DE4440691A1

DE4440691A1 - Verfahren und Einrichtung zum kontinuierlichen Herstellen unterirdischer vertikaler Schlitzwände, vorzugsweise zur Abdichtung von Deponien

Info

Publication number: DE4440691A1
Application number: DE19944440691
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Fahle; Klaus Dipl Ing Wulff; Lothar Dipl Ing Fortuniak; Steffen Dipl Ing Weimann; Manfred Dr Heilmann; Hans-Juergen Dr Kretzschmar
Original assignee: DBI GAS und UMWELTTECHNIK GmbH; LAUSITZER BRAUNKOHLE AG
Current assignee: DBI GAS und UMWELTTECHNIK GmbH; LAUSITZER BRAUNKOHLE AG
Priority date: 1994-11-15
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 1996-06-27

Description

Bekannt ist das kontinuierliche Schlitzfräsverfahren, bei dem mit einer an einem Führungspfahl geführten Doppel schneckenhorizontalfräse ein mit einer Tonsuspension ge füllter Erdschlitz hergestellt wird. Der Erdschlitz wird durch den Einbau von Betonelementen in einen Arbeitsraum und Verfüllräume unterteilt.

Nach der Ausbildung der abdichtenden Tonkrusten an den Sei tenwandungen des Erdschlitzes wird der Erdaushub mit der Suspension direkt in die Verfüllräume verspült und so die Schlitzwand fertiggestellt.

Das Verfahren kommt zur Abriegelung von Grundwasserzuflüs sen zu Tagebauen zur Anwendung und ist zur Herstellung von vertikalen Abdichtungen für Schadstoffdeponien nur bedingt geeignet, da die Tonkrusten gegenüber bestimmten Schadstof fen nicht beständig sind.

Ein ebenfalls bekanntes Verfahren zur vertikalen Umschlie ßung von Deponien ist die Herstellung von Schlitzwänden nach der Pfeiler-Abschnitt-Technologie.

Die Herstellung der Schlitzwand erfolgt diskontinuierlich, indem mit einem Greifer oder einer Fräse durch einen ver bleibenden Erdpfeiler getrennte Primärschächte bzw. -schlitze abgeteuft werden, die mit einer aushärtenden Sus pension gefüllt sind bzw. nachträglich gefüllt werden. Nach einer bestimmten Abbindezeit wird der Erdpfeiler als Sekun därschacht bzw. -schlitz ausgehoben und ebenfalls mit der aushärtenden Suspension verfüllt. Abweichungen beim Abteu fen der Schächte bzw. Schlitze können dazu führen, daß die gewollte Überschneidung der Schächte bzw. Schlitze nicht immer erreicht wird und die Schlitzwand an diesen Stellen durchlässig bleibt.

In der DE-PS 37 17 885 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtwand beschrieben, bei dem in einen Erdschlitz Materialien in einer trockenen Mischung eingebaut werden.

Das erfolgt in der Weise, daß im mit Stützflüssigkeit ge füllten Schlitz ein an einem Teleskoprohr befestigtes Ge häuse mit einem Kran von der Sohle des Schlitzes zur Gelän deoberfläche aufgezogen wird und dabei durch eine Pumpe die trockene Dichtmasse über das Teleskoprohr und das Gehäuse von unten nach oben fortschreitend als Lamelle in den Schlitz eingebracht wird. Dabei soll der Winkel der inneren Reibung der Dichtmasse so gewählt sein, daß die Lamelle an der vertikalen oder geneigten Grenzschicht zur Stützflüs sigkeit stabil ist.

Das beschriebene Verfahren hat den entscheidenden Nachteil, daß Dichtstoffe mit kleinerem Winkel der inneren Reibung nicht eingebaut werden können. Außerdem ist es, z. B. bei zu langsamer oder zu schneller Aufwärtsbewegung des Gehäu ses, nicht auszuschließen, daß die Grenzschicht der Lamelle ungleichmäßig ausgebildet wird und die Lamelle an dieser Stelle in den Schlitz ausfließt.

