DE3910504A1

DE3910504A1 - Subsequent redevelopment of landfill sites

Info

Publication number: DE3910504A1
Application number: DE3910504A
Authority: DE
Inventors: Aloys Schluetter; Klaus Kaewert; Roland Paurat
Original assignee: NIEDERBERG CHEMIE
Current assignee: Huels Troisdorf AG
Priority date: 1989-04-01
Filing date: 1989-04-01
Publication date: 1990-10-04

Abstract

According to the invention, to subsequently seal landfill sites and similar contaminated areas by underground working, either a shell supporting the landfill body or consolidation of the surrounding area in advance of the working front is obtained by means of construction materials which are extracted from waste products.

Description

Die Erfindung betrifft das nachträgliche Sanieren von Deponien oder dergleichen kontaminierten Standorten durch bergmännischen Abbau unterhalb der Deponie unter gleichzeitiger Verlegung einer Abdichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Abbau durch fortgesetztes Aufhauen.The invention relates to the subsequent renovation of Landfills or similar contaminated locations by mining below the landfill simultaneous laying of a seal. In particular The invention relates to degradation by continued Bang up.

Deponien beinhalten häufig eine sehr starke Grundwas sergefahr. Das resultiert aus den Deponiesickerwässern. Selbst Hausmülldeponien können stark kontaminiertes Sickerwasser abgeben. Ganz besonders groß ist die Sickerwassergefahr bei Sondermülldeponien.Landfills often contain very strong groundwater danger of danger. This results from the landfill leachate. Even landfill can be heavily contaminated Dispense leachate. It is particularly large Leachate hazard in hazardous waste landfills.

Eine entsprechende Gefahr ergibt sich, wenn Deponien im Grundwasserbereich liegen. Aufsteigendes Grundwasser führt dann zu Auslaugungen der Deponie. Das Kontamina tionsgut wird dann mit der Grundwasserströmung fortge tragen.A corresponding danger arises if landfills in the Groundwater area. Ascending groundwater then leads to leaching of the landfill. The Kontamina The material is then continued with the groundwater flow wear.

Seit langem wird daher für Deponien und dergleichen kontaminierte Standorte eine Sanierung durch nachträg liche Abdichtung gefordert. Zur Sanierung sind eine Vielzahl von Verfahrensvorschlägen gemacht worden. Z. B. ist vorgeschlagen worden, Injektionsmittel unter die Deponie zu bringen, um auf diesem Wege eine Abdichtung zu erzeugen. Diese Injektionen sind jedoch völlig unkontrolliert, da sie vom Widerstand im umgebenden Erdreich abhängen. Dieser Widerstand ändert sich mit der Änderung der Bodenbeschaffenheit. Im Ergebnis führt das dazu, daß das Injektionsmittel in unerwünschte Richtungen abfließen kann. Vergleichbare Erfahrungen im Tunnelbau haben gezeigt, daß zur nachträglichen Abdich tung von Tunneln eingesetzte Kunstharzinjektionen zu tonnenweisem Kunstharzabfluß ohne Erreichen einer Abdichtung führen können. Es wurde beobachtet, daß Injektionsmittel durch Erdspalten 40 Meter und mehr in unerwünschte Richtungen fließen, ohne diese Spalten zu verstopfen.It has long been used for landfills and the like contaminated locations a remediation through subsequent sealing required. To renovate are one Numerous procedural proposals have been made. Z. B. has been proposed to inject agents under the Bring landfill to seal this way to create. However, these injections are complete uncontrolled as it is surrounded by resistance in the surrounding Hang the soil. This resistance changes with the change in soil conditions. The result is this means that the injection agent in undesirable Directions can flow away. Comparable experiences in Tunnel construction has shown that for subsequent sealing resin injections used in tunnels tons of resin drain without reaching one Can lead sealing. It has been observed that Injection agent through cracks in the earth 40 meters and more in unwanted directions flow without these columns closing clog.

Im Ergebnis erscheint es ausgeschlossen, daß im Wege der Injektionen gesicherte Abdichtungen erzielt werden können.As a result, it seems impossible that in the way secure seals can be achieved can.

