DE4321730A1

DE4321730A1 - Kombinationsabdichtung für Abfalldeponien mit Senkrechtwandungen und/oder Steilböschungen als Deponiebegrenzungen

Info

Publication number: DE4321730A1
Application number: DE19934321730
Authority: DE
Inventors: Frank Dr Huppert; Klaus Dipl Ing Krubasik
Original assignee: Bilfinger und Berger Bau AG
Current assignee: Bilfinger SE
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-01-19
Anticipated expiration: 2013-07-01
Also published as: DE4321730C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Kombinationsabdichtung für Abfalldeponien mit Senkrechtwandungen und/oder Steilböschungen als Deponiebegrenzungen, bestehend aus einer auf die der Deponie zugewandten Seite von im Untergrund mit Ankerelementen verankerten Beton- Fertigplatten anbetonierten Kunststoffdichtungsbahn, sowie einer unter den Beton-Fertigplatten befindlichen, mineralischen Schicht.

Als nächstkommender Stand der Technik ist die DE-PS 37 16 496 zu nennen, die ein Abdichtungssystem für Abfalldeponien mit geneigten Deponiebegrenzungen beschreibt, das aus mit Ankerelementen im Untergrund verankerten Stahlbetonfertigplatten und einer Abdichtungsschicht besteht und bei dem eine Flächendränage mit mindestens einem Dränagerohr zwischen Platten und Untergrund vorgesehen ist, wobei die Abdichtungsschicht werkseitig auf der der Deponie zugewandten Seite der Stahlbetonfertigteilplatten aufgebracht und mit diesen fest verbunden ist, daß die Abdichtungsschichten der einzelnen Stahlbetonfertigteilplatten an den Fugen zwischen diesen Platten eine Verbindung aufweisen, daß die Stahlbetonfertigteilplatten mit Auflagerelementen versehen sind und daß ein Widerlager zur Aufnahme von Horizontal- und Vertikallasten aus den Stahlbetonfertigteilplatten vorgesehen ist.

Die DE-OS 39 10 176 betrifft eine Sicherung und Abdichtung von steilen Hängen, insbesondere von Müllhalden, Abfalldeponien und dergleichen, die eine mineralische Schicht, z. B. aus Ton, Lehm, Bentonit oder dergleichen oder aus einer Mischung derselben aus Sand oder Kies aufweist, auf welche Kunststoffbahnen aufgelegt sind. Um mit möglichst wenig Aufwand die Gefahr des Abrutschens der mineralischen Dichtungsschicht von dem steilen Hang zu verhindern, ist erfindungsgemäß in die mineralische Dichtungsschicht ein Balkensystem eingelegt, das sich am Fuß des Hanges abstützt. Dieses Balkensystem kann aus einer Gruppe von beabstandeten, sich im wesentlichen in Fallinie des Hanges zueinander parallel erstreckenden Hangbalken und aus an diese starr angeschlossenen, sich im wesentlichen senkrecht dazu erstreckenden Querbalken bestehen.

Aus der TA Abfall/Siedlungsabfall vom 14. Mai 1993 ist die Basisabdichtung einer Deponie als Kombinationsabdichtung, bestehend aus (von unten nach oben gesehen) mineralischer Dichtungsschicht, mit sehr geringer Wasserdurchlässigkeit und einer wasserundurchlässigen Kunststoffbahn bekannt. Die mineralische Dichtungsschicht und die Kunststoffdichtungsschicht liegen im Preßverbund aufeinander und verhindern in Zusammenwirkung den Transport von Schadstoffen über Konvektion und Diffusion.