Bei dem Verfahren nach der DE-OS 39 27 933 wird ein Scha lungselement in den Schlitz eingebaut und so der Schlitz in Querrichtung unterteilt. Das Schalungselement wird längs im Erdschlitz versetzt und dabei hinter der Schalwand das Dichtwandmaterial eingebracht. Die Abdichtung zu den Sei tenwandungen des Erdschlitzes erfolgt durch die Seitenwände des aus Stahl bestehenden Gehäuses des Schalungselementes. Bei Unebenheiten der Seitenwandungen des Erdschlitzes fließt das Dichtwandmaterial in den unverfüllten Schlitz aus. Weiterhin ist von Nachteil, daß es bei dem beschriebe nen Nachsacken des Dichtwandmaterials hinter dem Schalungs element durch Brückenbildung zu Fehlstellen in der Dicht wand kommen kann.

Des weiteren sind Verfahren, wie nach DE-OS 42 16 473 be kannt, bei denen die Abdichtung von Mülldeponien bzw. Boden körpern durch Injektionen von flüssigen Abdichtstoffen, wie Montanwachsemulsionen, erfolgt.

Auch werden dabei, wie in der DE-OS 25 44 543 beschrieben, Geliermittel enthaltende Wasserglaslösungen eingesetzt. Diese Verfahren weisen den Nachteil auf, daß durch Abwei chungen der Bohrungen oder durch eine unzureichende Ein dringtiefe des Abdichtstoffes bei wechselnden Bodenschich ten oder Steineinlagerungen der Dichtungsschleier Fehlstel len aufweisen kann. Dieses führt später an diesen Stellen zu einer Durchströmung der Dichtwand.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem im Erdreich vollkommen geschlossene Wände zur vertikalen Umschließung und Abdichtung von Schadstoff deponien oder von kontaminierten Bereichen kontinuierlich herzustellen sind. Dabei sollen in vertikaler Schichtung in Längsrichtung der Dichtwand verschiedene Abdichtstoffe ein gebracht werden können, die gegen unterschiedliche Schad stoffe beständig sind.

Das Problem wird dadurch gelöst, indem aus einer vertikalen Startbohrung oder aus einem Greiferschacht heraus mit einem Schlitzgerät kontinuierlich ein Erdschlitz aufgefahren wird. Der Erdschlitz ist ständig mit einer Suspension ge füllt, die einen oder mehrere Abdichtstoffe enthält. Durch Infiltration der Suspension in das umliegende Gebirge bil den sich an den Seitenwandungen des Erdschlitzes abdichten de Schichten.

Der offene Erdschlitz wird durch gegen die Schadstoffe be ständige, vollkommen abdichtende, im Erdschlitz verbleiben de Absperrelemente, die mit dem Schlitzgerät oder mit einem Mobilkran eingebaut werden, in einen Arbeitsabschnitt, in dem der Erdschlitz aufgewältigt wird und in zur Verfüllung vorgesehene Abschnitte unterteilt.

Der bei der Schlitzherstellung ausgehobene Erdstoff wird mit den in der Suspension enthaltenen Abdichtstoffen ver mischt und in den hinter dem Arbeitsabschnitt liegenden Ab schnitt eingespült. Steine und grobstückiges Material wer den ausgehalten. Die Suspension wird aus diesem Abschnitt abgefördert und in einer Entsandungsanlage gereinigt und wieder dem Arbeitsabschnitt zugegeben.

Verbrauchte Suspension wird durch in einer Mischanlage frisch angerührten Suspension ersetzt.

In einem anderen Anwendungsfall wird der Erdstoff vollstän dig ausgehalten.

Aus dem Erdstoff wird unter Zugabe von anderen, abdichten den festen oder flüssigen Stoffen oder festen und flüssigen Stoffen, in einer zweiten Mischanlage eine abdichtende Mas se hergestellt. Es können auch unterschiedliche abdichtende Massen angemischt werden.

