、化学的作用の十分な部分と不十分な部分を生じさせてしまう。また、薄い部分でも十分な化学的作用を得るためには、厚い部分では過剰の浄化材を用いたことになり、コスト削減の妨げとなる。

本発明の目的は、浄化材からなる透過反応壁の側面形状を所望に変更できるようにすることにある。

この目的を達成するために、本発明によれば、筒状のケーシングを地盤に挿入し、ケーシング内の土壌を除去した後、ケーシング内に浄化材を埋め戻すことにより、地盤中に柱状の透過反応壁部分を設ける工程を繰り返して行うことで、複数の透過反応壁部分を地盤中に隣接させて透過反応壁を構築する工法であって、ケーシング内に浄化材を埋め戻す際に、１または２以上のガイド板を用いてケーシング内を複数の領域に区分し、ガイド板で区分された領域に浄化材を埋め戻すことを特徴とする、透過反応壁構築工法が提供される。

この工法において、ケーシング内において、ガイド板は、透過反応壁の延長方向と平行に設置されても良い。また、ケーシング内において、２枚のガイド板が隙間を空けて互いに平行に設置され、２枚のガイド板の間の領域に浄化材を埋め戻しても良い。あるいは、ケーシング内において、３枚以上ののガイド板が隙間を空けて互いに平行に設置され、任意の２枚のガイド板の間の領域と、他の任意の２枚のガイド板の間の領域に、異なる浄化材を埋め戻しても良い。

また、本発明によれば、筒状のケーシングを地盤に挿入し、ケーシング内の土壌を除去した後、ケーシング内に浄化材を埋め戻すことにより、地盤中に柱状の透過反応壁部分を設ける工程に用いられるガイド部材であって、ケーシング内を区分する複数のガイド板と、それら複数のガイド板を隙間を空けて互いに平行に支持する支持部を有することを特徴とする、ガイド部材が提供される。

本発明によれば、ケーシング内をガイド板で区分してから浄化材を埋め戻しているので、ガイド板の配置によって浄化材を埋め戻す形状を整形することができ、浄化材からなる透過反応壁の側面形状を所望に変更できるようになる。たとえばケーシング内において、ガイド板を透過反応壁の延長方向と平行に設置すれば、透過反応壁の側面は地下水の透過方向に対して直交する平面となり、透過反応壁の側面形状を平坦にすることができる。そして、透過反応壁の側面形状を所望に変更して透過反応壁の厚さを一定にすることにより、透過位置による地下水と浄化材との接触時間を等しくさせ、地下水に対する浄化材の化学的作用を安定させることができる。また、浄化材の使用量を低減できる。

背景技術の説明図であり、ケーシングを地盤に挿入する状態を示す。 背景技術の説明図であり、ケーシング内に浄化材を埋め戻す状態を示す。 背景技術の説明図であり、地盤中に形成された円柱状の透過反応壁部分を示す。 背景技術の説明図であり、円柱状の透過反応壁部分に隣接させて次の透過反応壁部分を形成する状態を示す。 背景技術において構築された透過反応壁の説明図である。 円筒形状のケーシングの説明図である。 クレーンによってケーシングを持ち上げた状態の説明図である。 ケーシングを地盤に挿入した状態の説明図である。 本発明の実施の形態にかかるガイド部材の斜視図である。 図９に示したガイド部材の（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）正面図である。 本発明の実施の形態にかかる透過反応壁構築工法の説明図であり、ケーシングを地盤に挿入する状態を示す。 本発明の実施の形態にかかる透過反応壁構築工法の説明図であり、ケーシング内にガイド部材を挿入した状態を示す。 本発明の実施の形態にかかる透過反応壁構築工法の説明図であり、ケーシング内にガイド部材で区画された領域に浄化材を埋め戻す状態を示す。 本発明の実施の形態にかかる透過反応壁構築工法の説明図であり、地盤中に形成された透過反応壁部分を示す。 本発明の実施の形態にかかる透過反応壁構築工法の説明図であり、先に形成された透過反応壁部分に隣接させて次の透過反応壁部分を形成する状態を示す。 本発明の実施の形態にかかる透過反応壁構築工法によって構築された透過反応壁の説明図である。 Ｈ形鋼を利用したガイド部材の斜視図である。 図１７に示したガイド部材の（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）正面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる透過反応壁構築工法の説明図であり、ケーシング内にＨ形鋼を利用したガイド部材を挿入した状態を示す。 Ｈ形鋼を利用したガイド部材を用いて構築された透過反応壁の説明図である。 ３枚のガイド板を備えたガイド部材の斜視図である。 図２１に示したガイド部材の（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）正面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる透過反応壁構築工法の説明図であり、ケーシング内に３枚のガイド板を備えたガイド部材を挿入した状態を示す。 ３枚のガイド板を備えたガイド部材を用いて構築された透過反応壁の説明図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図６に示すように、ケーシング１０は上下両端が開口した、中空の円筒形状である。ケーシング１０は、たとえば口径３０００ｍｍ、長さ５ｍの鋼管である。透過反応壁を深く形成させる場合は、複数本の鋼管を直列に配置したケーシング１０を用いると良い。

