DE4116096A1 - Sicherungsverfahren fuer altlasten in form einer schraeggestellten, umlaufenden, muldenfoermigen dichtschuessel, die als abdichtung nachtraeglich darunter hergestellt wird - Google Patents

Description

Sicherungsverfahren für Altlasten in Form einer schräggestell­ ten, umlaufenden, muldenförmigen Dichtschüssel, die als Abdich­ tung nachträglich darunter hergestellt wird.

Das Verfahren stellt eine Möglichkeit dar, vor allem unter einer Altlast, z. B. einer nicht durch eine geeignete Basisabdichtung gegen Grundwasserverschmutzung abgesicherten Mülldeponie, eine nach modernen Ansprüchen dichte und kontrollierbare Abdichtung herzustellen. Es ist aber auch bei neuen Deponien geeignet. Nach dem Stand des Jahres 1989 gibt es in den westlichen Ländern der Bundesrepublik Deutschland 48 377 Altlastenverdachtsflächen, in denen nachheutiger Kenntnis bis zu 78 verschiedene, z. T. hochgiftige oder anders gesundheitsgefährdende Stoffe vorkommen können (sh. Jessberger, H.L.: Erkundung und Sanierung von Altlasten, S. 3 und S. 19 ff., 6. Bochumer Altlastenseminar 1990, Verlag A.A. Balkema/Rotterdam/Brookfield/1990). In der ehemaligen DDR und im Ausland muß mit einer gewaltigen Anzahl ähnlich gefährlicher Altlasten gerechnet werden, bei denen z. B. Sicherungsbedarf besteht, zumal die Gefahrenstoffe in manchen Fällen ihrerseits in der Lage sind, chemisch miteinander zu reagieren und weitere Gefahrenstoffe zu bilden.

Nach Angaben von Bundesforschungsminister Riesenhuber auf einem Kongreß über Altlastensanierung im Jahre 1988 in Hamburg gibt es in der alten Bundesrepublik 5000-6000 Fälle von Sanierungsbe­ dürftigkeit.

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 Schadstoffen 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. Einkapse­ lungen mit Hilfe von Oberflächenabdichtung, vertikalen Dichtwän­ den und nachträglichen Basisabdichtungen (s. o. a. Verf.). Der vorliegenden Erfindung liegt die Forderung zugrunde, eine wirkungsvolle Abdichtung für Hochgefahrenstoffe sollte so aussehen, daß sie einerseits jeden Austritt von Schadstoffen aus der Deponie ins Grundwasser verhindert, aber auch den Zutritt von Grundwasser sicher absperrt. Bei ihrem Bau darf die Deponie nicht angegriffen werden und ihre Elemente sollten so aussehen, daß Lufteintritt in unkontrollierter Form vermieden wird. Außerdem muß überprüfbar sein, welche und welche Mengen von Schadstoffen sich zwischen Abdichtung 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 Abdichtung tatsächlich dicht ist und bleibt und es muß die Möglichkeit bestehen, durch Undichtigkeiten austretende Gefahrenstoffe unter der Deponie zu sammeln, ihre Austrittsstellen zu lokalisieren und ggf. eine Nachdichtung vorzunehmen.

Schließlich sollte das Abdichtungsverfahren weitgehend mit Hilfe bekannter, bewährter Techniken durchgeführt werden, um das Risiko eines Fehlschlages und die Kosten zu minimieren.

Beim gegenwärtigen Stand der Technik müßten Verfahren von vorn­ herein ausscheiden, deren Dichtwirkung im Basisbereich nur auf der Verwendung von Kunststoff-Dichtfolien beruht, da es z.Zt. keine solche Folie gibt, die auf Dauer gegenüber der Fülle der möglichen chemischen Stoffe, auch bei Mitbeteiligung von Wärme, ihre Dichtigkeit behält. Außerdem sind Folien empfindlich gegen Setzung und mechanische Beschädigung. Auch die Verwendung von vertikalen Dichtwänden, die an mehr oder weniger horizontale Basisabdichtungen anschließen, ist problematisch, da sich u. a. im Nahtbereich Dichtprobleme ergeben.

In der Vergangenheit ist eine Vielzahl von Verfahren beschrieben worden, bei denen Dichtschüsseln oder ähnliche Gebilde für die Abdichtung von Deponien verwendet werden sollten. Keine dieser Dichtschüsseln entspricht jedoch nach hiesiger Erkenntnis den Eigenschaften gemäß den Patentansprüchen der hier vorgelegten Erfindung.

So sieht DE-OS 34 07 382 senkrechte Dichtwände mit einer bei ihrer Herstellung hinsichtlich der Qualität schwer überprüfbaren, ebenen Abdichtungszone als Basis vor, die aus zahlreichen Rohrstrecken heraus mit Hilfe verschiedener Lösetechniken und Vermischung des gelösten Materials mit unterschiedlichen Stoffen an Ort und Stelle - keinesfalls im Strebbetrieb - hergestellt wird. Eine Variante hat auch muldenähnliche Form. Diese Mulde ist jedoch nicht umlaufend, in ihrer Muldenlinie nicht einseitig schräggestellt und der geplante Pumpenschacht steht in der Deponie - er durchsticht sie förmlich. Eine Kontrolldränage unterhalb - äußere Dränage - ist nicht dargestellt.