Weiterhin kann zusätzlich ein Füllmaterial zur Herstellung der Abdichtmassen verwendet bzw. der Erdstoff ganz durch ein Füllmaterial ersetzt werden.

Die abdichtende Masse bzw. abdichtenden Massen wird bzw. werden in den Abschnitt nach dem Arbeitsabschnitt einge bracht. Die Ausgestaltung der Verfülleinrichtung ermöglicht die Verfüllung in Form einer vertikalen Schichtung beste hend aus unterschiedlichen Abdichtstoffen. Die Schichtung bleibt erhalten. Wenn der Abschnitt vollständig verfüllt ist, bildet er einen fertigen Schlitzwandabschnitt. Die beim Verfüllen des Abschnittes verdrängte Suspension wird in den Arbeitsabschnitt geleitet.

Nach dem Einbau des nächsten Absperrelementes wird in der beschriebenen Weise der nächste Schlitzwandabschnitt herge stellt.

Die Erfindung ist vorteilhaft dort anzuwenden, wo die hori zontale Ausbreitung von Schadstoffen im Boden aus Deponien oder kontaminierten Bereichen verhindert werden soll. Die Erfindung ermöglicht eine kontinuierliche und dabei wirtschaftliche Herstellung von geschlossenen unterirdi schen vertikalen Schlitzwänden, die gegen unterschiedliche Schadstoffe beständig sind. Dabei sind Fehlstellen sicher auszuschließen.

Die günstigste Anwendung der Erfindung wird in einem Aus führungsbeispiel näher erläutert:

Darin zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch das Erdreich und das Schlitz gerät in der Seitenansicht beim Greifern des Pilot schachtes,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Erdreich in der Längsachse des Erdschlitzes und das Schlitzgerät in der Seiten ansicht bei der Herstellung des Erdschlitzes,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Erdreich in der Längsachse des Erdschlitzes und das Schlitzgerät in der Seiten ansicht bei der Erweiterung des Erdschlitzes mit dem Greifer zum Einbau eines Absperrelementes,

Fig. 4 das Verfahrensschema der Dichtwandherstellung,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Verfülleinrichtung zum Ein bringen verschiedener Abdichtmassen,

Fig. 6 einen Schnitt durch das Erdreich in der Längsachse des Erdschlitzes mit der gleichen Verfülleinrichtung in der Seitenansicht,

Fig. 7 ein Beispiel einer fertiggestellten Dichtwand im Querprofil mit schichtigem Aufbau.

Durch das Schlitzgerät 1 wird mit dem Greifer 2 der Pilot schacht 3 im Erdreich abgeteuft. Aus dem Pilotschacht 3 wird mit dem am Führungspfahl 4 geführten Abbauwerkzeug 5 der Erdschlitz 6 aufgewältigt. Der Erdschlitz 6 ist mit ei ner Suspension 7 gefüllt.

Die Suspension 7, die einen oder mehrere Abdichtstoffe ent hält, stützt den Erdschlitz 6 und bildet an der Seitenwan dung 8 des Erdschlitzes 6 die Dichtungsschicht 9 aus. In bestimmten Abständen wird im Erdschlitz 6 mit dem Greifer 2 eine Erweiterung 10 hergestellt. In die Erweiterung 10 wird mit Hilfe des Schlitzgerätes 1 oder eines Mobilkranes das Absperrelement 11 eingebaut.

Der beim Aufwältigen des Erdschlitzes 6 im Arbeitsabschnitt 12 gelöste Erdstoff wird mit der Suspension 7 durch den Führungspfahl 4 des Schlitzgerätes abgefördert. Der Erd stoff wird durch eine Grobentsandungsanlage 15 und durch eine Feinentsandungsanlage 16 ausgehalten. Die gereinigte Suspension 7 wird wieder dem Arbeitsabschnitt 12 zugegeben. Unter Verwendung des durch die Feinentsandungsanlage 16 ausgehaltenen Erdstoffes werden die Abdichtmassen 17, 18 hergestellt.

