KR101528674B1 - 폐석산 또는 대사면을 활용한 단계별 성토층에 의한 폐기물 매립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐석산 또는 대사면을 활용한 단계별 성토층에 의한 폐기물 매립방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 석재를 채굴 후 생성된 웅덩이의 하면에 박막차수층을 설치한 다음 차수층에 의해 감싸여진 성토층을 내측면에 형성시킨 후 폐기물을 성토층의 높이 만큼 매립하고 다시 성토층을 축성한 후 폐기물을 성토층의 높이 만큼 매립하는 것을 수회 반복하여 폐기물을 매립할 수 있도록 한 폐석산 또는 대사면을 이용한 폐기물 매립방법에 관한 것인바, 본 발명은 채굴 되어 형성된 웅덩이의 바닥면에 차수재를 설치하는 차수재설치공정과; 상기 차수재설치공정에 의해 설치된 차수재의 끝단에 일정 높이를 갖는 성토층을 형성시켜 내측으로 매립공간을 형성시키는 바닥성토층축조공정과; 상기 바닥성토층축조공정에 의해 만들어진 바닥성토층을 차수재로 감싸 누출을 방지하는 누출방지공정과; 상기 매립공간에 쓰레기를 바닥성토층의 높이와 같거나 낮게 매립하는 쓰레기 매립공정과; 상기 바닥성토층의 매립공간에 쓰레기가 매립되면 바닥성토층의 상부면 또는 상부의 측면에 매립공간이 보이도록 중앙부가 천공된 슬라이스차수재를 연결 설치하는 슬라이스 차수재 설치공정과; 상기 슬라이스차수재가 부착 설치된 바닥성토층 상부에 매립높이조절성토층을 형성시키는 매립높이조절용 성토층축조공정과; 상기 매립높이조절용 성토층이 형성되면 매립높이조절용 성토층을 슬라이스 차수재로 감싸는 마감공정과; 상기 마감공정이 완료되면 매립높이조절용 성토층에 의해 형성된 매립공간 쓰레기를 매립하는 매립공정과; 상기 매립공정에 의해 매립높이조절용 성토층에 쓰레기가 일정한 높이로 매립되면 슬라이스 차수재 설치공정, 매립높이조절용 성토층축조공정, 마감공정을 수회 반복하여 쓰레기를 매립하는 것에 그 특징이 있다.

Description

폐석산 또는 대사면을 활용한 단계별 성토층에 의한 폐기물 매립방법{Embedding method of waste by step solum utilizing stony mountain or a steep slope }

본 발명은 폐석산 또는 대사면을 활용한 단계별 성토층에 의한 폐기물 매립방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 석재를 채굴 후 생성된 웅덩이의 하면에 바닥차수재를 설치한 다음 성토층을 내측면에 형성시킨 후 폐기물을 성토층의 높이 만큼 매립하고 다시 성토층을 축성한 후 폐기물을 성토층의 높이 만큼 매립하는 것을 수회 반복하여 폐기물을 매립할 수 있도록 한 폐석산 또는 대사면을 활용한 단계별 성토층에 의한 폐기물 매립방법에 관한 것이다.

최근 도시생활 쓰레기나 산업 폐기물을 보다 환경 친화적으로 처리하기 위한 다양한 방법들이 개발되고 있다. 그러나 아직도 대부분의 잉여 폐기물과 소각 부산물은 폐기물 매립지에 매립되고 있다. 이러한 폐기물 매립은 매립 장소나 방식에 따라 다양하게 구분되는데, 일반적으로 폐기물에서 발생되는 침출수와 매립가스에 의한 2차 환경오염을 방지할 수 있도록 불투수층, 침출수 집배수시설 및 매립가스 포집시설이 갖추어진 위생 매립이 주로 실시되고 있다.

첨부도면 도 1은 종래 기술에 따른 위생 매립지의 일예를 보여주는 개략적인 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 폐기물 매립지의 구조는 원기초지반(100)의 하부에는 부직포 또는 쇄석으로 이루어진 지하수 배재층(200)이 설치되며 그상부에는 벤토나이트와 토사가 혼합되어 이루어진 혼합토층(300)이 구비되며, 상기 혼합토층(300)의 상부에는 주 차수층인 고밀도 포리에틸린시트(400)가 설치되며 그 상부에 콤포지트(500)과 쇄석층(600) 순으로 적층되게 설치하되 매립장 바닥은 침출수의 집수 효과를 높이기 위하여 2°이상의 경사를 형성하게 된다.

