DE4314369C2 - Deponie-Abdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Deponie-Abdichtung nach dein Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus ökologischen Gründen kommt dem Aufbau einer Deponie erheb­ liche Bedeutung zu. Insbesondere ist es wichtig, Boden und Grundwasser vor einer im Untergrund sich ausbreitenden und durch den Menschen hervorgerufenen Verschmutzung zu schützen. Das Eindringen von Schadstoffen in den Untergrund kann bei einer Deponie dadurch verhindert werden, daß Abdichtungs­ schichten vorgesehen werden, und zwar insbesondere eine Basis- Abdichtung, auf der die Deponie errichtet wird und einer Oberflächenabdichtung nach dem Verfüllen der Deponie. Dabei ist zu beachten, daß die Basis und insbesondere die Oberfläche einer Deponie Setzungen und Setzungsunterschieden unterworfen sind. Ferner besteht die Ansicht, daß die Wasserpermeabilität der Oberflächen-Abdichtung niedriger sein muß als die der Basis-Abdichtung. Schließlich ist zu beachten, daß Deponien auf Dauer, gegebenenfalls für mehrere 1000 Jahre, angelegt werden und die für die Abdichtung verwendeten Materialien daher über längere Zeit keinen Alterungserscheinungen unterliegen dürfen, die den Dichtungszweck beeinträchtigen. Als Abdichtungsbau­ stoffe haben sich daher mineralische insbesondere tonhaltige Erdstoffe sowie Kunststoffdichtungsbahnen durchgesetzt, die auch gemeinsam in Form einer Kombinationsdichtung verwendet werden können (vgl. hierzu Beton-Kalender 1991, Kapitel 9.1 "Deponietechnik").

Üblicherweise wird auf einem Untergrund ein Planum mit Hilfe einer Ausgleichsschicht erreicht. Auf dieser werden mehrere Lagen einer mineralischen Dichtungsschicht, bestehend aus bindigen Erdstoffen, Betonen und Gemischen aus Tonen, Schluf­ fen, Sanden und Kiesen, aus betonmehlverbesserten natürlichen Erdstoffen oder aus in Dosier- und Mischanlagen rezeptmäßig aus Einzel-Erdstoffkomponenten aufgebauten Gemischen verwendet. Auf dieser mineralischen Dichtungsschicht wird eine weitere Schutzschicht, beispielsweise eine Kunststoffdichtungsbahn angeordnet. Auf dieser wird eine Dränschicht angeordnet, die Drainagerohre aufweist. Erst hierauf wird der in der Deponie zu deponierende Abfall angeordnet. Nach vollständiger Füllung der Deponie wird diese an ihre Oberfläche in in wesentlichen ähnlicher Weise abgedichtet. Insbesondere wird gegebenenfalls kombiniert mit einer Kunststoffdichtungsbahn eine mindestens eine Lage aufweisende mineralische Dichtungsschicht in ähnlicher Weise vorgesehen. Hierbei haben sich üblicherweise tonhaltige mineralische Materialien durchgesetzt.

Aufgrund der gegebenen Materialien ist eine 100%ige Dichtung nicht gewährleistet. Außerdem kann es zu Verwerfungen und Verformungen kommen. Schließlich bereitet die Aufbringung der verschiedenen Lagen der Dichtungsschichten technische Schwie­ rigkeiten, da die Aufbringung der Schichten mittels Großma­ schinen zu erfolgen hat, jedoch in der Dicke der einzelnen Lagen nur geringfügige Schwankungen zugelassen sein sollen.