Die Deponie gemäß DE-OS 34 15 883 wird im Untergrund ebenfalls von senkrechten Dichtwänden umfaßt. Im Sohlenbereich der Abdichtung ist eine muldenähnliche Verfestigungszone vorgesehen, die durch Injektion aus einer Vielzahl von parallelen Rohrstrecken hergestellt werden soll und deren Fertigung ebenfalls schlecht kontrollierbar ist. Die Mulde ist nicht umlaufend; an den Stirnseiten befinden sich bis unten durchgehende, senkrechte Wände, so daß eher von einer leicht schiefgestellten, kistenförmigen Abdichtung mit muldenähnlichem Boden zu reden ist. Die auch zu Dränagezwecken vorgesehenen, vielen Rohrtunnel sind größtenteils in die Verfestigungszone eingebettet sie durchschneiden sie quasi - und sind nur in begrenztem Maße zur Dichtigkeitskontrolle geeignet. Das befahrbare Sammelrohr im Tiefsten kann nur als Innendränage angesehen werden. Da es geschlitzt ist, besteht die Gefahr des Lufteintritts in die Deponie. Auf Grund der Nähe der Tunnelrohre zueinander, ihrer Vielzahl und Dicke und der auf Kerbwirkung angelegten Einbettung ist zu erwarten, daß sie überwiegend eine zerstörende Wirkung auf die Sohlenabdichtung haben werden.

Auch die Patentschrift DE-PS 34 24 981 beschreibt ein kistenför­ miges Gebilde mit einer horizontalen Basisfläche, die aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Streben in söhliger Lagerung entwickelt wird und die von tunnelartigen Strecken relativ großen Querschnitts begleitet und umgeben werden. Sie sollen später auch als Kontrollgänge benutzt werden. So entsteht unmittelbar unter der Deponie ein Dichtteppich, der oft unterbrochen ist und aus einem relativ inhomogenen Material besteht, zumal die großen Tunnelröhren Zonen permanenten Drucks und damit Schwachstellen in der Basisabdichtung sein werden.

Außerdem wird das ganze Streb-Strecken-System hier normalerweise in Schleusen unter Überdruck gesetzt und nicht mit durchgehender, künstlicher Bewetterung gearbeitet, was bei schädlichen Gasen, wie sie unter Deponien zu erwarten sind, sicher problematisch ist und darüber hinaus möglicherweise Luft in die Deponie drückt. Als Versatz wird Ausbruchsmaterial aus den Streben nach Aufbereitung und Vermischung mit einem Dichtungsmittel - also kein Fremdvollversatz - eingebracht.

Die Dränage zur Abführung von Sickerflüssigkeiten bei Durchläs­ sigkeit des Dichtteppichs wird auf der Strebsohle aus Dränage­ rohren hergestellt, die in den Tunnelstrecken enden. Sie führen durch ihre Einbettung in den Versatz leicht zu Kerbwirkung und begünstigen im Zusammenhang mit den großen, offenen Tunnelstrek­ ken der Basis das Eindringen von Luft in die Deponie. Ein neben der Deponie angeordneter, einzelner Revisionsschacht ist bei dieser "äußeren" Dränage nicht vorgesehen.

Es besteht die Gefahr, daß die vorlaufenden und nacheilenden Druckwellen des Streb-Abbaubetriebes die senkrechten Dichtwände und sonstigen teuren Anschlußbauwerke beschädigen. Das gleiche gilt für die Abdichtungen benachbarter Strebstreifen und der Umfassungsstrecken.

Die Patentschrift DE-PS 35 11 548 beschreibt ebenfalls horizon­ talen Strebbau - z. T. auch in mehreren Strebabschnitten. Es ist nicht erkennbar, ob eine seitliche, vertikale Abdichtung vorgesehen ist oder wie der Streb angeschlossen ist. Insofern ist vermutlich nicht von einer Dichtschüssel zu sprechen. Über eine Bewetterung sind keine Angaben zu finden. Das gleiche gilt für Dränagen bzw. Revisionsschächte. Als Abdichtung werden verschie­ dene Medien im Streb eingebaut, darüber Nachbruch oder lockeres Haufwerk aus der Gewinnung mit seinen zerstörenden Auswirkungen auf die Tragfähigkeit und Dichtigkeit der Hangendschichten - also kein Fremdvollversatz. Diese Gefahr ist besonders gravierend wegen der Nähe der nachträglichen Basisabdichtung zur Sohlenfläche der Deponie.

Auch in DE-OS 35 30 469 ist Strebbau in flacher Lagerung - hier offenbar im schwebenden Verhieb - vorgesehen. Die Abdichtung der Basis soll durch Kunststoffbahnen geschehen, darüber ein Blas­ versatz aus verfestigtem, im Abbau gewonnenen Ausbruch. Dränagen oder Revisionsschächte sind nicht beschrieben. Das gleiche gilt für die Wetterführung. Da auch hier keine Umfassungswände erwähnt sind, ist auch keine Dichtschüssel gegeben.

In DE-OS 35 34 173 liegt eine kistenförmige Abdichtung mit schräggestelltem Boden und vertikalen Dichtwänden vor. Die Abdichtung aus Kunststoff-Folien-Bahnen wird in einer großen Anzahl parallel zueinander und nacheinander hergestellter Aufhauen auf dem Liegenden eingebaut. Durch gegenläufiges Einfallen der Aufhauen zueinander und/oder nach einer Seite der Deponie entsteht in Verbindung mit verschiedenen anderen Details eine empfindliche "Innendränage". Es liegt keine muldenförmige Basisabdichtung vor. Als Versatz zur Auffüllung des Hohlraumes über der Dichtfolie ist eine inhomogene Mischung aus aufbereite­ ten Haufwerksbergen und Verfestiger geplant.

