DE3722270A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer unterirdischen abdichtungssohle, insbesondere nachtraeglichen abdichtung von muelldeponien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer unterirdischen Abdichtungssohle, insbesondere zur nachträglichen Abdichtung von Mülldeponien, die über wasserdurchlässigen und/oder rolligen Boden­ schichten, wie Sand, Kies o. dgl. angelegt sind, un­ ter Anwendung von in Draufsicht in Rechteckform die Mülldeponie umgebend in den Boden eingebrachten, mit Bentonit gefüllten Doppelschlitzwänden und in deren längsverlaufenden Zwischenräumen beidseits in Längs­ richtung verfahr- und antreibbaren Leit- und Antriebs­ gestellen, an welchen in einem Sicherheitsabstand von der untersten Müllschicht eine in einer Bodenbearbei­ tungsebene sich vorwärtsbewegende, ein Dichtungsmit­ tel injizierende Schneid- und Injektionseinrichtung gelagert ist.

Verfahren dieser Art sind durch die DE-OS'en 33 30 897 und 34 39 858 bekanntgeworden. Dort besteht das Schneid- und Injektionselement aus zwei getrennten Gebilden, und zwar einer Schneid- oder Räumkette und einem Schlauch mit Injektionsdüsen.

Für die Praxis erscheint die Unterteilung des Schneid­ und Injektionselements in eine Schneid- oder Räumkette und einen nachfolgenden mit den Injektionsdüsen verse­ henen Schlauch sehr ungünstig, weil die durch die Schneid- oder Räumwerkzeuge geschaffene Auflockerung des Erd­ reichs nach dem passieren des Räumelements unter der Wirkung des Erddruckes sofort wieder in sich zusammen­ fällt, bevor mittels des nachfolgenden Injizierelements in Form eines Schlauches in dem inzwischen wieder ver­ dichteten Erdreich eine geschlossene Abdichtungsfläche durch das injizierte Dichtmittel geschaffen werden kann. Vielmehr wird der Schlauch mit seinen Düsen für das Dichtmittel unter der Wirkung des Erddrucks mehr oder weniger stark gequetscht wenn nicht zugedrückt. Falls deshalb der Druck auf das Dichtungsmittel im Schlauch stark erhöht wird, um einen Gegendruck zu schaffen, so führt dies nicht nur zu einer starken Steigerung des mechanisch ohnedies stark beanspruchten Schlauchs, son­ dern dieser wird unter der Druckwirkung derart ge­ streckt, daß es unmöglich sein wird, ihn über Umlenk­ rollen zu führen, wie dies in den genannten patent­ veröffentlichungen dargestellt, beschrieben und bean­ sprucht ist. Selbst wenn dies möglich wäre, so würde beim Austreten des Dichtungsmittels in dem den Schlauch allseitig umgebenden Erdreich keinesfalls eine geschlos­ sene unterirdische Abdichtungssohle hergestellt, weil das aus den Düsen unter relativ hohem Druck in völlig beliebige Richtungen ausgespritzte Dichtungsmittel nur einzelne platschenartige Inseln bilden kann, und zwar an gänzlich unregelmäßigen Stellen, wo der Erddruck örtlich geringer ist und daher das Material leichter verdrängt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den dem Stand der Technik zu entnehmenden Vorschlä­ gen, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, um das bestehende und an Bedeutung immer mehr zunehmen­ de Problem mit praktikablen Maßnahmen zu lösen.

Zur Lösung der Aufgabe führt eine Verfahrensweise, bei der durch die Schneid- und Injektionseinrichtung das Erdreich in der Bodenbearbeitungsebene aufgelockert und oberhalb und unterhalb dieser Ebene voneinander getrennt wird, währendgleichzeitig in umfangsverteilte Richtungen das Dichtungsmittel in das aufgelockerte Erdreich und den im unmittelbaren Bereich (in Bewegungsrichtung ge­ sehen) hinter der Schneid- und Injektionseinrichtung eingepreßt und zugleich unter der Wirkung von an die­ ser angeordneten Mischflügeln innig mit dem Bodenmaterial vermengt und zu einem weitgehend homogenen Konglomerat durchgemischt und unter der Pressung des Erddruckes ver­ dichtet und zu einer geschlossenen und hohlraumfreien Abdichtungsschicht geformt wird.

Von grundlegender Bedeutung für die praktikabilität des Verfahrens nach der Erfindung ist es, daß das Lösen und Lockern des Erdreichs und die damit geschaf­ fene Ebene mit dem Dichtungsmittel vermischte Auflok­ kerungszone des Bodens von demselben Schneid- und In­ jektionselement während des Trenn- und Auflockerungs­ vorganges mit dem Dichtungsmittel aufs innigste ver­ mengt und durchgemischt und zu einem weitgehend homo­ genen Konglomerat geformt und unter der Wirkung des Erddruckes verdichtet wird. Durch diese konzentrierte Bearbeitung wird eine ebene Abdichtungssohle geschaf­ fen, von der bei genügender Dichtmittelinjektion und ausreichender Schichtdicke angenommen werden kann, daß sie auch auf Jahrzehnte das Durchsickern von Flüssigkeit, beispielsweise aus einer Deponie verhin­ dert.