Aus der DE 41 18 447 A1 ist eine Deponie-Abdichtung der eingangs genannten Art bekannt. Zur Verbesserung der Abdichtung sowohl der bodenseitig angeordneten Basis-Abdichtung als auch der oberhalb des Füllgutes angeordneten Oberflächenabdichtung zwischen den einzelnen mineralischen Dichtungsschichten Zwischenschichten vorzusehen, die aus flächendeckend aneinandergereihten Glasscheiben bestehen. Dabei ist vorgesehen, die zwischen den einzelnen Glasscheiben ausgebildeten Fugen einer jeden Zwischenschicht gegeneinander zu versetzen, so daβ die Permeationswege der aus der Deponie bodenseitig austretenden Sickerwässer bzw. der in diese an der Oberfläche eintretenden Niederschläge so groß wie möglich gehalten werden, und die Dichtwirkung der Deponie-Abdichtung dabei wesentlich verbessert wird Ferner ist aus der DE 41 18 447 A1 bekannt, die zwischen den Glasscheiben ausgebildeten Fugen mit spezieller Dichteinrichtungen abzudichten Dabei können die Fugen z. B. mittels einer Ton- oder Mineralmasse ausgegossen werden, oder mittels einer mit den Fugen überlappenden Abdeckung, die z. B. wiederum aus Glas bestehen kann, abgedichtet werden.

Bei den in der DE 41 18 447 A1 offenbarten Glaselementen zur Ausbildung der zwischen den einzelnen mineralischen Dichtungsschichten angeordneten Zwischenschichten handelt es sich Jedoch um Einzelglasscheiben, insbesondere solche aus gewöhnlichem Float-Glas. Bei einem in der Regel zwar seltenen, aber dennoch möglichen Bruch der Glasscheiben entweder beim Erstellen der Basisabdichtung der Deponie oder beim späteren Befüllen der Deponie können jedoch Risse oder Öffnungen in den Glasscheiben der Zwischenschichten entstehen. Die Sickerwässer der Deponie können an diesen Rissen oder Öffnungen die Glasplatten der Zwischenschichten durchdringen, wodurch der Permeationsweg entscheidend verkürzt und damit die Dichtigkeit der Deponie-Abdichtung wesentlich verringert werden kann.

Ausgehend hiervon ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Durch­ lässigkeit einer Deponie-Abdichtung entsprechend dem Oberbegriff nach Anspruch 1 weiter zu verringern.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Bruchfestigkeit der Zwischenschicht dadurch wesentlich erhöht werden kann, daß die Glaselemente, welche die zwischen den mineralischen Dichtungsschichten angeordneten Zwischenschichten bilden, statt als einlagige Glasscheiben als zwei- oder mehrlagige Glas- Verbundelemente ausgebildet werden. Die einzelnen Glaselemente der Zwischenschicht bestehen daher aus mehreren übereinander angeordneten Glasscheiben, die mittels zumindest randseitig angeordneter Abstandshalter positioniert werden. Durch die randseitige Anordnung der Abstandshalter entsteht zwischen den einzelnen Glasscheiben ein gasdicht verschlossener Zwischenraum. Die statische Tragfähigkeit der einzelnen Glaselemente wird dadurch wesentlich erhöht. Gleichzeitig wird die Durchlässigkeit der Glaselemente wesentlich verringert, da die Undurchlässigkeit eines Glaselementes selbst dann erhalten bleibt, wenn eine der übereinander angeordneten Glasscheiben bei der Montage oder beim späteren Befüllen der Deponie einen Bruch erleiden sollte.

Bei einer Luft- oder Gasbefüllung des Zwischenraums mit einem gegenüber dem umgebenden Außenraum erniedrigten Druck werden die Glasscheiben durch die Druckdifferenz zwischen dem Außen- und Zwischenraum zusätzlich zusammengepresst.

Die Glasscheiben können ferner in bekannter Weise als Verbund- Sicherheitsscheiben ausgebildet sein. Dabei kann ein Verbundmaterial, z. B. eine oder mehrere Folienschichten in die Glasscheibe eingebracht oder auf diese aufgebracht sein.

