特許 6335020 透過性柱状地中浄化体の施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6335020

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】透過性柱状地中浄化体の施工方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/00 20060101AFI20180521BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/00 A

   C02F1/00 K

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-104083(P2014-104083)

(22)【出願日】2014年5月20日

(65)【公開番号】特開2015-217361(P2015-217361A)

(43)【公開日】2015年12月7日

【審査請求日】2017年1月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000236610

【氏名又は名称】株式会社不動テトラ

(74)【代理人】

【識別番号】110002538

【氏名又は名称】特許業務法人あしたば国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100098682

【弁理士】

【氏名又は名称】赤塚 賢次

(74)【代理人】

【識別番号】100131255

【弁理士】

【氏名又は名称】阪田 泰之

(74)【代理人】

【識別番号】100125324

【弁理士】

【氏名又は名称】渋谷 健

(72)【発明者】

【氏名】永石 雅大

(72)【発明者】

【氏名】今給黎 健一

【審査官】 菊地 寛

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１２８９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００７２３７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−０２８６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第００／０４３１３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−１８５９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１８５９８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／００

Ｂ０９Ｃ １／００

Ｃ０２Ｆ １／２８

Ｃ０２Ｆ １／７０−１／７８

Ｃ０２Ｆ １／５８−１／６４

Ｅ０２Ｄ ３／００

Ｅ０２Ｄ ３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

飽和層内であって、且つ飽和層に存在する汚染領域又は不飽和層と飽和層に跨る汚染領域から出る汚染地下水の流れを遮断する方向で且つ傾斜状に設置させる透過性柱状地中浄化体を施工する方法であって、中空管をその先端が該透過性柱状地中浄化体の先端位置となるように建て込み、次いで、該中空管を通して、粒状物、浄化剤及び水を含有する流動化物を、流動状態を保持したまま地盤中に圧入し、地盤中で塑性化させる工程を有することを特徴とする透過性柱状地中浄化体の施工方法。

【請求項2】

該透過性柱状地中浄化体を、間欠的且つ複数列状で、更に千鳥状となるように配置して得られることを特徴とする請求項１に記載の透過性地中浄化体の施工方法。

【請求項3】

該透過性柱状地中浄化体を、汚染水又は汚染地下水の透過率が１００％となるように配置することを特徴とする請求項２に記載の透過性地中浄化体の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、不飽和層に存在する汚染物質を地下水に流入する前に除去する透過性柱状地中浄化体又は深部に不透水層が存在しない地盤においても汚染地下水を浄化する透過性地中柱状浄化体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

汚染地下水の敷地外への流出防止対策としては、バリヤー井戸などの揚水施設を付設する方法、あるいは特開２００５−２９６８２４号公報や特開２０１１−２００７５４号公報に記載のような透過性地下水浄化壁を鉛直状に設置する方法が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−２９６８２４号公報

【特許文献2】特開２０１１−２００７５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、前者のバリヤー井戸などの揚水施設を付設する方法は、水処理施設の設置費用やランニングコストが発生するという問題がある。また、後者の透過性地下水浄化壁を鉛直状に設置する方法は、不透水層が底深く存在すると、透過性地下水浄化壁の設置コストが上昇する。また、深部に不透水層が存在しないと機能しない。また、不飽和層には適用できないという問題がある。

【0005】

従って、本発明の目的は、不飽和層に存在する汚染物質が降雨の浸透または通過により、汚染水が深部に拡散し、地下水に到達し広範囲に汚染水が拡大することを防止する透過性地中柱状浄化体、その製造方法又は透過性地中浄化体を提供することにある。また、本発明の他の目的は、不透水層が存在しない地盤であっても、汚染地下水を浄化する透過性地中柱状浄化体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

すなわち、本発明は、上記従来の課題を解決したものであって、不飽和層内であって、且つ不飽和層に存在する汚染土壌領域と地下水の間に、水平状または傾斜状に設置させることを特徴とする透過性柱状地中浄化体を提供するものである。

【0007】

また、本発明は、飽和層内であって、且つ飽和層に存在する汚染領域又は不飽和層と飽和層に跨る汚染領域から出る汚染地下水の流れを遮断する方向で且つ傾斜状に設置させることを特徴とする透過性柱状地中浄化体を提供するものである。

