DE3409591C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft zwei Verfahren zur nachträglichen Herstellung einer unterirdischen Dichtungssohle nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2. Außerdem betrifft sie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Derartiges ist aus der EP 00 59 020 A1 bekannt. Immer werden zur Entfernung von unerwünschten verseuchenden Stoffen aus Erdböden verseuchte Bodenteile nach deren Abschirmung von seitlich benachbarten Bodenteilen entfernt. Zur vertikalen Abschirmung der verseuchten Bodenteile soll eine horizontale Dichtungsschicht aus Lehm oder Ton in den Erdboden eingebracht werden. Wie letztere eingebracht wird, ist allerdings nicht angegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren dieser Art zu entwickeln, mit denen als solche Dichtungssohle nachträglich auf technisch einfache Weise eingebracht werden kann, und außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung solcher Verfahren anzugeben.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthalten. Eine alternative Lösung ist im Kennzeichen des Anspruchs 2 angegeben.

Diese Verfahren ermöglichen insbesondere dann, wenn sie in lockeren Gesteinsböden angewendet werden können, eine wirtschaftliche Abdichtung des Untergrunds bestehender Mülldeponien gegenüber dem darunter befindlichen Erdboden, welche ein Absickern von gelösten oder flüssigen Giftstoffen oder anderen umweltzerstörenden oder -gefährdenden Schadstoffen in das Erdreich bzw. das Grundwasser verhindert. Die Verfahren sind relativ einfach und zuverlässig durchzuführen, ohne daß in bestehende Mülldeponien eingegriffen werden muß oder diese ganz oder teilweise abgetragen werden müssen.

Die erfindungsgemäßen Verfahren werden also so durchgeführt, daß zueinander im wesentlichen parallele Löcher im Erdboden unter der Mülldeponie hindurchgebohrt werden, wobei gleichzeitig zur Abstützung des Erdbodens fortlaufend mit der Herstellung der Bohrlöcher in diese eine Verrohrung eingeschoben wird, durch welche hindurch das vor dem Stirnende der Verrohrung ausgebrochene Bodenmaterial aus dem Erdboden herausbefördert wird. Nach Fertigstellung der Bohrlöcher werden diese durch Eindrücken von im wesentlichen flüssigkeitsdichtem Füllmaterial gefüllt, wobei oder worauf die eingeschobene Verrohrung aus den Löchern wieder entfernt wird.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen oder Abwandlungen der erfindungsgemäßen Verfahren und zu ihrer Durchführung dienende Vorrichtungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind zwei besonders vorteilhafte Aus­ führungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der zur Durchführung dieses Verfahrens dienenden Vorrichtung dargestellt, die im folgenden näher beschrie­ ben werden:

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Mülldeponie mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Dichtungssohle im darunter befind­ lichen Erdboden;

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Dichtungssohle nach Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Querschnitt durch die Dichtungssohle einer anderen Ausführungsform;

Fig. 4 veranschaulicht einen Längsschnitt durch das Stirnende eines nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahrens hergestellten Bohrlochs mit Verrohrung;

Fig. 5 zeigt dieses Bohrloch während seines erfindungs­ gemäßen Ausfüllens in gleicher Darstellungs­ weise wie in Fig. 4.

Zur Herstellung einer in Fig. 1 gezeigten Dichtungs­ sohle 1 unter einer Mülldeponie 2 wird neben dieser eine Baugrube 3 hergestellt. Diese Baugrube dient als Anfahrschacht, von dem aus im Schildvortrieb Bohr­ löcher horizontal und mit gerader Achse im Erdboden 4 unter der Mülldeponie 2 hindurchgebohrt werden, wo­ bei gleichzeitig eine Verrohrung der Bohrlöcher er­ folgt. Schildkonstruktion und Rohrwerkstoff können den Bodenverhältnissen und den Einsatzhäufigkeiten angepaßt werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens ist für die Herstellung die­ ser Bohrlöcher eine Schildkonstruktion mit erdge­ stützter Ortsbrust mit einem vorderem Schneidrad als Ausbrecheinrichtung 5 und einem im Abstand dahinter befindlichen Druckschott als Trennrand 6 verwendet, die für das weitere Verfahren Vorteile bietet, jedoch nicht zwingend notwendig ist. Das Schneidrad 5 baut den Erdboden 4 an der Ortsbrust ab und fördert ihn in vermengtem Zustand in den hinter dem Schneidrad 5 und vor dem Druckschott 6 befindlichen Abbauraum 7. Dieser Abbauraum ist von einem Schildmantel 8 umgeben, an welchen sich das Druckschott 6 dicht anschließt.