Die Glaselemente können dabei in beliebiger Form, vorzugsweise jedoch innerhalb einer Deponie stets gleicher Form verwendet werden, insbesondere Glaselemente mit einem gleichmäßigen Polygonzug entsprechendem Umfang wie Rechtecke, Sechsecke und dgl.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im Schnitt eine Basis-Abdichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 schematisch in Aufsicht eine Darstellung des gegenseitigen Versatzes der Glaselemente benachbarter Zwischenschichten;

Fig. 3 in Detailansicht eine Fuge zwischen benachbarten Glaselementen einer Zwischenschicht;

Fig. 4 eine Ausführungsform einer Abdeckung der Fugen benachbarter Glaselemente;

Fig. 5 eine andere Ausführungsform der Fugen-Abdeckung;

Fig. 6 in Aufsicht eine Anordnung von Glaselementen für eine Oberflächen-Abdichtung;

Fig. 7 einen Schnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 6;

Fig. 8 eine dachziegelförmige Anordnung der Glaselemente bei der Oberflächen-Abdichtung in Schnitt;

Fig. 9 eine Einzelheit bei einer anderen Ausführungsform einer dachziegelförmigen Anordnung;

Fig. 10 in Seitenansicht und

Fig. 11 in Aufsicht eine beispielhafte Deponie in Übersicht.

Auf einem gegebenenfalls grob gestalteten Untergrund 1 ist eine Ausgleichsschicht 2 vorgesehen, um ein möglichst ebenes Planum einer Deponie-Basis zu erreichen. Auf dieser sind mehrere Lagen 3 ₁, 3 ₂ ... einer mineralischen Dichtungsschicht bestehend aus natürlichen oder künstlich aufbereiteten Erdstoffen vorgesehen. Derartige rezeptmäßig aus Einzel-Erdstoffkomponenten aufgebaute Gemische sind in der Literatur mehrfach beschrieben. Allgemein werden sie in mehreren Lagen 3 ₁, 3 ₂, 3 ₃ ... aufgebracht, die eine Lagendicke in der Größenordnung von 0,25 m besitzen, wobei die einzelen Lagen darüber hinaus verdichtet sind. Durch die Mehr­ lagigkeit soll zum einen eine sorgfältige Verdichtung ermög­ licht werden und darüber hinaus eine gute Verformbarkeit und Scherfestigkeit gewährleistet werden. Auf dieser mehrlagigen mineralischen Dichtungsschicht ist eine Schutzschicht 5 vorge­ sehen, auf der wiederum eine übliche Abdeckung wie eine Drän- oder Filterschicht 6 vorgesehen ist. Erst auf dieser wird der Abfall (nicht dargestellt) eingetragen.

Gemäß der Erfindung ist zwischen den einzelnen Lagen 3 ₁, 3 ₂ ... der mineralischen Dichtungsschicht eine Zwischenschicht vorgesehen, die aus nebeneinander angeordneten Glaselementen 4 besteht. Auch die Schutzschicht 5 kann durch eine solche Anordnung gebildet sein. Sie kann auch wie herkömmlich durch eine Kunststoffdichtungsbahn oder eine Textilbahn wie eine Geotextilbahn gebildet sein.

Die einzelnen Glaselemente 4 bestehen im gezeigten Ausführungsbeispiel aus zwei übereinander angeordneten Glasscheiben 4 ₁ und 4 ₂, die mittels Abstandshalter 4 ₃ so positioniert werden, daß sich vorgegebene, konstante Abstände zwischen den Glasscheiben einstellen. Dabei sind die Abstandshalter zumindest randseitig rahmenförmig umlaufend zwischen den Scheiben der Glaselemente angeordnet, so daß dabei ein allseitig abgeschlossener Zwischenraum 4 ₄ zwischen den Glasplatten 4 ₁ und 4 ₂ ausgebildet ist. Es ist jedoch auch denkbar, zur Erhöhung der Stabilität zusätzliche Abstandshalter im inneren Bereich der Glaselemente zwischen den Scheiben 4 ₁ und 4 ₂ anzuordnen.

