DE3415883C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abdichtung kontaminierter Müllkörper gegenüber ihrer Lagerstätte, bei dem zur seitlichen Abdichtung Schlitzwände einge­ bracht werden und zur unteren Abdichtung eine Bodenver­ festigung im Sohlbereich mittels Injektion fließfähiger Verfestigungsmittel erfolgt.

Damit soll ein Eindringen von Schadstoffen in das Grund­ wasser verhindert werden. Die Abdichtung bietet ferner die Möglichkeit einer konzentrierten Behandlung des Müll­ körpers. Mit letzterer kann und soll jedoch nach derzei­ tigem Erkenntnisstand noch gewartet werden, bis wirksamere Aufbereitungsverfahren entwickelt sind. Der Abdichtung kommt deshalb in dieser Hinsicht vorläufig mehr die Auf­ gabe einer Konservierung der vorhandenen Müllkörper zu.

Abgesehen davon, daß mancherorts Müllkörper lediglich seit­ lich mit Schlitzwänden umgeben und im übrigen von oben ab­ gedeckt oder versiegelt werden, um den Wasserandrang und die Gefahr einer Ausspülung von Schadstoffen gering zu halten, sind zusätzlich Maßnahmen für eine untere Abdich­ tung bekannt. Bei einem bekannten Verfahren der hier inter­ essierenden 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 unzu­ reichende Gewähr für eine wirksame flächige Abdichtung ge­ geben ist. Dieses Problem ist umso gravierender, als im Untergrund keine Kontrollmöglichkeit für die Wirksamkeit bzw. den Erfolg des Verfahrens gegeben ist. Außerdem be­ steht die Gefahr unkontrollierter chemischer Reaktionen bzw. Gasaustritte beim Einbringen der Injektionslanzen und Durchstechen des Müllkörpers. Hierzu wird beispiels­ weise von dem Abfallexperten Professor Tabasaran, Uni­ versität Stuttgart, ausdrücklich die Meinung vertreten:
"Wenn eine Deponie durchstochen wird, entstehen unkon­ trollierbare Probleme." Schließlich ist das Anbringen von Beobachtungs- und Pumpschächten problematisch. Zu­ sammenfassend 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 Kostenauf­ wand äußerst hoch.

Die Erfindung hat sich deshalb zur Aufgabe gesetzt, das eingangs genannte kostengünstigere Verfahren so zu ver­ bessern, daß eine wirksame und auch kontrollierbare Ab­ dichtung zustandekommt.

Gelöst werden kann diese Aufgabe nach dem Vorschlag der Erfindung dadurch, daß unterhalb der Sohle im Abstand zueinander verlaufende Kanäle geschaffen werden, von de­ nen aus mittels Lanzen die notwendigen Injektionen vor­ genommen werden.

Die vorgeschlagenen Kanäle sollen den Sohlbereich syste­ matisch 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, ab­ gesehen von Sondierungsbohrungen zur Erkundung der Depo­ niesohle, 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 ange­ troffen bestehen bleiben. Außerdem bieten die Kanäle die Möglichkeit einer fortwährenden Kontrolle der Sohlabdich­ tung sowie einer späteren gezielten Nachdichtung (nach­ träglichen Injektion). Das Verfahren läßt den Weg für künftige Technologien zur Müllbehandlung offen (z. B. Behandlung mit Gamma-Strahlen, Mikroben u. ä.). Bis da­ hin gewährleistet es eine dichte, kontrollierbare Kap­ selung kritischer Müllkörper.

Vorteilhaft werden die Kanäle nach Art eines Kleintunnel­ vortriebs geschaffen und mit nachgeführten Rohren ge­ sichert. Es kann dazu die aus dem Tief- und Bergbau in­ soweit bekannte Technologie herangezogen werden. Zweck­ mäßigerweise werden dabei als Rohre Stahlbeton-Rohre mit vorgeformten Öffnungen in ihrem Mantel verwendet. Diese sollten werksseitig hergestellt und vorläufig wieder ab­ gedichtet sein. Im Bedarfsfalle brauchen dann lediglich die Dichtungen entfernt zu werden. Im allgemeinen soll der Durchmesser der Rohre mindestens so groß gewählt werden, daß in etwa eine Begehbarkeit gewährleistet ist.