An der Rückseite des Druckschottes 6 sind Steuerpres­ sen 9 angesetzt, die zur Steuerung des Schildes wäh­ rend des Schildvortriebs dienen. Mit den hinter die­ sen Steuerpressen angesetzten Rohrschüssen 10, die in das mit dem Schild hergestellte Bohrloch eingetrie­ ben werden, wird der Schild im Erdboden 4 unter der Deponie 2 hindurch mit gerader Achse im wesentlichen horizontal vorgetrieben, bis die gesamte Mülldeponie unterfahren ist. Hierbei wird je nach Gehalt an bindigen Bestandteilen des Erdbodens über eine Öffnung 11 im Druckschott 6 mehr oder weniger viel Dichtungs­ zusatz, beispielsweise in Form einer Tonmehlsuspen­ sion, in den Abbauraum 7 des Schildes eingeleitet und dann mit dem an der Ortsbrust abgebauten Erdboden vermengt. Die Vermengung erfolgt durch eine vom Schneidrad 5 hervorgerufene Quirlbewegung, wobei eine plastische Masse entsteht, die zunächst hinrei­ chend wasserundurchlässig ist.

Über einen durch eine andere Öffnung im Druckschott in den Abbauraum 7 hineinragenden Schneckenförderer 12 wird diese Masse durch die von den Rohrschüssen 10 gebildete Verrohrung des Bohrloches hindurch in die Baugrube 3 abgezogen und von dort an die Geländeober­ fläche transportiert, wo sie zwischengelagert wird. In einer in der Zeichnung nicht dargestellten Aufberei­ tungsanlage kann diese Masse weiterbehandelt werden mit dem Ziel, eine von der Konsistenz her pumpfähige und hochwasserundurchlässige Dichtmasse zu erhalten, wobei zumindest größere Steine ausgesondert werden.

Nachdem die Deponie vollständig unterfahren ist, wird der Rohrvortrieb gestoppt. Schneidrad 5 und alle für den Bodenabbau und -transport notwendigen Einbauten, wie Schneckenförderer 12, werden aus dem Schild ausge­ baut, so daß im Abbauraum 7 lediglich der nackte Schild­ mantel 8 verbleibt. Nun wird das abgebaute und zu einer Dichtmasse aufbereitete Bodenmaterial über eine nicht dargestellte Pumpleitung durch eine Öffnung 13 in den Abbauraum 7 gepumpt. Die Vortriebspressen im Anfahrschacht 3 werden entfernt. Durch Aufbringen von ausreichendem Druck auf die Pumpleitung entsteht eine Vortriebskraft auf das Druckschott 6, so daß Schild und Verrohrung in Richtung Anfahrschacht zurückge­ drückt werden bei gleichzeitiger Ausfüllung des entstehenden Bodenhohlraumes mit Dichtmasse 14. Die einzelnen Schüsse 10 der Verrohrung sowie der Schild werden auf diese Weise wiedergewonnen und stehen für erneuten Einsatz zur Verfügung.

Zur Erzielung einer vollständigen Dichtungssohle werden nacheinander zahlreiche Bohrlöcher nebeneinan­ der hergestellt und mit Dichtmasse 14 gefüllt.

Die Anordnung der Bohrlöcher kann auf zwei verschie­ dene Weisen erfolgen, die in Fig. 2 und 3 dargestellt sind.

In Fig. 2 sind die mit Füllmaterial gefüllten Bohr­ löcher mit Überschneidung eng nebeneinanderliegend angeordnet. Das Maß der Überschneidung richtet sich nach der erforderlichen, in der Regel versuchsmäßig festzulegenden Dicke der Dichtungssohle. Während des Rohrvortriebs ist die Überschneidung mit dem benachbarten bereits gefüllten Bohrloch durch ge­ eignete Maßnahmen kontrollierbar. So können durch klei­ ne Öffnungen im Schildmantel hindurch Flügel- oder Schlitzsonden nach außen gebracht werden, mit denen Bodenproben in den Schild hereingeholt werden können. Im Schildmantel können auch Fenster vorgesehen sein, durch die hindurch die Bodenbeschaffenheit erkenn­ bar ist.

In Fig. 3 ist eine sparsame Methode gezeigt, die bei injizierten Böden gewählt werden kann. Die Rohrvortriebe werden hier in einem solchen Abstand angeordnet, daß der dazwischen befindliche Erdboden aus Vortriebsröhren 15 heraus durchbohrt und in der geforderten Mächtigkeit durch chemische Boden­ injektion vollständig gedichtet werden kann, um zusammen mit den dann mit dichtendem Füllmaterial 14 auszufüllenden Bohrlöchern eine durchgehende Dich­ tungssohle 14, 16 zu bilden. In diesem Fall müssen die Vortriebsröhren 15 begehbar sein, was bei der in Fig. 2 gezeigten Variante nicht notwendig ist.

Abschließend wird eine die Mülldeponie 2 an ihren Seiten dicht umschließende vertikale Dichtwand 17 so in den Erdboden 4 eingebracht, daß sie in die Dich­ tungssohle 1 einbindet. Besteht diese Dichtwand 17 aus mehreren einzelnen Wandabschnitten, sollten diese mit bekannten Maßnahmen gegeneinander abgedichtet sein.

