品質管理手法 に関す る研究

品質管理手法 に関す る研究

新 井    ^斉

要    旨

廃棄物最終処分場が環境 に負荷 を与 える原因は浸出水である。浸出水 とは ,廃 棄物 に接触するこ とによ り ,廃 棄物中の有害成分が溶 出 して汚染 された雨水の ことであって ,浸 出水が漏水 となって 地下 に浸透すれば ,地 下水汚染及び土壌汚染 と言 う環境破壊 を引 き起 こす。 この地下水汚染等 を防 止す る上で ,重 要な役割 を果た しているのが遮水工であ り ,返 水工 の材料 として主 として用い られ ているのが ジオメンブレンである。遮水工が破損すれば浸出水 の漏水が発生 し ,地 下水汚染等 を防 止す る と言 う本来の 目的 を達成出来 ない。 したがって ,遮 水工 の漏水 を防止す ることは ,廃 棄物最 終処分場 に とって極 めて重要な ことである。 この課題 に対 して廃棄物最終処分場 における地盤工学 上 の問題 としては ,  これ まで堤体 の安定 ,基 礎地盤の支持力・沈下 ,ジ オメンブレンと地盤 との相 互作用 (摩 擦 )等 が研究 されて来たが ,今 後 は返水工の信頼性 の向上 ^(漏 水の防止 )も 地盤工学上 重要な課題 である。本研究 はこの ような現状 に対 して ,供 用中の漏水検知 システム及び施工実績や 破損事例 を検討 し ,ま た ,施 正面でジオメンブレンの品質管理 について新 しい検査方法 を実験 し,施 工 中の ジオメ ンブレンの品質確認が遮水工 の信頼性 の向上 に とって重要で あ ることを提案 してい

る。また ,設 計面での留意事項 を指摘 している。廃棄物最終処分場 に対す る住民の不安 を取 り除 き

その建設 を進捗 させ るためにも ,安 全 な設計及び施工 の合理的手法 を確立す ることには ,大 きな社 会的意義がある。

第 1章 では ,本 研究の目的について述べ ,従 来の研究ではジオメンブレンの物性値 に関する研究 が多い ことを指摘 している。本論文では ,遮 水工の設計 ,施 ^工 ,供 用の各段階のジオメンブレンの 漏水 の要因の減少 について具体的対策 を検討す ることを述べている。

第 2章 では ,本 論文の研究対象である廃棄物最終処分場 における返水工の現状 を説明 している。遮 水工の材料であるジオメンブレンには合成 ゴム系 ,合 成樹脂系があ り各種 の材質が用い られている が,ジ オメンブレンの破損の原因 を解析する上での差異 は認 め られない。ジオメンブレンは底部,集 排水管部 ,合 流桝部 ,法 面部 ,固 定部 よりな り ,底 部及び法面部 の平坦な箇所の溶着 はダブルシー ムである。集排水管部 ,合 流桝部,固 定部等 自走式溶着機が使用出来 ない箇所の溶着 はシングル シー ムである。ダブルシームの溶着検査 は加圧検査で,シ ングル シームの溶着検査 は負圧検査で行 う。ア メ リカ及び ドイツで は返水工 は二重 シー トで あるが ,日 本で も 1998年 に厚生省 の構造基準 は二重 シー トに改正 されたが ,こ れ も遮水工の信頼性の向上 の一環である。

第 3章 では ,ELLシ ステムによ り発見 されたジオメンブレンの破損事例 について述べて る。ジオ メンブレンの漏水の要因は ,立 地 ,設 計 ,施 ^工 ,供 用の各段階 において存在す るが ,わ ^{が国では降}

学位記番号 と学位 :乙 第 2号 ,博 士

学

授与年月 日    :平 成 14年 3月 20日

授与時の所属   :大 学院土木工学専攻受託研究員

八戸工業大学紀要   ^{第 22巻}

雨量や地下水お よび山地が多 い等 ,地 理的に立地 における要因 をゼロにす ることは困難である。供 用 における要因 を排除す るには ,漏 水検知 システムによって漏水箇所 を発見・ 補修す ることが効果 的である。設計 ,施 工 に関す る要因の対策 は破損事例 の調査結果 に基づいて第 4章 及 び第 5章 _で考 察す る。漏水検知 システムには物理式 と電気式があるが ,筆 者が開発 した漏水検知 システム (ELL システム)は 電気式である。 ELLシ _{ステムは現在} 25箇 所の廃棄物最終処分場 において実績があ り

この 25箇 所の処分場で発見 された 18例 のジオメンブレンの破損事例 について調査 したが ,結 果 は 以下の通 りである。

施工 中の破損が多い  12件 _(67%)

施工 中の破損の原因は溶着不良が多い  9件 (50%)

これ よリジオメンブレンの漏水の防止のためには ,新 たなジオメンブレンの溶着部 の検査方法の 開発が必要であ り ,第 4章 で実験及びその適用 を図 る。

第 4章 では ,第 3章 において指摘 されたジオメンブレンの溶着不良部への対策 として ,施 工 中の 品質管理のための新 しい検査方法の実験 を行 うと共 に実際の廃棄物最終処分場 に適用 した結果 につ いて述べている。 ジオメンブレンの固定部 ならびに集排水管部及び合流桝部の溶着箇所の検査 は負 圧検査 により行 うが確実 な検査が出来 ない。負圧検査 を補完す る検査方法 としては ELLシ ステム の応用が考 えられ る。 ELLシ ステムの応用 として移動式 ,分 割式の実験 を行 ったが ,結 果 は設置 さ れた測定電極がな くて も移動式 ,分 割式でジオメンブレンの破損 は検知 出来 ることが判明 した。実 験 の成果 を踏 まえて固定部 な らびに集排水管部及び合流桝部の溶着部の電気式検査機 を開発 し ,実

