DE4024245A1 - Sicherungsverfahren fuer altlasten in form einer schraeggestellten dichtschuessel, die als basisabdichtung nachtraeglich unter einer altlast hergestellt wird - Google Patents
Sicherungsverfahren fuer altlasten in form einer schraeggestellten dichtschuessel, die als basisabdichtung nachtraeglich unter einer altlast hergestellt wirdInfo
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Description
Das Verfahren stellt eine Möglichkeit dar, unter einer Alt
last, z. B. einer nicht durch geeignete Basisabdichtung gegen
Grundwasserverschmutzung abgesicherten Mülldeponie, eine
nach heutiger Technik dichte und kontrollierbare Abdichtung
herzustellen.
Nach dem Stand des Jahres 1989 gibt es in der Bundesrepublik
Deutschland 48 377 Altlastenverdachtsflächen, in denen nach
heutiger Kenntnis bis zu 78 verschiedene, z. T. hochgiftige
oder anders gesundheitsgefährdende Stoffe vorkommen können
(s. Jessberger, H. L.: Erkundung und Sanierung von Altlasten,
S. 3 und S. 19 ff., 6. Bochumer Altlasten-Seminar 1990,
Verlag A. A. Balkema/Rotterdam/Brookfield/1990). In der DDR
und im Ausland muß mit einer gewaltigen Anzahl ähnlich ge
fährlicher Altlasten gerechnet werden, bei denen Sicherungs
bedarf besteht. Die Gefahrenstoffe sind z. T. in der Lage,
ihrerseits untereinander chemisch zu reagieren und weitere
Gefahrenstoffe zu bilden.
Altlasten können z. T. nicht entsorgt oder mit herkömmlichen
Mitteln saniert werden. Für diese Problemfälle kennt man nur
die Möglichkeit, eine Sicherung gegen Eintritt von Schad
stoffen ins Grundwasser vorzunehmen.
Dafür gibt es bereits eine Reihe von Verfahrenstechnologien,
z. B. Verfestigungen in Form von physikalischen, chemischen
oder thermischen Verfestigungen, oder hydraulische Maßnahmen,
indem man die Strömungsrichtung des Grundwassers ändert bzw.
Einkapselungen mit Hilfe von Oberflächenabdichtung, vertika
len Dichtwänden und nachträglichen Basisabdichtungen (s. H. L.
Jessberger a. o. a. O., S. 6).
Die beschriebene Erfindung gehört zu den nachträglichen Basis
abdichtungen. Dafür gibt es nach hiesigem Erkenntnisstand ei
ne Reihe von Vorschlägen, die darauf beruhen, daß man z. B.
nachträglich seitliche Dichtungswände einbringt, die bis in
eine abdichtende, natürliche Schicht oder in eine nachträg
lich hergestellte Basisabdichtung aus einer Dichtungsschicht
aus Mineralstoffen oder aus Baustoffen in Verbindung mit
einer Kunststoffolie hineinreichen.
Die Problematik der bekannten Vorschläge liegt darin, daß
Abdichtungsschwierigkeiten im Bereich der Nahtstelle von
Dichtwänden und Basisabdichtung zu erwarten sind und daß es
z. Zt. keine Kunststoffolie gibt, die auf Dauer gegenüber der
Fülle der möglichen chemischen Stoffe ihre Dichtigkeit be
hält. Der Erfindung liegt die Forderung zugrunde, eine wir
kungsvolle Basisabdichtung für Hochgefahrenstoffe sollte so
aussehen, daß sie einerseits jeden Austritt von Schadstoffen
aus der Deponie in das Grundwasser verhindert, aber auch den
Zutritt von Grundwasser sicher absperrt. Außerdem muß über
prüfbar sein, welche und welche Mengen von Schadstoffen sich
zwischen Basisabdichtung und Deponie ansammeln, um sie ggf.
entsorgen zu können. Das gleiche gilt für evtl. zulaufendes
Grund- oder Oberflächenwasser.
Darüber hinaus muß feststellbar sein, ob die Basisabdichtung
tatsächlich dicht ist und es muß die Möglichkeit bestehen,
durch Undichtigkeiten austretende Gefahrenstoffe zu sammeln
ihre Austrittsstellen zu lokalisieren und ggf. eine Nach
dichtung vorzunehmen.
Schließlich sollte das Abdichtungsverfahren für Altlasten
möglichst mit Hilfe bekannter, bewährter Techniken durch
geführt werden, um das Risiko eines Fehlschlages und die
Kosten zu minimieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ent
sprechend den Patentansprüchen als nachträgliche Basisab
dichtung eine schräggestellte Dichtungsschüssel mit Hilfe
eines bergmännischen Muldenstrebs mit Vollversatz hergestellt
wird. Die Strebenden des Muldenstrebs können übertage, müssen
aber mindestens oberhalb des Niveaus des höchsten Grundwas
serstandes liegen.
