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遮水材注入型遮水工及びシステム

国内特許コード P07A011114
整理番号 /NO33484
掲載日 2007年11月2日
出願番号 特願2004-231509
公開番号 特開2005-087990
登録番号 特許第4671639号
出願日 平成16年8月6日(2004.8.6)
公開日 平成17年4月7日(2005.4.7)
登録日 平成23年1月28日(2011.1.28)
優先権データ
  • 特願2003-291090 (2003.8.11) JP
発明者
  • 小澤 一喜
  • 川端 淳一
  • 小林 利章
  • 城谷 泰弘
  • 伊勢 智一
  • 楠戸 一正
  • 舘山 勝
  • 矢口 直幸
出願人
  • 鹿島建設株式会社
  • 公益財団法人鉄道総合技術研究所
発明の名称 遮水材注入型遮水工及びシステム
発明の概要

【課題】固化むらが生じ難い遮水材注入型遮水工及びシステム並びにポリビニルアルコール系注入遮水材を提供する。
【解決手段】荷重が設置される地盤面1上に周縁を密着させて複数層の遮水シート6a、6bを敷設し、隣接する遮水シート6a、6bの間に前記荷重に抗して多孔質離隔材7により間隙dを保持し、ゲル化時間tがpHにより調整可能なポリビニルアルコール系遮水材水溶液10を間隙d内に注入する。好ましくは水溶液10を、ゲル化時間tが間隙dへの充填時間t0以上となるpHとし、水溶液10の注入時に間隙dを脱気する。遮水材の一例は、重合度500以上のポリビニルアルコール系ポリマーと2以上のメチロール基を分子中に有する水溶性架橋剤とpH調整剤とが水に溶解した水溶液10であり、ポリマー重合度とポリマー濃度とポリマー中のビニルアルコール単位に対する架橋剤中のメチロール基のモル比とにより、遮水材ゲルに対し所要の遮水性を与えることができる。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


産業廃棄物や一般廃棄物を投棄する埋立形の廃棄物処分場は、自然の地形を利用し又は地盤を掘削して造成した凹状の地盤の内部に廃棄物を埋め立てる。環境汚染の原因となり得る埋め立て廃棄物からの浸出水の地下への浸透を防止するため、処分場の底地盤面上には遮水工を施す。合成樹脂製又はゴム製シートを用いる遮水工は施工が簡単で遮水性が良好という利点があり、広く採用されている。また廃棄物処分場だけでなく、ゴルフ場のウォーターハザード、簡易貯水池、溜池、プール等の水を貯留する底地盤面等にも同様の遮水シート工を施すことがある。



遮水シート工は、載置する廃棄物等によって破損するおそれがあるため、定期的に破損の有無を点検する必要がある。遮水シート工における破損を検知する方法として、例えば特許文献1は、二層遮水シート工の上側シートと下側シートとの間隔をシール材によって複数の区画に分割し、分割した各区画の間隔に漏水感知センサを設置した二重遮水シートを開示する。前記間隔において遮水シートからの漏水を比抵抗・導電度・電流の位相検波等を利用して電気的に検出するシステム、前記間隔内の圧力変動によって漏水を検出するシステム、漏水を集水する配管等により漏水を検出するシステム等も提案されている。



また、遮水シートの破損を発見した場合は、迅速に漏水部位を補修する必要がある。この場合、遮水シート上の載置物を取り除いてシートを張り替えることも不可能ではないが、廃棄物処分場等では遮水シート上に廃棄物や土砂等が数十mも埋め立てられることがあり、載置物の除去には多大な労力と手間を要する。これに対し特許文献2は、二層遮水シートの間隔に予め湿潤性繊維層(高吸水性ポリマーとアクリル繊維との複合素材等)と芯材層(ベントナイト含浸不織布等)とを設け、破損箇所から浸出した水を湿潤性繊維層に吸収させ、湿潤性繊維層の膨張によりシートの破損箇所を自動的に封鎖する遮水シート構造を開示する。また特許文献3は、前記両シートの間の間隔に水膨潤性の遮水材(ウレタン樹脂等)からなる補修層を予め設けた遮水構造物を開示する。



更に特許文献4~6は、遮水シートの破損修復方法として、二層遮水シートの漏水を検知したのち、両遮水シートの間の漏水が検知された区画に止水材又は固化材(以下、これらを纏めて遮水材ということがある。)を注入する遮水構造を開示する。特許文献4は、遮水シート間の区画に充満させるに充分なゲル化時間(以下、ゲルタイムということがある。)を有する遮水材、たとえば親水性ウレタンプレポリマーを主成分としゲルタイム45~90分の遮水材を提案している。また特許文献5及び6は、遮水材として、固化後に強弾性を有するウレタン樹脂や高吸水性樹脂、接着剤として働くエポキシ樹脂やポリエステル樹脂を提案している。樹脂等の有機系遮水材に代えてセメント-ベントナイト(CB)等の無機系遮水材の使用も提案されている。