【0008】

また、本発明は、前記透過性柱状地中浄化体を、間欠的且つ複数列状で、更に千鳥状となるように配置して得られることを特徴とする透過性地中浄化体を提供するものである。

【0009】

また、本発明は、前記透過性柱状地中浄化体を、汚染水又は汚染地下水の透過率が１００％となるように配置することを特徴とする前記透過性地中浄化体を提供するものである。

【0010】

また、本発明は、該汚染土壌領域は、既設構造の直下に存在するものであることを特徴とする前記透過性柱状地中浄化体を提供するものである。

【0011】

また、本発明は、前記透過性柱状地中浄化体を施工する方法であって、粒状物、浄化剤及び水を含有する流動化物を、流動状態を保持したまま地盤中に圧入し、地盤中で塑性化させる工程を有することを特徴とする透過性柱状地中浄化体の施工方法を提供するものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明において、不飽和層に形成された浄化体は、不飽和層に存在する汚染物質が降雨の浸透または通過により、汚染水が深部に拡散し、地下水に到達することを事前に防止することができる。また、飽和層に形成された浄化体は、汚染地下水が広範囲に拡大することを防止する。また、不透水層が存在しない地盤であっても、汚染地下水を浄化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１の実施の形態における透過性地中浄化体の概略断面図である。

【図2】本発明の他の実施の形態における透過性地中浄化体の概略断面図である。

【図3】図１の透過性柱状地中浄化体の長手方向の端部から見た一部の透過性地中浄化体である。

【図4】図１の透過性地中浄化体の施工方法を説明する図である。

【図5】図２の透過性地中浄化体の施工方法を説明する図である。

【図6】本発明の第２の実施の形態における透過性地中浄化体の概略断面図である。

【図7】従来の地下水汚染を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明において、透過性地中浄化体（以下、単に「地中浄化体」とも言う。）１０は、多数の透過性柱状地中浄化体（以下、単に「柱状浄化体」とも言う。）１１からなる。従って、柱状浄化体が水平状または傾斜状に設置される場合、地中浄化体も水平状または傾斜状に設置されることになる。次に、本発明の第１の実施の形態における地中浄化体及び柱状浄化体を図１〜図５を参照して説明する。

【0015】

図１に示すように、柱状浄化体１１は、既設構造１の直下の不飽和層５１内であって、且つ不飽和層５１に存在する汚染土壌領域Ｘと地下水（飽和層５２）の間に、水平状に設置させるものである。多数の柱状浄化体１１の集合体である地中浄化体１０は、汚染土壌領域Ｘから流れ出る汚染水ｃを浄化して、浄化水ｄを地下水に流すものである。図１の汚染土壌領域Ｘは、例えば地表の汚染源である既設プラント１から排出される汚染物質が地中に浸み込んだものであるか、あるいは既設プラント１が建設された時点において、既に地中に存在していたものであり、本例では、不飽和層５１内に存在している。また、汚染土壌領域Ｘに流入する水ｂは、例えば降雨ａの浸透によるものであり、汚染される前の状態である。汚染されていない水ｂは、汚染土壌領域Ｘを通過、浸透することで汚染水ｃとなる。本発明の地中浄化体１０が存在しない従来の場合、図７に示すように、汚染水ｃが地下水に拡散してしまう。図７中、符号Ｙは汚染物質を含む地下水である。

【0016】

地中浄化体１０は、柱状浄化体１１を、複数配置したものであり、好ましくは、間欠的且つ複数列状で、更に千鳥状となるように配置したものである。すなわち、図３は柱状浄化体１１の長手方向の端面から見た一部を示すものであり、柱状浄化体１１は、汚染水の流れ方向に、複数列状且つ千鳥状であり、汚染水の流れ方向の直交方向に、間欠的且つ千鳥状である。また、柱状体１０は、汚染水ｃの透過率が１００％となるように多数、配置されている。すなわち、図３に示すように、汚染水ｃ側から浄化水ｄ側を見た場合、柱状浄化体１１間の隙間はゼロである。なお、図３の地中浄化体１０は、その一部を示したものであり、汚染水の流れ方向に４列以上であってもよく、汚染水の流れ方向の直交方向に更に柱状浄化体１１を造成してもよい。そして、地中浄化体１０において、汚染水の流れ方向が厚みとなる。地中浄化体１０は、汚染水を待ち受ける位置にあり、地中に造成するのみで、長期間に亘り、特段の制御は不要である。