Das Gewinnungsverfahren im Streb kann mit bekannten, berg
männischen Techniken durchgeführt werden, also schneidend
oder schälend. Seine Auswahl hängt von der Beschaffenheit
der Bodenschichten ab, in denen der Streb laufen muß. Eventuell
muß eine Hangendverfestigung durchgeführt werden. Auch dafür
gibt es bewährte bergmännische Verfahren. Sie erfordern mög
licherweise an den Flanken des Muldenstrebs noch das Auf
fahren von Mittelörtern, um von dort aus im Einfallen des
Strebs zur Verfestigung Bohrungen im Hangenden vorzunehmen.
Für den schreitenden Strebausbau sind bekannte oder noch zu
konzipierende Spezial-Blasversatzausbauformen verwendbar,
je nach Art der Hangendschichten und sonstiger Erfordernisse.
Sollte künftig eine Kunststoffolie für den vorliegenden Ver
wendungsfall auf dem Markt sein, die allen Dauerfestigkeits
anforderungen gerecht wird, so könnte diese auch in einem
entsprechend ausbautechnisch zu gestaltenden Strebraum ein
gebracht werden.
Als eigentliches Dichtelement wird im Strebraum homogener
Vollversatz in ausreichender Dicke eingefüllt. Als Versatz
material kommen möglicherweise herkömmliche Bergbau-Baustoffe
in Frage, z. B. Hydro-Anhydrit, der bei der Herstellung von
Untertage-Dämmen gasdicht wird, auch an den Nahtstellen der
Einbringungsabsätze. Gegebenenfalls sind aber auch andere Abdichtungs
füllstoffe nötig.
Für die Einbringung sind bewährte Bergbauverfahren bekannt,
entweder pneumatisch oder hydraulisch bzw. als Kombination
von beiden. Gegebenenfalls sind dafür jedoch andere Verfülltechniken
- je nach der Art der Füllstoffe - anzuwenden.
Wichtig ist, daß bei der Einbringung der Vollversatz-Dicht
schüssel keine Kanten entstehen, um Stanzwirkungen auszu
schließen, da diese zur Zerstörung des Dichtversatzes, also zu
Durchlässigkeiten führen könnten. Darauf muß besonders in den
Übergangsbereichen Streb-Strecke geachtet werden. Strecken
querschnitte, die über das Dickenmaß des Versatzes hinausge
hen, sind daher mit dem Material, aus dem die dortigen Boden
schichten bestehen, oder mit einem Material der gleichen
Festigkeitseigenschaften zu verfüllen.
Die bei dem Strebbetrieb bzw. bei der erforderlichen Strec
kenauffahrung anfallenden Gewinnungsmassen sind abzufördern
und ggf. auf der Altlast aufzulagern.
Während der Zeit der Herstellung der Dichtschüssel sind ggf.
Maßnahmen zur Grundwasserbeherrschung notwendig. Ebenfalls
sollte man an den übertägigen Strebenden durch Wanderzelte
o. ä. und über der Altlast ganz oder teilweise durch eine
geeignete Abdeckfolie den Zutritt von Niederschlagswasser
unterbinden.
Die schüsselförmige Abdichtung und ihre Schrägstellung haben
den Sinn, daß evtl. in der Schüssel umlaufende Schadstoffe
oder Wässer den Weg zum tiefsten finden. Es reicht wahr
scheinlich, daß die Neigung des Muldenstrebs von den Flanken
zur Achse der Neigung der Basisabdichtung von Bergehalden
entspricht. Sie wird aber auch bestimmt durch die Teufe, in
die der Muldenstreb aus Gründen der Beschaffenheit der Han
gendschichten abtauchen muß.
Auch für das Maß der Schiefstellung der Dichtschüssel ist
vermutlich das Gefälle der Basisabdichtung von Bergehalden
ausreichend.
Die Herstellung der geometrischen Form einer solchen Dicht
schüssel mit Hilfe eines Strebbetriebs ist bergtechnisch und
vermessungstechnisch unproblematisch und Stand der Technik.
Die Frischluftzufuhr für die bergmännischen Arbeiten und
ihre Entsorgung (Wetterführung) kann unter Beachtung der im
Untertagebergbau üblichen Verfahren und Sicherheitsaspekte
erfolgen. Gegebenenfalls sind Einrichtungen zur Reinigung der Abwetter
vor Eintritt in die Atmosphäre nötig. Auch für den Umgang
mit gesundheitsgefährdenden Stoffen in der Atemluft oder bei
Hautberührung sind Grubenwehrmethoden, aber auch andere Tech
niken einsetzbar.
Klimatische Schwierigkeiten sind wegen der geringen Teufe,
in der sich die Aktivitäten abspielen, wahrscheinlich nicht
zu erwarten, jedoch auch ggf. mit bekannten Untertagetechni
ken zu beherrschen.