Jedoch ist ohne weiteres einzusehen, daß eine absolute und völlig zuverlässige Abdichtung auf diese Weise unter allen Umständen nicht sichergestellt werden kann. Der hauptsächliche Mangel besteht im Fehlen einer Kontrollmöglichkeit. Dies wurde in der Fachwelt auch erkannt und gab Veranlassung zu dem Vorschlag gemäß der DE-OS 35 24 720. Es soll damit eine zusätzliche Abdichtung dadurch geschaffen werden, daß unabhängig von der Größe der abzudichtenden Deponie-Fläche in das eingebrachte, jedoch noch nicht erhärtete Dich­ tungsmaterial Folienabschnitte eingedrückt oder ein­ gezogen werden. Dabei ist auch an mehrschichtige Folien gedacht, die eine Dränschicht zwischen zwei dichten Schichten aufweisen und dadurch eine Kontrolle der Dich­ tigkeit ermöglichen.

Ein solches System dürfte beim Versuch seiner Verwirk­ lichung auf außerordentliche Schwierigkeiten stoßen, weil das Ziehen (oder Drücken) von Folienbahnen durch eine unter Druck stehende wenn auch örtlich aufgelocker­ te Erdschicht hohe mechanische Widerstände des rolligen Materials von ganz unterschiedlicher Korngröße zu über­ winden hat, zumal die Auflockerung vor der Folienvor­ derkante wieder in sich zusammenfällt. Außerdem ist nicht ersichtlich, wie die getrennte Folienbahnen an ihren Längsrändern fugenlos und absolut dicht miteinan­ der verbunden werden sollen.

Eine gewisse Kontrollmöglichkeit ist bereits nach der hier beanspruchten Lösung dadurch gegeben, daß die Zu­ führung des Dichtmittels aus der ortsfesten Vorrats- und Pumpstation exakt gemessen und mit einem Sollwert verglichen wird, der sich in Abhängigkeit von der Bo­ denstruktur) aus dem gewünschten Dichtmittelanteil er­ gibt. Fällt die Dichtmittelzufuhr ab, dann kann vor der Erhärtung der Abdichtungssohle der letzte - gegebe­ nenfalls auch der vorletzte - Hub der Schneid- und In­ jektionseinrichtung wiederholt werden.

Trotzdem besteht auch bei diesem und bei allen bekannten Verfahren eine sichere Kontrollmöglichkeit der Dichtheit nicht. Daraus ergibt sich als weitere Aufgabe der Erfin­ dung, die Zuverlässigkeit der Abdichtung weiter zu ver­ bessern und vor allem eine wirksame Kontrollmöglichkeit zu schaffen, sowie darüber hinaus auch bei festgestell­ ter Undichtigkeit, eine nachträgliche Möglichkeit der Abdichtung zu eröffnen.

Die Lösung dieser zusätzlichen Aufgabe besteht erfin­ dungsgemäß darin, daß in einem zusätzlichen Verfahrens­ schritt in einem Abstand unterhalb der ersten an die innere Schlitzwand angeschlossenen Abdichtungsschicht nach dem gleichen Verfahren eine zweite, an die äußere Schlitzwand angeschlossene Abdichtungsschicht herge­ stellt und der von wasserdurchlässigem Material erfüll­ te Zwischenraum zwischen beiden Abdichtungsschichten gegenüber dem Untergrund und dem Doppelschlitzwand-In­ nenraum völlig abgedichtet und in letzterem die Bento­ nitfüllung gegen eine Wasserfüllung ausgetauscht und sodann mittels eine in den Zwischenraum zwischen den Abdichtungsschichten geführten Leitungen in diesem ein Unterdruck erzeugt und aufrechterhalten wird.

Wenn die obere Abdichtungssohle wirklich dicht ist, dann wird aus der Unterdruckleitung keinerlei Flüssig­ keit austreten, so daß die Dichtheit gewährleistet ist. Sollte die obere Abdichtungssohle jedoch nicht völlig dicht sein, dann wird das im Zwischenraum zwischen den beiden Abdichtungssohlen sich ansammelnde Sickerwasser durch den Unterdruck herausgezogen. Wegen des unter der unteren Abdichtungssohle herrschenden höheren Gegen­ druckes wird keine weitere Flüssigkeit unter diese zwei­ te Abdichtungssohle hindurchsickern, falls auch diese nicht völlig dicht sein sollte. Außerdem kann die abge­ saugte Flüssigkeit analysiert und der Menge nach be­ stimmt werden, und besteht ferner noch die Möglichkeit, durch die Unterdruckrohre in den Zwischenraum zwischen den beiden Abdichtungssohlen örtlich oder über die Ge­ samtfläche weiteres Dichtmittel zu injizieren.

Durch diese Verfahrensvariante wird daher die Sicher­ heit und die Zuverlässigkeit der Abdichtung wesentlich erhöht, und vor allem kann sie kontrolliert werden.

