JP2002018413A - 重金属で汚染された土壌を原位置で封じ込める地盤改良工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重金属で汚染れた土壌を原位置で封じ込める
地盤改良工法に関する。 【解決手段】 亜鉛、水銀、鉛、砒素、六価クロムなど
の重金属で汚染された地盤の周囲に深層混合処理工法に
よりセメント系固化材と土とを撹拌混合してなる遮水壁
を造成し、また必要により汚染地盤の下部の地層に遮水
盤を造成し、同時に汚染土壌をセメント固化材と撹拌混
合し原位置で封じ込める地盤改良工法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工場跡地あるいは
廃棄物保管所の跡地などに見られる亜鉛、水銀、鉛、砒
素、カドミウム、六価クロムなどの重金属で汚染された
土壌の固型化及び不溶化処理による汚染物質の封じ込め
を原位置でおこなう地盤改良工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】化学薬品などの製造工場、メッキ工場、
あるいは研究所・試験所、廃棄物保管場所などが移転し
た跡地などでカドミウム，鉛、水銀、 砒素、六価クロ
ムなどの重金属による土壌の汚染が顕著にみられる。

【０００３】この重金属で汚染された地盤の再利用をす
るには、汚染土壌を撤去して非汚染土壌で置換する方法
がある。また、汚染土と非汚染土との間にコンクリート
構造物からなる遮断壁を設け、この遮断壁で囲まれた汚
染土の上部に非透水性の層を設けるなどの処理もおこな
われている。

【０００４】また、原位置での重金属の封じ込めは、汚
染土の固型化・不溶化処理と地盤の閉め切りとに分けら
れ、汚染土の前処理として固型化・不溶化処理をおこな
い、この処理土を遮水型処分場へ送る作業を別々におこ
なっている。なお、遮水壁をソイル地中続壁等により造
成した場合、施工上の問題から、打ち継ぎ部分の遮水性
が悪い問題がある。

【０００５】重金属の固型化・不溶化処理（前処理）で
は、地盤改良材であるセメント系固化材が固型化材とし
て使用され、特にカドミウム，鉛、水銀、 砒素、六価
クロムに対しては不溶化材としてもよく使用されている
が、セメント系固化材による地盤改良、特に連続する地
中構造物の造成を目的とした地盤改良との併用はなされ
ていない。

【０００６】また、原位置での地盤の閉め切りは、汚染
土の下部全面に不透水性の地層があることを条件とし
て、鋼矢板や連続壁を不透水性の地層まで設ける方法が
とられているため、地層や地盤条件等の制約を受け、汚
染土の下部全面に連続した不透水性の地層が存在しない
場合には適用できず、また、汚染の拡散範囲が狭いよう
な場合においては、効率的かつ経済的な対策とはならな
い。 つまり、従来の工法は多くの汚染状況に対応でき
る工法とはいえない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は土中におけ
る重金属等の汚染の拡散防止対策として、原位置におけ
る重金属の封じ込めをより効率的におこない、多くの汚
染状況に対応できるようにするものである。このために
は、セメント系固化による地盤改良、特に連続した地中
構造物の造成目的とした地盤改良との併用がなされるこ
とが必要であり、地盤改良工法においては、以下の条件
の施工が可能であることである。

【０００８】（１） 地盤条件に影響されずに連続した
不透水性の地盤の造成が可能であること。 （２）汚染土の下面全面に汚染されていない不透水性の
地盤が造成できること。 （３）造成された地盤に、十分な重金属などの固型化・
不溶化能力があること。 以上を達成することを目標として、従来技術の課題を解
決することにある。

【０００９】また、セメント系固化材は重金属の固型化
材であり、特にカドミウム，鉛、水銀、 砒素、六価ク
ロムといった重金属においては固型化・不溶化処理材で
もあることから、不透水性の遮水壁および遮水盤の造成
とともに、固型化・不溶化処理を一括しておこなうこと
で、土中における重金属などの汚染の拡散防止をより能
率的に行うことができる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の課題を
解決するために、 重金属で汚染された地盤の改良工法
において、汚染地盤の周辺地盤中に該地盤の土壌とセメ
ント系固化材を用いる深層混合処理工法により遮水壁の
造成をするとともに、該遮水壁で囲まれた汚染地盤中の
汚染物質である重金属の固型化・不溶化処理について、
原位置での封じ込めを深層混合処理工法によるセメント
系固化材との撹拌混合により同時におこない、重金属で
汚染された土壌を原位置で封じ込める地盤改良工法とし
たことである