Der am Tiefstpunkt der Dichtschüssel angeordnete Revisions
schacht (innerer Revisionsschacht) muß begehbar sein und
gestattet es, Schadstoffüberprüfungen vorzunehmen und ggf.
Schadstoffe und/oder Wasser zu entsorgen.
Die unter der Dichtschüssel vorgesehene Dränage wird vor Ein
bringung des Vollversatzes aus dem Streb heraus bzw. der Mul
denstrecke hergestellt und hat die Aufgabe, dennoch auftre
tende Undichtigkeitsmedien unter der Abdichtung aufzufangen.
Sie leitet diese in einen weiteren Revisionsschacht (äußerer
Revisionsschacht), der genauso ausgerüstet ist wie der in
nere Revisionsschacht. Sie besteht aus Zulaufrohren, die
parallel zur Strebfront, d. h., mit Einfallen zur Muldenachse
eingebaut werden. Diese münden in einem Sammler, der in der
Muldenstrecke verläuft und seinerseits in den äußeren Revisi
onsschacht führt. Das Sammler-Rohr sollte so dimensioniert
sein, daß es von Menschen befahrbar ist, also mindestens
600 mm lichter Durchmesser.
Mit diesem Dränagesystem ist auch gleichzeitig die Aufgabe
zu lösen, vorhandene Undichtigkeiten grob zu lokalisieren,
um ggf. Nachdichtungen anzusetzen. Sie geschehen in der un
ter Ziffer 6 der Patentansprüche beschriebenen Art und Weise.
Je nach Umfang der Undichtigkeiten könnte mit einem weiteren
Vollversatzstreb unterhalb eine neue Dichtschüssel herge
stellt werden. Bei kleineren Undichtigkeiten ist daran ge
dacht, einen "Dichtstreifen" mit Hilfe eines Vollversatz-
Kurzstrebs von angemessener Ausdehnung unter der 1. Dicht
schüssel einzubringen.
Die nachträglichen Abdichtungsarbeiten vereinfachen sich
bergmännisch - das gilt vor allem in gebrächen Bodenschich
ten -, da sie unter einem definierten, künstlichen Dach ab
laufen können. Die Einbringung des weiteren Dichtvollver
satzes nahtlos unter der 1. Dichtschüssel läßt Dichtigkeit,
vor allem auch des "Dichtstreifens" erwarten.
Die Aufgabe der Sanierung von Altlasten stellt in der Bun
desrepublik Deutschland, aber natürlich auch weltweit, ein
Problem von lebenswichtiger Bedeutung für die Lebewelt und
von gewaltigen, auch finanziellen Aufwendungen dar. Es wird
sich damit eine ganze Industrie beschäftigen müssen, denn
es ist damit zu rechnen, daß nicht nur eine Vielzahl sog.
Altlasten nachträglich durch eine neue Basisabdichtung zu
sichern ist. Auch für moderne Basisabdichtungen von Prob
lemstoffen werden sich Nachdichtungszwänge ergeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zeichnerisch dar
gestellt und im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt
Bild 1 den Grundriß einer ca. 250 m breiten und ca. 500 m
langen Mülldeponie, unter der die als nachträgliche Basis
abdichtung vorgesehene Dichtschüssel, die sich in der Her
stellung befindet, angeordnet ist. Die Grundfläche der Müll
deponie ist von links unten nach rechts oben schräg schraf
fiert, die der Dichtschüssel von rechts unten nach links
oben.
In der, vor allem aus Erkundungsgründen, vorab aufgefahrenen
Muldenstrecke (Schnittlinie B-B) ist der Dränage-Sammler un
ter dem Niveau der Streckensohle eingebaut. In diesen mün
den die Dränage-Zulaufrohre ein, die in einem seitlichen Ab
stand von 5-10 m unmittelbar unterhalb des Strebliegenden
vom Strebraum aus eingebaut werden. Sie sind in dieser Zeich
nung nur im Bereich des Strebstandes (Schnittlinie A-A) dar
gestellt.
Die Muldenstrecke kann hinter dem Streb abgeworfen werden
(wie im Bild 2 dargestellt). Es kann aber auch sinnvoll sein,
sie offen zu halten, wie in Bild 1 angenommen.
die Verhiebsrichtung des Strebs ist hier im wesentlichen fal
lend. Eine Umkehrung der Verhiebsrichtung ist aber auch mög
lich, wenn wichtige Gründe dafür sprechen.
Die Antriebe des Strebförderers liegen in diesem Falle an den
Strebenden übertage (etwa bei A) und werden zweckmäßigerweise
mit Wanderzelten abgedeckt (hier nicht dargestellt).