Weitere Ausbildungsmerkmale der erfindungsgemäßen Ver­ fahrensweisen ergeben sich aus den Ansprüchen 3 bis 6.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch noch eine Vorrich­ tung zur Herstellung einer unterirdischen Abdichtungs­ sohle, insbesondere zur nachträglichen Abdichtung von Mülldeponien, die über wasserdurchlässigen und/oder rolligen Bodenschichten, wie Sand, Kies o. dgl. ange­ legt sind, unter Anwendung von in Draufsicht in Recht­ eckform die Mülldeponie umgebend in den Boden einge­ brachten mit Bentonit gefüllten Doppelschlitzwänden und in deren längsverlaufenden Zwischenräumen beidseits in Längsrichtung verfahr- und antreibbaren Leit- und An­ triebsqestellen, an welchen in einem Sicherheitsabstand von der untersten Müllschicht eine in einer Bodenbearbei­ tungsebene sich vorwärtsbewegende, ein Dichtungsmittel injizierende Schneid- und Injektionseinrichtung gelagert ist, die darin besteht, daß diese als einheitliches Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeug in Form eines mit Mischflügeln versehenen Hohlkörpers ausgebildet und mit Injektionsdüsen zum Injizieren des Dichtungsmittels ver­ sehen ist, und daß diese mittels eines im Hohlkörper be­ findlichen Hochdruckschlauchs über Zuleitungen mit einer ortsfesten Vorrats- und pumpstation für das Dichtungs­ mittel in Verbindung stehen.

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung kann das Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeug in Form eines lang­ gestreckten Hohlkörpers ein ketten- oder gliederartiges Werkzeug mit Injektionsdüsen in Abständen und Zuleitun­ gen für das Dichtmittel sein, oder aber es kann auch ein Schräg-Stahlhohlkabel sein, durch dessen Injektions­ düsen das in seinem Innenraum unter Druck zugeführte Dichtungsmittel in die Bodenbearbeitungsebene injiziert wird. Auch kann ein stangen- oder rohrförmiger mit In­ jektionsdüsen versehener Hohlkörper als Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeug dienen.

Nach weiteren Vorrichtungsmerkmalen sind um das abzu­ dichtende Gebiet, beispielsweise die Deponie in Recht­ eckform Doppelschlitzwände erstellt, deren Innenräume mit Bentonit gefüllt und in welche Leit- und Antriebs­ gestelle für den in einen der hierzu querverlaufenden Zwischenräume abgesenkten Hohlkörper eingelassen sind, mit denen unterhalb der Unterkante der Doppel­ schlitzwände der langgestreckte Hohlkörper verbunden und durch diese gleichmäßig in Bewegungsrichtung zum Unterfahren der Fläche der Deponiemasse bis zum Errei­ chen des anderen querverlaufenden Zwischenraumes ange­ trieben ist, wobei gleichzeitig das Dichtungsmittel in die Abdichtungsebene gedrückt wird. Dabei kann fer­ ner vorgesehen sein, daß die Leit- und Antriebsgestelle in den Innenräumen der Doppelschlitzwände in senkrech­ ter Richtung verkürz- und verlängerbar sind.

Die Verkürz- und Verlängerbarkeit der im Innenraum der Doppelschlitzwände verfahrbaren Leit- und Antriebsge­ stelle in senkrechter Richtung ermöglicht es, in zwei Ebenen übereinander und in einem Abstand voneinander zwei (oder auch mehrere) Abdichtungssohlen herzustel­ len.

Für die weitere Ausbildung der Vorrichtung ist es auch bedeutsam, daß der als Schneid-, Fräs- und Schrämwerk­ zeug dienende langgestreckte Hohlkörper während des Unterfahrens der abzudichtenden Fläche bzw. Deponie­ masse mittels der Leit- und Antriebsgestelle unter Zug­ spannung gehalten und die längenveränderlichen und zug­ spannungsfrei gehaltenen Zuleitungen für das Dichtungs­ mittel mit ortsfesten Vorrats- und pumpstationen verbun­ den sind.

Außerdem ist vorgesehen, daß der langgestreckte Hohl­ körper während seiner Vorwärtsbewegung zum Unterfahren der Deponie entlang der Bearbeitungsebene mit einer An­ triebsvorrichtung zur alternierenden Hin- und Herbewe­ gung um einen Hubweg in Querrichtung verbunden ist. Ein weiteres Vorrichtungsmerkmal besteht darin, daß das Un­ terfahren der Deponie in Längsrichtung durch den lang­ gestreckten Hohlkörper während in Achsrichtung aufein­ anderfolgender Abschnitte erfolgt, wobei am Ende jedes Abschnittes die Leit- und Antriebsgestelle mit ihren Widerlager-Ankern um die Strecke längsversetzt werden, wobei mittels wahlweise in mehrere in den längsverlau­ fenden Zwischenräumen angebrachten Erweiterungen ein­ setzbaren Widerlager-Einsätzen und den in diesen ein­ gesetzten Widerlager-Ankern die Leit- und Antriebsge­ stelle um die Strecken längsversetzbar sind.

Besondere vorrichtungsmäßige Einzelheiten sind darin zu sehen, daß die in den längsverlaufenden Innenräumen zwischen den Doppelschlitzwänden längsbeweglichen Leit- und Antriebsgestelle hängend an Oberwagen angebracht sind, welche auf den Oberkanten der Doppelschlitzwände angeordneten Schienenbahnen verfahrbar und ferner, daß die Oberwagen der längsbeweglichen Leit- und Antriebs­ gestelle an Kolbentriebwerke angekuppelt und diese an den längsversetzbaren Widerlager-Ankern gelagert sind. Dabei können an den unteren Enden der Leit- und An­ triebsgestelle Kolbentriebwerke angekuppelt und diese an den Widerlager-Ankern gelagert sein.

