DE3415883A1

DE3415883A1 - Verfahren zur abdichtung kontaminierter muellkoerper gegenueber ihrer lagerstaette

Info

Publication number: DE3415883A1
Application number: DE19843415883
Authority: DE
Inventors: Karl Bräuer; Wolfram Dipl.-Ing. 6541 Ellern Hennemann
Original assignee: KARL BRAEUER SPEZIAL TIEF- und BERGBAUTECHNIK; KARL BRAEUER SPEZIAL TIEF und; Karl Braeuer Spezial Tief und Bergbautechnik 6541 Ellern
Current assignee: Grommes Karl F Dr-Ing 5400 Koblenz De
Priority date: 1984-04-28
Filing date: 1984-04-28
Publication date: 1985-10-31
Also published as: DE3415883C2

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abdichtung kontaminierter Müllkörper gegenüber ihrer Lagerstätte, bei dem zur seitlichen Abdichtung Schlitzwände eingebracht werden und zur unteren Abdichtung eine Bodenverfestigung im Sohlbereich mittels Injektion fließfähiger Verfestigungsmittel erfolgt.
Damit soll ein Eindringen von Schadstoffen in das Grundwasser verhindert werden. Die Abdichtung bietet ferner die Möglichkeit einer konzentrierten Behandlung des Müllkörpers. Mit letzterer kann und soll jedoch nach derzeitigem Erkenntnisstand noch gewartet werden, bis wirksamere Aufbereitungsverfahren entwickelt sind. Der Abdichtung kommt deshalb in dieser Hinsicht vorläufig mehr die Aufgabe einer Konservierung der vorhandenen Müllkörper zu.
Abgesehen davon, daß mancherorts Müllkörper lediglich seitlich mit Schlitzwänden umgeben und im übrigen von oben abgedeckt oder versiegelt werden, um den Wasserandrang und die Gefahr einer Aus spülung von Schadstoffen gering zu halten, sind zusätzlich Maßnahmen für eine untere Abdichtung bekannt. Bei einem bekannten Verfahren der hier interessierenden Art werden Injektionslanzen von oben durch den Müllkörper bis in den gewachsenen Boden geführt und darin fließfähige Verfestigungsmittel injiziert.
Als nachteilig muß angesehen werden, daß nur eine unzureichende Gewähr für eine wirksame flächige Abdichtung gegeben ist. Dieses Problem ist umso gravierender, als im Untergrund keine Kontrollmöglichkeit für die Wirksamkeit bzw. den Erfolg des Verfahrens gegeben ist. Außerdem besteht die Gefahr unkontrollierter chemischer Reaktionen bzw. Gasaustritte beim Einbringen der Injektionslanzen und Durchstechen des Müllkörpers. Hierzu wird beispielsweise von dem Abfallexperten Professor Tabasaran, Universität Stuttgart, ausdrücklich die Meinung vertreten: "Wenn eine Deponie durchstochen wird, entstehen unkontrollierbare Probleme." Schließlich ist das Anbringen von Beobachtungs- und Pumpschächten problematisch. Zusammenfassend bleibt also zu sagen, daß das bekannte Verfahren noch erhebliche Mängel aufweist.
Zwar ist es auch bereits bekannt bzw. wird es ernsthaft in Betracht gezogen, Deponien gänzlich umzugraben und zu beseitigen, jedoch ist der damit verbundene Kostenaufwand äußerst hoch.
Die Erfindung hat sich deshalb zur Aufgabe gesetzt, das eingangs genannte kostengünstigere Verfahren so zu verbessern, daß eine wirksame und auch kontrollierbare Abdichtung zustandekommt.
Gelöst werden kann diese Aufgabe nach dem Vorschlag der Erfindung dadurch, daß unterhalb der Sohle im Abstand zueinander verlaufende Kanäle geschaffen werden, von denen aus die notwendigen Injektionen vorgenommen werden.
Die vorgeschlagenen Kanäle sollen den Sohlbereich systematisch erschließen und schaffen die Voraussetzung für eine überall ausreichende Bodenverfestigung. Letztere erfolgt durch Injektionen quer zur Achse des Kanals in den Sohlbereich hinein. Dabei braucht der Müllkörper, abgesehen von Sondierungsbohrungen zur Erkundung der Deponiesohle, nicht weiter gestört zu werden. Falls gesicherte Erkenntnisse über den Urgeländeverlauf im Bereich des Deponiekörpers vorliegen, kann auf Sondierungsbohrungen verzichtet werden. Die Deponie kann letztlich wie angetroffen bestehen bleiben. Außerdem bieten die Kanäle die Möglichkeit einer fortwährenden Kontrolle der Sohlabdichtung sowie einer späteren gezielten Nachdichtung (nachträglichen Injektion). Das Verfahren läßt den Weg für künftige Technologien zur Müllbehandlung offen (z. B.
Behandlung mit Gamma-Strahlen, Mikroben u.ä.). Bis dahin gewährleistet es eine dichte, kontrollierbare Kapselung kritischer Müllkörper.
Vorteilhaft werden die Kanäle nach Art eines Kleintunnelvortriebs geschaffen und mit nachgeführten Rohren gesichert. Es kann dazu die aus dem Tief- und Bergbau insoweit bekannte Technologie herangezogen werden.