【００１１】また、 重金属で汚染された地盤の改良工
法において、汚染地盤の周辺地盤中に該地盤の土壌とセ
メント系固化材を用いる深層混合処理工法により遮水壁
の造成をするとともに、汚染土の下部の地層中に遮水盤
を造成し、該遮水壁及び遮水盤で囲まれた汚染地盤中の
汚染物質である重金属の固型化・不溶化処理について、
原位置での封じ込めを深層混合処理工法によるセメント
系固化材との撹拌混合により同時におこない、重金属で
汚染された土壌を原位置で封じ込める地盤改良工法とし
たことである。

【００１２】さらに、固型化および不溶化材による重金
属で汚染された土壌の固型化及び不溶化処理を、セメン
ト系固化材と汚染土壌とを原位置で撹拌混合によってお
こなうか、もしくは、汚染土壌を掘削し、地上で撹拌混
合する固型化及び不溶化処理、望ましくは、プラント式
によっておこない、前記深層混合処理工法による遮水壁
の造成と併用することを特徴とする重金属で汚染された
土壌を原位置で封じ込める地盤改良工法としたことであ
る。

【００１３】また、 山留め工と併用して造成される深
層混合処理工法による遮水壁および遮水盤によって囲ま
れた汚染土壌を掘削し、汚染土壌を地上で撹拌混合する
固型化・不溶化処理、望ましくは、プラント式によって
おこない、埋め戻し処理することを特徴とする重金属で
汚染された土壌を原位置で封じ込める地盤改良工法とし
たことである、

【００１４】本発明においては、重金属などの封じ込
め、すなわち、固型化処理および地盤の閉め切りを、原
位置の地盤中でおこなうことができることが必要であ
り、地盤中における深層改良が可能で、かつセメント系
固化材を使用した地盤改良工法の使用が基本である。

【００１５】ここで、セメント系固化材と土とを原位置
の地盤中で撹拌混合する深層混合処理工法のうち、主に
高圧噴射撹拌工法や高圧噴射撹拌と機械撹拌の併用工法
を適用する。深層混合処理工法は機械翼または高圧ジェ
ットによって地盤中でセメント系固化材と土とを水平方
向に撹拌混合することにより、連続した不透水性の改良
固結杭を造成するもので、特に高圧ジェット或いは高圧
ジェットの併用による撹拌混合は、改良固結杭間の打ち
継ぎ部分の遮水性に問題がなく、しかも、鉛直方向の他
に斜め方向、水平方向などの施工も可能であり、汚染土
の下部全面に汚染されていない不透水性の地盤の造成も
できる。なお、地盤によっては、他に薬液注入工法も適
用できる。

【００１６】本発明は、地盤の閉め切りとしての遮水壁
および遮水層の造成を、深層混合処理工法によっておこ
なうもので、撹拌混合された土粒子間にセメント系固化
材の水和物が充填され（固化材の添加量１５０kg／m^３
以上）粘性土および砂質土においては、透水係数が×１
０^-6（cm/sec）以下まで低下した不透水性の連続する固
結杭体が造成できる。

【００１７】また、セメント系固化材は、重金属の固型
化材であり、特にカドミウム，鉛、水銀、 砒素、六価
クロムといった重金属においては、不溶化能力もあるこ
とから汚染土を移動させることなく、汚染地盤の閉め切
りと固型化（・不溶化）処理を一括しておこなうことが
可能である。そして、この自硬性のあるセメント系固化
材の使用であることから、十分な強度が発現する施工も
可能である。

【００１８】

【発明実施の形態】この発明の実施の形態を、以下野外
でおこなった現地施工試験に基づいて説明する。試験に
用いたセメント系改良材は、一般的な超軟弱土用改良材
であり、改良にはスラリーを吐出させた。また、現地地
盤は、砂質土地盤で透水係数×１０^-4〜１０^-1 (cm/se
c）以上であった。

【００１９】試験の施工の概要を図１、図２及び図３に
示す（丸印中の数字は施工順序）。図１及び図２は標準
的な場合で、図１のように重金属で汚染された地盤１の
下部の地層中に不透水層９がある場合は、汚染された地
盤１の周辺地盤２中に遮水壁３の造成を深層混合処理工
法でおこなったのち、汚染土壌５の固型・不溶化処理６
を深層混合処理工法でおこなったものである。また、汚
染された地盤１の下部の地層中に不透水層９がない場合
は、不透水層９にあたる遮水盤４の造成を深層混合処理
工法でおこない、その後、汚染土壌５の固型化・不溶化
処理６を深層混合処理工法でおこなったものである。