Seit langem hat die Fachwelt deshalb die Injektions technik verlassen und sich der Vorstellung zugewandt, daß die nachträgliche Sanierung einer Deponie einen Abbau von Erdreich unterhalb der Deponie voraussetzt. Zu Art und Umfang des Abbaus gibt es unterschiedlichste Lösungsansätze. Eine Reihe dieser Lösungsansätze sieht vor, den durch Abbau entstandenen Hohlraum mit Dich tungsmittel zu verfüllen. Zwar beinhaltet das eine deutliche Verbesserung der oben beschriebenen Technik.For this reason, the specialist community has long had injections leave technology and turn to the idea, that the subsequent rehabilitation of a landfill Removal of soil below the landfill presupposes. There are a wide variety of types and levels of mining Approaches. See a number of these approaches in front of you, the cavity created by the dismantling filling agent. It does include one significant improvement in the technique described above.

Die Kosten für derartige Maßnahmen sind jedoch so extrem hoch, daß auch eine zuverlässige Abdichtung für diesen Preis erwartet wird, nicht aber die Möglichkeit, von Undichtigkeiten.However, the cost of such measures is so extremely high that also a reliable seal for this price is expected but not the possibility of leaks.

Vor diesem Hintergrund wird derzeit als praktikabler Weg ein bergmännischer Abbau angesehen. Der bergmän nische Abbau läßt sich mit bergmännischen Maßnahmen zuverlässig durchführen. In dem entstehenden Hohlraum soll im Prinzip eine gleichwertige Basisabdichtung erzeugt werden, wie sie für das Neuanlegen von Deponien üblich ist. Eine solche gleichwertige Basisabdichtung setzt ein Planum voraus, auf dem eine Kunststoffabdich tung verlegt wird. Darüber ist eine mineralische Schutzschicht und eine Drainage vorgesehen.With this in mind, is currently considered more workable Viewed a mining quarry. The miner African mining can be done with mining measures perform reliably. In the resulting cavity should in principle be an equivalent basic seal generated as they are for new landfills is common. Such an equivalent basic seal requires a formation on which a plastic seal tion is relocated. Above is a mineral Protective layer and drainage provided.

Ein Bestandteil üblichen bergmännischen Abbaus ist der Schild zur Unterstützung des durch den Abbau entstehen den Hohlraumes. Die Schildkonstruktion muß den Beson derheiten des Abbaus und der nachträglichen Verlegung der Abdichtung unterhalb der Deponie angepaßt sein. Der dadurch sich ergebende bauliche Aufwand ist beträcht lich. Darüber hinaus sind die Probleme anfallenden Sickerwassers und gegebenenfalls anstehender Deponie gase ungelöst. D. h. verbunden mit dem vorgesehenen Abbau muß eine Gaswirtschaft und Wasserhaltung sein, die gezielt das Sickerwasser einschließt.Part of the usual mining work is Sign to support the emergence from dismantling the cavity. The shield construction must the special of dismantling and subsequent laying be adapted to the seal below the landfill. The the resulting structural effort is considerable Lich. In addition, the problems are pending Leachate and any upcoming landfill gases undissolved. I.e. associated with the intended Dismantling has to be a gas industry and water management, which specifically includes the leachate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derar tige Problematik zu vereinfachen. Dabei geht die Erfin dung von der Überlegung aus, unterhalb des Deponiekör pers eine tragende und vorläufig dichte Schale zu erzeugen. Nach der Erfindung wird das durch Injektion von Verfestigungsmitteln unterhalb des Deponiekörpers und dadurch erreicht, daß der unterhalb der tragenden Schale abgebaute Hohlraum nach Verlegen der Abdichtung so geschlossen wird, daß eine die tragende Schale gefährdende Setzung ausgeschlossen ist.The invention has for its object one to simplify problems. The Erfin goes from the consideration, below the landfill pers a load-bearing and temporarily tight shell produce. According to the invention, this is done by injection of solidification agents below the landfill body and achieved in that the below the load-bearing Shell dismantled cavity after laying the waterproofing is closed so that the supporting shell dangerous setting is excluded.