Zweckmäßigerweise werden als Rohre Stahlbeton-Rohre mit vorgeformten Offnungen in ihrem Mantel verwendet. Diese sollten werksseitig hergestellt und vorläufig wieder abgedichtet sein. Im Bedarfsfalle brauchen dann lediglich die Dichtungen entfernt zu werden.
Nach einem weiteren Vorschlag soll der Durchmesser der Rohre mindestens so groß gewählt werden, daß in etwa eine Begehbarkeit gewährleistet ist. Im Interesse einer leichten Kontrollmöglichkeit sollen außerhalb des Müllkörpers verlaufende Einlaßöffnungen für die Kanäle bzw.
Rohre geschaffen werden.
Dabei braucht nicht jeder Kanal bzw. jedes Rohr über eine eigene Einlaßöffnung zu verfügen. Vielmehr genügt es, wenn die Kanäle oder Rohre untereinander verbunden sind und zu einem der Kanäle oder Rohre eine Einlaßöffnung führt. Letztere kann auch ein Pumpenschacht o.ä.
sein. Die Kontrolle der Sohlabdichtung kann je nach Durchmesser der Rohre durch Begehen visuell erfolgen, ferner durch Einbringen geeigneter Sonden u.ä. Die Wahl der Mittel richtet sich im übrigen natürlich auch nach der-Art der zu erwartenden Schadstoffe, das heißt deren möglicher Toxizität u. ä.
Vorteilhaft werden für die von den Kanälen bzw. Rohren vorzunehmenden Injektionen teleskopierbare Lanzen verwendet. - Dies erlaubt weitreichende, von den Raumverhältnissen in den Kanälen unabhängige Injektionen, so daß der Abstand benachbarter Kanäle frei nach anderen Kriterien gewählt werden kann.
Das Verfahren eignet sich gleichermaßen für eine Anwendung außerhalb wie innerhalb des Grundwasserbereichs. Im letzteren Falle sollten die Injektionen rundum die Kanäle bzw. Rohre erfolgen.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird bei mindestens einem Kanal bzw. Rohr an tieferliegender Stelle der darüberliegende Sohlbereich durchlässig gehalten und der Kanal bzw. das Rohr als Sammelleitung (Drainleitung) für Sickerwasser ausgebildet. Vorteilhaft wird am Ende der Drainleitung ein Pumpenschacht geschaffen.
Damit läßt sich einfach und kontrollierbar Sickerwasser ableiten. Dieses wird zunächst über die verfestigte Sohle geführt und sammelt sich im Tiefpunkt, gegebenenfalls den Tiefpunkten der Sohle. Dort sind die als Sammelleitung (Drainleitung) dienenden Rohre installiert, in die die Deponiewässer über Sickerlöcher eindringen können. Die Rohre ermöglichen eine direkte Weiterleitung in den Pumpenschacht oder -sumpf. Von dort können die Deponiewässer abgesaugt und einer gezielten Aufbereitung zur Schonung der Umwelt zugeführt werden. Damit erscheint das Verfahren in besonderem Maße wirksam und kontrollierbar.
Nach einem weiteren Vorschlag wird im Anschluß an die Bodenverfestigung eine zusätzliche Abdichtung im Eckbereich zu den Schlitzwänden mit Hilfe vertikal geführter Injektionslanzen vorgenommen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung für einige Ausführungsbeispiele weiter beschrieben. Darin zeigen: Figur 1 eine Mülldeponie zu Beginn des Verfahrens in einem Längsschnitt, Figur 2 eine andere Mülldeponie nach Abschluß des Verfahrens in einem Querschnitt, Figur 3 den Gegenstand von Figur 2 in einem Längsschnitt, Figur 4 eine Mülldeponie in schematischer Darstellung, teils in Draufsicht, teils in einem Horizontalschnitt, Figur 5 ein vergrößertes Detail aus Figur 4 (Horizontalschnitt) und Figur 6 ein vergrößertes Detail aus Figur 2 (Querschnitt).
Dem in den Figuren 1 bis 6 veranschaulichten Verfahren müssen zunächst geologische Untersuchungen vorausgehen, um die jeweiligen Verfahrensbedingungen kennenzulernen.
An erster Stelle stehen Erkundungsbohrungen in den Deponierandbereichen und falls erforderlich im Deponiekörper, welche Aufschluß über die Formationen in situ geben sollen.
Entsprechend diesen Erkenntnissen wird die Höhenlage der Sanierungssohle (Kanäle) festgelegt. Sodann wird eim Probestrecke mit einem Tunnelbohrgerät aufgefahren.
Nach der Bodenverfestigung mittels Teleskoplanzen (bei Wahl verschiedener Verfestigungsmittel) und Beendigung des Abbindevorganges wird die verfestigte Schicht freigelegt.
Kernbohrungen und deren labortechnische Untersuchungen geben Aufschluß über das zu wählende Bodenverfestigungsmittel und dessen Fließwege. Nach Abschluß dieser Voruntersuchungen und deren Auswertung wird das Sanierungskonzept für die Sohlabdichtung festgelegt: Abstand der Kanäle oder Kleintunnel, Lanzenabstand, Lanzenlänge, Verfestigungsmittel.