Die Abstandshalter 4 ₂ können aus einem geeigneten herkömmlichen Kunststoffmaterial (z. B. Polyethylen), wie es auch bei Verbundfenstern eingesetzt wird, ausgebildet sein. An der Grenzfläche zwischen den Abstandshaltern 4 ₃ und den Glasscheiben 4 ₁ und 4 ₂ kann eine zusätzliche Dichtungsfolie eingelegt sein. Ferner können die Abstandshalter zur Erhöhung der Dichtigkeit an der Kontaktfläche zwischen den Abstandshaltern 4 ₃ und den Scheiben 4 ₁ bzw. 4 ₂ eine zusätzlich dichtende Beschichtung aufweisen. Auch ist es denkbar, die Glascheiben 4 ₁ und 4 ₂ an der Kontaktfläche mit den Abstandshaltern 4 ₃ gasdicht zu verkleben. Der zwischen den Glasscheiben 4 ₁ und 4 ₂ ausgebildete Zwischenraum 4 ₄ ist durch den Abstandshalter 4 ₃ randseitig, gasdicht verschlossen und kann mit einem Dichtstoff gefüllt sein, der die Durchlässigkeit des Glaselementes im Falle eines Bruchs einer der beiden Scheiben 4 ₁ oder 4 ₂ wesentlich verringert.

Der Dichtstoff kann dabei ein mineralischer Dichtstoff oder ein künstlich aufbereiteter Dichtungsstoff, z. B. aus silikatischem Material mit Beimengungen aus Silikatgel, dessen Gelkomponente sowohl mit den Silikaten der Füllstoffe als auch mit den Silikaten der Glasscheiben polymerisiert sein. Der zuletzt genannte Dichtstoff kann auch als Fugen-Dichtungsmasse 10 (Fig. 4 und 5) verwendet werden.

Alternativ besteht die Möglichkeit, den Zwischenraum 4 ₄ mit einem nichtreaktiven Inertgas zu füllen, und somit die Beständigkeit der Glaselemente auch über längere Zeiträume hinweg zu Gewährleisten. Um die mechanische Festigkeit der Glaselemente zu erhöhen, weist der Zwischenraum 4 ₄ einem gegenüber dem umgebenden Außenraum erniedrigten Druck, beispielsweise des eingebrachten Füllgases auf.

In gleicher Weise wie beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist es möglich, bei einem Glaselement drei oder mehrere übereinander angeordnete Glasscheiben vorzusehen. Die mechanische Festigkeit der Glaselemente wird dabei erhöht, während das Risiko einer Leckage eines Glaselementes infolge eines Bruchs einer oder mehrerer Glasscheiben verringert wird.

Die Gefahr eines Glasbruchs kann wesentlich reduziert werden, wenn die Glasscheiben in bekannter Weise mit Laminaten versehen oder durch in die Scheiben eingebrachte oder auf diese aufgebrachte Folien zu Verbund-Sicherheitsscheiben verbunden werden, durch die ein Lösen aus dem Verbund verhindert wird und sich im Falle eines Glasbruchs bildende Risse flüssigkeitsdicht geschlossen bleiben.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Mehrscheiben-Glaselemente kann die Bauhöhe der Basis-Abdichtung als auch der Oberflächen-Abdichtung im Vergleich zur Verwendung der bekannten Einzelscheiben-Glaselemente dadurch wesentlich verringert werden, daß die Anzahl der erforderlichen Zwischenschichten bei einem gleichbleibenden Maß an Undurchlässigkeit und Sicherheit der Abdichtung reduziert werden kann.

Wie sich aus Fig. 1 bereits ergibt, sind die Fugen 7 zwischen den Glaselementen 4 einer Zwischenschicht gegenüber denjenigen einer benachbarten Zwischenschicht versetzt angeordnet. Fig. 2 zeigt in Übereinanderprojektion, daß dieser Fugenversatz für alle Fugen 7 einer Zwischenschicht gilt. Fig. 2 zeigt nämlich schematisch in Projektion die Fugen zwischen benachbarten Glaselementen von drei aufeinanderfolgenden Zwischenschichten, wobei hier die Glaselemente 4 waben- oder sechseckig im Umriß gestaltet sind.