Bei der o.a. Version sind die Aufhauen zwischen offenen Baugruben angeordnet. Eine andere Version sieht vor, daß die Aufhauen aus einer einzelnen Strecke an einer Seite der Deponie angesetzt werden und nach Erreichen der gegenüberliegenden Seite um 180^o geschwenkt und wieder zur Ausgangsstrecke zurückgeführt werden. Über Wetterführung sind keine Ausführungen gemacht.

Der Vorschlag nach DE-OS 35 45 207 läßt zwar eine leichte Muldung einer Basisabdichtung erkennen, es wird aber keine umfassende Dichtschüssel mit Rundumabsperrung gegenüber dem Grundwasser beschrieben. Die relativ dünne, nach oben gewölbte Dichtschicht von 0,2-0,3 m wird in einem Verpreßverfahren mit Hilfe eines sog. Vortriebsschildes in dem Zwischenraum zwischen den verhältnismäßig eng nebeneinander liegenden Tunnelröhren eingebracht. Die Funktion der hier gegebenen "Innendränage" wird durch die Tunnelstrecken erfüllt, die nur in der Lage ist, Sickerflüssigkeit aus dem Innenbereich der Abdichtung zu übernehmen, aber keine Undichtigkeit der Sperrschicht anzuzeigen. Ein wesentlicher Nachteil besteht darin, daß die zahlreichen Verpreßtunnel, die in einem Abstand von 10-30 m angeordnet sind, auf Grund ihrer Aufgabe erhebliche Dimensionen besitzen und Unterbrechungen der Dichtschicht darstellen. In Verbindung mit den Zusatzdrücken, die im Bereich solch großer und eng beieinander liegender Röhren entstehen, wird kaum Dauerdichtigkeit der Basisabdichtung zu gewährleisten sein.

Bei dem Verfahren nach DE-OS 36 04 940 ist eine muldenartige Ausführung der Dichtschüssel vorgesehen, die in einem sog. Streb, dessen Enden übertage liegen, eingebracht werden soll. Dieser strebähnliche Raum wird jedoch als Druckschleuse ausgebildet und hat somit nicht das wesentliche Merkmal eines Strebs, die durchgehende Bewetterung. Die Mulde ist auch nicht in Richtung der Muldenlinie einseitig schräggestellt, und es ist auch nicht zu erkennen, wie die angedeutete "Innendränage" entsorgt werden soll. Es ist auch nicht dargestellt, daß es sich um eine umlaufende Mulde als Dichtschüssel handelt bzw. wie dieses erreicht werden soll.

Abgesehen davon, daß es nach Bergbauerfahrung nur schwer vorstellbar ist, daß man trotz der zu erwartenden Konvergenz das vorne gewonnene Material, neben verschiedenen Arten von Abdich­ tungsbahnen und Dränagematerial und -rohren, hinten vollständig einpressen kann, handelt es sich hier zur Verfüllung um keinen dauerdichten Fremdvollversatz.

In der Version, bei breiten Deponien nur eine Hälfte zu unterfahren und dann die andere, liegt nicht etwa ein einflügeliger Muldenstreb vor. Das sog. Sackloch gleicht eher einem sonderzu­ bewetterndem Unterdamm, der in dieser Anlage schon wegen der Gefährdung des Fluchtweges bei einem Wassereinbruch o. ä. bedenklich ist. Der Vorschlag des Teilabbaus zwischen Stollen, die offen bleiben, ist aus vorher bereits mehrfach genannten Gründen nicht zu unterstützen.

In DE-OS 36 05 062 wird beschrieben, daß die Basisabdichtung einer Deponie aus seitlichen Baugruben mit Hilfe von streifenähnlich nebeneinander liegenden Aufhauen oder versetzt angeordneten kurzstrebähnlichen Grubenbauen mit hangendzerstörenden, vorspringenden Ecken hergestellt wird, die letztlich eine horizontale Abdichtungsfläche bildet. Den beigefügten und beschriebenen Bildern ist zu entnehmen, daß es sich keinesfalls um eine Dichtmulde handelt und in Zusammenhang mit den umfassenden Baugruben mit Berliner Verbau eher eine kistenförmige Abdichtung vorliegt, wobei die Art und Verbindung zwischen senkrechter und horizontaler Dichtfläche nicht dargestellt wird. Auch ein Gefälle der Basis ist offenbar nicht beabsichtigt. Als Dichtschicht wird im wesentlichen eine Dichtfolie vorgeschlagen und der darüber verbleibende Hohlraum mit einem Gemisch aus Haufwerk und einem Binder verfüllt, also aus hiesiger Sicht kein Fremdvollversatz aus einem geeigneten Stoff. Eine "Innendränage" ist nur angedeutet.

Auch bei DE-OS 36 07 499 ist in einer Version an eine kistenförmige Dichtwanne gedacht, in der die Dichtfunktion von einer relativ dünnen Sperrschicht mit leichtem Gefälle erfüllt wird, auf die ggf. eine "Innendränage" mit Abfluß in den umgebenden Graben gelegt wird - bei "dichtem" Untergrund sogar ohne Sperrschicht. Die Außenwände des Grabens sollen ebenfalls mit der Sperrschicht belegt werden, die aus flexiblen oder plattenförmigen Materialien bestehen soll. Der verbleibende Resthohlraum in dem strebähnlichen, wandernden Arbeitsraum und ggf. auch der Graben wird mit gewonnenen Bergen ohne Verfestiger versetzt.

