DE60201292T2

DE60201292T2 - Hydraulische Abdichtung

Info

Publication number: DE60201292T2
Application number: DE60201292T
Authority: DE
Inventors: Ivan Portglenone Rowe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: US6688812B2; ATE276838T1; EP1256391B1; EP1256391A3; US20020182012A1; DE60201292D1; EP1256391A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsbarriere zur Verwendung bei der Abdichtung des Umfangs besonders von Müllgruben, insbesondere von städtischen Feststoffmüllgruben.
Eines der größten Probleme, die hinsichtlich städtischer Feststoffmüllgruben (SFM) angegangen werden müssen, ist die Migration von Sickerwasser, das sich innerhalb der Müllgrube befindet, in das umgebende Erdreich. Sickerwasser ist eine Flüssigkeit, die durch den Feststoffmüll oder ein anderes Medium gesickert ist und aus diesem gelöste oder suspendierte Materalien extrahiert hat, die potenziell schädliche Materialien umfassen können. Im Vereinigten Königreich allein werden jährlich etwa 120 Millionen Tonnen von kontrolliertem Müll, einschließlich 20 Millionen Tonnen Hausmüll, in SFM-Müllgruben gekippt.
In der Vergangenheit bestand eine der Hauptmaßnahmen zur Verhinderung des Durchsickerns aus Müllgruben darin; die Müllgrube mit einer Polyurethanfolie hoher Dichte (HDPE) auszulegen, wodurch eine wasserdichte Barriere an der Grenze der Müllgrube bereitgestellt wurde. Jedoch besteht ein Hauptproblem im Zusammenhang mit einem solchen System dann, dass die HDPE-Folie, wenn sie durchstochen wird, an dieser Stelle unwirksam wird. Des Weiteren ist eine solche HDPE-Folie gegen Durchstechen äußerst empfindlich und die überlappenden Kanten benachbarter HDPE-Folien müssen zusätzlich zusammengeschweißt werden, um die Migration von Sickerwasser dazwischen hindurch zu verhindern.
Geosynthetische Tonschichten (GSTS) sind bei Müllgrubenbarrieresystemen weit verbreitet. Eine GSTS ist eine relativ dünne Schicht aus behandeltem Ton, vorzugsweise Bentonit, der entweder zwischen zwei Schichten aus Geotextilien befestigt ist oder mit einer Geomembran verbunden ist. Eine Geotextilie ist ein gewobenes Material oder ein Vliesmaterial, das weitgehend flüssigkeitsundurchlässig ist und ebenfalls gegen Durchstechen weitgehend unempfindlich ist. Eine Geomembran ist ein Polymerfolienmaterial, das flüssigkeitsundurchlässig ist. Bentonit, ein Granulatton, der aus Vulkanasche gebildet ist, ist extrem absorbtionsfähig und zieht positiv geladene Wasserpartikel an.
Daher hydriert Bentonit schnell, wenn es einer Flüssigkeit (Wasser oder Sickerwasser) ausgesetzt wird, wodurch eine Anschwellung verursacht wird, was dem Ton die Fähigkeit der Selbstheilung von Löchern in einer GSTS verleiht. Die Qualität des verwendeten Tons beeinflusst verschiedene Eigenschaften einer GSTS, wobei die wichtigste Eigenschaft die der hydraulischen Leitfähigkeit (Durchlässigkeit) derselben ist, Natriumbentonit, eine natürlich vorkommende Verbindung in einem Silikatton, der aus Vulkanasche gebildet ist, stellt Bentonit mit seinen charakteristischen Eigenschaften bereit.
Wenn eine GSTS hydriert, wird sie leicht fließfähig, was der GSTS ihre selbstheilenden Eigenschaften verleiht. Daher wird empfohlen, dass die Seitenwände, die eine Müllgrube abgrenzen, mit einem Gradienten von nicht mehr als etwa 30° von der Horizontalen gebildet werden, wenn diese mit einer GSTS ausgekleidet werden sollen. Dies beruht auf der Tatsache, dass die Belastung auf einer GSTS eine nicht akzeptable Verformung der GSTS zur Folge haben kann, wenn sie mit einem steileren Gradienten angeordnet wird, wodurch die Integrität derselben gefährdet werden könnte. Die Belastung resultiert aus der Kraft, die als Folge des Eigengewichts der GSTS zusätzlich zum Gewicht des Mülls oder eines anderen Materials, das darauf ruht, auf die GSTS wirkt. Dies bedeutet daher, dass ein wesentliches Volumen am Umfang jeder Müllgrube aufgegeben werden muss, um derartige schräge Seitenwände miteinzuschließen, wodurch die Kapazität der Grube bedeutend verringert wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kapazität einer Müllgrube zu maximieren. Das Dokument GB-A-2 293 849 offenbart eine Flüssigkeitsbarriere, die sowohl mit Hilfe eines Rahmens auf der einen Seite als auch mit Hilfe einer Wand auf der anderen Seite in einer vertikalen Position gehalten wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flüssigkeitsbarriere bereitzustellen, die relativ kostengünstig und einfach zu installieren ist und des Weiteren leicht transportiert werden kann.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flüssigkeitsbarriere bereitzustellen, die in einer Müllgrube oder dergleichen mit Hilfe derselben mindestens eine teilweise Dekontamination von darin enthaltenem Material ermöglicht.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Flüssigkeitsbarriere bereitzustellen, die eine GSTS verwendet.