Claims (15)

1. Verfahren zur nachträglichen Herstellung einer unterirdischen Dichtungssohle unter einer auf dem Erdboden gelagerten Mülldeponie durch Einbringen einer flüssigkeitsdichten etwa waagerechten Schicht in den Erdboden, dadurch gekennzeichnet, daß von der Seite der Mülldeponie ausgehend sich unter der Mülldeponie hindurcherstreckende im wesentlichen waagerechte, parallel zueinander seitlich dicht aneinanderliegende oder sich überschneidende Bohrlöcher gebohrt werden, wobei gleichzeitig zur Abstützung des darüber befindlichen Erdbodens fortlaufend mit der Herstellung der Bohrlöcher in diese eine Verrohrung eingeschoben wird, durch welche hindurch vor der Verrohrung ausgebrochenes Bodenmaterial herausbefördert wird, worauf die Verrohrung durch Eindrücken von im wesentlichen flüssigkeitsdichtem Füllmaterial gefüllt und anschließend aus den Bohrlöchern entfernt wird.

2. Verfahren zur nachträglichen Herstellung einer unterirdischen Dichtungssohle unter einer auf dem Erdboden gelagerten Mülldeponie durch Einbringen einer flüssigkeitsdichten etwa waagerechten Schicht in den Erdboden, dadurch gekennzeichnet, daß von der Seite der Mülldeponie ausgehend sich unter der Mülldeponie hindurcherstreckende im wesentlichen waagerechte, parallel zueinander im gegenseitigen Abstand seitlich nebeneinanderliegende Bohrlöcher gebohrt werden, wobei gleichzeitig zur Abstützung des darüber befindlichen Erdbodens fortlaufend mit der Herstellung der Bohrlöcher in diese eine Verrohrung eingeschoben wird, durch welche hindurch vor der Verrohrung ausgebrochenes Bodenmaterial herausbefördert wird, daß die zwischen den verrohrten Bohrlöchern verbleibenden Erdschichten durch von den Bohrlöchern aus erfolgendes Injizieren mit Dichtungsmasse abgedichtet werden und daß dann die Verrohrung durch Eindrücken von im wesentlichen flüssigkeitsdichtem Füllmaterial gefüllt und anschließend aus den Bohrlöchern entfernt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Fülldruck des Füllmaterials die Verrohrung aus den Bohrlöchern herausgeschoben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an das vordere Ende der Verrohrung eine Trennwand dicht angeschlossen wird, hinter welcher das Füllmaterial mit einem so großen Überdruck eingedrückt wird, daß die Trennwand unter Mitnahme der Verrohrung aus dem Bohrloch herausgedrückt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des in die Bohrlöcher einzubringenden Füllmaterials das mit einem Dichtungsmittel vermengte ausgebrochene Bodenmaterial, ggfs. unter Aussortierung von größeren Steinen, verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtungsmittel eine aus einem mehlartigen Stoff, beispielsweise Tonmehl oder dgl., gebildete Suspension verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermengung des Dichtungsmittels mit dem ausgebrochenen Bodenmaterial während des Herausbeförderns erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmittel in das herauszubefördernde Bodenmaterial injiziert und anschließend mit diesem durch mechanische Quirlbewegung vermengt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Herausfördern des Bodenmaterials aus einer Grube, einem Schacht oder einem Stollen vorgenommen wird, die bzw. der seitlich der Mülldeponie angeordnet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils das Material zweier dicht nebeneinanderliegender Bohrungen hintereinander herausgefördert und durch im wesentlichen flüssigkeitsdichtes Material ersetzt wird, und zwar derart, daß das in die zweite Bohrung eingebrachte Material sich im wesentlichen dicht an das in die erste Bohrung eingebrachte Material anschließt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß beim Herausfördern des ausgebrochenen Bodenmaterials der zweiten Bohrung der diesem zugewandte Rand der das ausgebrochene Bodenmaterial der ersten Bohrung ersetzenden Materialfüllung mit herausgefördert und anschließend durch einen Teil des das ausgebrochene Bodenmaterial der zweiten Bohrung ersetzenden Materials ersetzt wird.

12. Vorrichtung zur Durchführung eines der Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine zum Lösen und Herausfördern des ausgebrochenen Bodenmaterials ausgebildete Schildkonstruktion mit einem Schildmantel (8) und einer an dessen Frontseite befindlichen Ausbrecheinrichtung (5), hinter welcher sich eine an den Schildmantel (8) dicht angeschlossene Trennwand (6) mit einer verschließbaren Öffnung (13) für das Abfördern des Ausbruchmaterials durch das mit der Schildkonstruktion hergestellte Bohrloch hindurch befindet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Öffnung (13) ein Förderorgan (12) für die Abförderung des Ausbruchmaterials hindurchragt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß neben der verschließbaren Öffnung (13) für die Abförderung des Ausbruchmaterials eine weitere verschließbare Öffnung (11) in der Trennwand (6) vorgesehen ist, an welche dichtend eine vorzugsweise schlauchförmige Leitung für die Zufuhr des Füllmaterials (14) in den Raum (7) vor der Trennwand (6) anschließbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an das rückwärtige Stirnende des Schildmantels (8) Teile der Verrohrung bildende Rohrschüsse (10) ansetzbar sind.