Das hier beschriebene bergmännische Verfahren mit einem söhligen oder annähernd söhligen Grubenbau unmittelbar unterhalb oder gar noch innerhalb der unteren Deponieschichten birgt in Verbindung mit dem Bergeversatz in ganz besonderer Weise die Gefahr des Eindringens von Luft in die Deponie bzw. eines Gas- oder Flüssigkeitsausbruchs aus der Deponie in den Arbeitsraum in sich. Abgesehen davon ist auch nicht beschrieben, wie die Wetterführung bzw. die Beherrschung schädlicher Gase gelöst werden soll. Das alternative Verdrängungsverfahren "zu ebener Erde" sieht keine Dichtschüssel vor und läßt die beschriebenen Nachteile wegen aufhauenmäßig, parallel nebeneinander und nacheinander herzustellender Arbeitsräume in noch stärkerem Maße erwarten.

In der vorliegenden Erfindung ist beabsichtigt, das Problem der Abdichtung von Deponien - vor allem aber von sog. Altlasten - unter dem Grundgedanken zu lösen, daß es auf solch einer großen Fläche, wie sie bei Großdeponien in der Regel vorliegt, keine durchgehend naturdichten Böden gibt. Das bedeutet, daß eine Dichtschüssel zu bauen ist, die vor allem im Bereich des Grundwassers außerordentlich hohe Anforderungen erfüllen muß. Hier bietet die bergmännische Herstellung große Vorzüge, da sie sich in ausreichend großen Räumen abwickelt, die eine Ferti­ gungskontrolle vor Ort zulassen und die Einbringung von Dichtschichten praktisch beliebiger Dicke gestattet.

Die gemäß Patentanspruch 1 beschriebene, umlaufend muldenförmige Dichtschüssel hat vor allem den Vorteil, daß sie auf allen Seiten der Deponie ohne seitliche Dichtwände auskommt, deren Herstellung - besonders bei großen Teufen - Schwierigkeiten bereitet, hohe Kosten verursacht und wo die Übergänge mehr oder weniger söhliger Basisabdichtungen zur senkrechten Umfassung kaum dauerdicht zu bekommen sind. Das gilt auch, weil bergmännische Aktivitäten für die Herstellung der Basis zu vorlaufenden und nacheilenden Druckwellen führen, die selbst die Dichtwände zerstören können. Dichtwände sind besonders in nachgiebigen Lockerböden gefährdet. Demgegenüber liegt eine echte Mulde in ihrem gesamten Verlauf auf ihrem Untergrund mit relativ gleichmäßigen Flächenpressungen auf, auch im Randbereich. Außerdem hat eine echte, umlaufende Mulde keine Knickstelle, die ebenfalls ein Schwachpunkt ist.

Es ist auch sinnvoll, die Muldenschüssel größer anzulegen als die Grundfläche der Deponie. In Verbindung mit dem Abtauchen in deponiefernere Schichten auf Grund der Muldenform wird sicherge­ stellt, daß die Deponie weitgehend unberührt und dicht bleibt. Zudem kommt sie ohne eine verzweigte und empfindliche "Innendränage" aus, da sich Flüssigkeit auch ohne diese immer im Tiefsten sammelt. Die einseitige Schrägstellung der Mulde unter der Deponie ist auch Voraussetzung für die Eigenschaften des Dichtverfahrens gemäß Patentansprüchen 12 und 13.

Dieses einseitige Gefälle in Richtung der Muldenlinie bietet auch Vorteile, wenn es vor der Herstellung nicht gelungen ist, durch entsprechend vorlaufende Maßnahmen alle evtl. zusitzenden Wässer fernzuhalten. Dann ist es möglich, den Abbau im sog. schwebenden Verhieb, also ansteigend zu verhauen, während bei gebrächem "Dach" im Streb möglicherweise dem fallenden Verhieb der Vorzug zu geben ist.

Der moderne bergmännische Strebbau - auch Langfrontbau genannt - hat, vor allem im Zusammenhang mit Vollversatz, die Eigen­ schaft, daß nach allen bergmännischen Erfahrungen ein gleichmäßiger, hangendschonender und kostengünstiger Abbau von Erdschichten möglich ist. Im Vergleich damit führt das Neben- und/oder Nacheinander von Einzelstrecken (auch Tunnelröhren bzw. Aufhauen) zu einer stärkeren Beunruhigung des Gebirges, zumal im Zusammenhang mit den dabei entstehenden, vorspringenden Ecken und es verhindert eine gleichmäßige, möglichst zerstörungsfreie Absenkung der Dachschichten. Ähnliche Nachteile entstehen, wenn man das gesamte Abbaufeld durch eine Vielzahl von Strecken in zahlreiche Kleinfelder unterteilt bzw. unter einer Deponie Strecken oder Tunnelröhren - möglichst noch in geringem Abstand voneinander - auffährt und/oder offenhält. Dazu kommt, daß solche Strecken den Lufteintritt in die Deponie mit seinen unerwünschten Nebenwirkungen begünstigen.

Strebbau hat immer durchgehende Bewetterung und bei Vorhanden­ sein von schädlichen Gasen, eine genau definierte mit Hilfe eines Ventilators. Das ist auch bei der Abdichtungstechnik mit einem Muldenstreb unter einer Deponie nützlich, wie in Patentanspruch 9 gefordert.

