JP5864075B2

JP5864075B2 - 低透水性遮水構造の施工方法

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Publication number: JP5864075B2
Application number: JP2008323605A
Authority: JP
Inventors: 元三中村; 誠一成島
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: JP2010143793A

Description

この発明は、河川ブランケットや水田基盤、溜池、処分場の遮水構造或は跡地オーバーカバー基盤等、恒久的に遮水しなければならない箇所に用いられる低透水性天然粘土鉱物砕石材料およびその密度測定方法に関する。

例えば、廃棄物処分場からの浸出水の漏洩防止に対する要求が近年強くなっている。特に、わが国では処分場の大半が内陸、山間に立地するため、浸出水の漏洩は飲用水源や地下水の汚染を招くため、処分場の大半を占める管理型処分場では底面、側面の遮水に関する構造基準が強化され、二重遮水システムが義務付けられている。

現在用いられている遮水構造では、いずれの構造でも遮水シートが用いられているが、最近注目されている遮水シートとして、ベントナイトとプラスチック材との複合構造のジオシンセティッククレイライナー（ＧＣＬ）が知られている。このＧＣＬは、不織布あるいは織布でベントナイトを挟んだ製品やベントナイトをプラスチックシートに接着させた製品など各種が提案されており、合成高分子やゴム等によるシートの破損や耐久性への不安を補完する目的で粘土が併用され、処分場の底面遮水にＧＣＬを用いた場合、浸出水の漏洩が膨潤したベントナイトの高い遮水性能により防止され、またシートが破損して穴があいた場合にもベントナイトの自己修復作用によりシールされることが実証されている。このように、廃棄物処分場では粘土、とくにベントナイトの膨潤・シール機能、止水機能、長期の安定性が期待されている。

また、従来のこの種の遮水材料としては、特許文献１に示すようなベントナイト混合土やアスファルト舗装も知られている。

特許弟４０３６９７５号公報

しかしながら、従来のＧＣＬにあっては、数ミリの厚さで薄いシートであり、若干の不陸やエロージョンで機能が低下するという問題を有しており、シートの接合部のヨレによる漏水が発生し易く、さらには、溜池など常時水が溜まっている場所では早期に透水してしまう、という問題を有していた。

また、ベントナイト混合土の場合には、原料土によっては均一に混合できないため品質にばらつきがあり、混合するにあたりメチレンブルー吸着試験やファンネル粘性試験等の品質管理が煩雑で精度にも問題を有していた。さらには、現地発生土を原料土とする場合には、発生土の関係上、様々な物性となるため、締め固め密度の設定に不確定要素が多く、測定結果に信頼性がなかった。この締め固め密度はＲＩ試験を用いるが、線源棒を挿入することで測定するので、遮水層に強制的に穴を開けるので、層を一時的な破壊し均一性を損なうという問題を有していた。

さらに、従来のアスファルト舗装の場合は、劣化し易く透水係数が高いため、早期に透水してしまうという問題を有しており、また、特殊な機械を必要とし施工も大規模となるため、専門業者に依頼する必要があるため、施工コストが嵩む、という問題を有していた。

この発明は、かかる現状に鑑み創案されたものであって、その目的とするところは、恒久的に遮水でき品質も均一で安価な低透水性天然粘土鉱物砕石材料およびその密度測定方法を提供しようとするものである。

上記目的を達成するため、この発明に係る低透水性天然粘土鉱物砕石材料にあっては、スメクタイトを含む天然粘土材料で粒径２５ｍｍ以下の砕石であって、自然含水比が最適含水比を上限値とし下限値が最適含水比−１０％以内に調整し、透水係数数１×１０^−８ｃｍ／ｓｅｃ以下としたことを特徴とするものである。

また、この発明にあっては、前記含水比を、最適含水比−１０％下限値≦Ｗ≦最適含水比上限値としたことを特徴とするものである。

さらに、この発明に係る低透水性天然粘土鉱物砕石材料の密度測定方法にあっては、スメクタイトを含む天然粘土材料で粒径２５ｍｍ以下の砕石の密度を、簡易支持力測定器（キャスポル）で測定することを特徴とするものである。

