JP3648663B2 - 廃棄物処分施設 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は汚染水の漏出を有効に防止できる廃棄物処分施設に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、近年における産業廃棄物量の著しい増大に伴い各地に廃棄物処分施設が次々と設置されている。この種の施設は、貯留されている廃棄物やそれにより汚染された汚染水が外部に流出するような事態を確実に防止し得るものでなければならないことは当然であり、そのため、施設全体を遮水構造として充分なる水密性を確保するとともに、その破損や劣化を防止するための充分な保護対策を行い、かつその健全性を長期にわたって維持するための管理および監視を行うこととされている。
【０００３】
図５はこの種の廃棄物処分施設の一例を示すものである。これは管理型処分場といわれるものであり、擁壁１および囲い壁２の内側の地盤全体を水密性を確保し得る遮水構造体３により覆ってその内部を廃棄物の貯留部とし、その底面部には廃棄物からの浸出水や貯留部に流入した降水あるいは地下水を集水して排水するための集水装置４を備えており、集水装置４により集水した汚染水を調整槽５を経て処理設備６に導き、そこで充分に浄化した後に放流するようにしている。そして、上記の遮水構造体３としては、充分な水密性を確保できるとともにその健全性を長期にわたって維持し得るものとして、たとえば遮水シートを隙間なく敷設したうえでその表面全体を押えコンクリートにより覆って保護するようにしたものが一般に採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の施設の立地条件としては地盤が安定していることが必要とされ、そのためこの種の施設は地盤が比較的硬質で地下水位も低い山間部等に設置されることが従来一般的であったが、近年ではたとえば海岸部に近い砂地盤等の比較的軟質で地下水位も高い地盤にもこのような施設を設置する必要が生じてきており、そのための検討がなされつつある。
【０００５】
そして、この種の施設を地下水位が高い砂地盤等に設けるに際しては、以下のような課題を解決する必要があるとされている。
▲１▼通常では想定し得ない何等かの事情により遮水構造体３の健全性が万一損われたことを想定した場合、地下水流による周辺環境への悪影響が想定されるから、そのような事態を完全に回避し得るより万全かつ信頼性の高い対策が不可欠であること。
▲２▼同じく遮水構造体３の健全性が万一損われたことを想定した場合、施設周辺の地下水が施設内に多量に流入することが想定されるから、集水装置４および処理設備６の処理能力を大きく見込む必要があり、設備費および運営費が増大すること。
▲３▼遮水構造体３に対してその外部から地下水圧による大きな浮力が作用することが想定されるから、地下水圧を受けない場合に比較して遮水構造体３を増強する必要があり、たとえば遮水シートや押えコンクリートの強度や厚みをより大きくする等の対策が必要となり、そのため建設費が増大すること。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、この種の施設をたとえば砂地盤等の地下水位が高い地盤に設けるような場合において、遮水構造体の健全性が万一損われたとしても汚染水の漏出を確実に防止し得ることはもとより、施設の建設費や運営費の削減をも図ることのできる有効な手段を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の廃棄物処分施設は、地盤を掘削してその内面を遮水構造体により覆うことにより廃棄物を貯留するための貯留部を設けるとともに、該貯留部内に滞留する汚染水を揚水するための汚染水揚水井戸を該貯留部に設け、前記貯留部の周囲にはそれを取り囲む遮水壁をその下端を不透水層に達するように設けるとともに、該遮水壁の内側に、該遮水壁と前記貯留部との間の地盤から地下水を揚水するための地下水揚水井戸を設け、遮水壁の内側に地下水を集水して前記地下水揚水井戸に導くための集水管を設けたものである。この場合、前記遮水構造体を遮水シートとそれを覆う押えコンクリートとにより構成することが好適であり、前記遮水壁の外部の地下水位、該遮水壁の内部の地下水位、前記貯留部内の汚染水の水位をそれぞれ検出するための水位検出手段を備えることが好適である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る廃棄物処分施設の一実施形態を示す概略構成図であり、図２および図３はその施工手順を示す図である。この施設は、海岸部に近く、したがって地下水位が充分に高い砂地盤に設置されるものである。
