DE4024245A1 - Sicherungsverfahren fuer altlasten in form einer schraeggestellten dichtschuessel, die als basisabdichtung nachtraeglich unter einer altlast hergestellt wird - Google Patents

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.