Die Kombinationsabdichtung nach TA Abfall vom 14. Mai 1993 eignet sich für die Abdichtung einer flachen Deponiebasis. An Böschungen und/oder Senkrechtwänden hat sie jedoch die folgende Nachteile:

- schwierige Ausführung,
- Stand- und Gleitsicherheitsprobleme an der Fuge Kunststoffdichtungsbahn/mineralische Schicht,
- keine Gewährleistung des Preßverbundes, auf dem die Barrierewirkung beruht,
- permanente Baustelle, da eine seitliche Böschungsabdichtung nur im geringen Vorlauf zur Müllaufschüttung aufgebaut werden kann,
- Notwendigkeit von Maßnahmen zum Schutz der jeweiligen OK-Dichtung gegen Austrocknung und Rissebildung.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein ausführungstechnisch beherrschbares Abdichtungssystem für Steilböschungen zu schaffen, das der in der TA Abfall/Siedlungsabfall beschriebenen Kombinationsdichtung gleichwertig ist.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäßen Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kombinationsabdichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das System kann als Kombinationsdichtung an Steilböschungen (bis 90°) eingesetzt werden, ohne daß Gleitsicherheitsprobleme auftauchen. Der nach dem Stand der Technik mögliche Neigungswinkel für mineralische Dichtungsschicht und profilierte KDB beträgt max. 25°.

Die Möglichkeit des Nicht-Zustandekommens eines Preßverbundes zwischen mineralischer Dichtung und KDB durch mangelhafte Bauausführung ist stark reduziert.

Verglichen mit dem Einbau einer vertikalen mineralischen Dichtung in verdichteten Lagen ist die notwendige Mindest- Mächtigkeit des Systems wesentlich geringer. Das System kann damit volumensparend sein.

Die statische Funktion wird von einer auf einem Ortbeton- Streifenfundament oder Ringstollen aufgebauten Konstruktion aus stahlbewehrten Betonfertigteilplatten übernommen, die über Anker und Richtstreben in Position gehalten wird. Der Zwischenraum zwischen der natürlichen Böschung bzw. der senkrechten Felswand und den Beton-Fertigteilen wird mit einem abbindefähigen Material verfüllt, über das nach Aushärtung alle Kräfte aus der Deponieauflast an die Felsoberfläche abgegeben werden.

Die abdichtende Funktion wird erreicht durch die Verwendung von Materialien, die in Zusammenwirkung eine Kombinationsdichtung ergeben: Auf die müllseitige Oberfläche der Betonplatten wird bei der Herstellung der Fertigteile eine auf ihre Größe zugeschnittene HDPE-Platte (d 2,5 mm) anbetoniert. Die einzelnen Platten werden nach ihrer Montage an der Böschung beispielsweise durch Aufschweißen von HDPE-Streifen miteinander verbunden. Der Beton der Fertigteil-Platten wird als hoch-undurchlässiger Beton (k_f < 5 × 10^-10 m/sec) hergestellt, der den Anforderungen der TA Abfall/Siedlungsabfall an die mineralische Dichtungsschicht gerecht wird. Auch das pumpfähige Material, das als Hinterfüllung zwischen Fertigteilwand und Böschung gepumpt wird, wird so hergestellt, daß es hoch-undurchlässig ist und den Anforderungen der TA Abfall/Siedlungsabfall genügt. Dieses Material dringt, solange es pumpfähig und noch nicht erhärtet ist, in die Fugen zwischen den einzelnen Platten ein und erhält durch sein Eigengewicht (hydraulischer Druck) einen Preßverbund mit der HDPE-Bahn, welche im Randbereich der Platten die Fuge überbrückt.

Zusammen mit dem Beton der Fertigteile stellt das mit einer Pumpe/Betonkübel eingebrachte Material der erfindungsgemäßen Zusammensetzung eine mineralische Dichtungsschicht dar, die im Preßverbund mit der davor liegenden HDPE-Bahn eine Kombinationsdichtung ergibt. Die Mächtigkeit der mineralischen Schicht kann den Erfordernissen entsprechend durch Vergrößern/Verkleinern des Zwischenraums Fertigteilwand-Böschung variiert werden.