それ故、この発明に係る低透水性天然粘土鉱物砕石材料にあっては、恒久的に遮水でき品質も均一に提供することができる。また、従来の遮水粘土材料のように乾燥する必要がないので、安価に提供することができ、さらには、完全に乾燥はしていないので締め固めが容易で遮水施工も容易となる。

この発明にあっては、前記含水比を、最適含水比−１０％下限値≦Ｗ≦最適含水比上限値としたので、ごみ処分場のオーバーキャッピングをより最適に構成することができる。

また、この発明にあっては、上記低透水性天然粘土鉱物砕石材料の密度を測定する際において、スメクタイトを含む天然粘土材料で粒径２５ｍｍ以下の砕石の密度を、簡易支持力測定器（キャスポル）で簡単かつ迅速に測定することができる。

以下、添付図面に示す一実施形態例に基づき、この発明を詳細に説明する。

図１は、この発明に係る低透水性天然粘土鉱物砕石材料を用いた廃棄物処理場の第１遮水構造を示す断面模式図を、図２は簡易支持力測定器（キャスポル）の構成を示す正面図を、図３は含水比・衝撃加速度検量線を示すグラフを、図４はこの発明に係る低透水性天然粘土鉱物砕石材料を用いた廃棄物処理場の第２遮水構造を示す断面模式図を、図５はごみ処分場のオーバーキャッピング構造例を示す断面模式図である。

図１に示す第１遮水構造において、図中符号１は本発明に係る低透水性天然粘土鉱物砕石材料を、２は公知の遮水シートを、３は保護土を、４は廃棄物をそれぞれ示している。

本発明に係る低透水性天然粘土鉱物砕石材料は、スメクタイトを含む天然粘土材料で粒径２５ｍｍ以下の砕石を、自然含水比が最適含水比を上限値とし下限値が−１０％以内に調整し、或は含水比調整した透水係数

ｃｍ／ｓｅｃ以下に調整されている。なお、この発明に係る天然粘土は、カルシウム型やナトリウム型に適用することができるが、特に、海水に強いカルシウム型に有効である。

この第１遮水構造は、先ず、透水性基盤を整地した後、例えば、低透水性天然粘土鉱物砕石１を厚さ１０ｃｍで均一に敷いた後、図２に示す簡易支持力測定器（キャスポル）１０で測定しながら転圧し、次に遮水シート２をｔ＝１．５を目安に敷設した後、この上に５０ｃｍ以上の厚さで保護土３を敷いて施工する。

この第１遮水構造にあっては、遮水シート２が破損しても、漏水を未然に防ぐことができ、また、遮水性能を均質に保つことが容易である。また、完全には乾燥していないので安価に提供することができ、さらには、締め固めが容易で遮水施工も容易となる。即ち、本実施形態例では、２５ｍｍ以下で締め固めが容易な含水比を規定するので、作業性が向上し、最大乾燥密度９０％以上の締め固め度により透水係数

ｃｍ／ｓｅｃ以下の性能を確保することができる。

図２は、簡易支持力測定器（キャスポル）１０を示しており、同図において符号１１は加速度計が内蔵されたランマーを、１２は三脚を、１３は表示器を、１４はコネクターを、１５はスイッチレバーを、１６はハンドルを、１７は地盤面を示しているが、各部の構成・作用・効果は公知であるので、そ詳細な説明は、ここでは省略する。

この簡易支持力測定器（キャスポル）１０で密度を測定する品質管理法にあっては、図３に示す予め作成した含水比・衝撃加速度検量線からキャスボルの規定値を定め、施工後の締め固め度（最大乾燥密度９０％）Ｉａ値以上であるかを測定することで管理することができ、数秒で測定を非破壊で行うことができ、面的な管理をすることができる。