Für die gute Auflockerung des Erdreiches in der Bear­ beitungs- bzw. Abdichtebene sind vor allem auch die Ausbildungsmerkmale des Schneid-, Fräs- und Schrämwerk­ zeugs in Form des langgestreckten Hohlkörpers von we­ sentlicher Bedeutung. Weitere Merkmale dieser Art er­ geben sich aus den Ansprüchen 20 bis 31. Weiterhin sind auch für eine gute Arbeitsweise des Schneid-, Fräs- und Schrämwerkzeugs und dessen sichere Führung und Bewegung maßgebend, daß es dauernd unter gleich­ mäßiger Spannung gehalten und unter reibungsarmen Be­ dingungen geführt und angetrieben wird, wie dies aus den Merkmalen der Ansprüche 32 bis 37 hervorgeht. Wie erwähnt besteht eine Kontrollmöglichkeit der zugeführ­ ten Dichtmittelmenge gemäß Anspruch 38.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Er­ findung ergeben sich aus den anhand der Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Mülldeponie

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt A-A nach Fig. 1;

Fig. 3 einen vertikalen Schnitt B-B nach Fig. 1;

Fig. 4 ein Prinzip-Schema der Anordnung nach Fig. 2 in abgewandelter Ausführung;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Schräm- Stahlhohlkabels,;

Fig. 6 einen Querschnitt durch das Kabel nach Fig. 5;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch das Kabel nach Fig. 5;

Fig. 8 einen vertikalen Schnitt etwa entsprechend Fig. 2 nach der abgewandelten Verfahrensweise mit zwei übereinanderliegenden Abdichtungssohlen;

Fig. 9 eine Draufsicht auf einen Teil der Doppelschlitz­ wand;

In der Draufsicht nach Fig. 1 ist die Mülldeponie mit D bezeichnet. Diese ist in rechteckiger Anordnung mit den Doppelschlitzwänden 5 umgeben, deren Zwischenräume 7 und 8 mit Bentonit gefüllt sind. Die an den Längsseiten verlau­ fenden Doppelschlitzwände 5 sind beidseitig an mehreren Stellen, z.B. in den dargestellten Abständen w, mit Erwei­ terungen 9 der Zwischenräume 7 versehen. Diese dienen zur Abstützung der Widerlager-Einsätze 10, in denen die Wider­ lager-Anker 35 für die Leit- und Antriebsgestelle 31 ein­ gesetzt sind.

In die mit Bentonit gefüllten, an den Längsseiten verlau­ fenden Zwischenräume 7 werden auf beiden Seiten die Leit- und Antriebsgestelle 31 eingesetzt, mittels welchen das Schräm-Stahlhohlkabel 11 geführt und in Querrichtung alter­ nierend hin- und herbewegt wird. Das Einsetzen des Schräm- Stahlhohlkabels 11 erfolgt - siehe Fig. 1 - in der am wei­ testen ausgefahrenen Stellung der beiden Leit- und Antriebs­ gestelle 31 durch den querverlaufenden Zwischenraum 8 der Doppelschlitzwand 5.

Die Ausbildung der Leit- und Antriebsgestelle ist aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen. Auf den Oberkanten der Doppel­ schlitzwände 5 ist beidseitig eine Schienenbahn 33 ange­ bracht, auf welcher die Oberwagen 32 verfahrber sind, an denen die Leit- und Antriebsgestelle 31 hängend angeordnet sind. An den Oberwagen 32 und an den unteren Enden der Leit- und Antriebsgestelle 31 greifen hydraulische Kolbentrieb­ werke 34 an, die an den vertikalen Widerlager-Ankern 35 ge­ lagert sind.

Nach Erreichen der vorgesehenen Sohle, in Fig. 2 und 4 als Boden-Trennebene E bezeichnet, liegt das Schräm-Stahlhohl­ kabel 11 unter der Unterkante 6 der Doppelschlitzwände 5. Es ist auch anders als in Fig. 2 dargestellt, möglich, die äußeren Schlitzwände 5 tiefer zu ziehen als die inneren, um die unteren Rollensätze 15 gegen das Erdreich abzuschot­ ten.

Wie sich aus Fig. 4 ergibt, schließen sich beidseitig an das Schräm-Stahlhohlkabel 11 zugfeste Verbindungsleitungen 29 an, die flaschenzugartig über die Rollensätze 15 und 16 geführt sind. Der untere Rollensatz 15 ist im unteren Be­ reich des Leit- und Antriebsgestells 31 fest angeschlossen, während der obere Rollensatz 16 jeder Seite an einem Quer­ haupt 17 befestigt ist, welches mittels eines Spannzylin­ ders 18 nach oben gedrückt wird der Spannzylinder 18 ist in nicht näher dargestellter Weise ebenfalls im unteren Bereich des Leit- und Antriebsgestells 31 gelagert:

Durch die Spannzylinder 18 werden auf beiden Seiten die Rollensätze 15 und 16 auseinandergespreizt, und auf diese Weise wird eine Zugspannung auf das Schräm-Stahlhohlkabel 11 ausgeübt und dauernd aufrechterhalten. Wird nun der Spannzylinder 18 auf einer Seite mit einem höheren Druck beaufschlagt als auf der anderen, dann bewegt sich das Schräm-Stahlhohlkabel nach dieser Seite, solange der höhere Druck ansteht. Durch wechselweise Druckerhöhung und Absen­ kung in den beiden Spannzylindern 18 auf beiden Seiten wird eine alternierende Quer- Hubbewegung des Schräm-Stahlhohl­ kabels 11 erzeugt.