Nach Figur 1 wird zur Sohlabdichtung eines Müll- oder Deponiekörpers 1 an einer Deponieseite eine-Baugrube 2 bis zur vorgesehenen Sanierungssohle angelegt. Die Baugrube 2 ist mittels Spundwänden (in anderen Fällen mittels Betonwänden) gesichert. Von der Sohle der Baugrube 2 werden in bestimmten Abständen Kanäle oder Kleintunnel 3 in den gewachsenen Boden 4 mittels eines Tunnelbohrgerätes 5 aufgefahren. Dem Tunnelbohrgerät 5 werden von einer Preßstation 6, welche sich gegen eine Preßwand 7 abstützt, Stahlbeton-Rohre 8 nachgeführt. Letztere besitzen in ihrem Mantel werksseitig hergestellte und wieder abgedichtete Uffnungen für die späteren Injektionen.
Die Kleintunnel 3 werden von der Baugrube 2, welche wie beschrieben dem Rohrvortrieb dient, bis zu einer Baugrube 9 auf der gegenüberliegenden Seite geführt. Die Baugrube 9 ist in ähnlicher Weise gesichert wie die Baugrube 2 und dient dem Ausbau des Tunnelbohrgerätes 5.
Der beim Vortrieb anfallende Bodenaushub kann sogleich wieder auf der Deponie eingebaut werden. Nach dem Ausbau des Tunnelbohrgerätes 5 werden von den eingebrachten Stahlbeton-Rohren 8 aus im Taktverfahren teleskopierbare Lanzen 10 gesetzt und der Boden zwischen den Kanälen 3 sowie darüber oder darunter verfestigt, was mit einer oberen und unteren Konturlinie und dem Bezugszeichen 11 ausgedrückt ist.
Wie aus Figur 2 weiter ersichtlich, liegen die Kanäle 3, im Querschnitt gesehen, auf einem Kreisbogen. Dabei dient der am tiefsten Punkt angeordnete Kanal als Drainleistung 3 a. Zu diesem Zweck ist der Boden unterhalb der Drainleitung 3 a verfestigt, darüber dagegen durchlässig gehalten, während er über den übrigen Kanälen 3 durchweg verfestigt ist. Ueber den verfestigten Boden 11 kann das Sickerwasser aus dem Müllkörper 1 zur Drainleitung 3 a abfließen, wie mit Pfeilen 12 angedeutet.
Den seitlichen Abschluß für die Mülldeponie bilden Schlitzwände 13, welche in das Urgelände 14 eingebracht sind und mindestens bis an den verfestigten Boden 11 im Sohlbereich reichen. Der Eckbereich 15 zwischen dem verfestigten Boden 11 und den Schlitzwänden 13 ist zusätzlich mit Hilfe vertikal geführter Injektionslanzen 16 abgedichtet.
Im Grundwasserbereich empfiehlt es sich, die Bodenverfestigung weiter zu treiben. Dazu sollen Injektionen rundum die Kanäle 3 vorgenommen werden (vgl. Fig. 6, linke Hälfte).
Gemäß Figur 3 verläuft die Drainleitung 3 a mit Neigung zu einem nach oben offenen Pumpensumpf oder Pumpenschacht 17. Das Sickerwasser bzw. seine Fließrichtung ist hier mit dem Pfeil 18 versinnbildlicht. Uber den Pumpenschacht 17 kann das Sicker- oder Deponiewasser bei Bedarf einfach abgezogen und durch gezielte Aufbereitung unschädlich gemacht werden. Um den Sickerwasserandrang gering zu halten, wird der Deponiekörper 1 bis über die Schlitzwände 13 mit einer Tonschicht oder Folie abgedeckt, was hier nicht näher dargestellt ist. So gesichert, können zu beliebigem späteren Zeitpunkt weitere Aufbereitungsmaßnahmen für den Müllkörper getroffen werden.
Figur 4 zeigt eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gestaltete Deponie in schematischer Darstellung. Statt einer Drainleitung 3 a können bei großflächigen Deponien selbstverständlich auch mehrere solcher Drainleitungen mit Pumpenschacht vorgesehen werden. In der vorgenannten Figur ist der Müllkörper 1 lediglich mit seiner Umrißlinie verdeutlicht.
Weitere Details bezüglich der teleskopierbaren Lanzen 10 gehen aus Figur 5 hervor. Danach werden die Lanzen 10 zwischen benachbarten Kanälen 3 bzw. Rohren 8 versetzt zueinander aufgefahren. Um die Lanzen 10 herum verfestigt sich der Boden sozusagen wolkenförmig, wie mit entsprechenden Umrißlinien angedeutet. Insgesamt ergibt sich dadurch eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht von hoher Festigkeit und Beständigkeit.
Wie bereits angegeben, soll das an tiefster Stelle liegende Rohr als Drainleitung 3 a dienen. Dieses Rohr weist anstelle abgedichteter Oeffnungen Sickerlöcher auf. An diese schließen sich nach Fig. 6Bohrlöcher 19 an, welche bis nahe an die Unterkante des Müllkörpers 1 reichen. Die Bohrlöcher 19 sind mit einem Filtermaterial 20 ausgefüllt (ausgepreßt). Dies alles trägt dazu bei, daß das Sickerwasser möglichst rasch und vollständig in die Drainleitung 3 a und von dort gezielt in den Pumpenschacht 17 zur Weiterbehandlung abfließt.
Bezugszeichenliste 1 Müllkörper (Deponiekörper) 2 Baugrube 3 Kanal (Kleintunnel) 3 a Drainleitung 4 gewachsener Boden 5 Tunnelbohrgerät 6 Prcßstation 7 Preßwand 8 Stahlbeton-Rohr 9 Baugrube 10 teleskopierbare Lanze 11 verfestigter Boden 12 Pfeil (Fließricktung von Sickerwasser) 13 Schlitzwand 14 Urgelände 15 Eckbereich 16 Injektionslanze 17 Pumpenschacht (Pumpensumpf) 18 Pfeil (Fließrichtung von Sickerwasser) 19 Bohrloch 20 Filtermaterial - Leerseite -