【００１０】
本実施形態の施設の構成をその施工手順に沿って説明する。
【００１１】
まず、図２に示すように、廃棄物の貯留部１０を施工するべき位置の周囲に、それを全周にわたって取り囲むようにして遮水壁１１を設ける。遮水壁１１としてはたとえば鋼矢板、ソイルセメント壁、薄膜シートによるものが好適であり、その下端を不透水層１２に達するように設置する。ここでいう不透水層１２とは透水性が全くない完全な不透水性地層という意味ではなく（自然の地層においてそのようなものは殆ど期待できるものではない）、他の地層に比較して透水性が相対的に小さい地層であれば良い。むしろ、この不透水層１２は若干の透水性を有する地層であることが好適であり、周辺地盤に対して予めボーリング調査を行って透水係数が最小値となっている地層を選択し、それを不透水層１２として採用すれば良い。そのような不透水層１２に達する遮水壁１１を設けることにより、遮水壁１１の外部から不透水層１２を通じて遮水壁１１の内部への地下水の流入を最少限に抑制でき、かつ、適度の地下水の流入が期待できる。
【００１２】
上記の遮水壁１１を施工した後、仮設のディープウエル１３を設けて遮水壁１１の内部の地下水位を低下せしめ、貯留部１０の掘削を行う。この際、掘削領域の周囲には遮水壁１１が設けられているので地下水位を容易に低下させることができ、そのための揚水量は少なくて済む。なお、本実施形態における貯留部１０はその側壁面が傾斜面とされているので、法面掘削を行うこととする。また、それと相前後して、遮水壁１１の外部における地下水位を計測するための水位計測器１４（水位検出手段）を設置する。
【００１３】
貯留部１０の掘削が完了したら、図３に示すように、この施設の供用を開始した後における地下水位の制御のための地下水揚水井戸１５を設置し、それに連なる集水管１６を敷設する。すなわち、貯留部１０の床付け盤の位置に図３（ｂ）に示すように集水管１６を縦横に敷設し、その交差部に地下水揚水井戸１５を設置する。集水管１６の敷設位置は貯留部１０の面積や平面形状等を考慮して各部から均等に集水し得るように設定すれば良い。なお、集水管１６としては有孔管を用い、その周囲に砕石や透水マット等の充填材１７を充填して目詰りを防止する。それと相前後して、遮水壁１１の内部における地下水位を計測するための水位計測器１８を設置し、また地下水揚水井戸１５内に揚水ポンプ１９を設置して揚水管２０を地上に導いておく。
【００１４】
次いで、貯留部１０の内面全体に遮水シート２１を敷設する。この際、貯留部１０の底面および側面全体を完全に隙間なく遮水シート２１により覆うようにし、遮水シート２１どうしの接続部は完全に接着する。
【００１５】
そして、図１に示すように遮水シート２１上にその保護のための押えコンクリート２２を全面に渡って打設し、遮水シート２１と押えコンクリート２２とによる遮水構造体２３を形成する。これにより貯留部１０の水密性がその遮水構造体２３により確保される。
【００１６】
貯留部１０の内部には、供用開始後にここに貯留される廃棄物２４からの浸出する汚染水が滞留するので、その汚染水を揚水するための汚染水揚水井戸２５を貯留部１０に設置する。その汚染水揚水井戸２５には揚水ポンプ２６を設置し、その揚水管２７は廃水処理設備へ導く。また、貯留部１０における汚染水の水位を計測するための水位計測器２７を設置する。
【００１７】
さらに、上記の地下水揚水井戸１５から地下水を揚水するための上記の揚水管２０には流量調整用電磁弁２８を介して選択的に開閉操作される切換弁２９，３０を接続し、揚水した地下水を一方の切換弁２９を通して放水路へ導くか、あるいは他方の切換弁３０を通して廃水処理設備へ導くようにする。
【００１８】
上記構造の施設は、貯留部１０の周囲に遮水壁１１が設けられ、かつ遮水壁１１の内部の地盤（遮水壁１１と貯留部１０との間の地盤）から地下水揚水井戸１５により地下水を揚水し得るものであるから、遮水壁１１の内部の地下水位（以下、内部水位という）Ｈ２を、遮水壁１１の外部の水位（以下、外部水位という）Ｈ１、および貯留部１０での汚染水の水位（以下、汚染水水位という）Ｈ３との関連において適正に制御することで、遮水構造体２３の健全性が万一損われた場合であっても汚染水が漏出してしまう事態を確実に防止できるものであり、かつ、地下水位が充分に高い地盤に設置されるものであるにも拘らずそれに起因する問題を悉く回避できるものである。