Die beiden zugfesten Verbindungsleitungen 29 sind beidsei­ tig bei 14 ortsfest verankert, und die anschließenden zug­ freien Zuleitungen 13 sind an nicht näher dargestellte Vor­ rats- und Pumpstationen für das Dichtungsmittel angeschlos­ sen.

Das Dichtungsmittel wird während des Fortschreitens der Unterfahrung der Deponie durch das beidseitig gleichmäßige Fortbewegen der Leit- und Antriebsgestelle 31 ununterbro­ chen über die Zuleitungen 13 und die Verbindungsleitungen 29 in den Hochdruck-Schlauch 24 des Schräm-Stahlhohlkabels 11 - siehe Fig. 5 bis 7 - gedrückt, von wo es durch die In­ jektionsdüsen 21 in den geschaffenen Hohlraum austritt und durch die Querbewegung der Mischflügel 22 mit dem gelösten Erdreich vermischt und dadurch eine homogene Abdichtungs­ schicht hergestellt wird.

Das flexible Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeug 11 kann beispielsweise wie aus den Fig. 5 bis 7 ersichtlich ist, als Schräm-Stahlhohlkabel ausgebildet sein, welches aus einem Hochdruck-Schlauch 24 als Kabelseele und einem Hohl- Stahlkabel 11 besteht. In Abständen s sind auf dem Kabel Muffen 23 aufgebracht, die mit umfangsverteilten profilier­ ten Schräm- und/oder Mischflügeln besetzt sind. Die Muffen 23 sind mit einem Ringraum zur Aufnahme einer Vergußmasse 25 versehen, um einen schiebe- und verdrehungssicheren Sitz der Muffen 23 zu gewährleisten. Als Vergußmasse kommt Weiß­ metall o. dgl. in Betracht.

Der Abstand s Fig. 4 - zwischen den Schräm-und/oder Misch­ flügeln 22 wird entsprechend den jeweiligen Bodenverhält­ nissen gewählt; er kann beispielsweise zwischen 1 und 10 m betragen.

Wie aus den Fig. 5 und 7 hervorgeht, sind an den Hochdruck- Schlauch 24 Injektordüsen 21 angeschlossen, die zum Ein­ pressen des Dichtungsmittels in den geschaffenen Hohlraum 2 dienen. Dieser entsteht durch die schrämende Hin- und Her­ bewegung des Schräm-Stahlhohlkabels 11 mit den Flügeln 22 durch Verdrängen des Erdreichs oberhalb und unterhalb der Boden-Trennebene E. Diese Hin- und Herbewegung braucht kei­ nen größeren Querhub, als dem Abstand s zwischen den Schräm- und Mischflügeln 22 entspricht. Es ist jedoch auch möglich, einen größeren Querhub einzurichten, wenn in die­ sem Fall die Leit- und/oder Umlenkrollen 19, 20 profiliert sind, so daß sie entsprechende Ausnehmungen und Ausformun­ gen zur Aufnahme der Flügel 22 aufweisen.

Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, wird das Schräm- Hohlkabel 11, welches beidseitig an Vorrats- und Pumpsta­ tionen für das Dichtungsmittel angeschlossen ist, von die­ sen mit dem Dichtungsmittel versorgt. Dabei können die Pumpstationen und/oder die Zuleitungen 13 - wie angedeu­ tet - mit Mitteln zum Messen und Dosieren bzw. Druckregeln der zuzuführenden Dichtungsmittelmengen versehen sein. Da­ durch ist es möglich, bei beispielsweise einseitigem Druck­ anstieg Ungleichförmigkeiten der Dichtmittel-Injizierung zu erkennen, wie sie z.B. infolge Verstopfens von Düsen und auf Grund von Dichte- und Festigkeitsänderungen der Erdfor­ mationen auftreten können. Durch Druckerhöhung und Wieder­ holung des Injizierungs-Hubweges können derartige Störun­ gen überwunden werden.

In den Fig. 8 und 9 ist die Abwandlung des Verfahrens dargestel1t, bei welcher übereinander zwei Abdichtungs­ sohlen 2 und 2 a hergestellt werden. In diesem Fall reicht die äußere Wandung der Doppelschlitzwand 5 tie­ fer als die innere, um ein dichtes Anschließen der un­ teren Abdichtungssohle 2 a zu ermöglichen. Zwischen bei­ den Abdichtungssohlen befindet sich das Erdreich wie auch oberhalb und unterhalb der beiden Sohlen. Zwischen der unteren Abdichtungssohle 2 a und der äußeren Schlitz­ wand 5 wird dann die Abdichtung 41 eingepumpt.