한편 일반적으로 석재를 채굴한 후 채굴한 곳에는 깊이가 40~100m 정도의 웅덩이가 형성되는데 상기 석재 채굴 후 원상 복구의 방법으로는 웅덩이에 토사로 채우고 다짐작업을 실시한 후 표면에 수목을 식재하는 방법으로 원상 회복을 하고 있다.

이러한 폐석산을 이용하여 폐기물매립장을 조성하려는 노력이 있었으며 상기한 폐석산을 이용한 매립장의 구조는 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같이 바닥에는 쇄석층(600a)을 일정한 높이로 형성시키고 사면에는 고밀도 포리에틸린 시트와 벤토나이트매트(이하 차수재라 칭함)(400a)를 설치하였으나 암돌출부에 의한 차수재(400a)의 손상과 이에 의한 침출수 누출에 의한 주변 토양오염 및 지하수 오염의 원인이 되었으며 암돌출부 처리에 막대한 공사비가 소요되었으며 그럼에도 불구하고 수직고가 너무 높아 차수재 고정단의 들뜸 현상과 수직면에 차수재 설치 중 안전사고가 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.

또한 사면부에 차수재가 밀착되지 못하여 매립하중에 의해 손상되어 매립된 폐기물에 우수가 유입되어 발생된 침출수가 사면부의 요철에 손상된 차수재를 통하여 외부로 유입됨에 따라 주변 환경을 오염시키는 문제점이 있다.

한편 종래 폐석산을 폐기물매립장으로 조성하는 방법으로는 절개된 사면에 콘크리트를 뿜어 붙여 차수재를 보호하려 했으나 설치두께가 10cm밖에 안되는 뿜어 붙이기 콘크리트로는 돌출부가 수십 cm에서부터 몇 m에 이루는 석산의 암절개면의 요철을 감당할 수 없어 역시 부실시공에 의한 주변 환경오염의 주범이 되었으며 또한 암돌출부 처리에 시간과 비용이 과다하게 소요되며, 광대한 사면부에 두꺼운 층으로 콘크리트를 시공해야하는 문제로 인해 콘크리트의 과다 사용 및 공사비 증가의 원인으로 폐석산의 이용이 사실상 불가능한 문제가 있다.

상기한 문제점을 감안하여 안출한 것으로서 본 발명의 목적은 암돌출부나 대사면부에 의한 차수층이 손상되지 않도록 설치하여 침출수 누출방지에 대한 신뢰성을 높일 수 있으며, 시공이 간편하고 용이하여 공기와 공사비용을 절감시킬 수 있도록 하는 뿐만 아니라, 보수 시공을 안전하게 할 수 있도록 하며 단계별 시공에 의하여 초기투자비를 극소화시킬 수 있는 등의 이점이 있는 폐석산 또는 대사면을 활용한 단계별 성토층에 의한 폐기물 매립방법을 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 채굴된 바닥면을 평활하게 작업 후 웅덩이의 끝단에 일정 높이를 갖는 성토층을 형성시켜 내측으로 매립공간을 형성시키는 바닥성토층축조공정과; 상기 바닥성토층축조공정에 의해 만들어진 바닥성토층의 내측 바닥에 배수층을 형성시키는 배수바닥층 형성공정과; 상기 바닥성토층의 표면에 차수재를 설치하는 차수재 설치공정과; 상기 매립공간에 쓰레기를 바닥성토층의 높이와 같거나 낮게 매립하는 쓰레기 매립공정과; 상기 바닥성토층의 매립공간에 쓰레기가 매립되면 바닥성토층의 상부면 또는 상부의 측면에 매립공간이 보이도록 설치된 슬라이스차수재를 연결 설치하는 슬라이스 차수재 설치공정과; 상기 슬라이스차수재가 설치된 바닥성토층 상부에 매립높이조절성토층을 형성시키는 매립높이조절성토층축조공정과; 상기 매립높이조절성토층이 형성되면 매립높이조절성토층을 슬라이스 차수재로 감싸는 마감공정과; 상기 마감공정이 완료되면 매립성토층에 의해 형성된 매립공간에 쓰레기를 매립하는 매립공정에 의해 쓰레기를 매립하는 것을 특징으로 하는 폐석산 또는 대사면을 활용한 단계별 성토층에 의한 폐기물 매립방법에 의하여 달성된다.

상기 매립성토층에 의해 형성된 매립공간에 쓰레기를 매립하는 매립공정 후 슬라이스 차수재 설치공정, 매립높이조절성토층축조공정, 마감공정을 수회 반복하여 쓰레기를 매립하는 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 폐석산 또는 대사면을 활용한 단계별 성토층에 의한 폐기물 매립방법에 의하여 달성된다.