Daher stellt die vorliegende Erfindung eine Flüssigkeitsbarriere bereit, die eine geosynthetische Tonschicht und einen Stützrahmen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützrahmen dafür ausgelegt und angeordnet ist, die geosynthetische Tonschicht in einer im Wesentlichen vertikalen Ausrichtung zu stützen.
Vorzugsweise umfasst die geosynthetische Tonschicht Natriumbentonit.
Vorzugsweise umfasst der Stützrahmen ein Paar voneinander beabstandete Stützrahmenelemente, wobei die geosynthetische Tonschicht zwischen dem Paar Stützrahmenelemente angeordnet ist.
Vorzugsweise wird jedes Stützrahmenelement in einen einander zugewandten Eingriff mit der geosynthetischen Tonschicht gedrückt oder gepresst, um Druck darauf anzuwenden.
Vorzugsweise umfasst der Stützrahmen des Weiteren ein Paar voneinander beabstandete äußere Elemente, zwischen denen das Paar Stützrahmenelemente und die geosynthetische Tonschicht angeordnet sind.
Vorzugsweise ist zwischen dem äußeren Element und dem Stützrahmenelement auf jeder Seite der geosynthetischen Tonschicht ein Hohlraum abgegrenzt und jeder Hohlraum ist mit einem körnigen Material, vorzugsweise Feinkies, befüllt.
Vorzugsweise ist das Paar Stützrahmenelemente im Wesentlichen netzförmig.
Vorzugsweise ist jedes äußere Element mit dem entsprechenden Stützrahmenelement mit Hilfe einer Vielzahl von Streben, die sich dazwischen erstrecken, verbunden.
Vorzugsweise ist jedes äußere Element mit einer Schicht, vorzugsweise einer Geotextilschicht, insbesondere eines Vliesgeotextilschicht, versehen.
Vorzugsweise ist jede Strebe mit dem entsprechenden Stützrahmenelement und dem entsprechenden äußeren Element gelenkig verbunden.
Vorzugsweise ist jedes äußere Element des Weiteren mit Hilfe einer Vielzahl von Verstrebungen mit dem entsprechenden Stützrahmenelement verbunden, wobei Verstrebungen mit dem entsprechenden Stützrahmenelement und dem entsprechenden äußeren Element gelenkig verbunden sind.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Flüssigkeitsbarriere ein Paar voneinander beabstandete geosynthetische Tonschichten, wobei jede geosynthetische Tonschicht in einer im Wesentlichen vertikalen Ausrichtung durch den Stützrahmen gestützt wird.
Vorzugsweise umfasst der Stützrahmen zwei Paare von Stützrahmenelementen und jede geosynthetische Tonschicht ist zwischen einem entsprechenden der beiden Paare von Stützrahmenelementen angeordnet.
Vorzugsweise grenzt das Paar geosynthetische Tonschichten einen Kern dazwischen ab und indem Kern kann Sickerwasser gesammelt werden, das durch eine der geosynthetischen Tonschichten in den Kern gelangt.
Vorzugsweise ist der Kern mit einem körnigen Material befüllt.
Vorzugsweise wird der Kern, nachdem er mit dem körnigen Material befüllt wurde, des Weiteren mit einer Flüssigkeit befüllt, in der das Sickerwasser mitgeführt werden kann.
Vorzugsweise kann die Flüssigkeit aus dem Kern entnommen weiden, um eine Dekontaminierung desselben zu ermöglichen.
Vorzugsweise kann die dekontaminierte Flüssigkeit zurück in den Kern geleitet werden.
Vorzugsweise ist die Flüssigkeit und/oder das körnige Material in dem Kern für die biologische Sanierung mindestens eines Teils des Sickerwassers in dem Kern ausgelegt.
Vorzugsweise weist die Flüssigkeit in dem Kern eine größere Druckhöhe auf als das Sickerwasser, das sich außerhalb des Kerns befindet.
Vorzugsweise ist der Stützrahmen zusammenlegbar, um den Transport und/oder die Lagerung der Flüssigkeitsbarriere zu ermöglichen.