Das weitere Verfahren besteht darin, daß das Bentonit ausgepumpt und durch Wasser ersetzt wird. Zuvor werden - siehe Fig. 9 - zur Abstützung der Schlitzwände 5 ge­ gen den Erddruck in gewissen Abständen in die Zwischen­ räume 7 Stützstege 45 eingesetzt. Darauf wird in Höhe des Zwischenraumes 40 zwischen den beiden Abdichtungs­ sohlen 2 und 2 a eine Kiesfilterschicht 43 sowie die Unterdruckleitung 46 eingebracht, die an die Unter­ druckpumpe 44 angeschlossen ist. Außerdem wird in Höhe der oberen Abdichtungssohle 2 die Filterschicht 43 ge­ gen den Zwischenraum 7 der Doppelschlitzwand mittels der Dichtung 42 abgedichtet. Dadurch kann in dem Zwi­ schenraum 40 dauernd ein Unterdruck aufrechterhalten werden.

Wenn nun durch die Abdichtungssohle 2 unter Druck ste­ hendes Grund- bzw. Sickerwasser in den Zwischenraum 40 eindringt,so kann es sich in dem bestehenden Unter­ druck entspannen und über die Leitung 46 abgesaugt wer­ den. Da das Wasser drucklos ist, wird es auch die zwei­ te, untere Abdichtungssohle 2 a nicht durchfließen, zu­ mal darunter ein Gegendruck ansteht. Das abgesaugte Wasser kann nun analysiert und seiner Menge nach be­ stimmt werden, um eventuell weitere Maßnahmen, z. B. zusätzliches Abdichten des Zwischenraums 40 zu beurtei­ len.

Claims (37)

1. Verfahren zur Herstellung einer unterirdischen Ab­ dichtungssohle, insbesondere zur nachträglichen Ab­ dichtung von Mülldeponien, die über wasserdurchlässigen und/oder rolligen Bodenschichten, wie Sand, Kies o. dgl. angelegt sind, unter Anwendung von in Draufsicht in Rechteckform die Mülldeponie umgebend in den Boden ein­ gebrachten, mit Bentonit gefüllten Doppelschlitzwänden und in deren längsverlaufenden Zwischenräumen beidseits in Längsrichtung verfahr- und antreibbaren Leit- und An­ triebsgestellen, an welchen in einem Sicherheitsabstand von der untersten Müllschicht eine in einer Bodenbearbei­ tungsebene sich vorwärtsbewegende, ein Dichtungsmittel injizierende Schneid- und Injektionseinrichtung gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schneid- und Injektionseinrichtung das Erdreich in der Bodenbearbeitungsebene aufgelockert und oberhalb und unterhalb dieser Ebene voneinander getrennt wird, während gleichzeitig in umfangsverteilte Richtun­ gen das Dichtungsmittel in das aufgelockerte Erdreich und den im unmittelbaren Bereich (in Bewegungsrichtung gesehen) hinter der Schneid- und Injektionseinrichtung eingepreßt und zugleich unter der Wirkung von an dieser angeordneten Mischflügeln innig mit dem Bodenmaterial vermengt und zu einem weitgehend homogenen Konglomerat durchgemischt und unter der Pressung des Erddruckes ver­ dichtet und zu einer geschlossenen und hohlraumfreien Abdichtungssohle geformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zusätzlichen Verfahrensschritt in ei­ nem Abstand unterhalb der ersten an die innere Schlitz­ wand angeschlossenen Abdichtungssohle nach dem gleichen Verfahren eine zweite, an die äußere Schlitzwand ange­ schlossene Abdichtungssohle hergestellt und der von wasserdurchlässigem Material erfüllte Zwischenraum zwischen beiden Abdichtungssohlen gegenüber dem Unter­ grund und dem Doppelschlitzwand-Innenraum völlig abge­ dichtet und in letzterem die Bentonitfüllung gegen eine Wasserfüllung ausgetauscht und sodann mittels eine in den Zwischenraum zwischen den Abdichtungssohlen ge­ führten Leitungen in diesem ein Unterdruck erzeugt und aufrechterhalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Innenräume der Doppelschlitzwände eine allseitig durchlaufende obere Dichtung in Höhe der obe­ ren Abdichtungssohle und eine gleichartige Dichtung in Höhe der unteren Abdichtungssohle hergestellt werden und zwischen die beiden umlaufenden Dichtungen Filter­ kies oder ein dgl. flüssigkeitsdurchlässige Füllung eingebracht wird, und daß an mehreren Stellen ein- oder beidseitig luft- und flüssigkeitsdichte Saugleitungen eingebracht werden und durch diese sich im Zwischenraum zwischen den Abdichtungssohlen ansammelnde Flüssigkeit abgesaugt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in die Innenräume der Doppel­ schlitzwände in Abständen Stützstege eingesetzt werden vor oder nach dem Austausch der Bentonitfüllung gegen Wasser.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Dichtungsmittel eine Mischung aus Bentonit, Zement, Ton, Bitumen o. dgl. verwendet wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abdichtungssohle (3) eine Höhe (h) von ca. 150 bis 500 mm aufweist.

