日本・宮崎県「北諸県地域」都市一体型封じ込め埋立地

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日本・宮崎県「北諸県地域」都市一体型封じ込め埋立地

密閉・屋根付き(温室型)の埋立地では、外部からの降雨が遮断されるため、内部の廃棄物は主に乾燥した焼却灰で構成されます。しかし、雨水による希釈がないことから、発生する浸出水は極めて高濃度かつ強い腐食性を持つものとなります。さらに、密閉空間内での土地利用効率を最大化するために急勾配(1対1、あるいはそれ以上の急傾斜)が採用されることから、使用材料のせん断抵抗や滑り防止に関して、極めて厳しい設計要件が求められます。 日本の宮崎県にある「北諸(きたしょ)地域」最終処分場の建設においては、ジオシンセティックスを単独で使用するのではなく、織布・不織布ジオテキスタイル、ジオメンブレン、複合マット、排水用ジオネットという5つの主要な材料群を巧みに組み合わせ、底面用と法面(のりめん)用という、それぞれ高度に専門化された2種類の適用システムが構築されました。

一、 边坡系统:抗剪切与防物理刺破的“重装组合”

主要材料と詳細:

超高目付(ヘビーウェイト)長繊維不織布ジオテキスタイル(保護・緩衝層):

配置:一次HDPEジオメンブレンと外側のコンクリート製法面保護パネルの間に挟み込まれる形で設置。

仕様:単位面積質量600g/m²~800g/m²の長繊維ポリプロピレン(PP)製不織布ジオテキスタイルを採用。一般的な道路用ジオテキスタイルよりも数倍の厚みがあり、柔軟なクッションとして機能する。機能:その主な役割は「ボディアーマー(防護層)」として機能することである。メンブレンを圧迫するプレキャストコンクリートブロックからの局所的な集中応力を効果的に吸収し、廃棄物の沈下に伴う巨大な下方への引張力(せん断力)を緩和することで、硬質物による一次ジオメンブレンの穿孔や摩耗を防ぐ。

テクスチャ加工(粗面化)HDPEジオメンブレン(不透水性コア層):

仕様:法面に使用される一次および二次HDPEジオメンブレン層は、両面テクスチャ加工(表面に均一な突起や粗い凹凸が施されたもの)であることが厳格に求められる。

機能:テクスチャ加工された表面は、ジオメンブレンと下層のベントナイトマット、および上層の不織布ジオテキスタイルとの間の摩擦角を大幅に増大させ(多くの場合26°以上に向上)、急勾配の法面においてジオシンセティックスの積層構造全体が滑落したり崩壊したりするのを防ぐ。

3次元複合排水ネット(中間分離・監視層):

仕様:2層のHDPEメンブレン層の間に挟み込まれる形で設置。特殊なプロセスで成形されたHDPE製の3次元構造コアと、その両面に接合された薄い不織布ジオテキスタイルで構成される。

機能:空隙(ボイド)を形成する。万が一一次メンブレンが破損した場合、高濃度浸出水がこのネットワーク内に流入し、コアに沿って障害なく水平方向に移動することで、埋設された電極センサーを作動させる。

II. ベースシステム:長期的な圧縮強度と二重の自己修復機能を備えた「スーパー・ベースレイヤー」

主要材料と詳細:

GCL(ベントナイト複合防水マット)―「自然自己修復」機能の活用:

仕様詳細:織布および不織布のジオテキスタイルの間に天然ナトリウム系ベントナイト粒を挟み込み、ニードルパンチ加工によって一体化した高機能マットです。

機能:最下層の不透水層として機能します。水に触れると、ナトリウム系ベントナイトは体積が元の15~20倍に膨張し、極めて低い透水係数(1  10-11m/s未満)を持つ粘土ゲル層を形成します。高圧下において、上部のHDPEジオメンブレンに微細な欠陥(微生物腐食による孔、化学的浸食による微細孔、地震動によるヘアラインクラックなど)が生じた場合、そこから浸入した水分子と接触したベントナイトが瞬時に膨張します。この膨張により開口部が下から塞がれ、漏水に対する「能動的な自己修復」が実現されます。

ポリエステル(PET)長繊維不織布ジオテキスタイル(高強度なろ過・分離機能):

配置:「一次HDPE不透水膜」と、その上部の「砕石排水層」との間に敷設されます。

仕様詳細:目付(単位面積あたりの重量)は約400g/m2です。構造物内部に埋め立てられる廃棄物は、フライアッシュ(石炭灰)のように微細な粒子を含む灰の残渣であるため、この層は高度な仕様が求められる「ろ過」の重要な機能を担います。液体は砕石層へ通過させて排水しつつ、微細な灰粒子は効果的に阻止します。

このジオテキスタイル層がない場合、重力によって灰粒子が砕石間の空隙を急速に閉塞させ、数年以内に底部排水システムが完全に機能不全に陥り、蓄積した浸出水が不透水性バリアを突破してしまう恐れがあります。

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