상기 배수바닥층 형성공정은 혼합토층의 상부에 고밀도 포리에틸린 시트와 지오콤포지트로 및 쇄석층으로 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 폐석산 또는 대사면을 활용한 단계별 성토층에 의한 폐기물 매립방법에 의하여 달성된다.

상기 차수재 또는 슬라이스 차수재는 부직포, 벤토나이트매트, 고밀도 포리에틸린 시트와 지오콤포지트 순으로 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 폐석산 또는 대사면을 활용한 단계별 성토층에 의한 폐기물 매립방법에 의하여 달성된다.

상기 배수바닥층 형성공정시 바닥성토층의 상단부 끝단에는 채움 공간을 형성시키고 차수재를 설치 후 상기 채움 공간에 채움부재를 채워 넣는 채움재 설치공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐석산 또는 대사면을 활용한 단계별 성토층에 의한 폐기물 매립방법에 의하여 달성된다.

이와 같은 본 발명은 암돌출부나 대사면부에 의한 차수층이 손상되지 않도록 설치하여 침출수 누출방지에 대한 신뢰성을 높일 수 있으며, 시공이 간편하고 용이하여 공기와 공사비용을 절감시킬 수 있도록 하는 뿐만 아니라, 보수 시공을 안전하게 할 수 있도록 하며 단계별 시공에 의하여 초기투자비를 극소화시킬 수 있는 등의 이점이 있는 폐석산 또는 대사면을 이용한 폐기물 매립방법을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 위생 매립지의 구조를 보여주는 개략적인 단면도.
도 2는 종래 폐석산을 위생 매립지로 이용하였을 때의 구조를 보여주는 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 폐석산을 이용한 폐기물 매립방법에 의한 매립지의 일예를 보여주는 개략적인 단면도.
도 4는 채굴되어 형성된 웅덩이의 바닥에 배수층을 설치한 구조를 보여주는 확대단면도.
도 5는 바닥성토층을 차수재를 이용하여 감싸는 구조를 보여주는 확대단면도.
도 6은 슬라이스차수재를 이용하여 매립높이조절성토층을 감싸는 구조를 보여주는 확대단면도.
도 7은 슬라이스차수재를 이용하여 매립높이조절성토층을 감싸기 위한 다른 실시예를 보여주는 확대단면도.
도 8은 본 발명의 기술이 적용된 폐석산을 이용한 폐기물 매립방법을 보여주는 공정도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 8은 본 발명의 기술이 적용된 폐석산을 이용한 폐기물 매립방법을 보여주는 공정도이고 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 폐석산을 이용한 폐기물 매립방법에 의한 매립지의 일예를 보여주는 개략적인 단면도로써 이에 따르면 본 발명인 폐석산을 이용한 폐기물 매립방법은 통상적으로 채굴 되어 형성된 웅덩이의 깊이는 40m ~ 100m로 이루어지는데 상기 채굴 후 통상적으로 바닥면은 기본적으로 평탄 작업을 실시하며 채굴된 바닥면을 평활하게 작업 후 웅덩이의 끝단에 일정 높이를 갖는 바닥성토층을 형성시켜 내측으로 매립공간을 형성시키는 바닥성토층축조공정(S100)을 실시한다.

상기 바닥성토층(20)의 형상은 상·하면은 평행하고 매립공간을 형성하는 내측으로 경사면을 형성한 사다리꼴 모양으로 이루어져 있다. 상기 내측으로 경사면을 형성시킨 이유는 쓰레기 매립시 매립되는 쓰레기에 의해 바닥성토층(20)의 변형을 방지하면서 안정적으로 쓰레기 매립이 이루어지도록 위함이며 매립 쓰레기와 바닥성토층(20) 사이에 공간이 형성되는 것을 방지하기 위함이다.

한편 바닥성토층축조공정(S100)에 의하여 바닥성토층(20)이 축조되면 웅덩이의 바닥면에 바닥배수층(T)을 형성시키는 배수바닥층 형성공정(S200)을 실시한다. 첨부도면 도 4에 도시된 바와 같이 상기 바닥배수층(T)은 혼합토층(A)의 상부에 고밀도 포리에틸린(high density polyethylene, HDPE) 시트(10-3)와 지오콤포지트(10-4)로 적층되어 이루어진 구조이다.

상기 채굴 되어 형성된 웅덩이는 통상의 토사로 이루어진 매립지와는 지질 형태가 다르므로 바닥성토층(20)에는 차수재 설치공정(S300)을 수행하여 차수재(10)를 표면에 설치한다.