Das Wesen vorliegender Erfindung wird anhand der beiliegenden Fig. 1 und 2, die bevorzugte Ausführungsformen zeigen, weiterhin erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Kombinationsabdichtung im Bereich einer Böschung.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, wobei diesmal hinter der abbindefähigen Schicht eine Dränageschicht angeordnet ist.

Zu Fig. 1:
Vor der Montage jeder Stahlbetonfertigteilplatte 1 werden die Auflagerelemente 2 nach örtlichem Aufmaß auf die richtige Länge abgelängt. Beispielsweise können Stahlprofile zur Anwendung kommen, die in einfacher Weise mit einem Autogenschweißgerät abgeschnitten werden können. Nach dem Verlegen der Stahlbetonfertigteilplatten 1 werden diese mit den Ankerelementen 4 in festem Untergrund 5 befestigt. Mit dem Bezugszeichen 3 ist die HDPE- Dichtungsbahn und mit 6 das Widerlager bezeichnet. Mit 7 ist eine Tonschicht bezeichnet. Mit 8 ist die abbindefähige Schicht bezeichnet.

Zu Fig. 2:
Mit dem Bezugszeichen 9 ist die Dränageschicht in Gestalt eines dränagefähigen Materials für Hang- und/ oder Kluftwassererfassung, mit 20 die Dränageleitung, mit 10 die verlorene Schalung, mit 11 ein Felsanker, mit 12 Stahlträger-U-Profile, mit 13 die abbindefähige Schicht, mit 14 das Beton-Fertigelement mit HDPE-Kunststoffdichtung, mit 15 die Wandbauplatte aus Leichtbeton oder ein Geotextil- Schutzvlies, mit 16 eine Kies-Schicht, mit 17 das Ortbeton- Fundament mit Widerlager für Fertigteil-Elemente, mit 18 die Aussparung für den Trägerfuß, die nach Positionierung des Trägers mit Beton verfüllt wird und mit 19 ein Abstandhalter, der im Werk in das Fertigteil-Element einbetoniert und mit dem Träger 12 verschweißt wird, bezeichnet.

Das erfindungsgemäße fluidartige Material wird in einem solchen Maß verdichtet, daß die spätere Auflast aus Deponiematerial über das erfindungsgemäße pumpfähige Material auf den Untergrund übertragen wird. Hierdurch sind die Stahlbetonfertigteilplatten 1 flächig aufgelagert.

Es wurden Versuche mit der erfindungsgemäßen Kombinationsabdichtung im Vergleich zu der Kombinationsabdichtung nach TA Abfall durchgeführt, um Vergleichswerte für mechanische Eigenschaften, wie die einaxiale Druckfestigkeit, den Durchlässigkeitswert bzw. das Auslageverhalten zu ermitteln.

Die einaxiale Druckfestigkeit (kg N/m²) wurde an einer Prüfmaschine nach DIN 18136 bei einer konstanten Vortriebsgeschwindigkeit von 1%/min bezogen auf die Ausgangsprobenhöhe durchgeführt. Zur Bestimmung des Durchlässigkeitswertes wurden die Proben in einer Triaxialzelle eingebaut, bei einem hydraulischen Gefälle von 30 von unten nach oben mit Wasser durchströmt.

Bei den hier durchgeführten Auslaugversuchen wurde der Probekörper gespalten und als Versuchsprobe das Probestück verwendet, das eine Oberfläche besitzt, die demnach DEV-S₄ (DIN 38414-S4) modifizierten Probekörper mit d = 70 mm und h = 70 mm (TA/Abfall) entspricht.

Als zementhaltige, mineralische Dichtungsschicht wurde eine Mischung der Zusammensetzung

110,0 g Zement
330,0 g Tonmehl
1300,0 g Sand + Kies
10,0 g Verflüssiger
320,0 g Wasser

eingesetzt, wobei die angeführte Rezeptur je nach der geforderten Wasserdurchlässigkeit bzw. Fertigkeit mannigfaltige Abwandlungen erfahren kann. Es wurden. Microsilica-Betonfertigplatten eingesetzt.