Wie hierin verwendet, soll der Begriff "geosynthetische Tonschicht (GSTS)" eine Schicht aus verarbeitetem Ton bezeichnen, wie beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, Bentonit, wobei die Tonschicht vorzugsweise zwischen einem Paar von äußeren Folien oder ähnlichen Substraten, wie beispielsweise Geotextilien, gehalten wird, die im Wesentlichen undurchlässig sowohl gegenüber Flüssigkeiten als auch gegenüber Feststoffen sind, wodurch eine Verbundkonstruktion mit des Tonschicht gebildet wird, wobei die GSTS somit eine extrem niedrige hydraulische Leitfähigkeit für Müllgrubensickerwasser, Diesel, Öl, Benzin usw. vorzugsweise im Bereich von 1×10^–12 m/sek bis 1×10^–14 m/sek aufweist.
Wie hierin verwendet, soll der Begriff"netzförmig" bedeuten, dass das Material im Wesentlichen aus Öffnungen gebildet ist, um ein Gitter zu bilden.
Wie hierin verwendet, soll der Begriff "mitführen" den Vorgang bezeichnen, bei dem eine Flüssigkeit mit einer anderen vermischt wird, gleich, ob die beiden Flüssigkeiten mischbar sind oder nicht.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 einen Aufriss im Querschnitt einer ersten Ausführungsform einer Flüssigkeitsbarriere gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 eine perspektivische Ansicht der Flüssigkeitsbarriere aus 1 veranschaulicht;
3 eine Dichtungsverbindung zur Verbindung und Abdichtung benachbarter geosynthetischer Tonschichtfolien veranschaulicht, die einen Teil der Flüssigkeitsbarriere der Erfindung bilden;
4 eine perspektivische Ansicht der Barriere aus 1 in einem zusammengelegten Zustand veranschaulicht;
5 einen Aufriss im Querschnitt einer Flüssigkeitsbarriere gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht; und
6 einen schematischen Aufriss im Querschnitt der Flüssigkeitsbarriere aus 5 zeigt.
Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 der beigefügten Zeichnungen ist eine erste Ausführungsform einer Flüssigkeitsbarriere veranschaulicht, die im Allgemeinen mit 10 gekennzeichnet ist und zur Abdichtung des Umfangs von Müllgruben (nicht gezeigt) und insbesondere von städtischen Feststoffmüllgruben (SFM) (nicht gezeigt) verwendet wird. Die Barriere 10 umfasst eine geosynthetische Tonschicht (GSTS) 12, wie hierin weiter oben definiert, wobei die GSTS 12 in einem Stützrahmen 20 untergebracht ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform besteht die GSTS 12 aus einer Natriumbentonitschicht 14, die auf beiden Seiten derselben in einer Geotextilhaut 16 eingeschlossen ist. Da die GSTS 12 die Kontaminierung des Erdreichs, das eine SFM-Müllgrube oder dergleichen umgibt, verhindern soll, ist es wünschenswert, dass die GSTS 12 extrem zuverlässig ist und somit gemäß hohen Anforderungen hergestellt wird. Die GSTS 12 wird daher vorzugsweise gemäß der Norm BSEN ISO 9002 hergestellt. Die Geotextilhaut 16 besteht vorzugsweise aus einer UV-beständigen, gewobenen Geotextilie oder einer Vliesgeotextilie, wie beispielsweise Polyfelt TS 30, das von Polyfelt Geosynthetics (UK) Ltd, Shropshire, Vereinigtes Königreich, hergestellt wird, während die Bentonitschicht 14, die dazwischen angeordnet ist, in den bevorzugten veranschaulichten Ausführungsformen vorzugsweise eine Dicke von nicht weniger als 4,6 mm aufweist. Die Bentonitschicht 14 sollte vorzugsweise einen Bentonitgehalt von etwa 5 kg/m² des GSTS 12 und einen Montmorillonitgehalt von etwa 90% aufweisen. Die GSTS 12 sollte des Weiteren vorzugsweise einen Schwellindex von 18,5 ml aufweisen, der gemäß den Schwellindextests gemessen wird, die im Testverfahren ASTM D 5890 dargestellt sind, und sie sollte eine Wasserabsorption von 550% aufweisen, was bedeutet, dass die GSTS 12 in der Lage ist, das 5,5fache ihres eigenen Gewichts an Wasser zu absorbieren. Die Bentonitschicht 14 sollte unter Verwendung von Vakuumluftextraktion und Hochdruckdüsenextrusion unter Werksbedingungen mit flüssigen Polymeren hydriert werden. Die Geotextilhaut 16 wird daraufhin während eines Laminierungsverfahrens auf beiden Seiten der Bentonitschicht 14 eingeführt, wenn die Bentonitschicht 14 extrudiert wird.