【００１９】
すなわち、上記の施設では遮水壁１１が不透水層１２に達するものであるので、外部の地下水が不透水層１２を通して遮水壁１１の内部に流入することは完全には防止できないものの、内部水位Ｈ２を外部水位Ｈ１とはほぼ独立に制御できるものである。したがって、遮水壁１１の内部の地下水を集水管１６により集水して地下水揚水井戸１５に導き、揚水ポンプ１９により揚水管２０を通して揚水して切換弁２９を通して放流することで、内部水位Ｈ２が外部水位Ｈ１よりも常に低くなるような水位差αを確保しておくことが容易に可能である。この場合、不透水層１２の透水性が低いほど揚水量は少なくて済む。
【００２０】
そして、そのような水位差αを確保することにより、遮水壁１１の外部の地下水が不透水層１２を通して内部に流入しようとする地下水流が喚起され、したがって遮水壁１１の外部の地下水が内部に流入することはあっても内部の地下水が外部に流出することはなく、そのため、仮に貯留部１０を形成している遮水構造体２３の健全性が万一損われて汚染水が貯留部１０の外部に漏出したとしても、汚染水が遮水壁１１を越えてその外部にまで漏出することはない。
【００２１】
また、貯留部１０に廃棄物２４が貯留されるとそこには廃棄物２４から浸出する汚染水が滞留するから、その汚染水水位Ｈ３よりも上記の内部水位Ｈ２を常に高く維持するような水位差βを確保しておくこととする。このような水位差βを確保しておくことにより、遮水構造体２３の健全性が万一損われたとしても、貯留部１０の外部の地下水がその内部に流入することはあっても、汚染水が貯留部１０から外部に漏出することはない。
【００２２】
この場合、上記の水位差βは可及的に小さく設定する、つまり内部水位Ｈ２を汚染水水位Ｈ３よりわずかに高い程度に維持することが好ましい。すなわち、水位差βは漏出防止の点だけからいえば大きいことが好ましいが、それが過度に大きいと、その水位差βに起因する浮力が遮水構造体２３にかかり、したがって遮水シート２１や押えコンクリート２２に無理な力がかかったり、あるいは、遮水構造体２３の健全性が万一損われた場合には多量の地下水が貯留部１０内に流入してしまうことが想定される。したがって、水位差βをできるだけ小さくすることで、汚染水の万一の漏出を防止しつつも過度の水圧差が生じることを回避して上記のような問題を回避すべきであり、そのようにすることにより、遮水シート２１や押えコンクリートの厚みを必要以上に大きくする等の増強策は不要であるし、汚染水揚水井戸２５や廃水処理設備の規模を大きく見込む必要もない。
【００２３】
なお、汚染水水位Ｈ３は廃棄物２４の貯蔵量が増大するにつれて漸次上昇していき、また降水の影響により急激に上昇することもあり得るが、汚染水水位Ｈ３を水位計測器２７により常時監視し、それが過度に上昇しないように汚染水を汚染水揚水井戸２５を通して適宜揚水してその水位Ｈ３を適正に維持すれば良い。そして、その汚染水水位Ｈ３の変動に対応させて内部水位Ｈ２も上記の関係を維持するように制御する、つまり内部水位Ｈ２が外部水位Ｈ１よりも常に低くかつ汚染水水位Ｈ３より常にわずかに高くなっている状態を維持するように制御すれば良い。そのような制御は、各水位Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を水位計測器１４，１８，２７によりそれぞれ自動検出し、それに応じて揚水ポンプ１９，２６を連動制御させることで自動的にかつ容易に行うことができる。
【００２４】
また、各水位Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の検出に併せて水質検査も行って汚染物の万一の漏出をも監視すると良い。そして、仮に、遮水壁１１の内部において汚染が検出されたとしたら、切換弁２９，３０を操作して揚水井戸１５からの揚水をそのまま放流することなく廃水処理設備に導いて処理すれば良い。
【００２５】