Am oberen Bildrand befinden sich die beiden Revisionsschäch
te, die evtl. zweckmäßigerweise erst nach Abschluß der Ab
dichtung hergestellt werden.
Bild 2 zeigt den Schnitt im Bereich des Strebstandes
(Schnittlinie A-A) mit Sicht zum oberen Bildrand des Bil
des 1 und den Schnitt B-B.
Im Schnitt A-A ist zu erkennen, daß eine Mülldeponiehöhe von
ca. 60 m oberhalb der Tagesoberfläche angenommen wurde. In der
Muldenstrecke ist die Dränage-Sammelrohrleitung angedeutet.
Eine Dränage-Zulaufrohrleitung ist nicht dargestellt.
Die Mittelörter, welche aus bergmännischen Gründen evtl. er
forderlich sind, wurden hier eingezeichnet.
Der Schnitt B-B ist ein Längsschnitt. Hier wurde davon aus
gegangen, daß die Muldenstrecke nach Strebdurchgang und Ein
bringen des Dichtversatzes abgeworfen wird. Das Dränagesys
tem, welches sich unter der Dichtschüssel befindet und über
den Dränage-Sammler in den äußeren Revisionsschacht einmün
det, wurde aus Maßstabsgründen nicht dargestellt.
Der äußere Revisionsschacht endet unterhalb der Dichtschüs
sel, der innere Revisionsschacht reicht bis zum tiefsten
Punkt der Dichtschüssel.
Bei Offenhalten der Muldenstrecke (ganz oder teilweise) könn
ten die Revisionsaufgaben anders gelöst werden.
Bild 3 ist der Grundriß einer Abdichtschüssel, in der Undich
tigkeiten mit Hilfe des Dränagesystems lokalisiert wurden.
Es wird angenommen, daß die von der Herstellung der Dicht
schüssel vorhandene Muldenstrecke noch offen war. Aus dieser
heraus wurde mit Hilfe von Begleitstrecken ein Vollversatz-
Kurzstreb von ca. 50 m Länge unmittelbar unterhalb der vor
handenen Dichtschüssel schwebend (im Bild von links nach
rechts) entwickelt, um unter die Undichtigkeiten einen
"Dichtstreifen" zu legen. Bei Nichtvorhandensein der Mulden
strecke kann der Kurzstreb u. U. auch fallend geführt werden
(im Bild von rechts nach links).
Die bei der Herstellung des Kurzstrebs anzuwendenden Techni
ken und Arbeitsvorgänge entsprechen im wesentlichen denen,
die bereits bei der Herstellung der Dichtschüssel beschrie
ben wurden.
Claims (6)
1. Sicherungsverfahren für Altlasten in Form einer schrägge
stellten Dichtschüssel, die als Basisabdichtung nachträg
lich unter einer Altlast hergestellt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Basisabdichtung aus einem
bergmännisch hergestellten Muldenstreb - doppelflügelig
oder durchgehend, je nach Länge der erforderlichen Streb
front - entwickelt wird.
2. Sicherungsverfahren für Altlasten nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der bergmännisch betriebene Mul
denstreb mit Vollversatz in einer regelmäßigen Dicke zur Ab
dichtung verfüllt wird und daß dieser Versatz aus einem ge
eigneten Baustoff besteht, dessen Einbringung entweder auf
bekannte bergmännische Art oder mit anderen Methoden geschieht.
3. Sicherungsverfahren für Altlasten nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der eingebrachte Abdichtungsvoll
versatz gleichmäßig - also ohne Kanten - eingebracht wird, um
Stanzwirkungen zu vermeiden.
4. Sicherungsverfahren für Altlasten nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß am Tiefstpunkt der Dichtschüssel
mit Hilfe eines Revisionsschachtes (innerer Revisionsschacht)
o. ä. eine Kontrollmöglichkeit für Schadstoffe besteht und
wo diese oder Wasserzuflüsse entsorgt werden können, um einen
Überlauf ins Grundwasser zu verhindern.
5. Sicherungsverfahren für Altlasten nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß unter der Dichtschüssel eine kon
trollierbare Dränage hergestellt wird, die in dem Muldenstreb
unter dem Vollversatz fortlaufend eingebracht wird und die
ebenfalls in einen Revisionsschacht (äußerer Revisionsschacht)
o. ä. am Tiefstpunkt des Dränagesystems einmündet und mit
dessen Hilfe die Undurchlässigkeit der Abdichtung überprüft
werden kann.
6. Sicherungsverfahren für Altlasten nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß je nach Lage und Umfang dennoch
eingetretener Undichtigkeiten eine Nachdichtungsmöglichkeit
für die 1. Dichtschüssel besteht, entweder wiederum in Form
einer weiteren Dichtschüssel darunter oder durch Herstellen
eines "Dichtstreifens" mit Hilfe eines sog. Kurzstrebs.
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