Die Frischluftzufuhr und ihre Entsorgung (Wetterführung) soll unter Beachtung der im untertägigen Steinkohlenbergbau üblichen Verfahren und Sicherheitsaspekte erfolgen. Ggf. sind Einrichtun­ gen zur Reinigung der Abwetter vor Eintritt in die Atmosphäre nötig. Für den Umgang mit gesundheitsgefährdenden Stoffen in der Atemluft sind bei Bedarf Grubenwehrtechniken, aber auch andere Techniken einsetzbar, da u. a. der geplante Strebraum genügend Bewegungsspielraum hat.

Klimatische Schwierigkeiten sind wegen der geringen Teufe, in der sich die Aktivitäten abspielen, wahrscheinlich nicht zu erwarten, jedoch auch ggf. mit bekannten Untertagetechniken zu beherrschen. Der Muldenstreb gemäß Patentanspruch 2 kennt alle diese Vorzüge und gestattet es in idealer Weise, die Ausgestaltung der Dichtmulde gemäß Patentanspruch 1 vorzunehmen. Als zweiflügeliger Abbau - auch als Schwenkstreb - kommt er im Normalfall mit nur einer Strecke im Muldentiefsten aus, die später im Regelfall gemäß Patentanspruch 7 wieder verfüllt wird.

Das Gewinnungsverfahren im Muldenstreb kann mit bekannten bergmännischen Techniken durchgeführt werden, also schneidend oder schälend. Seine Auswahl hängt von der Beschaffenheit der Bodenschichten ab, in denen der Streb laufen muß. Evtl. ist eine Hangendverfestigung oder ähnliche Verfahren durchzuführen. Sie erfordern möglicherweise das Auffahren von Mittelörtern (Hilfsstrecken), um von dort aus im Einfallen des Strebs zur Verfestigung Bohrungen vorzunehmen. Für den schreitenden Strebausbau sind bekannte oder noch zu konzipierende Blasver­ satz-Ausbauformen verwendbar, je nach Art der Hangendschichten oder sonstiger Erfordernisse. Sollte künftig eine Kunststoffolie für den vorliegenden Verwendungsfall auf dem Markt sein, die allen Dauerfestigkeitsanforderungen gerecht wird, so könnte diese auch in einem entsprechend ausbautechnisch zu gestaltenden Strebraum eingebracht werden.

Es reicht wahrscheinlich, daß die Neigung des Muldenstrebs auf den Flanken zur Achse (Muldenlinie) mindestens der Neigung der Basisabdichtung von Bergehalden entspricht. Sie kann aber auch bestimmt werden durch die Teufe, in die der Muldenstreb aus Gründen z. B. der Beschaffenheit der Hangendschichten abtauchen muß.

Auch für das Maß der Schiefstellung der Dichtschüssel unter der Deponie im Verlauf der Muldenlinie ist vermutlich das Gefälle der Abdichtung von Bergehalden ausreichend.

Die Herstellung der geometrischen Form einer solchen Dichtmulde mit Hilfe eines Muldenstrebs ist berg- und vermessungstechnisch unproblematisch und Stand der Technik.

Während der Zeit der Herstellung der Dichtschüssel und/oder vorher sind ggf. Maßnahmen zur Grundwasserbeherrschung notwendig. Ebenfalls sollte man an übertägigen Strebenden durch Wanderzelte o. ä. und über der Altlast ganz oder teilweise durch geeignete Abdeckfolien den Zutritt von Niederschlagswasser unterbinden. Als eigentliches Dichtelement wird im Strebraum gemäß Patent­ anspruch 4 Fremdvollversatz in voller Mächtigkeit des Streb­ raumes eingebracht. Damit soll er die ausreichende Dicke bekommen, um auch damit die Gewähr von langfristiger Dichtigkeit zu geben. Nachbruch aus dem Hangenden und Berge aus der Gewinnung untertage - auch mit Festiger oder Dichtstoffen versetzt oder aufbereitet - sind kein Fremdvollversatz. Vor allem muß Nachbruch aus dem Hangenden schon deswegen abgelehnt werden, weil er undicht ist und Konvergenz und Undichtwerden der Schichten zur Deponie hin begünstigt. Gewinnungsbergemischungen scheiden u. a. deswegen aus, weil sie aus der Deponie z. B. auch für die Dichtheit schädliche Stoffe enthalten können.

Gemäß Patentanspruch 5 ist zur Minimierung von Konvergenz der Dachschichten und zur Erzielung einer einwandfreien, dauerdich­ ten Undurchlässigkeit ein homogener, zähbiegsamer Baustoff gleichmäßiger Körnung als Fremdvollversatz vorgesehen. Als Versatzmaterial kommen möglicherweise herkömmliche Bergbaubau­ stoffe in Frage, z. B. Hydroanhydrit, der zähfest, in gewissen Grenzen biegsam und auch wasserresistent ist und der bei der Herstellung von Untertagedämmen im Steinkohlenbergbau gasdicht wird - das gilt auch an den Nahtstellen der Einbringungsabsätze. Ggf. sind aber auch andere Abdichtungsfüllstoffe als Versatz nötig.

Für die Einbringung sind bekannte Bergbauverfahren geeignet, entweder pneumatisch oder hydraulisch bzw. als Kombination von beiden. Ggf. sind dafür jedoch andere Verfülltechniken - je nach Art der Füllstoffe - anzuwenden.