Die GSTS 12 wird daraufhin zwischen einem Paar Stützrahmenelementen 22 mit im Wesentlichen ebener Konfiguration eingeschlossen, die vorzugsweise netzförmig sind und besonders bevorzugt aus einem Drahtgitter gebildet sind. Das Paar Stützrahmenelemente 22 wird mit Hilfe einer Vielzahl von Verbindungen (nicht gezeigt), die zwischen dem Paar Stützrahmenelemente 22 verbunden sind, mit der GSTS 12 in gegenüberliegendem Eingriff gehalten, wobei jede Verbindung (nicht gezeigt) direkt durch die GSTS 12 verläuft. Die Verbindungen (nicht gezeigt) sind gespannt, so dass von dem Paar Stützrahmenelemente 22 ein Druck auf die GSTS 12 ausgeübt wird. Der Druck, der von dem Paar Stützrahmenelemente 22 auf die GSTS 12 ausgeübt werden soll, muss ausreichen, um die Integrität der GSTS 12 aufrechtzuerhalten und den Abwärtsfluss zu vermeiden, wenn die GSTS 12 in einer im Wesentlichen vertikalen Position gestützt wird, während nach wie vor eine lokalisierte Selbstheilung der GSTS 12 ermöglicht wird.
Da die GSTS 12 etwas fließfähig wird, wenn sie hydriert wird, und sie bei Gebrauch in der Flüssigkeitsbarriere 10 der vorliegenden Erfindung vertikal ausgerichtet ist, muss die GSTS 12 mit Hilfe des Paars Stützrahmenelemente 22 beschränkt und eingeschränkt werden, welche eine nicht akzeptable Verformung der GSTS 12 nach einer Hydrierung verhindern. Dies ist eine Haupterwägung aufgrund der vertikalen Ausrichtung der GSTS 12 bei Gebrauch, die einen bedeutenden Gravitationseinfluss als Folge ihres Eigengewichts darauf ausübt, wobei dieses Gewicht zunimmt, wenn die GSTS 12 bei Gebrauch hydriert wird. Die GSTS 12 hält jedoch nach wie vor eine ausreichende lokalisierte Fließfähigkeit aufrecht, damit um jede der Verbindungen (nicht gezeigt), die dort hindurch verlaufen, eine Abdichtung bereitgestellt wird und die GSTS 12 zusätzlich etwaige Durchstoßungen abdichten kann, die während des Gebrauchs der Barriere 10 auftreten können.
Da erforderlich ist, dass die GSTS 12 im Wesentlichen vertikal benachbart zum Umfang der Müllgrube angeordnet wird, kann die Barriere 10 des Weiteren mit einem Paar äußeren Elementen 28 versehen werden, die in im Wesentlichen parallel beabstandetem Verhältnis zu dem Paar Stützrahmenelemente 22 angeordnet sind. Die Bereitstellung des Paars von äußeren Elementen 28 ermöglicht, dass die Barriere 10 im Wesentlichen aufrecht an der gewünschten Stelle stehen kann, vorausgesetzt, der Boden ist ausreichend eben. Jedes äußere Element 28 ist an dem entsprechenden Stützrahmenelement 22 mit Hilfe einer Vielzahl von Stützstreben 32 befestigt, die vorzugsweise aus galvanisiertem Stahl bestehen und in Intervallen die Höhe der Barriere 10 hinab angeordnet sind. Des Weiteren ist eine Vielzahl von in Winkeln angeordneten gelenkigen Verstrebungen 30 vorgesehen, die zwischen jedem äußeren Element 28 und dem entsprechenden Stützrahmenelement 22 angeordnet sind. Jede Stützstrebe 32 und gelenkige Verstrebung 30 ist mit Hilfe einer Vielzahl von Quetschhülsen 38 gelenkig mit dem entsprechenden Stützrahmenelement 22 und mit dem jeweiligen äußeren Element 28 verbunden, so dass der Stützrahmen 20, wie in 4 gezeigt, zu Transport- und Lagerungszwecken zusammengelegt werden kann. Das Paar von äußeren Elementen 28 ist ebenfalls aus einem Drahtgitter gebildet.
Eine stabilisierende Basis 34 kann ebenfalls bereitgestellt sein, wobei die Basis 34 vorzugsweise aus einem Drahtgeflechtbehälter 36 besteht, der an jedem äußeren Element 28 befestigt ist. Die Drahtgeflechtbehälter 36 können mit Ballast (nicht gezeigt), wie beispielsweise jeglichem geeigneten Granulat oder Gesteinsbrocken, gefüllt sein, um der Barriere 10 weitere Stabilität zu verleihen. Die Kombination aus dem Paar Stützrahmenelemente 22, dem Paar von äußeren Elementen 28 und der Basis 34 stellt eine bevorzugte Ausführungsform des Stützrahmens 20 dar.