【0017】

柱状浄化体は、図２に示すようなものであってもよい。図２において、図１と同一構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図２において、図１と異なる点は、柱状浄化体１１ａ、１１ｂを傾斜状に造成した点である。すなわち、柱状浄化体１１ａ、１１ｂは、不飽和層５１内であって、且つ不飽和層５１に存在する汚染土壌領域Ｘと地下水（飽和層５２）の間に、汚染水ｃの透過率が１００％となるように、傾斜状に設置させる。傾斜状の柱状浄化体１１ａ、１１ｂは、汚染水を待ち受ける位置にあり、汚染土壌領域Ｘの下方全域を囲んでおり、下方へ浸透する汚染水ｃを浄化する。なお、傾斜状の柱状浄化体１１ａ、１１ｂは、図２に示す形態に限定されず、例えば、柱状浄化体１１ａを省略し、柱状浄化体１１ｂを長く延ばし、汚染土壌領域Ｘの下方全域をカバーするようにしてもよい。また、例えば、柱状浄化体１１ｂを省略し、柱状浄化体１１ａを長く延ばし、汚染土壌領域Ｘの下方全域をカバーするようにしてもよい。地中浄化体１０ａ、１０ｂは、柱状浄化体１１ａ、１１ｂを、間欠的且つ複数列状で、更に千鳥状となるように配置することは、前記地中浄化体１０及び柱状浄化体１１と同様である。

【0018】

次に、図１の柱状浄化体１１の施工方法について図４を参照して説明する。柱状浄化体１１の施工方法は、粒状物、浄化剤及び水を含有する流動化物を、流動状態を保持したまま地盤中に圧入し、地盤中で塑性化させる工程を有するものである。先ず、当該工程を実施する前に、縦抗２３を造成する工程を行う。縦抗２３は中空管２１を横から水平方向に建て込む際、利用するものであり、汚染領域Ｘの横近傍で、且つ中空管２１を横から水平方向に建て込む作業の空間を確保するのに十分は内径と深さ、例えば、３ｍの内径で数十ｍ長さの鋼管壁である。縦抗２３はボーリング装置等の公知の装置を利用して建て込めばよい。粒状物としては、ポンプで送れるものであれば、特に制限されず、例えば、比較的小粒の砕石等が挙げられる。

【0019】

次いで、縦抗２３の所定の位置から中空管２１を中空管２１の先端が、図４中、符号ｑの位置となるように、横から水平方向に建て込む。次いで、中空管２１を通して、粒状物、浄化剤、水及び必要に応じて流動化剤を含有する流動化物を、流動状態を保持したまま地盤中に圧入し、地盤中で塑性化させ透水性の高い浄化体を得る工程を行う。このような施工方法は、特開２０１０−３１５４０号公報に記載の方法で実施すればよい。このような方法で、所定の長さの柱状浄化体１１が造成され、次いで、同様の施工方法により、別の柱状浄化体１１が次々と造成され、例えば数十本の多数の柱状浄化体１１からなる地中浄化体１０が造成される。柱状浄化体１１は、間欠的且つ複数列状で、更に千鳥状となるように、更に好適には、汚染水の透過率が１００％となるように配置して、地中浄化体１０を造成すればよい。

【0020】

水平状の柱状浄化体１１は、水平ボーリングを使用する他の方法で造成することができる。すなわち、縦抗２３の所定の位置から中空管を中空管の先端が図４中、符号ｑの位置となるように、横から水平方向に建て込む。次いで、中空管の中に水平ボーリング装置を投入し、土壌を掻き出しながら中空管内を空洞にする。次いで、中空管内に、粒状物と浄化剤からなる混合体を入口開口から先端に向けて押し込みながら充填し、これを繰り返し行い、充填完了後、中空管２１を引き抜くことで透水性の高い柱状浄化体１１を得る。次いで、別の柱状浄化体１１が造成され、前記と同様に、多数の柱状浄化体１１からなる地中浄化体１０が次々と造成される。

【0021】

次に、図２の柱状浄化体１１ａ、１１ｂの施工方法について図５を参照して説明する。傾斜状の柱状浄化体１１ａ、１１ｂの施工方法において、水平状の柱状浄化体１１の施工方法と異なる点について主に説明する。すなわち、傾斜状の柱状浄化体１１ａ、１１ｂは、縦杭を造成することなく、地上から直接、中空管２１を傾斜方向に建て込むことができる。次いで、中空管２１を通して、粒状物、浄化剤、水及び必要に応じて流動化剤を含有する流動化物を、流動状態を保持したまま地盤中に圧入し、地盤中で塑性化させ透水性の高い浄化体を得る工程を行うこと等は水平状の柱状浄化体１１と同様である。また、 傾斜状の柱状浄化体１１ａ、１１ｂは、前記同様、水平ボーリングを使用する方法で造成することができる。

【0022】

本発明において、汚染物質としては、べンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、ケトン類などを炭化水素化合物；トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロエチレンなど有機塩素化合物；各種シアン化物および鉄、ニッケル、銅等各種金属のシアン錯体等のシアン化合物；ガソリン、軽油、灯油、重油、機械油、潤滑油など油脂類が挙げられる。また、浄化剤としては、これら汚染物質を地中で除去する種々の公知の薬剤が使用できる。