図７に示すように、地盤２の上に垂直に立てられたケーシング１０の上端にハンマーグラブなどの掘削機１１が取り付けられ、クレーン１２によりケーシング１０が吊り下げられる。また、図８に示すように、クレーン１２で吊り下げたケーシング１０を下降させることにより、ケーシング１０は地盤２中に垂直に挿入される。

図９、１０に示すように、本発明の実施の形態にかかるガイド部材１５は、上下に長い長方形の鋼板からなる２枚のガイド板１６、１６と、それら２枚のガイド板１６、１６同士を支持する支持部１７を備えている。支持部１７は適当な長さを有する棒鋼等からなり、ガイド部材１５の上下に箇所に配置される。２枚のガイド板１６、１６同士は、所定の隙間を空けて互いに平行に支持される。

ガイド部材１５は、ケーシング１０と同程度の長さ（深さ）を有している。また、ガイド部材１５は、ケーシング１０の内部に挿入できる大きさである。

次に、本発明の実施の形態にかかる透過反応壁構築工法を説明ずる。先ず、クレーン１２によりケーシング１０が任意の位置に搬送される。そして、図１１に示すように、ケーシング１０を地盤２に垂直に挿入する。なお、ケーシング１０の地盤２への挿入は、図８で説明したように、クレーン１２で吊り下げたケーシング１０を下降させることにより行われる。ケーシング１０を地盤２中へ挿入させる際、ケーシング１０に回転を加えても良い。

ケーシング１０を地盤２中へ挿入した後、ケーシング１０内の土壌３を掘削機１１で掘削し除去する。この場合、掘削機１１に備えられているオーガスクリューなどによって、ケーシング１０内の土壌３を掘削除去することができる。

次に、図１２に示すように、空になったケーシング１０の内部にガイド部材１５を挿入する。こうして、ケーシング１０内にガイド部材１５を挿入することにより、ケーシング１０の内部は、２枚のガイド板１６、１６の間に位置する一つの領域２０（ガイド板１６、１６の内面に挟まれた領域２０）と、２枚のガイド板１６それぞれの外側に位置する二つの領域２１，２１（ガイド板１６の外面とケーシング１０の内面に囲まれた二つの領域２１，２１）とに区分された状態となる。

すなわち、図１２に示すようにケーシング１０内にガイド部材１５を挿入した際に、ガイド板１６、１６の両側がケーシング１０の内面にちょうど近接するように、ガイド部材１５を構成する２枚のガイド板１６、１６同士の間隔およびガイド板１６、１６の幅が設計されている。

また、ケーシング１０内にガイド部材１５を挿入する場合、ガイド板１６、１６が、後述する透過反応壁２７の延長方向と平行になるように設置される。

そして、図１３に示すように、このようにケーシング１０内において２枚のガイド板１６、１６の間に区分された領域２０（ガイド板１６、１６の内面に挟まれた領域２０）に浄化材４を投入して埋め戻す。なお、浄化材４は、汚染された地下水に含有される化学物質を分解あるいは吸着除去する除去材と、砕石など除去材を保持し、透水性を確保する担持材によって構成される。