상기 차수재(10)는 첨부도면 도 5에 도시된 바와 같이 부직포(10-1), 벤토나이트매트(10-2), 고밀도 포리에틸린 시트(10-3)와 지오콤포지트(10-4) 순으로 적층되어 이루어진 구조이다.

한편 상기 차수재(10)을 구성하는 고밀도 포리에틸린 시트(10-3)와 지오콤포지트(10-4)를 길이 연장시켜 바닥배수층(T)을 형성시킬 때 사용되는 고밀도 포리에틸린 시트(10-3)와 지오콤포지트(10-4)를 일체로 사용할 수 있다. 그 이유는 연결부에 의한 침출수의 누설을 방지할 수 있으며 연결작업을 생략할 수 있어 공정에 따른 작업을 단축할 수 있는 이점이 있기 때문이다.

상기 바닥성토층(20)은 토사를 사용하며 인조골재와 토사 및 골재와 토사를 혼합하여 사용할 수도 있다.

상기에서와 같이 바닥성토층(20)이 형성되면 바닥성토층(20)에 의해 만들어진 매립공간에 쓰레기를 바닥성토층(20)의 높이와 같거나 낮게 매립하는 쓰레기 매립공정(S400)을 수행한다.

한편 상기 배수바닥층 형성공정(S200)시 바닥성토층(20)의 상단부 끝단에는 채움 공간(20-1)을 형성시키고 차수재(10)를 설치 후(S300 참조) 상기 채움 공간(20-1)에 채움부재를 채워 넣는 채움재 설치공정(S200-1)을 더 실시할 수 있다.

상기 채움 공간(20-1)에 채워지는 채움부재는 일반적으로 토사를 사용하며 인조골재와 토사 및 골재와 토사를 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 채움재 설치공정(S200-1)을 실시하는 이유는 바닥성토층(20)에 차수재(10)를 설치한 후 매립공간에 매립되는 쓰레기의 하중에 의해 차수재(10)가 이탈 및 변형되는 것을 방지하기 위함이다.

상기 바닥성토층(20)의 매립공간(40)에 쓰레기가 매립되면 첨부도면 도 5내지 도 6에 도시된 바와 같이 바닥성토층(20)의 상부면 또는 상부의 측면에 매립공간(40)이 보이도록 중앙부가 천공된 슬라이스차수재(50)를 설치하는 슬라이스 차수재 설치공정(S500)을 수행한다.

상기 슬라이스차수재(50)의 재질은 바닥면에 설치된 차수재(10)와 동일한 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 슬라이스차수재(50)가 설치된 바닥성토층(20) 상부에 매립높이조절성토층(70)을 형성시키는 매립높이조절용 성토층축조공정(S600)을 수행한다. 상기 매립높이조절용 성토층축조공정(S600)과 바닥성토층(20)의 형성 방법은 동일하게 형성된다.

한편 상기 매립높이조절용 성토층축조공정(S600)에 의해 매립높이조절용 성토층(80)이 형성되면 매립높이조절용 성토층(80)을 슬라이스차수재(50)로 감싸는 마감공정(S700)을 수행한다. 상기 마감공정(S700)은 차수재(30)와 슬라이스차수재(50)의 설치방법과 동일함으로 구체적 설명은 생략한다.

상기 마감공정(S700)이 완료되면 매립높이조절용 성토층(80)에 의해 형성된 매립공간에 쓰레기를 매립하는 매립하고 슬라이스 차수재 설치공정, 매립높이조절성토층축조공정(S600), 마감공정(S700), 매립높이조절용 성토층(80)과 같은 높이로 쓰레기 매립(S800)을 수회 반복하여 굴착된 폐석산에 쓰레기를 매립한다.

슬라이스차수재(50)의 설치 방법은 첨부도면 도 6에 도시된 바와 같이 바닥성토층(20)의 상부에 포설되거나 또는 매립높이조절용 성토층(80)의 상부에 포설시켜 사용할 수도 있다.

첨부도면 도 7에 도시된 바와 같이 바닥성토층(20)의 상부에 포설되거나 또는 매립높이조절용 성토층(80)의 상부에 포설시켜 사용할 수도 있으며, 배수바닥층 형성공정(S200)시 바닥성토층(20)의 상단부 끝단에는 채움공간(20-1)을 형성시키고 차수재(10)를 설치 후(S300 참조) 상기 채움공간(20-1)에 채움부재를 채워 넣기 전 상부에 설치되는 매립높이조절용 성토층(80)의 표면에 설치되는 슬라이스차수재(50)의 끝단을 채움공간(20-1)에 포설한 후 채움공간(20-1)을 되메움 한다.