7. Vorrichtung zur Herstellung einer unterirdischen Abdichtungssohle, insbesondere zur nachträglichen Abdichtung von Mülldeponien, die über wasserdurchlasi­ gen und/oder rolligen Bodenschichten, wie Sand, Kies o. dgl. angelegt sind, unter Anwendung von in Drauf­ sicht in Rechteckform die Mülldeponie umgebend in den Boden eingebrachten, mit Bentonit gefüllten Doppel­ schlitzwänden und in deren längsverlaufenden Zwischen­ räumen beidseits in Längsrichtung verfahr- und antreib­ baren Leit- und Antriebsgestellen, an welchen in einem Sicherheitsabstand von der untersten Müllschicht eine in einer Bodenbearbeitungsebene sich vorwärtsbewegende, ein Dichtungsmittel injizierende Schneid- und Injek­ tionseinrichtung gelagert ist, nach einem oder mehre­ ren der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß diese als einheitliches Schneid-, Fräs- oder Schräm­ werkzeug in Form eines mit Mischflügeln (22) versehe­ nen Hohlkörpers (11) ausgebildet und mit Injektions­ düsen (21) zum Injizieren des Dichtungsmittels verse­ hen ist, und daß diese mittels eines im Hohlkörper (11) befindlichen Hochdruckschlauchs (12) über Zuleitungen (13) mit einer ortsfesten Vorrats- und pumpstation für das Dichtungsmittel in Verbindung steht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß als Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeug ein langgestreckter Hohlkörper (11) ein in Längsrich­ tung in mehrere Schüsse unterteiltes stangen- oder rohrförmiges Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeug mit Injektionsdüsen (21) in Abständen (5) und Zuleitun­ gen (13) für das Dichtungsmittel dient.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Schneid-, Fräs- oder Schräm­ werkzeug in Form des langgestreckten Hohlkörpers (11) ein ketten- oder gliederartiges flexibles Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeug mit Injektionsdüsen (21) in Abständen (5) und Zuleitungen (13) für das Dichtungs­ mittel dient.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß als langgestreckter Hohl­ körper (11) ein Schräm-Stahlhohlkabel dient, durch des­ sen Injektionsdüsen (21) das in seinem Innenraum (12) unter hohem Druck zugeführte Dichtungsmittel in die Bodenbearbeitungsebene (2) ausgepreßt wird.

11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch um die Deponie (D) herum in Rechteckform erstellte Doppelschlitzwände (5), deren Innenräume (7) mit Bentonit gefüllt und in wel­ che Leit- und Antriebsgestelle (31) für den in einen der hierzu querverlaufenden Zwischenräume (8) abge­ senkten Hohlkörper (11) eingelassen sind, mit denen unterhalb der Unterkanten (6 a) der Doppelschlitzwände (6) der langgestreckte Hohlkörper (11) verbunden und durch diese gleichmäßig in Bewegungsrichtung zum Unter­ fahren der Fläche der Deponiemasse (D) bis zum Errei­ chen des anderen querverlaufenden Zwischenraums (8) angetrieben ist, wobei gleichzeitig das Dichtungsmit­ tel in die Abdichtungsebene (2) gedrückt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leit- und Antriebsgestelle (31) in den Innenräumen der Doppelschlitzwände (7) in senk­ rechter Richtung verkürz- und verlängerbar sind.

13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der langge­ streckte Hohlkörper (11) während des Unterfahrens der Deponiemasse (D) mittels der Leit- und Antriebsgestelle (31) unter Zugspannung gehalten und die längenveränder­ lichen und zugspannungsfrei gehaltenen Zuleitungen (13, 14) für das Dichtunsmittel mit ortsfesten Vorrats- und Pumpstationen verbunden sind.

14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der langge­ streckte Hohlkörper (11) während seiner Vorwärtsbewe­ gung zum Unterfahren der Deponie (D) entlang der Boden- Ebene (E) mit einer Antriebsvorrichtung zur alternie­ renden Hin- und Herbewegung um einen Hubweg (s) in Querrichtung verbunden ist.

15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Unter­ fahren der Deponie (D) in Längsrichtung durch den langgestreckten Hohlkörper (11) während in Achsrich­ tung aufeinanderfolgender Abschnitte (w) erfolgt, wobei am Ende jedes Abschnittes (w) die Leit- und An­ triebsgestelle (31) mit ihren Widerlager-Ankern (35) um die Strecke (w) längsversetzt werden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß mittels wahlweise in mehrere in den längsverlaufenden Zwischenräumen angebrachten Erweite­ rungen (9) einsetzbaren Widerlager-Einsätzen (10) und den in diesen eingesetzten Widerlager-Ankern (35) die Leit- und Antriebsgestelle (31) um die Strecken (w) längsversetzbar sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die in den längsver­ laufenden Innenräumen (7) zwischen den Doppelschlitz­ wänden (5) längsbeweglichen Leit- und Antriebsgestel­ le (31) hängend an Oberwagen (32) angebracht sind, welche auf den Oberkanten der Doppelschlitzwände (5) angeordneten Schienenbahnen (33) verfahrbar sind.