また、ケーシング１０内において２枚のガイド板１６それぞれの外側に区分された二つの領域２１，２１（ガイド板１６の外面とケーシング１０の内面に囲まれた二つの領域２１，２１）には、浄化材４ではなく、透水性の埋め戻し材２２を投入して埋め戻す。この場合、埋め戻し材２２には、砕石等が用いられる。また、現場で掘削された土壌３を埋め戻し材２２に用いても良い。なお、浄化材４および埋め戻し材２２の埋め戻しは、たとえばバックホーを用いて行われる。

その後、クレーン１２で吊り上げることにより、地盤２中からケーシング１０とガイド部材１５を上方に抜き取る。これにより、図１４に示すように、地盤２中に浄化材４からなる柱状の透過反応壁部分２５が形成される。上述のように、ケーシング１０内において２枚のガイド板１６、１６で区分された領域２０（ガイド板１６、１６の内面に挟まれた領域２０）に浄化材４を埋め戻しているため、こうして形成された透過反応壁部分２５は、円柱形状の両側に一対の互いに平行な平面２６、２６が形成された扁平な形状となる。この場合、ケーシング１０内において、ガイド板１６、１６が、後述する透過反応壁２７の延長方向と平行になるように設置されていたことにより、透過反応壁部分２５の両側に形成された一対の平面２６、２６は、いずれも後述する透過反応壁２７の延長方向と平行となる。

次に、図１５に示すように、こうして形成した扁平柱状の透過反応壁部分２５に隣接させて、同様の工程により次の透過反応壁部分２５を形成する。このように次の透過反応壁部分２５を形成する場合も、ガイド板１６、１６が、後述する透過反応壁２７の延長方向と平行になるように設置される。こうして既に形成した扁平柱状の透過反応壁部分２５に隣接させて、次の透過反応壁部分２５を形成することにより、既に形成した透過反応壁部分２５の平面２６、２６と次の透過反応壁部分２５の平面２６、２６は、いずれも後述する透過反応壁２７の延長方向と平行となり、隣接する二つの透過反応壁部分２５の平面２６、２６は、同一平面に揃えられる。

こうして扁平柱状の透過反応壁部分２５を順次隣接させて設ける工程を繰り返して行うことで、平面２６、２６を同一平面に揃えながら複数の透過反応壁部分２５を地盤２中に隣接させて順次並べて形成していき、図１６に示すように、浄化材４からなる透過反応壁２７を地盤２中に連続して構築していく。この場合、図１１〜１５で説明した工程を必要回数実施し、透過反応壁２７を必要規模まで拡大する。

こうして作成された透過反応壁２７は壁面が平坦に成型され、透過反応壁２７の厚さは透過反応壁２７の延長方向に渡って一定となる。そして、かかる厚さが一定の透過反応壁２７を地下水の透過方向に対して直交するように構築することにより、地下水７が透過反応壁６を透過する時、除去材４と汚染物質である化学物質が接触し、吸着や分解などの化学的な作用によって地下水７に含まれる有害な化学物質が除去される。かかる透過反応壁２７は厚さが一定であるため、地下水７の透過位置が変わっても除去材４と地下水７との接触時間が同じであり、場所による除去性能の差異が生じず、地下水７に対する浄化材４の化学的作用を安定させることができる。そして、透過反応壁２７の厚さを全体に渡って必要最小限とすることにより、既存工法に比べて浄化材４の量を低減することができる。

また、本発明の工法は既存のケーシング１０を用いた透過反応壁構築工法に容易に転用できる。よって、工程等の見直しが安易であり、既存の機材の転用も可能であるため、低費用で効果を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は以上の形態に限定されるものではない。たとえば、図１７、１８に示すように、Ｈ形鋼を利用したガイド部材３０を利用することもできる。この場合、Ｈ形鋼のフランジを２枚のガイド板３１，３１とし、Ｈ形鋼のウェブを支持部３２とすることができる。

