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環境にやさしく自然消泡性に優れた起泡剤『環境8号』シリーズを開発~気泡シールド工法で排出される掘削土の仮置き期間不要を可能に~

株式会社フジタ

 

 株式会社フジタ(本社:東京都渋谷区 社長:上田卓司)は、気泡シールド工法においてシールド掘削中は緻密な気泡で切羽の安定を図り、掘削後の排出土は自然消泡性1に優れ環境にやさしい起泡剤『環境8号』シリーズ(環境8号、環境8号R)を開発しました(写真-1、図-1)。
 新技術登録【NETIS:KT-130094-A、ARIC:NO.1108】


 気泡シールド工法は、起泡材と空気で作られたシェービングクリーム状の気泡をシールド機前面(切羽)に注入して切羽を安定させながら掘進する工法です。近年、気泡シールド工法の掘削土処理の課題として次の点があげられています。

イ)  掘削土を中間処理場において洗浄処理する場合に自然消泡が十分でないと掘削土から泡が発生し、処理設備や排水に支障をきたす。
ロ) 従来の特殊起泡剤※2の成分はアルファオレフィンスルホン酸ナトリウム(AOS)で、界面活性剤の中では魚毒性3が強く、海洋埋立て時にはAOSを微生物で生分解させ基準値以下とするために掘削土の仮置き期間(3日間程度)が必要となる。


『環境8号』は、従来の特殊起泡剤から特殊起泡剤と気泡安定剤との複合体に変えた起泡剤です。
 一般土砂用として最も多用されているAタイプ起泡材において、『環境8号』は次の特徴を有しています。

【施工】

  ・ 掘進中は、起泡材配合量が従来の1/3以下4でも気泡安定剤の効果で掘削土の流動性と止水性が確保できます。
  ・ 気泡のベアリング効果でカッタービットの摩耗を低減できます(施工実績Ⅰ:推定摩耗量の80%)。
  ・ 起泡材配合量が少ないため、起泡材作成が坑内の後方台車プラントにて可能です。


【環境】

  ・ 掘削後においては、掘削土が大気と接した時の気泡の自然消泡性に優れており掘削土の洗浄処理が可能で、掘削土の再生利用が図れます。
  ・ 魚毒性の高いAOS量を従来の1/5に減量し、周辺環境への影響を抑制できます。
  ・ 起泡材配合量が少ないため、製造・運搬時の環境負荷低減が可能です。
  ・ PRTR対象物質5は含まれていません。

      

    環境8号外観    環境8号発泡状況 

      写真-1 起泡剤環境8号       図-1 起泡剤環境8号での気泡シールド工法

 
 当社は、福岡市内の「雑餉隈第6雨水幹線築造工事」と豊田市内の「岡崎線耐震化送水管布設(その1)工事」で『環境8号』を適用し、施工・環境面での優位性を確認しました。
 『環境8号』は、魚毒性についても従来の特殊起泡剤以上の優位性を試験で確認しており、近年の化学物質への監視や厳しい基準に対応できる起泡剤です。
 『環境8号』シリーズの中でも『環境8号R』は、掘削土を埋立て処理する場合の水性生物への影響が更に少ない起泡剤として開発したもので、掘削土の仮置き期間無しの場合でも陰イオン界面活性剤濃度(メチレンブルー吸光光度法)が0.48mg/Lとなり、低毒性であることを確認しています。また、『環境8号』と同等の掘削性能を「岡崎線耐震化送水管布設(その1)工事」の36m区間で検証し、掘削土の仮置き期間を必要としない処理を可能としました。
(Rはeclamation:埋立て)
 今後、様々な土質や処理条件での実施工において、環境負荷低減・資源循環用の材料として、『環境8号』シリーズを提案していくとともに、外販を推進します。

※1) 自然消泡性
自然消泡は、シールド機からの掘削土排出時に掘削時の気泡が大気に触れて時間と共に消泡すること。  
※2)

特殊起泡剤
特殊起泡剤は、気泡を作るための材料で、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム(AOS)を成分とするアニオン系界面活性剤のこと。
特殊起泡材 は、掘削土質に応じて次の3タイプがある。注) 「剤」は原液の名称。「材」は剤を調合した水溶液の名称。
   ・Aタイプは、特殊起泡剤の水溶液で粘性土・砂質土用(一般土砂用)である。
   ・Bタイプは、特殊起泡剤に起泡添加剤を加えた水溶液で砂質土・礫質土用である。
   ・Cタイプは、Bタイプにゲル化剤を添加したもので礫質土用である。

※3)

魚毒性
化学物質による水生生物への短期的な暴露による影響を「急性水生毒性」と称し、魚類を対象とした場合、化学物質に96時間暴露した際に魚類の 半数(50%)が死亡する際の化学物質の濃度「96時間LC50(mg/L)で評価する。96時間LC50の値が大きいほど魚毒性が低い(水生環境負荷が小さい)ことを意味する。

※4)

起泡材配合
従来の特殊起泡剤Aタイプの標準配合は30ℓ/m3であるが、環境8号Aタイプの標準配合は8~10ℓ/m3である。

※5)

PRTR対象物質
PRTR制度は、有害性が疑われる化学物質が、どこから、どのくらい、環境(大気・水域・土壌など)中へ排出されているか(排出量)、廃棄物などとして移動しているか(移動量)を把握し、集計・公表する仕組み。事業者の化学物質管理を促進したり、化学物質リスクコミュニケーションの基礎資料となったりして、環境中の化学物質のリスク低減を目的とする。PRTR対象物質とは、PRTR制度に基づき、排出量等の届出を行う際、対象となる化学物質のことで法律に定める第一種指定化学物質がそれに該当する。

【施工実績Ⅰ】
・工事名称:雑餉隈第6雨水幹線築造工事
・発注者 :福岡市道路下水道局
・施工者 :フジタ・村本・九州総合建設工事共同企業体
・工事場所:福岡県福岡市博多区井相田2・3丁目、東雲町4丁目、春町3丁目地内
・工  期:平成23年12月22日~平成27年3月15日【掘進:平成25年5月~平成26年1月】
・施工内容:気泡シールド工法、シールド機外径φ3,530mm、掘進延長770m、
・土  質:風化花崗岩(全線)

【施工実績Ⅱ】
・工事名称:岡崎線耐震化送水管布設(その1)工事
・発注者 :愛知県企業庁
・施工者 :フジタ・徳倉・山本特定建設工事共同企業体
・工事場所:愛知県豊田市栄生町~小坂町地内
・工  期:平成24年12月22日~平成27年7月31日【掘進:平成26年3月~平成26年11月】
・施工内容:気泡シールド工法、シールド機外径φ2,890mm、掘進延長1665m
・土  質:砂礫混じり粘性土質砂

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