DE3424981A1 - Verfahren zur sohlabdichtung von ausgedehnten deponien gegenueber grundwasser - Google Patents

Description

• Verfahren zur Sohlabdichtung von ausgedehnten
• Deponien gegenüber dem Grundwasser Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abdichtung von Sohlen ausgedehnter Deponien gegenüber dem Grundwasser, die mit Umfassungswänden umgeben werden, deren Tiefe bis mindestens zum Niveau der herzustellenden Abdichtung reicht.
• alters Mülikippen und Deponien sind bei ihrer Einrichtung gewöhnlich mit keinerlei Sicherungen gegen Grundwasserverunreinigungen durch aus den abgelagerten Materialien austretende Gift- und Schadstoffe versehen worden. Derartige Deponien stellen deshalb auch dann, wenn sie heute nicht mehr benutzt werden, aufgrund der latenten Freisetzung von Schadstoffen erhebliche Gefahren für die Umwelt dar, die mit den bisher bekannt gewordenen Mitteln und Maßnahmen nachträglich nur unzureichend beseitigt werden können.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren der genannten Art zu entwickeln, das mit einem wirtschaftlich vertretbaren und vergleichsweise geringen Kostenaufwand eine Möglichkeit bietet, solche umweltgefährdenden bzw. -belastenden Deponien nachträglich dauerhaft abzudichten und die Wirkung der getroffenen Abdichtungsmaßnahme auf lange Zeit kontrollierbar zu machen, um auf diese Weise das Deponiefeld auf Dauer zu sanieren.
• Diese Aufgabe wird erfindungsg»mäß durch aelöst. daß zwischen den Umfassungswänden unterhalb der Deponie, im gewachsenen Boden, im Bereich ihrer Sohle, wenigstens ein horizontaler oder leicht geneigter Schlitz bergmännisch aufgefahren und mit Dichtungsmittel enthaltendem Material verfüllt wird, das einen zusammenhängenden Dichtungsteppich bildet.
• Der Grundgedanke der Erfindung ist somit, eine zu sichernde Deponie, die bereits mit Umfassungswänden versehen ist oder erst mit solchen Wänden versehen werden muB, indem vertikale Schlitze bis zur Sohle der Deponie mit aufbereitetem, genügend standfestem Material aufgefüllt werden, beispielsweise nach dem bekannten Schlitzwandverfahren, auf ihrer Sohle mit einem Dichtungsteppich aus geeignetem, aufbereitetem Bodenmaterial zu versehen, der für die Gift- und Schadstoffe der Deponie undurchlässig ist, so daß das Grundwasser nicht verunreinigt werden kann. Dieser Dichtungsteppich wird mit Hilfe horizontaler oder leicht geneigter Schlitze, die in dem gewachsenen Boden unterhalb der Sohle der Deponie auf bergmännische Weise hergestellt werden, angelegt. Diese Schlitze werden mit einem geeigneten Material ausgefüllt, das gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Ausbruchmaterial selbst sein kann, das nach einer Aufbereitung mit geeigneten Stoffen und Dichtungszusätzen wieder verfüllt wird.
• Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und insbesondere zur Herstellung des Dichtungsteppichs bewährt sich besonders die folgende Reihe von Verfahren;- schritten. Außerhalb der Umfassungswände und im Anschluß an diese werden Schlitzwandkästen hergestellt. Die Umfassungswände werden im Bereich der an sie anstoßenden Schlitzwandkästen geöffnet. Hinter den Umfassungwandöffnungen werden Hauptstrecken zentral oder leicht geneigt im bergmännischen Vortrieb bis zur die Deponie auf der entgegengesetzten Seite begrenzenden Umfassungswand aufgefahren. Entlang der Umfassungswände werden Nebenstrecken zum Ansetzen und Ausfahren von Abbauschilden aufgefahren. Zwischen den Hauptstrecken werden Nebenstrecken kleineren Durchmessers als die Hauptstrecken und parallel zu diesen zur Aufnahme technischer Einrichtungen am Ende des Abbaufeldes aufgefahren. Von den Haupstrecken aus und beidseitig derselben wird der Schlitz in an sich bekannter Weise hergestellt und das dabei anfallende Material zur Hauptstrecke transportiert.
• Die freien Schlitze werden unmittelbar danach mit Füllmaterial aufgefüllt.
• Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung und Draufsicht eines rechteckigen Deponiefeldes mit der Lage der seitlichen Anfahrschächte sowie der Haupt-und Nebenstrecken, Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Anfahrbereiches mit Drucklufteinrichtung, bestehend aus einer Anfahrstrecke und einem Anfahrschacht außerhalb einer Umfassungsschlitzwand, Fi. 3 eine Querschnittsansicht der Anfahrstrecke längs der Linie 1-1 in Fig. 2, Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer Hauptstrecke mit aus Ortbeton bestehender Innenschale und Fußverbreitung im Bereich der seitlichen Schlitze5 Fig. 5 eine schematische Längsschnittansicht eines Schlitzes mit Hobel vor der Ortsbrust sowie mit Schild und Förderband für das ausgehobelte Gesteinsmaterial und mit dem schraffiert eingezeichneten Schlitzversatz, Fig. 6 eine senkrechte Querschnittsansicht einer sich längs der Umfassungsschlitzwand erstreckenden Nebenstrecke zur Ansetzung des Schildes, Fig. 7 eine senkrechte Querschnittsansicht einer längs der Umfassungsschlitzwand verlaufenden Nebenstrecke zum Ausfahren des Schildes an der Umfassungsschlitzwand und Fig. 8 eine Querschnittsansicht einer als Kontrollgang ausgebildeten Nebenstrecke mit Sicherungsring aus Spritzbeton und endgültiger Innenschale aus Ortbeton.
• Das in Fig. 1 dargestellte Deponiefeld ist ein Rechteck mit log200 m x 600 m Seitenlänge, das an seinen vier Seiten von Umfassungsschlitzwänden umgeben ist, die mit einem bekannten Schlitzwandverfahren hergestellt worden sind und sich bis in den Bereich der abzudichtenden Sohle der Deponie erstrecken. Dieses Feld wird in parallel zur Feldschmalseite 1 verlaufende Haupstrecken a und dazwischenliegende Nebenstrecken b unterteilt. Der Aufschluß dieser Strecken erfolgt von der rechten Längsseite 2 des Feldes aus mit Hilfe von in Fig. 2 dargestellten Anfahrstrecken 3 und Anfahrschächten 4, die unter atmosphärischen Bedingungen mittels Schlitzwandkästen 5 von ca. 8 m Breite und ca. 60 m Länge im Anschluß an die Umfassungsschlitzwand 6 hergestellt werden. Das Abtrennen des Anfahrschachtes 4 geschieht mittels einer Querschlitzwand 7, die so angeordnet wird, daß die Schachtabmessungen ca. 8 x 8 m betragen.
• Nach der Erstellung des Schlitzwandkastens und des Anfahrschachtes wird zunächst, falls die örtlichen Gegebenheiten dies verlangen, der Grundwasserspiegel in an sich bekannter Weise abgesenkt. Danach erfolgt das Abtäufen des Schachtes bis auf eine Tiefe, die etwas unterhalb des aufzufahrenden horizontalen oder leicht geneigten Schlitzes liegt, der den Dichtungsteppich aufnehmen soll.
• Danach wird zwischen den den Schlitzwandkasten 5 bildenden, einander gegenüberliegenden Schlitzwänden 8 und 9 (Fig. 3) das Erdreich bzw. Gestein ausgehoben und ein Gewölbe 10 sowie eine Sohle 11 aus Beton errichtet, die zusammen mit den Schlitzwänden 8, 9 die Anfahrstrecke umschließen, in die eine Schleuse 12 eingebaut wird, welche in eine Materialschleuse 13 und eine darüberliegende Personenschleuse 14 unterteilt ist und den dem Anfahrschacht 4 zugewandten atmosphärischen Bereich von dem mit Druckluft beaufschlagten Oberdruckbereich trennt.
• Eine die Schleuse umgebende Druckwand 15 bildet die Grenze der beiden Bereiche. Es sei hier eingefügt, daß in den Fällen, in denen die örtlichen Gegebenheiten dies zulassen, die Auffahrung des Schlitzes zur Herstellung des Dichtungsteppiches in gewachsenem Boden unterhalb der Deponie auch unter atmosphärischem Durck erfolgen kann. In diesem Fall ist dann der Einbau einer Schleuse in den Anfahrschacht überflüssig.