18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 und 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Oberwagen (32) der längsbeweglichen Leit- und Antriebsgestelle (31) an Kolbentriebwerke (34) angekuppelt und diese an den längsversetzbaren Widerlager-Ankern (35) gelagert sind.

19. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß an den unteren Enden der Leit- und Antriebsgestelle (31) Kolbentriebwerke (30) angekuppelt und diese an den Widerlager-Ankern (35) gelagert sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das langgestreckte Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeug (11) kreisrund, drehbar und mit Fräs­ zähnen versehen ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das langgestreckte Schneid- Fräs- oder Schrämwerkzeug (11) einen polygonalen Querschnitt auf­ weist, drehbar und mit Fräszähnen versehen ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das langgestreckte Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeug (11) mit in Abständen (s) voneinander und winkelversetzt angeordneten Mischflü­ geln (22) versehen ist.

23. Vorrichtung nach den Ansprüchen 20 bis 22, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mischflügel (22) längs- und winkelversetzt in schraubenlinienartiger Drallstellung angeordnet sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der langgestreckte Hohlkörper (11) als ketten- oder gliederartiges flexibles Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeug ausgebildet und mittels Leit- und Umlenkrollen (19, 20) beidseitig innerhalb der Leit- und Antriebsgestelle (31) nach oben in die Innenräume (7) umgelenkt und dort befestigt und mit­ tels druckmittelbeaufschlagten Spannzylindern (18) unter Zugspannung gehalten ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräm- und/ oder Mischflügel (22) an Kabelmuffen (23) angebracht und diese auf dem Schräm-Stahlhohlkabel (11) mittels einer zwischen Kabelmuffe (23) und Schräm-Stahlhohl­ kabel (11) eingebrachten Vergußmasse (25) befestigt sind.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Innendurchmesser der Kabel­ muffen (23) ein vertiefter Ringraum zur Aufnahme der Vergußmasse (25) eingearbeitet ist, und daß die Ver­ gußmasse (25) aus Weißmetall besteht.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich­ net, daß im Hohlraum des Schräm-Hohlraumkabels (11) ein zugfester Hochdruckschlauch (24) eingesetzt ist, an den die Injektionsdüsen (21) angeschlossen sind.

28. Vorrichtung nach Anspruch 7 und wenigstens einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Injektionsdüsen (21) klei­ ner oder gleich dem Hubweg (s) des Schräm-Hohlkabels (11) ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 7 und/oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte Hohlkörper (11) als Schräm-Stahl­ hohlkabel ausgebildet ist, dessen Seele aus einem Hochdruck-Schlauch (12) besteht, an den in Abständen nach außen gerichtete Injektionsdüsen angeordnet sind.

30. Vorrichtung nach Anspruch 7 und/oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (29) zwischen den Zuleitun­ gen (13) und dem Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeug bzw. dem Schräm-Stahlhohlkabel (11) aus einem zugfe­ sten Werkstoff bestehen und an einer Stelle (14) im Bereich der Doppelschlitzwände (5) ortsfest verankert sind.

31. Vorrichtung nach Anspruch 24 und wenigstens einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeug (11) mittels Leit- und Umlenkrollen (19, 20) beidsei­ tig nach oben in die Zwischenräume (7) umgelenkt und über einen oberen und unteren Rollensatz (16, 15) mit­ tels druckmittelbeaufschlagbarer Spannzylinder (18) gegeneinander verspannbar sind.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Erzeugung einer alternierenden Hin- und Herbewegung des flexiblen Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeugs (11) von den beidseitig angeordneten Spannzylindern (18) abwechselnd ein Zylinder mit ei­ nem erheblich höheren Druck beaufschlagbar ist als der andere Zylinder.

33. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeich­ net, daß die unteren Rollensätze (15) und die Spannzylinder (18) am unteren Ende der Leit- und An­ triebsgestelle (31) gelagert, und daß die oberen Rol­ lensätze (16) mittels vertikal geführter, beweglicher Querhäupter (17) mit den Spannzylindern (18) gelenkig verbunden sind.

34. Vorrichtung nach Anspruch 24 und wenigstens einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubweg (s) des flexiblen Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeugs (11) zwischen einem und dreißig Me­ tern betragen kann.

35. Vorrichtung nach Anspruch 24 und wenigstens einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leit- und Umlenkrollen (19, 20) zum Abrollen des flexiblen, mit Schräm- und/oder Mischflügeln (22) besetzten Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeugs (11) profiliert sind.

36. Vorrichtung nach Anspruch 24 und wenigstens einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Schneid-, Fräs- oder Schrämwerkzeug (11) nur mit einem oder zwei Schräm- und/oder Misch­ flügeln (22) mehr besetzt ist, als der Arbeitsbreite zwischen den inneren Schlitzwänden (5) entspricht, und daß sich daran ein glattes Zug- und Verbindungs-Hohl­ kabel (19) anschließt.

37. Vorrichtung nach Anspruch 7 und wenigstens einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ortsfeste Vorrats- und pumpstationen für das Dichtungsmittel und getrennte Zuführungsleitungen für beide Seiten des langgestreckten Hohlkörpers (11) vor­ handen und diese mit Mitteln zum Dosieren und Messen der zugeführten Dichtmittelmenge pro Zeiteinheit verse­ hen sind.