以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記に限定されることなく、種々の設計的変更を任意に行い得るものであって、たとえば貯留部１０の形態、遮水構造体２３の構造、地下水揚水井戸１５の位置や本数、集水管１６の敷設形態、汚染水揚水井戸２５の位置や本数、施設全体の施工手順、その他は任意に変更可能である。また、上記実施形態では貯留部１０の側面を傾斜面としたが、たとえば図４に示すように貯留部１０の側壁面を直立壁面とし、それを遮水壁１１と一体に構築することも可能である。図４に示す形態のものでは、遮水壁１１の内部における地下水は自由水面を形成することなく貯留部１０の下方に被圧地下水として存在することになるが、その場合も仮想の内部地下水位Ｈ２を外部地下水位Ｈ１よりも常に低く維持し、かつ、汚染水水位Ｈ３よりも常にわずかに高く維持することで、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【００２７】
【発明の効果】
以上で詳述したように、本発明の施設は、貯留部に汚染水を揚水する汚染水揚水井戸を設けるとともに、不透水層に達する遮水壁を貯留部を取り囲むように設けてその内部の地下水を揚水するための地下水揚水井戸を設けたものであるので、遮水壁の内部の地下水位を外部の地下水位や汚染水の水位と関連づけて適正に維持することが可能である。したがって本発明によれば、遮水壁の内部における地下水位を外部の水位よりも常に低く維持し、かつ廃棄物の貯留部における汚染水の水位よりも常に高く維持することにより、貯留部を形成している遮水構造体の健全性が万一損われたとしても汚染水が遮水構造体から外部に流出することはなく、ましてや遮水壁を越えてその外部に流出することはなく、万全の漏出防止対策を実現できる。特に、遮水壁の内部水位と汚染水水位との水位差を可及的に小さくして前者を後者よりもわずかに高い程度に維持することにより、貯留部に過度の地下水圧が作用することも防止できる。しかも、本発明の施設では地下水揚水井戸に連なる集水管を設けたので、遮水壁の内部全体から確実かつ均等に地下水を集水して揚水することができる。また、貯留部を形成する遮水構造体を遮水シートとそれを覆って保護する押えコンクリートにより構成すればそれ自体で優れた遮水性能と長期に渡る健全性を確保できる。さらに、遮水壁の外部の地下水位、内部の地下水位、汚染水の水位を検出するための水位検出手段を備えておくことにより、その検出結果に基づき水位を適正に維持するための制御を確実かつ容易にしかも自動的に行うことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態である廃棄物処分施設の概略構成を示す図である。
【図２】 同施設の施工手順を示す図であって、遮水壁を構築してその内部を掘削している状況を示す図である。
【図３】 同じく、地下水揚水井戸を施工した状況を示す図である。
【図４】 本発明の施設の他の実施形態を示す図である。
【図５】 従来一般の廃棄物処分施設の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 貯留部
１１ 遮水壁
１２ 不透水層
１４ 水位計測器（水位検出手段）
１５ 地下水揚水井戸
１６ 集水管
１８ 水位計測器（水位検出手段）
２１ 遮水シート
２２ 押えコンクリート
２３ 遮水構造体
２４ 廃棄物
２５ 汚染水揚水井戸
２７ 水位計測器（水位検出手段）
Ｈ１ 遮水壁外部の地下水位
Ｈ２ 遮水壁内部の地下水位
Ｈ３ 汚染水水位

Claims (3)

1. 地盤を掘削してその内面を遮水構造体により覆うことにより廃棄物を貯留するための貯留部を設けるとともに、該貯留部内に滞留する汚染水を揚水するための汚染水揚水井戸を該貯留部に設け、
   前記貯留部の周囲にはそれを取り囲む遮水壁をその下端を不透水層に達するように設けるとともに、
   該遮水壁の内側に、該遮水壁と前記貯留部との間の地盤から地下水を揚水するための地下水揚水井戸を設け、
   前記遮水壁の内側に、該遮水壁と前記貯留部との間の地盤から地下水を集水して前記地下水揚水井戸に導くための集水管を設けてなることを特徴とする廃棄物処分施設。
2. 請求項１記載の廃棄物処分施設であって、前記遮水構造体を遮水シートとそれを覆う押えコンクリートとにより構成してなることを特徴とする廃棄物処分施設。
3. 請求項１または２記載の廃棄物処分施設であって、前記遮水壁の外部の地下水位、該遮水壁の内部の地下水位、前記貯留部内の汚染水の水位をそれぞれ検出するための水位検出手段を備えることを特徴とする廃棄物処分施設。

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