• Nach den obigen Vorbereitungen wird unter Druckluft die Umfassungsschlitzwand 6 mit Hilfe an sich bekannter Geräte geöffnet, um die Haupt- und Nebenstrecken a bzw. b auffahren zu können. Die Hauptstrecken a werden kreisrund mit einem Durchmesser von ca. 6 m in Spritzbetonweise aufgefahren. Ober dem später mit einem Hobel ausgehobelten, das Abdichtungsmaterial aufnehmenden Schlitz 16 wird eine Fußverbreitung 20 des Sicherungsgewölbes 21 angebracht. Vor dem eigentlichen Abbau müssen im Schlitzbereich die vorhandenen Gitterträger entfernt werden.
• Die Hauptstrecken a sind so groß ausgelegt, daß die Einrichtung 22 für die Aufbereitung des späteren ausgehobelten oder ausgebrochenen Materials mit Zement und Bentonit oder dergleichen sowie die Blasversatzmaschire 23, falls das Versetzen des Schlitzes 16 durch Verblasen erfolgen soll, untergebracht werden können.
• Nach dem Abbau und dem dichten Verfüllen des Schlitzes 16 auf beiden Seiten einer Hauptstrecke a wird eine Innenschale 24 betoniert, die einen dichten Abschluß herstellt und einen geräumigen Kontroligang freiläßt.
• Zur Ansetzung des Schildes 19 (Fig. 5) wird entlang der Umfassungsschlitzwand 6, die in diesem Bereich, also im Bereich des Anschlusses der Anfahrstrecke 3, aus Beton bestehen muß, eine halbkreisförmige Nebenstrecke b aufgefahren. Zu diesem Zwecke werden, wie aus Fig. 6 ersichtlich, auf einem Sockel 25 die Schilde 19 angesetzt und mit dem Betonblock 26 verbunden.
• Nach dem Anfahren und dem Verfüllen des Schlitzes 16 wird eine Decke 27 eingezogen und der Kontakt im Sockel 25 zur Umfassungsschlitzwand 6 vervollständigt. Zwischen dem Betonblock 26 und der Umfassungsschlitzwand verbleibt ein Kontrollgang 33 von etwa 3 m Breite und 3 m Höhe, der es ermöglicht, die Dichtungswirkung des in den Schlitz 16 verfüllten Materials und damit des hergestellten Dichtungsteppiches zu beobachten und eventuell auftretende spätere Undichtigkeiten zu lokalisieren.
• Die Herstellung des gewünschten Schlitzes 16 wird nach der im Bergbau bekannten und bewährten Methode mit Hilfe eines Hobels 17 durchgeführt. Das anfallende Material wird durch den Hobel auf ein Kratzband 18 geworfen und zur Hauptstrecke a transportiert. Mit dem Hobel und dem Kratzband sind hydraulische Schilde 19 verbunden, die die Decke des Schlitzes stützen und den von ihm gebildeten Hohlraum nach hinten zu, also bei 34 in Fig. 6, abschließen. Der freie Schlitz wird unmittelbar hinter den Schilden mit dem aufbereiteten Ausbruchmaterial in an sich bekannter Weise dicht verblasen und ist dann, wie bei 28 gezeigt, verfüllt. Kratzband und Schild wandern in kleinen Schritten mit dem Abbau als eine Einheit. Obwohl Schilde dieser Art von nur 40 cm Bauhöhe bekannt sind, wird eine Schildhöhe von 70 bis 80 cm wegen der besseren Zugänglichkeit und Reparaturmöglichkeit bevorzugt.
• Innerhalb des Schlitzes, auf seiner Sohle und damit im wesentlichen unterhalb des Verfüllmaterials, lassen sich Leitungen zur Abführung von Sickerflüssigkeiten anordnen, die in den Kontrollgängen enden und dadurch eine Kontrolle solcher Flüssigkeitsaustritte ermöglichen.
• Derartige Leitungen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, können beispielsweise Drainagerohre sein.
• An der Schmalseite 1 der Umfassungsschlitzwand wird in ähnlicher Weise wie bei der Anfahrstrecke ein etwas kleinerer Anschlußstollen aufgefahren, in dem die Umlenkrolle und die Spannstation des Hibels 17 untergebracht sind. Am Ende des Abbaues ist ein gleichartiger Stollen aufzufahren, um die Schilde 19 auszubauen.
• Beide Stollen, von denen einer in Fig. 7 als senkrechte Schnittansicht dargestellt ist, werden nach dem Auffahren und dichten Verfüllen des Schlitzes mit einer Ortbetoninnenschale 29 abgedichtet und bilden den Anschluß an die Umfassungsschlitzwand 6. Sie dienen später als Kontrollgang.