Wichtig erscheint, daß bei der Einbringung des gleichmäßigen Fremdvollversatzes gemäß Patentanspruch 6 keine Absätze oder gar Kanten entstehen, um Stanz- und Kerbwirkungen auszuschließen, da diese zur Zerstörung des Dichtversatzes, also zu Durchlässig­ keiten führen können und auch der Lufteintritt in die Deponie begünstigt wird.

Auch die Verfahren nach den Patentansprüchen 7 und 8 zielen in die gleiche Richtung, wobei die Behandlung gemäß Anspruch 7 auch für Mittelstrecken, die als Hilfsörter hergestellt werden, erforderlich ist. Bei Kopfstrecken eines Muldenstrebs ist das nicht unbedingt notwendig, da diese auf die Flüssigkeitsdurch­ lässigkeit der Dichtschüssel praktisch keinen Einfluß haben.

Ein Muldenstreb hat gemäß Patentanspruch 10 noch den weiteren Vorteil, daß es möglich ist, mit der Dichtschüssel so weit abzutauchen, und damit so viel horizontalen Abstand zur Deponie zu gewinnen, wie das auf Grund der Festigkeit oder Durchlässigkeit der Bodenschichten notwendig erscheint. Das ist bei älteren Vorschlägen im wesentlichen nur durch tiefere Umfassungswände möglich, deren Herstellung bei zunehmender Teufe überproportional zunehmende Kosten und Schwierigkeiten erwarten läßt. Auch die Beanspruchung durch evtl. bergmännische Druck- und Zugauswirkun­ gen steigt.

Die erfindungsgemäß ggf. benötigten Kopfstrecken müssen natür­ lich immer oberhalb des höchsten Grundwasserstandes angeordnet sein. In einfachen Fällen könnte man die oberen Strebenden sogar in "wandernden" Gräben unterbringen, die nach Strebdurchgang wieder zu verfüllen sind.

Das Verfahren nach Patentanspruch 11 macht deutlich, daß Bergehaufwerk, das aus den Aktivitäten unter einer Deponie stammt, kontaminiert sein kann und daher ordnungsgemäß entsorgt werden muß.

Die hier vorgeschlagene Muldenabdichtung kommt ohne weitver­ zweigte "innere Dränage" aus, da sich die Flüssigkeit auch ohne diese im Tiefsten sammelt und dort mit Hilfe des in Patentanspruch 12 erwähnten "inneren Revisionsschachtes" kontrollieren und bei Bedarf entsorgen läßt. Gleichzeitig kann man mit diesem Revisionsschacht feststellen, ob flüssige Schadstoffe in der Dichtschüssel ansteigen bzw. überzulaufen drohen oder ob Wasser eindringt. Von Bedeutung ist auch, daß sich der Revisionsschacht außerhalb des Deponiekörpers befindet und diesen nicht "durchsticht".

Die unter der Dichtmulde vorgesehene "äußere Dränage" nach Patentanspruch 13 wird vor Einbringen des Vollversatzes aus dem Streb heraus bzw. in der Muldenstrecke hergestellt. Sie hat die Aufgabe, dennoch durch die Dichtmulde sickernde Undichtigkeits­ medien darunter aufzufangen. Sie leitet diese in einen weiteren, "äußeren Revisionsschacht", der ebenso wie der innere Revisions­ schacht ausgerüstet sein kann und sich neben diesem auch außerhalb des Deponiekörpers befindet. Die Dränage besteht aus Zulaufrohren, die in einem Abstand von 5-10 m parallel zur Strebfront, d. h. mit Einfallen zur Muldenlinie eingebaut werden. Diese münden in einem Sammler, der bei zweiflügeligem Strebbau in der Muldenstrecke eingebaut wird und seinerseits in den "äußeren Revisionsschacht" führt. Bei einflügeligem, durchgehenden Muldenstreb kann der Einbau in der Muldenlinie unter schwierigen Umständen nur im Streb stattfinden.

Das Sammlerrohr muß so dimensioniert sein, daß es bekriechbar ist (also mindestens 600 mm licht; das reicht nach den Normen aus). Die kreisrunde oder möglicherweise flachovale Form des Sammler­ rohres ist mit seinem geringen Durchmesser und der Anordnung unter der Dichtschüssel gebirgsmechanisch optimal, d. h. dadurch werden Stanzwirkungen auf die Dichtschüssel, die Undichtigkeiten im Gefolge haben können, minimiert. Das gilt vor allem im Vergleich mit Kontrollstrecken älterer Vorschläge, die auf Grund ihrer Vielzahl, Größe und Anordnung in der Dichtschicht Undichtigkeiten und Lufteintritt in die Deponie vorprogrammieren.

Nach Patentanspruch 14 ist dafür zu sorgen, daß die Zulaufrohre der "äußeren Dränage" unter der Abdichtung so in das Liegende des Strebs eingelassen werden, daß Kerbwirkung auf die Dichtschicht vermieden wird. Die Verlegung kann geschehen, indem diese z. B. im Streb in ausgefräste Rinnen im Liegenden gelegt und evtl. mit Kies oder ähnlichem Material abgedeckt werden.

Mit diesem Dränagesystem ist gleichzeitig die Aufgabe zu lösen, evtl. vorhandene Undichtigkeiten der Dichtmulde grob zu lokali­ sieren, um ggf. Nachdichtungen anzusetzen.