Die GSTS 12 ist proximal zur Basis 34 bereitgestellt, wobei ein horizontaler Abschnitt 24 vorgesehen ist, um bei Gebrauch einen wesentlichen Kontaktbereich mit dem Boden der Müllgrube (nicht gezeigt) bereitzustellen. Als Alternative oder komplementäres Merkmal zur Basis 34 oder den Drahtgeflechtbehältern 36 könnte die Barriere 10 mit einer herkömmlichen Bodenverankerung (nicht gezeigt) versehen sein. Eine solche Bodenverankerung könnte an einem unteren Abschnitt des Stützrahmes 20 befestigt sein und in den Boden versenkt werden, auf dem die Barriere 10 aufliegt. Ein typisches Beispiel für eine solche Bodenverankerung wären ein oder mehrere Pfähle (nicht gezeigt), die an einer vorherbestimmten Stelle in den Boden getrieben werden, wobei ein oberes Ende desselben freiliegend bleibt, an dem die Barriere 10 daraufhin in herkömmlicher Weise befestigt werden kann.
Somit wird die betreffende Müllgrube bei Gebrauch ausgehoben, wobei die Grenzwände (nicht gezeigt) im Wesentlichen vertikal ausgehoben werden, um das Volumen und daher die Kapazität des Grube zu maximieren. Obwohl sich die Barriere 10 um den gesamten Umfang der Müllgrube herum erstrecken muss, wäge es hinsichtlich des Transports und der Konstruktion unpraktisch, die Barriere 10 in übermäßigen Längen herzustellen. Daher ist eine Vielzahl von Barrieren 10 bei Gebrauch nebeneinander angeordnet, wobei jede Barriere 10 eine einzelne GSTS 12 hält.
Daher wird darauf hingewiesen, dass bei der Erwägung dieser Konfiguration die Seitenkanten jeder GSTS 12 mit der Seitenkante der benachbarten GSTS 12 abgedichtet sein müssen, um ein Durchsickern dort hindurch zu verhindern. Daher ist unter Bezugnahme auf 3 der Zeichnungen eine Dichtungsverbindung 44 veranschaulicht, die, wie veranschaulicht, eine erste GSTS 12a in einem nebeneinander angeordneten abdichtenden Eingriff mit einer zweiten GSTS 12b hält. Vor dem Anpassen der ersten GSTS 12a an die zweite GSTS 12b wird die Grenzfläche dazwischen zuerst mit einer Pastendichtung 50 beschichtet, die vorzugsweise aus hydriertem Bentonit besteht, das einen etwas höheren Feuchtigkeitsgehalt als das Bentonit der GSTS 12a oder der GSTS 12b aufweist. Die GSTS 12a und 12b werden daraufhin in einem Kante-an-Kante-Eingriff miteinander gehalten, woraufhin die Dichtungsverbindung 44 wie veranschaulicht aufgetragen wird. Die Dichtungsverbindung 44 besteht aus einer geteilten Kugel 48, die mit Hilfe einer Vielzahl von Muttern 52 und Schrauben 54, die durch die GSTS 12a hindurch laufen, entlang der Lange der Kante der ersten GSTS 12a befestigt ist.
Wie im Fall der Vielzahl von Verbindungen (nicht gezeigt) dichten sich die Löcher (nicht gezeigt), durch die die Schrauben 54 hindurch laufen, nachdem die GSTS 12a hydriert worden ist, selbst ab. Die Dichtungsverbindung 44 umfasst des Weiteren einen geteilten Sockel 46, der entlang der Länge der Kante der zweiten GSTS 12b und um einen Abschnitt der geteilten Kugel 48 herum, wie veranschaulicht, befestigt ist. Wiederum ist der geteilte Sockel 46 mit Hilfe einer Vielzahl von Muttern 52 und Schrauben 54, die durch die zweite GSTS 12b hindurch laufen, an der zweiten GSTS 12b befestigt. Die Dichtungsverbindung 44 befestigt daher die erste GSTS 12a und die zweite GSTS 12b in einem Kante-an-Kante-Eingriff, und nachdem die erste GSTS 12a und die zweite GSTS 12b hydriert wurden, fließen sie zusammen, um zwischen ihnen eine vollständige Abdichtung zu bilden. Es wird selbstverständlich darauf hingewiesen, dass jedes beliebige andere geeignete Mittel zur Abdichtung einer GSTS 12 mit einer anderen GSTS 12 verwendet werden könnte und die Dichtungsverbindung 44 ist einfach ein einzelnes bevorzugtes Verfahren zur Erreichung der erforderlichen Abdichtung.