また、Ｈ形鋼を利用する場合、必要に応じてガイド板３１，３１（Ｈ形鋼のフランジ）の側縁に補助板３３を取り付けることが好ましい。この補助板３３でガイド板３１、３１の幅を任意の長さに広げることにより、図１９に示すように、ガイド部材３０をケーシング１０内に挿入した際に、ガイド板３１（補助板３３）の両側をケーシング１０の内面に近接させ、ケーシング１０の内部を、２枚のガイド板３１、３１の間の領域２０と、２枚のガイド板３１それぞれの外側に位置する二つの領域２１，２１とに区分することができる。

そして、Ｈ形鋼を利用したガイド部材３０でケーシング１０の内部を２枚のガイド板３１、３１の間の領域２０と、２枚のガイド板３１それぞれの外側の領域２１，２１とに区分することにより、先に図１１〜１５で説明した工程を必要回数実施し、図１６に示した透過反応壁２７を同様に構築することができる。

加えて、このようにＨ形鋼を利用したガイド部材３０でケーシング１０の内部を区分した場合、２枚のガイド板３１、３１の間の領域２０は、支持部３２（Ｈ形鋼のウェブ）により、左右２つの領域部分２０ａ、２０ｂにさらに区分されることになる。そこで、支持部３２で区分されたこれら２つの領域部分２０ａ、２０ｂの一方（たとえば領域部分２０ａ）に除去材４を投入して埋め戻し、他方（たとえば領域部分２０ｂ）に遮水性を有する埋め戻し材３５を投入して埋め戻すことにより、浄化材４の使用量を低減することができる。

この場合、図２０に示すように、除去材４で埋め戻された部分と遮水性の埋め戻し材３５で埋め戻された部分が交互に連続する透過反応壁３６が構築される。かかる透過反応壁３６では、地下水７は遮水性の埋め戻し材３５で埋め戻された部分を透過できずに迂回し、除去材４で埋め戻された部分を透過することとなる。

またたとえば、図２１、２２に示すように、互いに平行に隙間をあけて配置された３枚のガイド板４０，４１，４２を備えたガイド部材４３としても良い。かかるガイド部材４３では、支持部４４により、３枚のガイド板４０，４１，４２が互いに平行に隙間をあけて配置され、中央のガイド板４１と一方のガイド板４０との間および中央のガイド板４１と他方のガイド板４２との間にそれぞれ隙間が設けられている。

このガイド部材４３を、空になったケーシング１０内に挿入することにより、図２３に示すように、ケーシング１０の内部は、中央のガイド板４１と一方のガイド板４０との間の領域４５および中央のガイド板４１と他方のガイド板４２との間の領域４６と、一方のガイド板４０の外側に位置する領域４７（一方のガイド板４０の外面とケーシング１０の内面に囲まれた領域４７）および他方のガイド板４２の外側に位置する領域４８（他方のガイド板４２の外面とケーシング１０の内面に囲まれた領域４８）とに区分された状態となる。なお、このように、ケーシング１０内にガイド部材４３を挿入する場合も、ガイド板４０、４１、４２が、後述する透過反応壁５５の延長方向と平行になるように設置される。

そして、中央のガイド板４１と一方のガイド板４０との間の領域４５に浄化材５０を投入して埋め戻し、同様に、中央のガイド板４１と他方のガイド板４２との間の領域４６に浄化材５１を投入して埋め戻す。この場合、領域４５に投入する浄化材５０と領域４６に投入する浄化材５１は、種類の異なるものとする。

また、一方のガイド板４０の外側に位置する領域４７（一方のガイド板４０の外面とケーシング１０の内面に囲まれた領域４７）と他方のガイド板４２の外側に位置する領域４８（他方のガイド板４２の外面とケーシング１０の内面に囲まれた領域４８）には、浄化材ではなく、透水性の埋め戻し材５２を投入して埋め戻す。この場合、埋め戻し材５２には、砕石等が用いられる。また、現場で掘削された土壌３を埋め戻し材５２に用いても良い。浄化材５０，５１および埋め戻し材５２の埋め戻しは、たとえばバックホーを用いて行われる。

その後、クレーン１２で吊り上げることにより、地盤２中からケーシング１０とガイド部材４３を上方に抜き取る。かかる工程を必要回数実施することにより、図２４に示すように、浄化材５０、５１が二層状に配置された透過反応壁５５を構築することができる。