Beide Maßnahmen sind an sich bekannt, nicht in der Kombination und nicht mit der überraschenden Wirkung, daß mit der durch die Injektion entstandenen Schale Deponiegasprobleme und Sickerwasserprobleme ausge schlossen werden.Both measures are known per se, not in the Combination and not with the surprising effect, that with the shell created by the injection Landfill gas problems and leachate problems be closed.

Zur Verfestigung bzw. zur Erzeugung der tragenden und dichten Schale können übliche Verfestigungsmittel ver wendet werden. Das gleiche gilt für die Verfüllung des nach Verlegen der Abdichtung noch vorhandenen Hohlrau mes. Für letzteres finden vorzugsweise Baustoffe mit erheblicher Frühfestigkeit und in Mischung mit dem durch den Abbau gewonnenen Gut Anwendung. To consolidate or to produce the load-bearing and dense shell can ver common strengthening agents be applied. The same applies to the backfilling of the after laying the seal still existing cavity mes. For the latter, there are preferably building materials considerable early strength and mixed with Good application gained through mining.

Leider sind herkömmliche Injektionsmittel extrem auf wendig. Deshalb ist der vorstehende erfindungsgemäße Vorschlag auf Basis herkömmlicher Injektionsmittel wirtschaftlich den anderen bekannten Vorschlägen kaum überlegen. Hier setzt ein weiterer Schritt der Erfin dung ein, denn die Erfindung geht von der Überlegung aus, eine tragende Schicht aus Stoffen zu erstellen, die zwar Baustoffähigkeit haben, jedoch aufgrund ihrer negativen Bestandteile in Baustoffen nicht verwendet werden können bzw. vor ihrer Verwendung einer extrem aufwendigen Reinigung bedürfen. Solche Mittel sind hydraulisch wirkende Kraftwerksabgänge oder Chemie gipse. Geeignete Kraftwerksabgänge sind Elektrofilter asche, Wirbelschichtaschen und Rückstände aus der Trockenadsorption von Schwefel aus Rauchgasen. Bei der Trockenadsorption werden feingemahlene Kalkbestandteile mit dem Rauchgas in Berührung gebracht. Dies geschieht im Kreislauf, so daß der Kalk möglichst vollständig genutzt wird. Gleichwohl bleibt noch ein wesentlicher, ungesättigter Kalkanteil. Dieser Rückstand aus der Trockenentschwefelung muß bislang auf Sondermülldepon ien gelagert werden. Die Abnahme dieser Mengen und Verwendung als Baustoffe ist nicht nur kostenlos, sondern läßt darüber hinaus einen Entsorgungsbeitrag erwarten. Bei Chemiegipsen ist teilweise eine ähnliche Situation gegeben. Die Chemiegipse sind teilweise der art verunreinigt, daß eine wirtschaftliche Verwertung bzw. Aufarbeitung bislang nicht möglich ist.Unfortunately, conventional injectables are extremely on agile. Therefore, the above is the invention Proposal based on conventional injection agents economically hardly the other known proposals think. Here is another step by Erfin tion, because the invention is based on deliberation from creating a load-bearing layer of fabrics, who have building materials, but because of their negative components in building materials not used can become extreme or before use need extensive cleaning. Such means are hydraulic power plant outlets or chemicals plaster. Suitable power plant outlets are electrostatic filters ash, fluidized bed ash and residues from the Dry adsorption of sulfur from flue gases. In the Dry adsorption becomes finely ground lime components brought into contact with the flue gas. this happens in a cycle so that the lime is as complete as possible is being used. Nevertheless, there remains an essential unsaturated lime content. This backlog from the So far, desulfurization has to be carried out on hazardous waste be stored. The decrease in these quantities and Use as building materials is not only free of charge, but also leaves a disposal contribution expect. Chemical plaster is sometimes similar Given situation. The chemical gypsum are partly the kind contaminated that an economic recovery or refurbishment is not yet possible.