Die Ergebnisse wurden in der nachstehenden Tabelle festgehalten:

Die erfindungsgemäße Probe konnte nach 28 Tagen eine Druckfestigkeit von 1,4 N/mm² erreichen.

Die Dränage kann beispielsweise aus einem mineralischen Flächenfilter für die Erfassung von Hangwasser und/oder Kluftwasser bestehen, wobei am Tiefpunkt des Flächenfilters eine Dränageleitung angeordnet ist, die an einen Vorfluter angeschlossen ist.

Claims

1. Kombinationsabdichtung für Abfalldeponien mit Senkrechtwandungen und/oder Steilböschungen als Deponiebegrenzungen, bestehend aus einer auf die der Deponie zugewandten Seite von im Untergrund mit Ankerelementen verankerten Beton-Fertigplatten anbetonierten Kunststoffdichtungsbahn, sowie einer unter den Beton-Fertigplatten befindlichen, mineralischen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Schicht aus abbindefähigem und fließfähigem Material (= sogenanntes Fluid-Material) mit Dichtungseigenschaften besteht, das sowohl in den Raum zwischen der Wandung und/oder der Böschung und den Beton-Fertigplatten als auch in die Fugen zwischen den einzelnen Platten eindringungsfähig ist, wobei das Material einen Preßverbund mit der Kunststoffdichtungsbahn erhält.

2. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abbindefähige, mineralische Schicht zementhaltig ist.

3. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die abbindefähige, mineralische Schicht Bentonit und/oder Tonmaterial enthält.

4. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die abbindefähige, mineralische Schicht aus pumpfähigem Material besteht.

5. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Teilabschnitte der Kunststoff-Folien überlappen.

6. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Dichtungsbahn im Randbereich der Platten die Fugen überbrückt.

7. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das pumpfähige Material sich während des Pumpvorgangs sowohl in den Raum zwischen der Wandung und/oder der Böschung und den Beton-Fertigplatten als auch in die Fugen zwischen den einzelnen Platten eindringt.

8. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beton-Fertigplatten einen Durchlässigkeitswert entsprechend den Anforderungen der TA/Abfall Gesamtfassung der Zweiten allgemeinen Verwaltungsvorschrift zum Abfallgesetz, Bundesanzeiger vom 28. März 1991 an die mineralische Schicht aufweist.

9. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Schicht mit Dichtungseigenschaften aus fließfähigem Material (= sogenanntem Fluid-Material) nach dem Abbinden einen Durchlässigkeitswert aufweist, der den Anforderungen der TA/Abfall Gesamtfassung der Zweiten allgemeinen Verwaltungsvorschrift zum Abfallgesetz, Bundesanzeiger vom 28. März 1991 genügt.

10. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Schicht hydraulisches Bindemittel in einer Menge von 2-10 Gew.-%, Tonmehl in einer Menge von 0-95 Gew.-%, Sand und/oder Kies in einer Menge von 0-80 Gew.-%, Verflüssiger in einer Menge von 0-2 Gew.-%, sowie Wasser in einer Menge von 0-30 Gew.-% enthält.

11. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Schicht kalkhaltig ist und durch Zutritt von Kohlendioxid abbindefähig ist.

12. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Schicht zementfreien Polymer- Beton enthält, d. h. abbindefähige Polymere.

13. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Schicht in Fluid-Form als wäßrige Suspension vorliegt.

14. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Schicht in Fluid-Form als Trockenmischung vorliegt.

15. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Schicht hydraulisch abbindefähig ist.

16. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffdichtungsbahn eine HDPE-Folie ist.

17. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Beton-Fertigplatten aus Microsilicabeton bestehen.

18. Kombinationsabdichtung nach Anspruch 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der mineralischen Schicht eine Dränageschicht angeordnet ist, an deren Tiefpunkt eine Dränageleitung liegt.