• Im übrigen dienen die parallel zu den Hauptstrecken a und mit Abstand zu diesen verlaufenden Nebenstrecken b, die das Gesamtfeld der Deponie unterteilen, zur Aufnahme der technischen Einrichtungen am Ende des Abbaufeldes, beispielsweise umlaufender Ketten des Hobels, und benötigen hierfür einen geringeren Durchmesser als die Hauptstrecken. Sie werden in der gleichen Weise wie letztere aufgefahren und nachträglich mit einer Ortbetoninnenschale 31 versehen, die auf die Spritzbetonaußenschale 30 aufgebracht wird. Auch sie bleiben als Kontrollgänge 32 erhalten, die nach Beendigung der Herstellung des Dichtungsteppiches jederzeit eine Kontrolle seiner Abdichtungsfunktion, insbesondere aber eine Kontrolle der Dichtigkeit der Anschlüsse an den Umfassungsschlitzwänden sowie der Dichtigkeit der Umfassungsschlitzwände selbst im Anschlußbereich im gleichen Maße ermöglichen wie die Haupstrecken.

Claims (9)

1. Patentanspriiche 1. Verfahren zur Abdichtung von Sohlen ausgedehnter Deponien gegenüber dem Grundwasser, die mit Umfassunoswänden umgeben werden, deren Tiefe bis mindestens zum Niveau der herzustellenden Abdichtung reicht, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen den Umfassungswänden, unterhalb der Deponie, im gewachsenen Boden, im Bereich ihrer Sohle, wenigstens ein horizontaler oder leicht geneigter Schlitz bergmännisch aufgefahren und mit Dichtungsmittel enthaltendem Material verfüllt wird, das einen zusammenhängenden Dichtun-gsteppich bildet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß an einer Seite der Umfassungswände und dm Ende des Abbaufeldes kleinere Anschlußstollen aufgefahren werden, in denen die Abbaueinrichtungen zum Auffahren des Schlitzes untergebracht sind bzw. durch die Abbauschilde ausgebaut werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß als Verfüllungsmaterial nach bodenmechanischen Gesichtspunkten aufbereitetes Bodenmaterial verwendet wird, das wenigstens zum Teil aus dem aufgefahrenen Schlitz selbst stammt.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Auffahren des Schlitzes und das Verfüllen unter Überdruck erfolgt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß zur Herstellung des oder der Schlitze zwischen den Umfassungswänden folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: a) außerhalb der Umfassungswände und im Anschluß an diese werden Schlitzwandkästen hergestellt; b) die Umfassungswände werden an den Anschlüssen der Schlitzwandkästen unter Oberdruck geöffnet; c) hinter jeder Umfassungswandöffnung wird eineHauntstrekke horizontal oder leicht geneigt im bergmännischen Vortrieb bis zur die Deponie auf der entgegengesetzten Seite begrenzenden Umfassungswand aufgefahren; d) entlang der Umfassungswände werden Nebenstrecken zum Ansetzen und Ausfahren von Abbauschilden aufgefahren; e) zwischen den Hauptstrecken werden Nebenstrecken kleineren Querschnitts als die Hauptstrecken und parallel zu diesen zur Aufnahme technischer Einrichtungen am Ende des Abbaufeldes aufgefahren; f) von den Hauptstrecken aus und beidseitig derselben werden der Schlitz oder die Schlitze in an sich bekannter Weise aufgefahren und das dabei anfallende Material zur Hauptstrecke transportiert; g) die freien Schlitze werden unmittelbar danach mit Füllmaterial aufgefüllt.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Auffüllen der freien Schlitze in an sich bekannter Weise durch Verblasen, Verpumpen oder Verspülen erfolgt.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Haupt- und Nebenstrecken nach dem Auffahren mit einer Ortbetoninnenschale versehen und abgedichtet werden, die sich bis an die Umfassungsschlitzwände erstreckt und später als Kontrollgang benutzbar ist.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß nach dem dichten Verfüllen der Schlitze die Ortbetoninnenschalen im Bereich der Schlitze an das Verfüllungsmaterial dicht anbetoniert werden.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß innerhalb des Schlitzes auf seiner Sohle, unterhalb des Verfüllmaterials Leitungen zur Abführung von zu kontrollierenden Sickerflüssigkeiten angeordnet werden, die in den Strecken bzw. Kontrollgängen enden.