상기 슬라이스차수재(50)의 끝단을 채움공간(20-1)에 포설한 후 채움공간(20-1)을 되메움하는 이유는 매립공간에 매립되는 쓰레기의 하중에 의해 슬라이스차수재(50)가 파손, 이탈 및 변형되는 것을 방지하기 위함이다.

이와 같은 본 발명은 암돌출부나 대사면부에 의한 차수재가 손상되지 않도록 설치하여 침출수 누출방지에 대한 신뢰성을 높일 수 있으며, 시공이 간편하고 용이하여 공기와 공사비용을 절감시킬 수 있도록 하는 뿐만 아니라, 보수 시공을 안전하게 할 수 있도록 하며 단계별 시공에 의하여 초기투자비를 극소화시킬 수 있는 등의 이점이 있는 매우 유용한 발명이다.

한편 본 발명에서는 설명의 편의상 폐석산을 활용한 매립지 조성에 대하여 설명하고 있으나 경사면 또는 법면 및 절개지 등의 대사면에도 적용하여 대사면을 활용하여 단계별 성토층에 의한 폐기물을 매립할 수도 있다. 즉 폐석산을 대사면으로 적용 대상만 바꾸어 폐기물 매립방법을 적용할 수 있는 것이다.

S100 : 바닥성토층축조공정 S200 : 배수바닥층 형성공정
S200-1 : 채움재 설치공정 S300 : 차수재 설치공정
S400 : 쓰레기 매립공정 S500 : 슬라이스 차수재 설치공정
S600 : 성토층축조공정 S700 : 마감공정
10-1 : 부직포 10-2 : 벤토나이트매트
10-3 : 고밀도 포리에틸린(high density polyethylene, HDPE) 시트
10-4 : 지오콤포지트
20 : 바닥성토층 20-1 : 채움 공간
40 : 매립공간 50 : 슬라이스차수재
70 : 매립높이조절성토층 80 : 성토층

Claims (5)

1. 채굴된 바닥면을 평활하게 작업 후 웅덩이의 끝단에 일정 높이를 갖는 성토층을 형성시켜 내측으로 매립공간을 형성시키는 바닥성토층축조공정과;
   상기 바닥성토층축조공정에 의해 만들어진 바닥성토층의 내측 바닥에 바닥배수층을 형성시키는 배수바닥층 형성공정과;
   상기 바닥성토층의 표면에 차수재를 설치하는 차수재 설치공정과;
   상기 매립공간에 쓰레기를 바닥성토층의 높이와 같거나 낮게 매립하는 쓰레기 매립공정과;
   상기 바닥성토층의 매립공간에 쓰레기가 매립되면 바닥성토층의 상부면 또는 상부의 측면에 매립공간이 보이도록 설치된 슬라이스차수재를 연결 설치하는 슬라이스 차수재 설치공정과;
   상기 슬라이스차수재가 설치된 바닥성토층 상부에 매립높이조절성토층을 형성시키는 매립높이조절성토층축조공정과;
   상기 매립높이조절성토층이 형성되면 매립높이조절성토층을 슬라이스 차수재로 감싸는 마감공정과;
   상기 마감공정이 완료되면 매립성토층에 의해 형성된 매립공간에 쓰레기를 매립하는 매립공정에 의해 쓰레기를 매립하는 것을 포함하며,
   상기 배수바닥층 형성공정시 바닥성토층의 상단부 끝단에는 채움 공간을 형성시키고 차수재를 설치 후 상기 채움 공간에 채움부재를 채워 넣는 채움재 설치공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐석산 또는 대사면을 활용한 단계별 성토층에 의한 폐기물 매립방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 매립성토층에 의해 형성된 매립공간에 쓰레기를 매립하는 매립공정 후 슬라이스 차수재 설치공정, 매립높이조절성토층축조공정, 마감공정을 수회 반복하여 쓰레기를 매립하는 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 폐석산 또는 대사면을 활용한 단계별 성토층에 의한 폐기물 매립방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 배수바닥층은 혼합토층의 상부에 고밀도 포리에틸린(high density polyethylene, HDPE) 시트 와 지오콤포지트로 및 쇄석층으로 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 폐석산 또는 대사면을 활용한 단계별 성토층에 의한 폐기물 매립방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 차수재 또는 슬라이스 차수재는 부직포, 벤토나이트매트, 고밀도 포리에틸린 시트와 지오콤포지트 순으로 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 폐석산 또는 대사면을 활용한 단계별 성토층에 의한 폐기물 매립방법.
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