こうして作成された透過反応壁５５は、互いに種類の異なる浄化材５０、５１が二層状に配置されており、異なる性質を有する透過反応壁を同時に構築することができる。たとえば、二種類以上の化学物質によって汚染された地下水７に対して、二種類の浄化材５０、５１による浄化処理が可能となる。あるいは、先に地下水７と接触する浄化材５０で化学物質を分解することによって生じる別の化学物質を、次の浄化材５１で分解あるいは吸着除去することなどの処理が可能となる。

なお、図９，１０および図１７、１８では、２枚のガイド板１６、１６（３１、３１）を備えるガイド部材１５（３０）を説明し、図２１、２２では、３枚のガイド板４０、４１、４２を備えるガイド部材４３を説明したが、ガイド板の枚数は任意であり、たとえば１枚あるいは４枚以上でも良い。いずれにしても本発明によれば、ケーシングの内部をガイド板で区分してから浄化材を埋め戻しているので、ガイド板の配置によって浄化材を埋め戻す形状を整形することができ、浄化材からなる透過反応壁の側面形状を所望に変更できるようになる。また、ガイド板の配置で浄化材を投入する空間の大きさ（厚み）を変更することによって、より自由度の高い透過反応壁を形成することができる。

本発明は、たとえば、工場の運営によって発生した化学物質によって汚染された地下水に対して、汚染拡散の防止あるいは地下水の浄化を目的とした透過反応壁の構築工事に有用である。

１、１０ ケーシング
２ 地盤
３ 土壌
４、５０、５１ 浄化材
５ 透過反応壁部分
６ 透過反応壁
７ 地下水
１１ 掘削機
１２ クレーン
１５、３０、４３ ガイド部材
１６、３１、４０，４１，４２ ガイド板
１７、３２、４４ 支持部
２０ ２枚のガイド板の間に位置する領域
２０ａ、２０ｂ 領域部分
２１ ガイド板の外側に位置する領域
２２、３５、５２ 埋め戻し材
２５ 透過反応壁部分
２６ 平面
２７、３６、５５ 透過反応壁
３３ 補助板
４５ 中央のガイド板と一方のガイド板との間の領域
４６ 中央のガイド板と他方のガイド板との間の領域
４７ 一方のガイド板の外側に位置する領域
４８ 他方のガイド板の外側に位置する領域

Claims (5)

1. 筒状のケーシングを地盤に挿入し、ケーシング内の土壌を除去した後、ケーシング内に浄化材を埋め戻すことにより、地盤中に柱状の透過反応壁部分を設ける工程を繰り返して行うことで、複数の透過反応壁部分を地盤中に隣接させて透過反応壁を構築する工法であって、
   ケーシング内に浄化材を埋め戻す際に、１または２以上のガイド板を用いてケーシング内を複数の領域に区分し、ガイド板で区分された領域に浄化材を埋め戻すことを特徴とする、透過反応壁構築工法。
2. ケーシング内において、ガイド板は、透過反応壁の延長方向と平行に設置されることを特徴とする、請求項１に記載の透過反応壁構築工法。
3. ケーシング内において、２枚のガイド板が隙間を空けて互いに平行に設置され、２枚のガイド板の間の領域に浄化材を埋め戻すことを特徴とする、請求項１または２に記載の透過反応壁構築工法。
4. ケーシング内において、３枚以上のガイド板が隙間を空けて互いに平行に設置され、任意の２枚のガイド板の間の領域と、他の任意の２枚のガイド板の間の領域に、異なる浄化材を埋め戻すことを特徴とする、請求項１または２に記載の透過反応壁構築工法。
5. 筒状のケーシングを地盤に挿入し、ケーシング内の土壌を除去した後、ケーシング内に浄化材を埋め戻すことにより、地盤中に柱状の透過反応壁部分を設ける工程に用いられるガイド部材であって、
   ケーシング内を区分する複数のガイド板と、それら複数のガイド板を隙間を空けて互いに平行に支持する支持部を有することを特徴とする、ガイド部材。
   

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