Die Verwendung der Glaselemente 4 garantiert unbegrenzte Haltbarkeit. Zwar wird die Dichtigkeit im Bereich der Fugen 7 unterbrochen, jedoch entsteht durch den Fugenversatz in den benachbarten Zwischenschichten ein Labyrinthsystem, bei dem aufgrund der langen Permeationswege und der bereits sehr geringen Durchlässigkeit der einzelnen Lagen 3 ₁, 3 ₂ ... die Gesamtdurchlässigkeit sehr stark reduziert wird. Der eine Abdichtung kennzeichnende Wasserdurchlässigkeitsbeiwert k ist daher verschwindend gering.

Die Breite 8 der Fugen 7 (Fig. 3) ist dabei entsprechend den zu erwartenden Verformungen bei der Verfüllung der Deponie bemes­ sen. Gegebenenfalls ist auch das Untergrundverhalten zu berück­ sichtigen. Die Fuge 7 kann dabei durch den gleichen Stoff wie der, der bei den einzelnen Dichtungslagen verwendet ist, ausgefüllt werden. Es kann aber auch eine etwas andere Mate­ rialmischung verwendet werden, insbesondere und vorzugsweise ein plastischer Ton oder eine andere diffusionsdichte und verformbare Dichtungsmasse 10 (Fig. 4 und 5). Eine weitere Erhöhung des Labyrintheffektes kann erreicht werden, wenn darüber hinaus über den Fugen 7 zusätzliche Abdeckungen vor­ gesehen sind, wie etwa die Abdeckungen 9 aus Glas in Fig. 4 oder die Abdeckungen 11 aus verformten Kunststoff oder korrosionsfestem Metallblech in Fig. 5.

Hervorzuheben ist darüber hinaus, daß die Qualität der zwi­ schen den Glaselementen 4 eingefaßten plastischen Tonschichten sich nicht ändert. Durch das dauerhafte Verformungsvermögen der die Fugen 7 ausfüllenden Schichten 10 ist die Gewähr gegeben, daß mögliche Undichtigkeiten durch plastisches Fließen sich selbstheilend schließen. Deshalb wird plastisches Tonmaterial insbesondere dann verwendet, wenn eine reine mineralische Lage 3 ₁, 3 ₂ ... verwendet wird, da diese sich im Laufe der Zeit durch Austrocknen erheblich verändern kann, was bei Verformungsände­ rungen in Folge der Schüttvorgänge zu Rissen im Außenbereich der Dichtmassen und damit zu Durchtrittsöffnungen führt.

Das gleiche Prinzip ist dem Grundsatz nach auch bei Oberflächen-Abdichtungen verwendbar. Der Aufbau einer Oberflächen-Abdichtung ist ähnlich dem einer Basis- Abdichtung, wobei die Schichten in zeitlich umgekehrter Reihenfolge aufgetragen werden, so daß die mineralische Dichtungsschicht weitgehend außenliegt und üblicherweise auf dieser der kulturfähige Boden aufgebracht wird.

Wie in Fig. 6 dargestellt, können die einzelen Glaselemente 4', die hier rechteckig sind, in gleicher Weise nebeneinander auf einer mineralischen Dichtungslage angeordnet werden, wobei ebenfalls Fugen gebildet sind. Die Fugen 7 sind zweckmäßig bei der Oberflächen-Abdichtung mittels eines Profils, insbesondere eines Polyethylen-Profils 12, abgedichtet. Um insbesondere ein Abrutschen bei geneigter Anordnung der Glaselemente 4' zu vermeiden, erfolgt die Anordnung zweckmäßigerweise auf einer Gewebeschicht 13, wobei eine solche auch auf den Glaselementen 4' angeordnet wird, um die darauf aufgebrachten Materialien an einem Abrutschen zu hindern. Das Profil 12 und die Gewebeschicht 13 können dabei miteinander integriert ausgebildet sein.

Statt eines solchen Profils 12 kann auch eine überlappende Anordnung gewählt werden. Gemäß Fig. 8 ist eine dachziegel­ artige Anordnung vorgesehen. Wie sich aus Fig. 9 ergibt, kann zur Abstützung sich gegenseitig überlappender Glaselemente 41 ein Halterungselement 14, wie ein Winkelblech oder dgl., vorgesehen sein.