【００２０】図３は、重金属種類および汚染状況によっ
て、汚染地盤の周辺に山留め壁７を設け、汚染土壌の掘
削を行い原位置に設けたプラント（図示せず）で、高炉
スラグを主体とした不溶化材による不溶化処理をおこな
うとともに、前記山留め壁７に沿って深層混合処理工法
で遮水壁３を造成し、汚染土の下部の地層中に不透水層
９がない場合は、不透水層９にあたる遮水盤４の造成を
深層混合処理工法でおこない、その後、原位置でのプラ
ント式による汚染土壌５の固型化・不溶化処理した土壌
８の埋め戻しをおこなったものである。

【００２１】確認として、打設の２８日後、各遮水壁、
遮水盤、固型化処理部において、それぞれ６カ所のボー
リング削孔を行い材令２８日において透水試験をおこな
った結果、本試験で地盤改良をおこなった部分の透水係
数は、×１０^-8〜^-6 (cm/sec）改良体のラップ部におい
ても×１０^-8（cm/sec）であり、不透水性の連続する固
結体であることがわかった。そして、遮水盤部をボーリ
ングコアにより確認したが、遮水盤として有効に機能し
ていることを確認した。

【００２２】

【発明の効果】以上のとおり、地盤の閉め切りを、深層
混合処理工法によっておこなうことで、連続する透水性
係数が×１０^-6(cm/sec)以下の不透水性の遮水壁および
遮水盤が造成できる。また、セメント系固化材は、重金
属の固型化材であり、特にカドミウム，鉛、水銀、 砒
素、六価クロムといった重金属おいては、不溶化処理も
可能であることから、不透水性の遮水層および遮水壁の
造成とともに、固型化・不溶化処理を一括しておこなこ
ともできる。また、掘削のための山留めや土留め工とい
った場合の地盤改良工法との併用も可能であり、重金属
で汚染された土壌の原位置での封じ込め（固型化処理お
よび地盤の閉め切り）をより経済的に、かつ、より効率
的にすることが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一施工例の概要図である。

【図２】本発明の他の施工例の概要図である。

【図３】本発明の他の施工例の概要図である。

【符号の説明】

１ 重金属で汚染された地盤 ２ 周辺地盤 ３ 遮水壁 ４ 遮水盤 ５ 汚染土壌 ６ 固型・不溶化処理土壌 ７ 山留め壁 ８ 掘削による固型・不溶化処理土 ９ 不透水層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重金属で汚染された地盤の処理におい
   て、汚染地盤の周辺地盤中に該地盤の土壌とセメント系
   固化材を用いる高圧噴射撹拌工法や機械撹拌と高圧噴射
   撹拌の併用工法（以下深層混合処理工法）により遮水壁
   を造成するとともに、該遮水壁で囲まれた汚染地盤中の
   汚染物質である重金属の固型化及び不溶化処理と、原位
   置での封じ込めを深層混合処理工法で同時におこなうこ
   とを特徴とする重金属で汚染された土壌を原位置で封じ
   込める地盤改良工法。
2. 【請求項２】 重金属で汚染された地盤の処理におい
   て、汚染地盤の周辺地盤中に該地盤の土壌とセメント系
   固化材を用いる深層混合処理工法により遮水壁の造成を
   するとともに、汚染土の下部の地層中に遮水盤を造成
   し、該遮水壁及び遮水盤で囲まれた汚染地盤中の汚染物
   質である重金属の固型化及び不溶化処理と、原位置での
   封じ込めを深層混合処理工法で同時におこなうことを特
   徴とする重金属で汚染された土壌を原位置で封じ込める
   地盤改良工法。
3. 【請求項３】 固型化及び不溶化材による重金属で汚染
   された土壌の固型化及び不溶化処理をセメント系固化材
   と汚染土壌とを原位置で撹拌混合によっておこなうか、
   もしくは、汚染土壌を掘削し、地上で撹拌混合する固型
   化及び不溶化処理、望ましくは、プラント式によってお
   こない、前記深層混合処理工法による遮水壁の造成と併
   用することを特徴する重金属で汚染された土壌を原位置
   で封じ込める地盤改良工法。
4. 【請求項４】 山留め工と併用して造成された深層混合
   処理工法による遮水壁及び遮水盤によって囲まれた汚染
   土壌を、掘削し、汚染土壌を地上で撹拌混合する固型化
   ・不溶化処理、望ましくはプラント式によっておこな
   い、埋め戻し処理をすることを特徴とする重金属で汚染
   された土壌を原位置で封じ込める地盤改良工法。