Die Abdichtmassen 17,18 werden über die Verfülleinrichtung 19 in den Verfüllabschnitt 13 gepumpt.

Die Verfülleinrichtung 19 besteht aus den Leitungen 20, 21, zwischen denen an den Austrittsöffnungen der Steg 22 ange ordnet ist. Der Steg 22 weist oben die Führungen 23, 24 auf. An seinen Enden besitzt der Steg 22 die in vertikaler Ebene schwenkbaren Kufen 25, 26 mit den Schürzen 27, 28. Der Erdschlitz 6 wird von unten nach oben mit den Abdicht massen 17, 18 verfüllt und so die Dichtwand 14 hergestellt.

Bezugszeichenliste

1 Schlitzgerät
2 Greifer
3 Pilotschacht
4 Führungspfahl
5 Abbauwerkzeug
6 Erdschlitz
7 Suspension
8 Seitenwandung
9 Dichtungsschicht
10 Erweiterung
11 Absperrelement
12 Arbeitsabschnitt
13 Verfüllabschnitt
14 Dichtwand
15 Grobentsandungsanlage
16 Feinentsandungsanlage
17 Abdichtmasse
18 Abdichtmasse
19 Verfülleinrichtung
20 Leitung
21 Leitung
22 Steg
23 Kufe
24 Kufe
25 Führung
26 Führung
27 Schürze
28 Schürze

Claims

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von unterirdi schen vertikalen Schlitzwänden, vorzugsweise zum Abdich ten von Deponien durch Einbringen von abdichtenden Mas sen, wobei der Erdschlitz mit einer Suspension gefüllt ist und durch eingebaute Absperrwände in einen Arbeits raum und Verfüllräume unterteilt wird, dadurch gekenn zeichnet, daß der Suspension (7) ein fester und/oder flüssiger Abdichtstoff beigemischt wird oder mehrere fe ste und/oder flüssige Abdichtstoffe beigemischt werden, die an der Seitenwandung (8) des Erdschlitzes (6) eine Dichtungsschicht (9) ausbilden und der Erdschlitz (6) aus durch gegen Schadstoffe beständige, vollkommen ab dichtende, im Erdschlitz (6) verbleibenden Absperrele menten (11) besteht, in einen Arbeitsabschnitt (12) und Verfüllabschnitte (13) unterteilt wird und der bei der Erdschlitzherstellung ausgehobene Erdstoff mit den in der Suspension (7) enthaltenen Abdichtstoffen vermischt und in den hinter dem Arbeitsabschnitt (12) liegenden Verfüllabschnitt (13) eingespült wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Suspension (7) aus dem Arbeitsabschnitt (12) abgeförderte Erdstoff vollständig ausgehalten wird, die Suspension (7) in einer Feinentsandungsanlage (16) ge reinigt und wieder dem Arbeitsabschnitt (12) zugeführt wird und aus dem ausgehaltenen Erdstoff und/oder einem Füllmaterial unter Zugabe von anderen festen und/oder flüssigen Stoffen die Abdichtmassen (17), (18) herge stellt und in den vorgesehenen Verfüllabschnitt (13) eingebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonsuspension zur Abdichtung eine Montanwachs emulsion von bis zu 5% beigemischt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtmassen unter Verwendung von Polymer-Sili kat hergestellt werden.

5. Einrichtung zum Einbringen der Abdichtmassen in den Ver füllabschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfüll einrichtung (19) mindestens zwei Leitungen (20), (21) aufweist zwischen deren Austrittsöffnungen mindestens ein Steg (22) angeordnet ist, der oben Führungen (23), (24) besitzt und an dessen Enden in vertikaler Ebene schwenkbare Kufen (25), (26) angeordnet sind, an denen die Schürzen (27), (28) hängen.