【特許文献1】特開平7-151631号公報

【特許文献2】特開平6-218345号公報

【特許文献3】特開平2-176012号公報

【特許文献4】特許第3076521号公報

【特許文献5】特許第2981343号公報

【特許文献6】特許第2960821号公報

【特許文献7】特開2002-294014号公報

産業上の利用分野


本発明は遮水材注入型遮水工及びシステムに関し、とくに荷重を支える地盤面を遮水する遮水工及びシステムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
荷重が設置される勾配を設けた傾斜地盤面上に周縁を密着させて敷設した複数層の遮水シート、隣接する遮水シート間に前記荷重に抗して間隔を保持する多孔質離隔材、前記傾斜させた遮水シートの最上流端の間隔に連通する脱気路、及び前記傾斜させた遮水シートの最下流端の間隔にゲル化時間がpHにより調整可能であり且つ間隔内への充填時間以上のゲル化時間となるpHに調整されたポリビニルアルコール系遮水材水溶液を注入する注入路を備えてなる遮水材注入型遮水工。

【請求項2】
請求項1の遮水工において、前記水溶液のpHを前記注入時の地盤周囲温度に応じて調整してなる遮水材注入型遮水工。

【請求項3】
請求項1又は2の遮水工において、前記水溶液を、ポリビニルアルコール系ポリマーと分子中に2以上のメチロール基を有する水溶性架橋剤とpH調整剤とが溶解した水溶液とし、前記ポリマー中のビニルアルコール単位に対する架橋剤中のメチロール基のモル比を0.01~0.5とすることにより前記ゲルに対し所要遮水性を与えてなる遮水材注入型遮水工。

【請求項4】
請求項1又は2の遮水工において、前記水溶液を、ポリビニルアルコール系ポリマーとチタン化合物、ジルコニウム化合物、バナジウム化合物、亜鉛化合物、クロム化合物、ニッケル化合物、パラジウム化合物から選択した水溶性遷移金属化合物からなる架橋剤とpH調整剤とが溶解した水溶液とし、前記ポリマー中のビニルアルコール単位に対する架橋剤中の遷移金属化合物のモル比を0.01~1.0とすることにより前記ゲルに対し所要遮水性を与えてなる遮水材注入型遮水工。

【請求項5】
請求項3又は4の遮水工において、前記水溶液の粘性を15~2000mPa・sの範囲とし、前記ゲルの透水係数を1×10-5cm/sec以下としてなる遮水材注入型遮水工。

【請求項6】
荷重が設置される勾配を設けた傾斜地盤面上に周縁を密着させて敷設した複数層の遮水シート、隣接する遮水シート間に前記荷重に抗して間隔を保持する多孔質離隔材、前記傾斜させた遮水シートの最下流端の間隔に連通する注入路と最上流端の間隙に連通する脱気路、及び前記注入路を介してゲル化時間がpHにより調整可能であり且つ間隔内への充填時間以上のゲル化時間となるpHに調整されたポリビニルアルコール系遮水材水溶液を注入する注入装置を備えてなる遮水材注入型遮水システム。

【請求項7】
請求項6のシステムにおいて、前記間隔の容積と前記注入装置の流量とに応じ前記水溶液のpHをゲル化時間が前記間隔への充填時間以上となるpHに調整するpH調整手段を設けてなる遮水材注入型遮水システム。

【請求項8】
請求項7のシステムにおいて、前記pH調整手段に地盤周囲温度を測定する温度計を含め、前記水溶液のpHを地盤周囲温度に応じて調整してなる遮水材注入型遮水システム。

【請求項9】
請求項6から8の何れかのシステムにおいて、前記脱気路に間隔の充填を検知する充填検知手段を設けてなる遮水材注入型遮水システム。

【請求項10】
請求項6から9の何れかのシステムにおいて、前記多孔質離隔材を不織布、織布若しくは編物シート、又は凹凸付き若しくはハニカム構造のマットとしてなる遮水材注入型遮水システム。

【請求項11】
請求項6から10の何れかのシステムにおいて、前記遮水シートを前記荷重500kPaに対し厚さ変化率が50%以下のものとしてなる遮水材注入型遮水システム。

【請求項12】
請求項6から11の何れかのシステムにおいて、前記遮水シートの破損を検知する破損検知手段と、当該破損の検知に応じて前記注入装置を駆動する制御装置とを設けてなる遮水材注入型遮水システム。

【請求項13】
請求項6から12の何れかのシステムにおいて、前記水溶液を、ポリビニルアルコール系ポリマーと分子中に2以上のメチロール基を有する水溶性架橋剤とpH調整剤とが溶解した水溶液とし、前記ポリマー中のビニルアルコール単位に対する架橋剤中のメチロール基のモル比を0.01~0.5とすることにより前記ゲルに対し所要遮水性を与えてなる遮水材注入型遮水システム。

【請求項14】
請求項6から12の何れかのシステムにおいて、前記水溶液を、ポリビニルアルコール系ポリマーとチタン化合物、ジルコニウム化合物、バナジウム化合物、亜鉛化合物、クロム化合物、ニッケル化合物、パラジウム化合物から選択した水溶性遷移金属化合物からなる架橋剤とpH調整剤とが溶解した水溶液とし、前記ポリマー中のビニルアルコール単位に対する架橋剤中の遷移金属化合物のモル比を0.01~1.0とすることにより前記ゲルに対し所要遮水性を与えてなる遮水材注入型遮水システム。
産業区分
  • 処理操作
  • 高分子化合物
  • 土工
  • 廃棄物処理
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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