Nach einem weiteren Vorschlag sollen im Interesse einer leichten Kontrollmöglichkeit 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 unter­ einander verbunden sind und zu einem der Kanäle oder Rohre eine Einlaßöffnung führt. Letztere kann auch ein Pumpenschacht o. ä. sein. Die Kontrolle der Sohlabdich­ tung kann je nach Durchmesser der Rohre durch Begehen visuell erfolgen, ferner durch Einbringen geeigneter Sonden u. ä. Die Wahl der Mittel richtet sich im übri­ gen 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 ver­ wendet. - Dies erlaubt weitreichende, von den Raumver­ hältnissen 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 Anwen­ dung 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 ge­ halten und der Kanal bzw. das Rohr als Sammelleitung (Drainleitung) für Sickerwasser ausgebildet. Vorteilhaft wird am Ende der Drainleitung ein Pumpenschacht geschaf­ fen.

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 Pum­ penschacht 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 Bo­ denverfestigung eine zusätzliche Abdichtung im Eckbereich zu den Schlitzwänden mit Hilfe vertikal geführter Injek­ tionslanzen vorgenommen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung für einige Ausführungsbeispiele weiter beschrieben. Darin zeigt

Fig. 1 eine Mülldeponie zu Beginn des Verfahrens in einem Längsschnitt,

Fig. 2 eine andere Mülldeponie nach Abschluß des Ver­ fahrens in einem Querschnitt,

Fig. 3 den Gegenstand von Fig. 2 in einem Längsschnitt,

Fig. 4 eine Mülldeponie in schematischer Darstellung, teils in Draufsicht, teils in einem Horizontal­ schnitt,

Fig. 5 ein vergrößertes Detail aus Fig. 4 (Horizontal­ schnitt) und

Fig. 6 ein vergrößertes Detail aus Fig. 2 (Querschnitt).

Dem in den Fig. 1 bis 6 veranschaulichten Verfahren müssen zunächst geologische Untersuchungen vorausgehen, um die jeweiligen Verfahrensbedingungen kennenzulernen. An erster Stelle stehen Erkundungsbohrungen in den Depo­ nierandbereichen 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 eine Probe­ strecke 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 Bodenverfestigungs­ mittel und dessen Fließwege. Nach Abschluß dieser Vor­ untersuchungen und deren Auswertung wird das Sanierungs­ konzept für die Sohlabdichtung festgelegt: Abstand der Kanäle oder Kleintunnel, Lanzenabstand, Lanzenlänge, Verfestigungsmittel.

Nach Fig. 1 wird zur Sohlabdichtung eines Müll- oder Deponiekörpers 1 an einer Deponieseite eine Baugrube 2 bis zur vorgesehenen Sanierungssohle angelegt. Die Bau­ grube 2 ist mittels Spundwänden (in anderen Fällen mittels Betonwänden) gesichert. Von der Sohle der Baugrube 2 wer­ den in bestimmten Abständen Kanäle oder Kleintunnel 3 in den gewachsenen Boden 4 mittels eines Tunnelbohrge­ rätes 5 aufgefahren. Dem Tunnelbohrgerät 5 werden von einer Preßstation 6, welche sich gegen eine Preßwand 7 abstützt, Stahlbeton-Rohre 8 nachgeführt. Letztere be­ sitzen in ihrem Mantel werksseitig hergestellte und wieder abgedichtete Öffnungen für die späteren Injek­ tionen.

Die Kleintunnel 3 werden von der Baugrube 2, welche wie beschrieben dem Rohrvortrieb dient, bis zu einer Bau­ grube 9 auf der gegenüberliegenden Seite geführt. Die Baugrube 9 ist in ähnlicher Weise gesichert wie die Bau­ grube 2 und dient dem Ausbau des Tunnelbohrgerätes 5. Der beim Vortrieb anfallende Bodenaushub kann sogleich wieder auf der Deponie eingebaut werden. Nach dem Aus­ bau 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 Fig. 2 weiter ersichtlich, liegen die Kanäle 3, im Querschnitt gesehen, auf einem Kreisbogen. Dabei dient der am tiefsten Punkt angeordnete Kanal als Drainleitung 3 a. Zu diesem Zweck ist der Boden unterhalb der Drain­ leitung 3 a verfestigt, darüber dagegen durchlässig ge­ halten, während er über den übrigen Kanälen 3 durchweg verfestigt ist. Über 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 zu­ sätzlich mit Hilfe vertikal geführter Injektionslan­ zen 16 abgedichtet.