際の処分場 に適用 したが ,固 定部の数個 の溶着不良箇所 を発見 し十分 なる成果 をあげることが出来 た。

第 5章 では ,第 3章 において調査 したジオメンブレンの破損事例か ら ,廃 棄物最終処分場の形状

保護層の厚 さ・材質 ,浸 出水集排水設備の検討 も重要であることを論 じ ,設 計への考 え方 を提案 し ている。廃棄物最終処分場 の形状 としては堀込型 と盛立型が あるが ,設 計 における漏水の要因の減 少 には盛立型 の方が有利である。わが国では盛立型 は約 10%し か普及 していないが ,盛 立型 の優位 性 はもっと評価 され るべ きである。 ジオメンブレンを損傷 しないためには ,保 護層の厚 さは 50 cm 程度必要であ り ,ジ オメンブレンを損傷 させない保護層の施工方法の開発が必要である。集排水管 部 の U字 型施工 は溶着部 の検査 を困難 にし好 ましくないので ,V字 型施工が よい。またフィルター 材 の礫が散乱 しないようジオネ ッ トでフィルター材 を包 む ことを提案 し ,実 施 を試みている。

以上の研究成果 に基づいて ,返 水工の合理的な設計 ,施 工手法 を次の ように提案す る。

(1)保 有水位 より下部 を底面部 ,保 有水位 より上部 を法面部 と称 し ,遮 水工 は底面部 と法面部 と に分 けて設計す る。

(2)遮 水構造 は ,底 面部では保有水位 を保持出来 る構造 とし ,底 面部 内では同一構造 とす る。

第 6章 で は本研究 の結論 と今後 の課題 について述 べてい る。

主指 導教員   熊谷   浩二

八戸工業大学紀要   第 22巻

Studies on Quality Control WIethOd for lmpervious

Structure l」 seing(3eomembrane of Waste Landfins

Hitosi ARAI

Abstract

The cause of environmenta1 load on the、 、 ア

vhat is caned,leachate.  Leachate is the rain、、 ア ater that has been contaHinated by hattardous components of the waste in the land111ls when it passes through the〜 、 ア aste contained in the site  The leachate that innltrates into the ground causes environmental disruption which is the contanlination of the grOund water existing below the site  As a means for preventing the contamination of the under‐

ground water,seepage control M/orks play important roles  That it,if a seepage control、 、 ア ork is damaged,the leachate leaks through it into the ground water,resulting in preventing it from achieving its prilnary function,prevention of undergrOund water fronl cOntanlination.  There―

fore, it is very ilnportant for waste landnlls to prevent leakage of leachate through their seepage control works  To deal、 、 ア ith this issue,geotechnical engineering has、 、 ア orked on the SubieCtS Such as stability of embankments,bearing capacity and settlement of the foundatiOn groundゥ and interaction betttreen the seepage control lnaterials and the ground (friction)with regard to、′ 、 ア aste landfills  The future subjects of study of geotechnical engineering may include ilnprovement of reliability of the seepage control works(reduction of the amOunt Of leakage) in addition to the conventional subjects  lt is believed that design of safer■ 、 ア aste land111ls and establshment of rational method of cOnstructing the sites are socially signincant much for freeing the residents lnind fronl anxiety for the landnlls,resulthig in advancing construction of the facilities smoothly

Chapter l.  Introduction of this paper describes the Object of this study, and takes a

general view of conventional studies on the seepage control works that are background of the

present study  The chapter points out that the conventional studies are apt to be biased to the

issues of rnaterials and strengths of geomembranes,and describes that the purpose of this study

is for improvement of reliability of the seepage control works  、 vith regard to the design,

leakage detection systeni to identify the leakage, and then repair the damage,′ rhe measures against causes regarding the design or installation are discussed in Chapters 4 and 5 based on the results of investigation of actual cases of the damage  The performance ofthe ELL system have been demonstrated in twenty live(25)、 vaste land丘 ■s presently.  ヽ Ve investigatedeighteen

(18)cases of the damage of the geomembrane that were discovered in these twenty nve(25) waste landalls.  The results are as follo、

Damages caused by the installation: 12 cases(67,L) Imperfect welding during installation i 9 cases(50%)

From the above results, it can be concluded that the development of a ne、 v method for inspection of the welded seems of geomembrane sheets

Chapter 4.  explains the experirnent  ^、 vith regard to the method of managing seepage control works during installation and apphcation of the method.  The chapter describes the experiment of a nettr inspection method for quahty management during instanation of the geomembrane that was pointed out in Chapter 3.,and discusses the results of application of the experilnent outcomes to actual waste landnlls

Chapter 5  proposes ideas of designs based on actual cases of the installation works This chapter uses actual cases of damages on the geomembrane that  ^{■ 、 ア} as found with the leakage detection systeni to discuss that it is important to exanline subjects such as the form of the  Ⅵraste landills,collection and draining of water and protective layers for the design Of the waste landnlls as weH as the quality lnanagement during the instanation,and proposes some ideas for the design.

Based on the results of the study described above,  、 ve propose the rationa1 1■ethods of design and installation of the seepage control、vorks as described belo耶 〆

(1) Geomembrane sheets are to be laid as 1lat as possible, and the use of 

" shaped installation of the sheets is to be avoided as far as possible when using the material as water intake/drainage pipe or for lixing.

(2) After installing geomembrane sheets and non― woven fabric sheets, inspection of entire surface of the sheet is to be made in addition to inspections of individual  ^{、 、 ア} elded

seems

Chapter 6 Conclusion describes the results of this study and issues to be addressed in the future.

Principal academic advisor Koji KuMAGAI