Nachdem die Barriere 10 um den Umfang der ausgehobenen Müllgrube herum errichtet wurde, wird ein geeignetes körniges Material (nicht gezeigt), wie beispielsweise ein Granulat, wie zum Beispiel Feinkies, in einen Hohlraum 40 geschüttet, der durch das Stützrahmenelement 22 und das äußere Element 28 an beiden Seiten der GSTS 12 abgegrenzt wird. Jedes äußere Element 28 ist mit einer Geotextilschicht (nicht gezeigt), vorzugsweise einer Vliesschicht, versehen, um als Verstärkung für dasselbe zu dienen. Die Geotextilschicht (nicht gezeigt) verhindert, dass das Granulat als Folge der netzförmigen Beschaffenheit des Paars von äußeren Elementen 28 aus den Hohlräumen 40 heraus gelangt. Obwohl jedes Stützrahmenelement 22 ebenfalls netzförmig ist, wirkt die GSTS 12 als Schicht dagegen, weshalb das körnige Material durch die Netzstrukturen in jedem Stützrahmenelement 22 wirkt, um einen weiteren statischen Druck auf die GSTS 12 auszuüben. Somit ist ersichtlich, dass dieser statische Druck einer weiteren Verformung der GSTS 12 widersteht. Die Bereitstellung des kernigen Materials innerhalb des Hohlräume 40 ist selbstverständlich ein optionales Merkmal, da die Verbindungen (nicht gezeigt) zwischen dem Paar Stützrahmenelemente 22 mit Hilfe des Paars Stützrahmenelemente 22 einen ausreichenden Druck auf die GSTS 12 ausüben, um die Form und Integrität derselben aufrechtzuerhalten. Jedoch kann das körnige Material ebenfalls einem zusätzlichen Zweck dienen, indem es in Form eines Materials vorliegen kann, das in der Lage ist, die biologische Sanierung eines oder mehrerer Verunreinigungsstoffe zu bewirken, die in der Müllgrube, um die die Barriere 10 angeordnet ist, vorhanden sind.
Die GSTS 12 ist des Weiteren mit einer schützenden Kunststoffabdeckung 18 versehen, um eine Beschädigung der GSTS 12 während der Installation derselben zu vermeiden. Nachdem die GSTS 12 installiert wurde, wird die Kunststoffabdeckung 18 entfernt. Die Müllgrube ist daraufhin betriebsbereit.
Die Barriere 10 der vorliegenden Erfindung kann des Weiteren verwendet werden, um die bestehende Schicht einer beliebigen bestehenden Müllgrube zu ersetzen. In diesem Fall wird ein Graben 42 um den Umfang der Müllgrube gegraben, wobei der Graben 42 eine ausreichende Breite und Tiefe aufweist, damit die Barriere 10 dann versenkt werden kann. Nachdem der Graben 42 um den Umfang der Müllgrube herum ausgehoben worden ist, wird innerhalb des Grabens 42 eine Vielzahl von Barrieren 10 angeordnet und benachbarte GSTS 12 werden in einem Kante-an-Kante-Eingriff abgedichtet, wie weiter oben beschrieben. Jede Seite des Grabens 42 wird daraufhin mit dem Material wieder aufgefüllt, das daraus entfernt worden ist.
Unter Bezugnahme auf 5 und 6 ist eine zweite Ausführungsform einer Flüssigkeitsbarriere veranschaulicht, die im Allgemeinen mit 110 bezeichnet ist, wiederum zur Verwendung bei der Abdichtung des Umfangs einer Anlage 70, wie beispielsweise einer städtischen Feststoffmüllgrube. Die Barriere 110 weist eine ähnliche Konfiguration und einen ähnlichen Betrieb wie die Barriere 10 der ersten Ausführungsform der Erfindung auf und folglich wurden gleichen Komponenten die gleichen Bezugsnummern zugeordnet, die, falls nicht anders angegeben, die gleichen Funktionen erfüllen.
Die Barriere 110 umfasst daher ein Paar GSTS 112, die voneinander beabstandet sind und innerhalb eines Stützrahmens 120 befestigt sind, der zwei Paare von Stützrahmenelementen (nicht gezeigt) umfasst, zwischen denen die GSTS 112 festgeklemmt sind, wie unter Bezugnahme auf die Barriere 10 der ersten Ausführungsform beschrieben. Die Barriere 110 ist mit einem Abschnitt davon an beiden Seiten der Anlage 70 versehen und erstreckt sich vorzugsweise entlang des Bodens der Anlage 70. Somit ist jede Seite der Barriere 110 mit Hilfe einer Stützrahmenbasis 60 und einem Paar GSTS-Basiseinheiten 58 verbunden, die jeweils mit jedem Stützrahmen 120 und jeder GSTS 112 verbunden sind, so dass nur die Oberseite der Anlage 70 offen gelassen wird, um das Befüllen derselben mit Müll zu ermöglichen. Daher wird darauf hingewiesen, dass es ausreicht, die Konfiguration und den Betrieb einer einzelnen Seite der Barriere 110 zu beschreiben. Weiterhin ist ersichtlich, dass die Barriere 110 nicht die Form anzunehmen braucht, die in 5 und 6 veranschaulicht ist, sondern ähnlich der Barriere 10 der ersten Ausführungsform gebildet sein kann, das heißt, dass der Abschnitt der Barriere 110, der den Boden der Anlage 70 überquert, fehlt.