この締め固め品質管理をする場合、例えば、予め締固規定値ｐ＝ｍａｘ９０％≧１．０８３ｇ／ｃｍ２時に透水係数ｋ＝

ｃｍ／ｓｅｃである天然粘土鉱物、かつ作業可能強度コーン指数ｑｃ≧１，５００ＫＮ／ｍ２の条件時、含水比範囲は２３〜３０％であり、作業可能なキャスポル測定範囲９≦Ｉａ値≦１５．８とすることで、締め固め度を簡易なキャスボル１０で面的に迅速に測定することができる。天然粘土は、含水比が多すぎると材料に粘性が増し作業性が著しく低下するが、この発明に係る低透水性天然粘土鉱物砕石１はこのようなことがない。また、従来の測定に使用されているＲＩ試験器と比較し、測定時間が１／６０以下で特殊なキャリブレーションも不要である。即ち、この発明に係る測定方法にあっては、測定時間が短時間であるため、従来の測定方法に比べて信頼性が大幅に向上する、という効果が得られる。

図４に示す第２遮水構造において、図中符号１は本発明に係る低透水性天然粘土鉱物砕石材料を、２Ａは公知の吸出し防止マットを、３Ａは植生基盤を、４は廃棄物をそれぞれ示している他は、他の構成・作用は前記第１者水構造で用いたものと同様であるので、図面には第１遮水構造と同一の符号を付して、その詳細な説明をここでは省略する。

この第２遮水構造にあっては、廃棄物４が雨水に接触しないので、浸出水施設が不要となり、安定的に廃棄物４をオーバーカバーすることができ、また、水田に適用した場合には恒久的に水を溜めることができる。さらに、吸出し防止マット２Ａにより均一低透水性粘土１に水分が導水されエロージョンを防止することができる。

図５は、ごみ処分場をオーバーキャッピングした構造例を示しており、廃棄物地盤表層覆土２０の上部を必要に応じてガス抜き層２１で覆い、このガス抜き層２１の上部を本実施形態例に係る高品質粘土（ｄ＝５ｃｍ透水係数ｋ＝

ｃｍ／ｓｅｃ）２２で覆い、この高品質粘土２２の上部を吸出し防止マット２３で覆い、この吸出し防止マット２３の上層を厚さ３０ｃｍ以上の排水層２４で覆い、この排水層２４の上部を厚さ６０ｃｍ以上の覆土２５で覆った構造例を示している。尚、上記高品質粘土の透水係数は、最大乾燥密度９０％値時のものである。

この発明の一実施形態例に係る低透水性天然粘土鉱物砕石材料を用いた廃棄物処理場の第１遮水構造を示す断面模式図である。この発明に用いられる簡易支持力測定器（キャスポル）の構成を示す正面図である。この発明の一実施形態例に係る低透水性天然粘土鉱物砕石の含水比・衝撃加速度検量線を示すグラフである。この発明の一実施形態例に係る低透水性天然粘土鉱物砕石材料を用いた廃棄物処理場の第２遮水構造を示す断面模式図である。ごみ処分場をオーバーキャッピングした構造例を示す断面模式図である。

符号の説明

１低透水性天然粘土鉱物砕石材料
２遮水シート
２Ａ吸出し防止マット
３保護土
３Ａ植生基盤
４廃棄物
１０簡易支持力測定器（キャスポル）
２０廃棄物地盤表層覆土
２１ガス抜き層
２２高品質粘土
２３吸出し防止マット
２４排水層
２５覆土

Claims

自然含水比が最適含水比を上限値とし下限値が最適含水比−１０％以内であるスメクタイトを含む天然粘土材料であって、粒径を２５ｍｍ以下に砕石して調整した天然粘土鉱物砕石材料を、乾燥工程を経ることなく透水性基盤上に敷き、締め固めすることを特徴とする、透水係数１×１０^−８ｃｍ／ｓｅｃ以下の低透水性遮水構造の施工方法。