Das geschieht in der in Patentanspruch 15 beschriebenen Art und Weise. Je nach Umfang der Undichtigkeit könnte mit einem weiteren Vollversatz -Muldenstreb unterhalb eine neue Dichtschüssel angelegt werden. Bei kleineren Undichtigkeiten ist daran gedacht, einen "Dichtstreifen" mit Hilfe eines Vollversatz-Kurzstrebs von angemessener Ausdehnung unter der ersten Dichtschüssel einzu­ bringen. Dabei ist darauf zu achten, daß der Dichtversatz des Dichtstreifens an seinen Rändern so ausläuft, daß er keine Kanten bildet.

Die nachträglichen Abdichtungsarbeiten vereinfachen sich berg­ männisch, da sie unter einem definierten, künstlichen Dach ablaufen können. Die Einbringung des weiteren Dichtvollversatzes nahtlos unter der 1. Dichtschüssel läßt Dichtigkeit, vor allem auch des "Dichtstreifens" erwarten.

Seine Vorteile gelten nicht nur für die beschriebene Erfindung.

Sie lassen sich bei jeder Deponieabdichtung nutzen, bei der ein abgebundener Versatz eingebracht wurde, der später als "künstliches Dach" für eine nachträglich durchzuführende Abdichtung auf bergmännische Art dienen soll. Seine Vorteile gelten aber besonders für unsere Dichtschüssel, weil diese auf Grund des Verfahrens bei ihrer Herstellung mit Präzision vermessen werden kann. Genau so präzise kann dann auch ihre Nachdichtung gestaltet werden.

Die Aufgabe der Sanierung von Altlasten stellt in der Bundesre­ publik Deutschland, aber auch weltweit, ein Problem von lebenswichtiger Bedeutung für die Umwelt 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 sogenannter Altlasten nachträglich durch eine neue Abdichtung zu sichern ist, auch für neuere Abdichtungen von Problemstoffen sind Dichtschüsseln von höchster Qualität zu fordern.

Insofern sind die hohen Kosten, die für die erfindungsgemäße Art von Abdichtungen aufzuwenden sind, vertretbar, zumal die teuren Einrichtungen für die Herstellung solcher Dichtschüsseln mehr­ fach verwendbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zeichnerisch darge­ stellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt Bild 1 den Grundriß einer ca. 250 m breiten und etwa 500 m langen Mülldeponie, unter der die als nachträgliche Abdichtung vorgesehene Dichtschüssel, die sich in der Herstellung befindet, angeordnet ist. Die Grundfläche der Deponie ist in der Zeichnung von links unten nach rechts oben schräg schraffiert, die der Dichtschüssel von rechts unten nach links oben.

In der, vor allem zu Erkundungszwecken, vorab aufgefahrenen Muldenstrecke (Schnittlinie B-B) ist der Dränagesammler unter dem Niveau der Streckensohle eingebaut. In diesen münden die Dränagezulaufrohre ein, die vom Strebraum aus eingebaut werden. Sie sind in dieser Zeichnung nur im Bereich des Strebstandes (Schnittlinie A-A) des zweiflügeligen Muldenstrebs dargestellt. Die Muldenstrecke wird im Regelfall hinter dem Streb abgeworfen (wie in Bild 2 dargestellt). Es kann aber in besonderen Fällen (z. B. wenn ausreichend dichte oder dicke Erdschichten zwischen Dichtmulde und Deponie vorhanden sind) sinnvoll sein, die Muldenstrecke offen zu halten, wie in Bild 1 angenommen.

Die Verhiebsrichtung des Doppelstrebs ist hier im wesentlichen fallend. Eine Umkehrung der Verhiebsrichtung ist aber auch möglich, wenn wichtige Gründe dafür sprechen.

Die Antriebe des Strebförderers liegen bei diesem Beispiel an den Strebenden übertage (etwa bei A) und werden zweckmäßiger­ weise mit Wanderzelten abgedeckt (hier nicht dargestellt) .

Am oberen Bildrand befinden sich die beiden Revisionsschächte, die evtl. erst nach Abschluß der Abdichtung gebaut werden.

Bild 2 zeigt den Schnitt im Bereich des Strebstandes (Schnittlinien A-A) mit Sicht zum oberen Bildrand des Bildes 1 und den Schnitt B-B.

In Schnitt A-A ist zu erkennen, daß eine Mülldeponie von ca. 60 m Höhe oberhalb der Tagesoberfläche angenommen wurde. In der Muldenstrecke - und zwar unterhalb der Streckensohle - ist der Dränagesammler angedeutet. Eine Dränagezulaufleitung ist nicht dargestellt.

Die Mittelörter, welche aus bergmännischen Gründen als Hilfsör­ ter evtl. erforderlich sind, wurden hier nicht eingezeichnet. Der Schnitt B-B ist ein Längsschnitt. Hier wurde davon ausgegangen, daß die Muldenstrecke nach Strebdurchgang und Durchziehung des Dichtversatzes sowie Auffüllen ihres Restquerschnittes abgeworfen wird. Das Dränagesystem, welches sich unter der Dichtschüssel befindet und über den Dränagesammler in den "äußeren" Revisionsschacht einmündet, wurde aus Maßstabsgründen nicht dargestellt.

Der "äußere Revisionsschacht" endet unterhalb der Dichtschüssel, der "innere Revisionsschacht" reicht bis zum tiefsten Punkt der Dichtschüssel.