Zwischen jeder GSTS 112 und einer jeweiligen Seite des Stützrahmens 120 ist ein Hohlraum 140 angeordnet, der bei Gebrauch mit einem körnigen Material, wie beispielsweise Feinkies (nicht gezeigt), befüllt wird. Des Weiteren ist jede Seite des Stützrahmens 120 ebenfalls mit einer Geotextilschicht (nicht gezeigt) versehen, die vorzugsweise aus Vlies besteht, um wiederum wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung als Stütze für den Stützrahmen 120 zu dienen und die vollständige Einbehaltung des körnigen Materials in den Hohlräumen 140 sicherzustellen.
Jedoch grenzt das Paar GSTS 112 des Weiteren einen Kern 56 dazwischen ab, wobei der Kern 56 ebenfalls vorzugsweise mit einem körnigen Material, wie beispielsweise Feinkies, befüllt ist. Der Kern 56 wird daraufhin mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, befüllt, so dass im Fall, dass Sickerwasser, das innerhalb der Anlage 70 enthalten ist, durch die innere GSTS 112 sickert, dieses in dem Wasser innerhalb des Kerns 56 mitgeführt würde. Die Barriere 10 ist daher mit einem Kernableitungskanal 62 versehen, der dafür ausgelegt ist, das Wasser, das mit dem Sickerwasser kontaminiert ist, aus dem Kern 56 abzuleiten, wobei das kontaminierte Wasser dekontaminiert und vorzugsweise wieder in den Kern 56 zurück geleitet werden kann. Zu diesem Zweck ist die Barriere 10 mit einem Kerneinlass 64 versehen, der dafür ausgelegt ist, das dekontaminierte Wasser in den Kern 56 zurück zu leiten. Obwohl der Kernableitungskanal 62 und der Kerneinlass 64 in 6 an gegenüberliegenden Seiten der Barriere 110 veranschaulicht sind, wird selbstverständlich darauf hingewiesen, dass vorgezogen wird, an beiden Seiten der Barriere 110 sowohl einen Kernableitungskanal 62 als auch einen Kerneinlass 64 vorzusehen, wobei besonders bevorzugt wird, eine Anzahl derartiger Ableitungskänale 62 und Einlässe 64 entlang jeder beliebigen gegebenen Länge der Barriere 110 vorzusehen. Wie in 6 veranschaulicht, wird ebenfalls bevorzugt, einen Müllgrubenableitungskanal 66 bereitzustellen, der so angeordnet ist, dass Sickerwasser aus der Anlage 70 abgeleitet wird, um dieselbe zu dekontaminieren.
Die Befüllung des Kerns 56 mit Wasser bietet ebenfalls einen zusätzlichen Vorteil zu dem oben beschrieben Vorteil. Es wird daher bevorzugt, den Wasserpegel innerhalb des Kerns 56 auf einem Pegel zu halten, der höher als der Pegel des Sickerwassers innerhalb der Anlage 70 ist, wodurch sichergestellt wird, dass das Wasser innerhalb des Kerns 56 eine größere Druckhöhe aufweist als das Sickerwasser in der Anlage 70.
Wenn ein Bruch des inneren GSTS 112, nämlich der GSTS 112, die sich direkt benachbart zur Anlage 70 befindet, auftritt, fließt das Wasser daher aus dem Kern 56 in die Anlage 70, anstatt dass das Sickerwasser von der Anlage 70 in den Kern 56 fließen kann.
Weiterhin wird bevorzugt, ein reaktives Medium oder reaktive Medien (nicht gezeigt) innerhalb des Kerns 56 bereitzustellen, wobei die Medien dafür ausgelegt sind, die biologische Sanierung von etwaigem Sickerwasser durchzuführen, das durch die innere GSTS 112 in den Kern 56 fließt. Biogas, das durch die biologische Sanierung des Sickerwassers innerhalb des Kerns 56 erzeugt wird, kann ebenfalls gesammelt und für geeignete Zwecke, beispielsweise als Brennstoff, verwendet werden. Somit kann die Barriere 110 pur Durchführung einer mindestens teilweisen Dekontaminierung des Müllgrubenmaterials verwendet werden, das sich in der Anlage 70 befindet. Insbesondere können die Verunreinigungsstoffe, die sich in der Anlage 70 befinden, über einen längeren Zeitraum mittels der inneren GSTS 112 in den Kern 56 gelangen. Sobald sich die Verunreinigungsstoffe indem Kern 56 befinden, können die reaktiven Medien die Verunreinigungsstoffe biologisch sanieren und somit den Pegel derselben innerhalb der Anlage 70 senken. Um die Geschwindigkeit der Dekontaminierung zu erhöhen, könnte die innere GSTS 112 mit einer höheren hydraulischen Leitfähigkeit spezifiziert werden, wodurch ein größeres Volumen des Sickerwassers zur Dekontaminierung in den Kern 56 gelangen kann. Somit könnte die Barriere 110 zur Neutralisierung der Verunreinigungsstoffe in bestehenden Müllgruben oder dergleichen verwendet werden.