Nach der Erfindung können derart verunreinigte, hydrau lisch wirkende Materialien als Verfestigungsmittel ein gesetzt werden, wenn zugleich eine Verunreinigung des Grundwassers vermieden wird. Das ist naturgegeben bei Deponiekörpern, die oberhalb des Grundwasserspiegels liegen. Bei Berührung mit dem Grundwasserspiegel kann dem durch eine Absenkung des Grundwasserspiegels durch Pumpen abgeholfen werden.According to the invention, such contaminated, hydrau misch acting materials as a strengthening agent be set if at the same time contamination of the Groundwater is avoided. That is natural in Landfill bodies that are above the water table lie. When in contact with the groundwater table by lowering the water table Pumps are remedied.

Das erfindungsgemäße Injizieren erfolgt nach Einbrin gung geeigneter Bohrungen. Die Bohrungen können durch den Deponiekörper hindurch von oben eingebracht werden. Die Bohrungen können jedoch auch aus einem seitlichen Stollen oder Gruben heraus horizontal eingebracht wer den. Dabei wird ein Abstand gewählt, der in dem vorhandenen Erdreich eine Berührung der von den Bohrun gen ausgehenden Injektionsmassen erwarten läßt. Der zweckmäßige Abstand wird anhand von Probenahmen und Probebeaufschlagung mit Injektiosmitteln bestimmt.The injection according to the invention takes place after insertion suitable bores. The holes can go through the landfill body is introduced from above. However, the holes can also be from a side Tunnels or pits are inserted horizontally the. A distance is selected that in the existing soil a touch of the drilling can be expected against outgoing injection masses. The Appropriate distance is based on sampling and Trial loading with injectables determined.

Bei horizontal verlaufenden Bohrungen können die Injek tionen rückwärts erfolgen. D. h. nach Fertigstellung der Bohrung werden die Bohrgestänge rückwärts gezogen und wird zugleich mit der abschnittsweise oder kontinu ierlich erfolgenden Rückwärtsbewegung das Injektions mittel verpreßt. Dabei lassen sich übliche Bohrgestänge mit Wasserspülung nutzen. Die zur Wasserspülung verwen deten Hohlräume werden dann für das Verpressen des Verfestigungsmittels verwendet. Nach dem Verpressen werden die Rohre mit Wasser freigespült.With horizontal bores, the injec backwards. I.e. after completion the drill pipe is pulled backwards and at the same time with the sections or continuously The injection is carried out backwards medium pressed. Common drill rods can be used use with water rinse. Use for water rinsing Deten cavities are then used for pressing the Solidifying agent used. After pressing the pipes are flushed with water.

Der Abbau unterhalb der den Deponiekörper tragenden Baustoffschicht bzw. verfestigten Schale kann im Wege eines fortgesetzten Aufhauens erfolgen. Wahlweise erfolgt der Abbau jedoch auch mit einer im Bergbau üblichen Abbaufrontlänge, die sich über die gesamte Deponiebreite erstreckt. Der Abbau in Form eines fort gesetzten Aufhauens unterscheidet sich von dem üblichen Abbau durch sehr kurze Abbaulänge. Das hat Vorteile, wenn das Hangende mit einer Schildkonstruktion unter stützt wird. Dann ist die Anzahl der nebeneinander anzuordnenden Schilde bzw. die Breite des gesamten Schildausbaus gering und ergibt sich für diesen Ausrü rüstungsteil ein geringes Investitionsvolumen.The degradation below the one that supports the landfill body Building material layer or solidified shell can get in the way continued thawing. Optional however, mining is also carried out with a mine usual front length, which extends over the entire The width of the landfill extends. The dismantling continues set roughening differs from the usual Dismantling through a very short dismantling length. This has advantages if the hanging with a shield construction under is supported. Then the number of side by side shields to be arranged or the width of the entire Shield removal is low and results for this equipment armament a low investment volume.