Bei Offenhalten der Muldenstrecke (ganz oder teilweise) können die Revisionsaufgaben anders gelöst werden.

Bild 3 ist der Grundriß einer Abdichtschüssel, in der Undichtigkeiten mit Hilfe des Dränagesystems lokalisiert wurden. Es wird angenommen, daß die von der Herstellung der Dichtschüssel vorhandene Muldenstrecke noch offen war. Aus dieser heraus wurde mit Hilfe von Begleitstrecken ein Vollversatz- Kurzstreb von ca. 50 m Länge unmittelbar unterhalb der vorhandenen Dichtschüssel schwebend (im Bild von links nach rechts) entwickelt, um unter die Undichtigkeiten einen "Dichtstreifen" zu legen. Bei Nichtvorhandensein der Muldenstrecke (Normalfall) wird der Kurzstreb fallend geführt (im Bild von rechts nach links).

Die bei der Herstellung des Kurzstrebs anzuwendenden Techniken und Arbeitsvorgänge entsprechen im wesentlichen denen, die bereits bei der Herstellung der Dichtschüssel beschrieben wurden.

Claims (16)

1. Sicherungsverfahren für Deponien - vorwiegend Altlasten - in Form einer Abdichtung, die bergmännisch darunter hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in ihrer gesamten Ausbil­ dung eine muldenförmige, umlaufende und knickfreie Dicht­ schüssel entsteht und die in ihrer Längsachse (Muldenlinie) unter der Deponie mit einseitigem Gefälle angelegt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum für die Herstellung der Dichtschüssel aus einem bergmännischen Muldenstreb entwickelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Muldenstreb auch zweiflügelig - ggf. auch als Schwenkstreb - geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbauhohlraum mit Fremdvollversatz verfüllt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewährleistung einer einwandfreien Undurchlässigkeit und zur Minimierung von Konvergenz der Dachschichten der Fremdvoll­ versatz aus einem geeigneten, homogenen, dauerdichten und zähbiegsamen Stoff besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eingebrachte Abdichtungs-Fremdvollversatz gleichmäßig, also ohne Kanten und Absätze eingefüllt wird, um Stanzwirkungen zu vermeiden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Versatz auch im Bereich von innerhalb der Abdichtung aufgefahrenen Strecken in gleicher Weise und Dicke wie im Streb durchgezogen wird, wenn diese abgeworfen werden, und daß die darüber hinausgehenden Streckenquerschnitte zur Ver­ meidung von Kantenwirkungen mit verfestigtem Material aus dem gewonnenen Erdreich oder mit Material ähnlicher Festig­ keitseigenschaften wieder aufgefüllt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auch Ausbruchzonen im Streb wieder sorgfältig verfüllt werden, und zwar mit dem gleichen verfestigten Material, wie in Anspruch 7.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Muldenstreb bei Bedarf nicht mit "natürlicher", durchgehen­ der Bewetterung sondern mit einer definierten Bewetterung mit Hilfe eines Ventilators belüftet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es möglich ist, - je nach Beschaffenheit der Dachschichten oder sonstiger Umstände - durch Anbindung des Muldenstrebs z. B. an Kopfstrecken oder durch parabolähnliche Ausbildung der Mulde bis in Schichten abzutauchen, in denen die Abdichtung optimal gestaltet werden kann.

11. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Haufwerk der abgebauten Erdschichten aus dem Streb oder den Strecken abgefördert und ggf. auf der Altlast aufgela­ gert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Tiefstpunkt der in Richtung der Muldenachse einseitig schräggestellten Dichtmulde mit Hilfe eines außerhalb des Deponiekörpers stehenden Revisionsschachtes - "innerer Revisionsschacht" - o. ä. eine Kontrollmöglichkeit für Wasser und flüssige Schadstoffe innerhalb der Abdichtung besteht und wo diese entsorgt werden können, um z. B. einen Überlauf ins Grundwasser zu verhindern.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine unter der Dichtschüssel eingebrachte Dränage ("äußere Dränage")

• a) in Form von Zulaufrohren quer zur Muldenachse in ein einziges in der Muldenlinie unter der Dichtschüssel befindliches und zu Kontrollzwecken bekriechbares Samm­ lerrohr von einem lichten Durchmesser ≧600 mm führt, wel­ ches nach Schließen der Dichtschüssel vor dem Abwerfen der Muldenstrecke ebenfalls unter der dann geschlossenen Dichtschüssel liegt und das seinerseits
• b) ebenfalls in einem Revisionsschacht ("äußerer Revisions­ schacht") o. ä. mündet, der sich wie der "innere Revisi­ onsschacht" ebenfalls außerhalb des Deponiekörpers befin­ det,

und mit deren Hilfe Undurchlässigkeiten der Abdichtung nicht nur lokalisiert sondern (über den "äußeren Revisions­ schacht") auch entsorgt werden können.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufrohre der "äußeren Dränage" unter der Abdichtung so in das Liegende des Strebs eingelassen werden, daß Kerbwirkung auf die Dichtschicht vermieden wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je nach Lage und Umfang dennoch eingetretener Undichtigkeiten eine Nachdichtmöglichkeit für die 1. Dichtschüssel besteht, entweder wiederum in Form einer weiteren Dichtschüssel gemäß Patentanspruch 1 darunter oder durch Herstellen eines "Dichtstreifens" mit Hilfe eines sog. Kurzstrebs.