Somit ist ersichtlich, dass die Barriere 110 der zweiten Ausführungsform gegenüber der Barriere 10 der ersten Ausführungsform der Erfindung eine Anzahl von Vorteilen bietet, obwohl jede Ausführungsform der Barriere 10, 110 einen wesentlichen Fortschritt gegenüber den Müllgrubenbarrieren des Stands der Technik darstellt.

Claims

Flüssigkeitsbarriere, die eine geosynthetische Tonschicht und einen Stützrahmen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass des Stützrahmen dafür ausgelegt und angeordnet ist, die geosynthetische Tonschicht in einer im Wesentlichen vertikalen Orientierung zu stützen.
Flüssigkeitsbarriere nach Anspruch 1, wobei die geosynthetische Tonschicht Natriumbentonit umfasst.
Flüssigkeitsbarriere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stützrahmen ein Paar voneinander beabstandete Stützrahmenelemente umfasst und die geosynthetische Tonschicht zwischen dem Paar Stützrahmenelemente angeordnet ist.
Flüssigkeitsbarriere nach Anspruch 3, wobei jedes Stützrahmenelement in einen einander zugewandten Eingriff mit der geosynthetischen Tonschicht gedrückt oder gepresst wird, um Druck darauf anzuwenden.
Flüssigkeitsbarriere nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Stützrahmen des Weiteren ein Paar voneinander beabstandete äußere Elemente umfasst, zwischen denen das Paar Stützrahmenelemente und die geosynthetische Tonschicht angeordnet sind.
Flüssigkeitsbarriere nach Anspruch 5, wobei zwischen dem äußeren Element und dem Stützrahmenelement auf jeder Seite der geosynthetischen Tonschicht ein Hohlraum abgegrenzt ist und jeder Hohlraum mit einem körnigen Material, vorzugsweise Feinkies, befüllt ist.
Flüssigkeitsbarriere nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das Paar Stützrahmenelemente im Wesentlichen netzförmig ist.
Flüssigkeitsbarriere nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei jedes äußere Element mit dem entsprechenden Stützrahmenelement mit Hilfe eines Vielzahl von Streben, die sich dazwischen erstrecken, verbunden ist.
Flüssigkeitsbarriere nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei jedes äußere Element mit einer Schicht, vorzugsweise einer Geotextilschicht, insbesondere einer Vliesgeotextilschicht, versehen ist.
Flüssigkeitsbarriere nach Anspruch 8 oder 9, wobei jede Strebe mit dem entsprechenden Stützrahmenelement und dem entsprechenden äußeren Element gelenkig verbunden ist.
Flüssigkeitsbarriere nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei jedes äußere Element des Weiteren mit Hilfe einer Vielzahl von Verstrebungen mit dem entsprechenden Stützrahmenelement verbunden ist und Verstrebungen mit dem entsprechenden Stützrahmenelement und dem entsprechenden äußeren Element gelenkig verbunden sind.
Flüssigkeitsbarriere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ein Paar voneinander beabstandete geosynthetische Tonschichten umfasst, wobei jede geosynthetische Tonschicht in einer im Wesentlichen vertikalen Orientierung durch den Stützrahmen gestützt wird.
Flüssigkeitsbarriere nach Anspruch 12, wobei der Stützrahmen zwei Paare Stützrahmenelemente umfasst und jede geosynthetische Tonschicht zwischen einem entsprechenden der beiden Paare Stützrahmenelemente angeordnet ist.
Flüssigkeitsbarriere nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Paar geosynthetische Tonschichten einen Kern dazwischen abgrenzt und in dem Kern Sickerwasser gesammelt werden kann, das durch eine der geosynthetischen Tonschichten in den Kern gelangt.
Flüssigkeitsbarriere nach Anspruch 14, wobei der Kern mit einem körnigen Material befüllt ist.
Flüssigkeitsbarriere nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Kern, nachdem er mit dem körnigen Material befüllt wurde, des Weiteren mit einer Flüssigkeit befüllt wird, in der das Sickerwasser mitgeführt werden kann.
Flüssigkeitsbarriere nach Anspruch 16, wobei die Flüssigkeit aus dem Kern entnommen werden kann, um eine Dekontaminierung desselben zu ermöglichen.
Flüssigkeitsbarriere nach Anspruch 17, wobei die dekontaminierte Flüssigkeit zurück in den Kern geleitet werden kann.
Flüssigkeitsbarriere nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Flüssigkeit und/oder das körnige Material in dem Kern für die biologische Sanierung mindestens eines Teils des Sickerwassers in dem Kern ausgelegt ist.
Flüssigkeitsbarriere nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei die Flüssigkeit indem Kern eine größere Druckhöhe als das Sickerwasser, das sich außerhalb des Kerns befindet, aufweist.
Flüssigkeitsbarriere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stützrahmen zusammenlegbar ist, um den Transport und/oder die Lagerung der Flüssigkeitsbarriere zu ermöglichen.