Die Fig. 10 und 11 zeigen den grundsätzlichen Aufbau einer Deponie, und zwar in Form einer Halden-Deponie. Jedoch ist die Anordnung auch bei anderen Deponiearten wie Hang- oder Gruben­ deponien grundsätzlich verwendbar. Ferner sind im gegebenen Fall (nicht dargestellt) Entgasungsbrunnen herauszuführen.

Die Fig. 10 und 11 zeigen grundsätzlich eine Deponie 15 mit einer Basis-Abdichtung 19 und einer Oberflächenabdichtung 20. Im Bereich eines waagerechten Abschnittes 16 einer Deponie- Oberfläche ist eine Profilierung durchgeführt, nämlich ein Dachprofil 17 in Querrichtung und zusätzlich ein Dachprofil 18 in Längsrichtung, derart, daß bevorzugte Ablaufrichtungen für Regenwasser geschaffen sind, um hierdurch das Einsickern noch weiter zu erschweren. Darüber hinaus kann die übliche nachträg­ liche Gestaltung 21 nach verfüllter Deponie vorgesehen sein. Wie sich insbesondere aus Fig. 11 ergibt, ist eine möglichst geometrische Gestaltung der Deponie vorzuziehen, da hierdurch die Verlegungsarbeit der Glaselemente 4, 4' erleichtert ist, jedoch ist eine Verlegung der Glaselemente 4, 4' auch bei nicht geometrischer Ausbildung möglich. Eine solche geometrische Ausbildung ist in einfacher Weise erreichbar, da zunehmend mehr und mehr biologisch weitgehend stabilisierter Restabfall zu Würfeln gepreßt im Oberflächenbereich eingebracht wird.

Durch die Erfindung wird eine dauerhafte und höchst effiziente Abdichtungsbarriere für eine Deponie-Anlage geschaffen. Dabei werden die Vorteile einer geringen Bauhöhe, die sich durch die Einsparung der notwendigen Anzahl der Schichten bei einem vorgegebenen Maß an Sicherheit und Undurchlässigkeit der Abdichtung ergibt, mit den Vorteilen eines stabilen und robusten Bauelementes kombiniert und die Verlegearbeiten wesentlich vereinfacht und verkürzt. Bei fachgerechter Verlegung kann Regen ohne Schäden an der Dichtung abgeleitet werden und das Einsickern von sich an der Sole der Deponie-Anlage ansammelnden Sickerwässern in das Grundwasser wird zuverlässig verhindert.

Claims (3)

1. Deponie-Abdichtung mit einer Basis-Abdichtung und/oder einer Oberflächen- Abdichtung, die mehrere übereinander angeordnete, mineralische oder künstlich aufbereitete Dichtungsschichten (3 ₁ bis 3 ₄) und
eine oder mehrere zwischen den Dichtungsschichten (3 ₁ bis 3 ₄) angeordnete Zwischenschichten aus nebeneinander flächendeckend angeordneten Glaselementen (4) aufweist, wobei eine Anordnung vorhanden ist, durch welche die zwischen den Glaselementen (4) ausgebildeten Fugen (7) flüssigkeitsundurchlässig abgeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaselemente (4) der Zwischenschicht jeweils mehrere übereinander angeordnete Glasscheiben (4 ₁, 4 ₂) aufweisen, die über zumindest randseitig angeordnete Abstandhalter (4 ₃) verbunden sind, wobei der zwischen den Glasscheiben (4 ₁, 4 ₂) ausgebildete Zwischenraum (4 ₄) durch den Abstandhalter (4 ₃) randseitig gasdicht verschlossen ist und einen gegenüber dem umgebenden Außenraum erniedrigten Druck aufweist.

2. Deponie-Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Glasscheiben (4 ₁, 4 ₂) um Verbund-Sicherheitsscheiben handelt, in welche ein Verbundmaterial, insbesondere eine oder mehrere Folienschichten, ein- oder aufgebracht ist.

3. Deponie-Abdichtung nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Glaselemente (4) benachbarter Zwischenschichten fugenversetzt angeordnet sind.