【0023】

次に、本発明の第２の実施の形態における地中浄化体及び柱状浄化体を図６を参照して説明する。図６において、図１〜図５と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図６において、図５と異なる点は、汚染領域の位置及び柱状浄化体が設置される位置である。具体的には、図６に示すように、柱状地中浄化体１１ｃ、１１ｄは、既設構造１の直下の飽和層５２内であって、且つ不飽和層５１と飽和層５２に跨る汚染領域Ｘから出る汚染地下水ｃの流れ方向を遮断する方向で且つ傾斜状に設置させる。

【0024】

図６の汚染土壌領域Ｘは、例えば地表の汚染源である既設プラント１から排出される汚染物質が地中に浸み込んだものであり、本例では、不飽和層５１と飽和層５２に跨るように存在している。また、汚染土壌領域Ｘに流入する水ｂは、例えば降雨ａの浸透によるものであり、汚染される前の状態である。汚染土壌領域Ｘを通過した汚染水は、地下水中に流れ出る。

【0025】

地中浄化体１０ｃ、１０ｄは、この汚染地下水を浄化するものである。すなわち、地中浄化体１０ｃ、１０ｄは、汚染地下水ｃの流れ方向を遮断する方向で且つ傾斜状に設置させる。汚染地下水ｃの流れ方向は、降雨による浸透と、地下水と、汚染物質濃度拡散の３つの因子から公知の移流拡散解析法により決定できる。図６の符号ｐで示される丸印内の矢印方向は汚染物質濃度拡散による流れｄ_１である。そして、傾斜状の地中浄化体１０ｄは、汚染物質の濃度拡散による流れ方向を遮断する方向に造成され、濃度拡散による汚染水を浄化する。また、汚染物質の濃度拡散以外の降雨による浸透と地下水の流れｄ_２は、飽和層５２中、右下方向に流れる。そして、傾斜状の地中浄化体１０ｃは、降雨による浸透と地下水の流れｄ_２方向を遮断する方向に造成される。汚染水の流れ方向の遮断とは、流れ方向に直角の方向あるいは直角に近い傾斜角である。これにより、浄化効率が高く、低コストの地中浄化体を造成できる。

【0026】

地中浄化体１０ｃ、１０ｄは、地中浄化体１０と同様に、柱状浄化体１１ｃ、１１ｄを、複数配置したものがあり、好ましくは、間欠的且つ複数列状で、更に千鳥状となるように配置したものである。図６中、地中浄化体１０ｃ、１０ｄは、飽和層５２において、汚染地下水が浄化されるものであれば、その一部（先端部分）が不飽和層５１に延出していてもよい。また、地中浄化体１０ｃは、下端が更に延びて、地中浄化体１０ｄと接続していてもよい。すなわち、飽和層５２において、汚染土壌領域Ｘを取り囲むような傾斜状の地中浄化体であってもよい。地中浄化体１０ｃ、１０ｄは、汚染地下水が広範囲に拡大することを防止する。また、不透水層が存在しない地盤であっても、汚染地下水を浄化することができる。

【0027】

柱状浄化体１１ｃ、１１ｄ及び地中浄化体１０ｃ、１０ｄは、前記柱状浄化体１１ａ、１１ｂ及び地中浄化体１０ａ、１０ｂと同様の施工方法で造成すればよい。

【0028】

本発明の柱状浄化体及び地中浄化体は、上記実施の形態例に限定されず、例えば、図６の汚染土壌領域Ｘは、不飽和層と飽和層に跨る領域に限定されず、例えば、飽和層に存在するものであってもよい。この場合においても、柱状浄化体及び地中浄化体の配置位置及び施工方法は、柱状浄化体１１ｃ、１１ｄ及び地中浄化体１０ｃ、１０ｄと同様である。なお、本発明において、透過性とは、汚染水または汚染地下水を透過させるものであり、且つ柱状浄化体や地中浄化体が造成される地盤の透過性よりも高い透過性を示すものを言う。

【産業上の利用可能性】

【0029】

本発明によれば、既設プラントから流れ出た汚染物質を地下水に流れ込む直前で浄化できる。また、飽和層に形成された浄化体は、汚染地下水が広範囲に拡大することを防止する。このため、環境保全に貢献できる。

【符号の説明】

【0030】

１ 既設プラント
１０、１０ａ〜１０ｄ 透過性地中浄化体
１１、１１ａ〜１１ｄ 透過性柱状地中浄化体
２１ 中空管
２２ 可撓性配管
２３ 縦杭
５１ 不飽和層
５２ 飽和層
Ｘ 汚染土壌領域
Ｙ 汚染地下水
ａ 降雨
ｂ 浸透降雨
ｃ 汚染水
ｄ 浄化水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】