In einer anderen Alternative läßt sich das erfindungs gemäße Injizieren auch mit dem Abbau in Form des Aufhauens dadurch kombinieren, daß dem Aufhauen voraus laufend die darüberliegende Deckschicht und die Umge bung verfestigt werden. Das geschieht dann mit Bohrge räten intermittierend ähnlich wie beim Sprengvortrieb. D. h. zunächst werden Bohrlöcher gesetzt und verpreßt. Nach dem Verpressen erfolgt dann ein Abbau über eine gewisse Länge, bevor erneutes Bohren und Verpressen einsetzt.In another alternative, this can be done according to the invention proper injection also with the breakdown in the form of Combine beating by preceding beating continuously the overlying layer and the reverse exercise are solidified. This happens with Bohrge advise intermittently similar to blasting. I.e. drill holes are first made and pressed. After pressing, it is then broken down using a certain length before drilling and pressing again starts.

Bei dieser Form des Abbaus ist es von Vorteil, ein Fräswerkzeug mit lenkbarem Fahrwerk einzusetzen. Solche Fräswerkzeuge sind im Bergbau als Roboter bzw. Teil schnittmaschinen bekannt. Diese Fräswerkzeuge sind mit Transportvorrichtungen für das hereingewonnene Gut kom biniert. Dabei handelt es sich um Gurtförderbänder und dergleichen.With this form of degradation, it is beneficial to use one Use milling tool with steerable undercarriage. Such Milling tools are in mining as a robot or part known cutting machines. These milling tools are included Transport devices for the recovered comm trimmed. These are belt conveyor belts and the like.

Nach Fertigstellung der Abdichtung unterhalb des ver festigten Erdreiches besteht keine Gefahr mehr für das Grundwasser, auch der verunreinigte Baustoff ist un schädlich für das Grundwasser. Anfallende Sickerwässer werden mittels Drainagebohrungen abgezogen. Die Drai nagebohrungen können von oben durch den Deponiekörper eingebracht werden. Das hat den Vorteil, daß Sickerwas ser nicht den ganzen Deponiekörper durchdringen muß, bevor es abgeführt wird. Solches Durchdringen verur sacht eine zunehmende Kontamination des Sickerwassers und verteuert die Entsorgung des Sickerwassers ent sprechend.After completion of the seal below the ver consolidated soil there is no longer any danger to that Groundwater, also the contaminated building material is un harmful to the groundwater. Leachate arising are removed using drainage holes. The Drai Nails can be drilled through the landfill body from above be introduced. This has the advantage that seepage was which does not have to penetrate the entire landfill body, before it is discharged. Such penetration is causing gently increases the contamination of the leachate and makes the disposal of the leachate more expensive speaking.

Wahlweise wird das Sickerwasser auch durch Bohrungen drainiert, die von der Deponiesohle aus eingebracht werden.The leachate is also optionally drilled drained, introduced from the bottom of the landfill will.

Sofern sich beim Abbau durch Sickerwasseranfall oder Deponiegasanfall zeigt, daß die Verfestigungsschicht nicht ausreichend dicht ist, kann an den betreffenden Stellen nachinjiziert werden. Die Stellen lassen sich durch Feuchtigkeitssensoren und/oder Naßsensoren rela tiv genau orten.If there is a leachate or Landfill gas accumulation shows that the hardening layer is not sufficiently tight, can affect the concerned Places to be injected. The positions can be by moisture sensors and / or wet sensors rela exact location.

Das Injizieren trockener Baustoffe setzt nach der Erfindung eine Anmischung pumpfähiger Suspensionen vor aus.The injection of dry building materials continues after Invention a mixture of pumpable suspensions out.

Claims

1. Subsequent remediation of landfills or the like contaminated areas by mining below the landfill and simultaneous laying of a seal, characterized in that solidifying agent is injected into the mining area.

2. The method according to claim 1, characterized by the Generate a enclose the landfill body below the carrying shell.

3. The method according to claim 2, characterized by horizontal injection holes.

4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized by the use of hydraulic power plant outlets or Che plaster cast.

5. The method according to claim 4, characterized by the Use of desulfurization residues the flue gases and / or by using Fluidized bed ash and / or electrostatic filter ash.

6. The method according to claim 5, characterized by the Use of dry adsorption residues.

7. The method according to one or more of claims 1 to 6, characterized by drainage holes for the disposal of the leachate.