Im Grundwasserbereich empfiehlt es sich, die Bodenver­ festigung weiter zu treiben. Dazu sollen Injektionen rundum die Kanäle 3 vorgenommen werden (vgl. Fig. 6, linke Hälfte).

Gemäß Fig. 3 verläuft die Drainleitung 3 a mit Neigung zu einem nach oben offenen Pumpensumpf oder Pumpen­ schacht 17. Das Sickerwasser bzw. seine Fließrichtung ist hier mit dem Pfeil 18 versinnbildlicht. Über den Pumpen­ schacht 17 kann das Sicker- oder Deponiewasser bei Bedarf einfach abgezogen und durch gezielte Aufbereitung unschäd­ lich gemacht werden. Um den Sickerwasserandrang gering zu halten, wird der Deponiekörper 1 bis über die Schlitz­ wände 13 mit einer Tonschicht oder Folie abgedeckt, was hier nicht näher dargestellt ist. So gesichert, können zu beliebigem späteren Zeitpunkt weitere Aufbereitungs­ maßnahmen für den Müllkörper getroffen werden.

Fig. 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 Umriß­ linie verdeutlicht.

Weitere Details bezüglich der teleskopierbaren Lanzen 10 gehen aus Fig. 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 entspre­ chenden Umrißlinien angedeutet. Insgesamt ergibt sich dadurch eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht von hoher Festigkeit und Beständigkeit.

Wie bereits angegeben, soll das an tiefster Stelle lie­ gende Rohr als Drainleitung 3 a dienen. Dieses Rohr weist anstelle abgedichteter Öffnungen Sickerlöcher auf. An diese schließen sich nach Fig. 6 Bohrlöcher 19 an, welche bis nahe an die Unterkante des Müllkörpers 1 reichen. Die Bohrlöcher 19 sind mit einem Filtermaterial 20 ausge­ füllt (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 Preßstation
7 Preßwand
8 Stahlbeton-Rohr
9 Baugrube
10 teleskopierbare Lanze
11 verfestigter Boden
12 Pfeil (Fließrichtung von Sickerwasser)
13 Schlitzwand
14 Urgelände
15 Eckbereich
16 Injektionslanze
17 Pumpenschacht (Pumpensumpf)
18 Pfeil (Fließrichtung von Sickerwasser)
19 Bohrloch
20 Filtermaterial

Claims (8)

1. Verfahren zur Abdichtung kontaminierter Müllkörper gegenüber ihrer Lagerstatte, bei dem zur seitlichen Abdichtung Schlitzwände eingebracht werden und zur unteren Abdichtung eine Bodenverfestigung im Sohlbe­ reich mittels Injektion fließfähiger Verfestigungs­ mittel erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß unter­ halb der Sohle im Abstand zueinander verlaufende Kanäle geschaffen werden, von denen aus mittels Lanzen die notwendigen Injektionen vorgenommen wer­ den.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle nach Art eines Kleintunnelvortriebs geschaffen und mit nachgeführten Rohren gesichert werden, wobei als Rohre Stahlbeton-Rohre mit vorge­ formten Öffnungen in ihrem Mantel verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß außerhalb des kontaminierten Müll­ körpers verlaufende Einlaßöffnungen für die Kanäle bzw. Rohre geschaffen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die von den Kanälen bzw. Rohren vorzunehmenden Injektionen teleskopierbare Lanzen verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Abdichtung im Grundwas­ serbereich Injektionen rundum die Kanäle bzw. Rohre erfolgen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 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 Sicker­ wasser ausgebildet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Drainleitung ein Pumpenschacht ge­ schaffen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Bodenverfestigung eine zusätzli­ che Abdichtung im Eckbereich zu den Schlitzwänden mit Hilfe vertikalgeführter Injektionslanzen vor­ genommen wird.