Claims

Verfahren zur Abdichtung kontaminierter Müllkörper gegenüber ihrer Lagerstätte Patentansprüche 1. Verfahren zur Abdichtung kontaminierter Müllkörper gegenüber ihrer Lagerstätte, bei dem zur seitlichen Abdichtung Schlitzwände eingebracht werden und zur unteren Abdichtung eine Bodenverfestigung im Sohlbereich mittels Injektion fließfähiger Verfestigungsmittel erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Sohle im Abstand zueinander verlaufende Kanäle geschaffen werden, von denen aus die notwendigen Injektionen vorgenommen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle nach Art eines Kleintunnelvortriebs geschaffen und mit nachgeführten Rohren gesichert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Rohre Stahlbeton-Rohre mit vorgeformten Offnungen in ihrem Mantel verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Rohre mindestens so groß gewählt wird, daß in etwa eine Begehbarkeit gewährleistet ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des kontaminierten Müllkörpers verlaufende Einlaßöffnungen für die Kanäle bzw. Rohre geschaffen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die von den Kanälen bzw.

Rohren vorzunehmenden Injektionen teleskopierbare Lanzen verwendet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Abdichtung im Grundwasserbereich Injektionen rundum die Kanäle bzw. Rohre erfolgen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens einem Kanal bzw.

Rohr an tieferliegender Stelle der darüberliegende Sohlbereich durchlässig gehalten und der Kanal bzw.

das Rohr als Sammelleitung (Drainleitung) für Sickerwasser ausgebildet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Drainleitung ein Pumpenschacht geschaffen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Bodenverfestigung eine zusätzliche Abdichtung im Eckbereich zu den Schlitzwänden mit hilfe vertikal geführter Injektionslanzen vorgenommen wird.