книги / Основы проектирования и строительства хранилищ отходов.-1

152

ев - препятствуюпрокладке контролируемых дренажных труб и периодиче­ ской промывке дренажа. Кроме того, пропускная способность геокомбинированных материалов снижается при увеличении обычного напря­ жения (т.е.при увеличении высоты насыпи захоронения).

Гидроизоляция из полимерного материала (геомембраны). Данное гидроизоляционное полотно производится из следующих материалов: этиленполимера и битума (EIA);поливинилхлорида (PVC); полиэтилена низкой (LDPE) и высокой (HDPE) плотности;хлоридполиэтилена (CSPE).

Сравнительные лабораторные испы ания и практические опы ы пока­ зали,что для строительства захоронений особенно подходит гидроизоляци­ онное полотно из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Толщина листа составляе в среднем 2-3 мм, в особых случаях до 5 мм. Выпускается также тонкое гидроизоляционное полотно толщиной 1мм, но оно должно исполь­ зоваться только для отходов малого класса опасности. Сопротивление разры­ вам вследствие точечной нагрузки (например зерна дренажного гравия) линейно возрастае с толщиной, одновременно пропорционально уменьшается проницаемость. При механической сопротивляемости следует различать кратковременнуюнагрузку во время сооружения хранилищ и длительнуюнагрузку от материалазахоронения.

Гидроизоляционный материал шириной до 10 м укладывается на строительной площадке внахлест и затем сваривается (рис.3.18). При этом большое значение уделяется контролюза сварными швами. Плотность шва проверяется прямо на строительной площадке,для чего подходятдваметода: ультразвуковая проверка - для простых швов,и проверка сжатым воздухом - для двойных швов с контрольным каналом. Преимущество первого метода - абсолюно безвредное прозвучивание сварного шва (экструзионная сварка). Далее при ультразвуковой проверке монитор может оснащаться соответст­ вующими акустическими предупредительными сигналами, так что прове­ ряющий обладаетдополнительной системой контроля (рис.3.19).

154

Гидроизоляционный полимерный материал восприимчив к большим величинам осадокпо трем причинам:

-образование трещин;

-снижение химической устойчивости вследствие постоянного напря­ жения при растяжении в области крупных сводов или сильно выступающих участков склона;

-коррозионное растрескивание при концентрированном доступе по­ верхностно-активных химикатов к уже существующим трещинам.

Подобный риск может бы ь снижен путем тщательной разработки грунта и соответствующего ландшаф ного проектирования и строительства. На участ­ ках с большими уклонами (от 1:4 до 1:3) рекомендуется использование структурированных гидроизоляционных полимерных материалов, чтобы снизить напряжение в результате натяжения и исключить недопустимое рас­ тяжение.Вэтом случае очень хорош себя зарекомендовал гидроизоляцион­ ный полимерный материал с двусторонней шероховатой поверхностью верх­ него слоя и шипами на нижнем слое. Шипы вдавливаю ся в минеральный уплотнитель уже при небольшом количестве складируемых отходов и влия­ юнадополнительное сцепление шершавой поверхности.

Другая проблема заключается в необходимости эффективного дренаж­ ного слоя над изоляционным полотном (размер зерна 16-32 мм). Но такая дренажная структура ведет к высокому точечному напряжению изоляцион­ ного полотна как при сооружении изоляции основания,так и при статичном хранении. Поэтому должен бы ь включен защитный слой,для чего требуется, согласно новейшим исследованиям,полотно с плотностью р =800-5-1200 г/м2. Вкачестве защитных слоев подходят также и сэндвич-образные связующие конструкции, например бентонитовый холст, который обеспечивает допол­ нительный изолирующий эффект. Э а новая разработка позволяет связать три отдельных компонента в одну прочную структуру: одно нетканое полот­ но - как покры ие,бентонитовый слой -как изоляционный элемент и комби­

156

всех этих характеристик. Обобщения недопустимы: различные конструкции существенно отличаюся друготдруга.

Сточки зрения химической устойчивости захоронений отходов в каче­ стве защитного материала используюся сейчас исключительно полиэфиры (высокомолекулярные парафины),а также полипропилен (РР) и полиэтилен (РЕ). Хотя полиэфир и имеет самуювысокую термическую устойчивость, все-таки практически не применяется,т.к. разъедается основными агентами. Вследствие своей объемной структуры (более высокая степень кристаллиза­ ции) полипропилен обладает большей специфической прочностью, чем по­ лиэтилен,у которого макромолекулы располагаю ся двухмерно.На практике предпочтение отдается изоляционным полотнам только из одного материала, но на рынке присутствую и комбинированные конструкции. Так, для инфильтрационных и других устройств хорош зарекомендовал себя двуслой­ ный проколотый геотекстиль из полиэфирных и полипропиленовых волокон.

Гидравлические характеристики изоляционного полотна учитываюся тогда, когда оно выполяет функциюфильтра или имеет водоотводный эф­ фект.В зависимости от механического напряжения прокладочного полотнав области захоронения изменяется эффективность фильтра вследствие дефор­ маций при сжатии (под захоронением)или натяжении (на склонах). Соответ­ ствующие фильтрационные критерии основываю ся чаще всего на аналогич­ ных критериях к зернистым фильтрационным средам (например эффектив­ ный диаметр отверстий в прокладочном полотне соотносится с эффективным диаметром зерен грунта).

Комбинированная изоляции.На захоронениях отходов большого ин­ декса опасности должна сооружаться комбинированная изоляция, которая состои как из минеральных,так и из геосинтетических слоев (рис.3.20).Та­ ким образом, можно использовать специфические преимущества отдельных материалов наиболее эффективно и достичь существенно более высокой безопасности,чем при использовании однородных материалов.Так,водорас­

158

В результате использования комбинированного изоляционного поли­ мерного материала и минерального слоя на поверхности создается защитный экран, который снижает перепады концентрации вредных веществ между сторонами настолько,что проницаемость практически исключается.Важным фактором здесь является плотное соединение между различными изоляцион­ ными материалами. На нижней плоскости экрана оно препятствует десорб­ ции тех веществ,которые проникли в полимерный материал. Таким образом останавливается диффузия углеводородов. Плотное соединение служит к то­ му же компенсацией погрешностей всевозможных дефектов геомембран и значительно повышаетзащиту от проникновения вредных веществ.

Различаюдва основных вида изоляции:

1)геомембрана непосредственно на минеральном уплотнителе (прессо­ вое соединение);

2)дренажный слой (К/=5x10'3м/с) между геомембраной и минераль­ ным уплотнителем.

Для отходов с большим индексом опасности и при слабом геологиче­ ском преграждающем действии грунта изоляция основания должна содер­ жать два дренажных слоя: верхний -для быстрого отвода фильтрационной воды захоронения,и нижний - в качестве контрольной системы и для отвода остаточной фильтрационной воды, которая проникает через верхнюю часть изоляционной системы.

Нарис.3.20 представлены примеры комбинированной изоляции. Вари­ ант а представляеттиповую конструкцию для захоронений мусора,как реко­ мендуется соответствующими директивами. Вариант б предусматривается для захоронений особых отходов,где имею ся вредные вещества с выражен­ ной тенденцией к проницаемости. Оба изоляционных полимерных полотна плотно соединены на минеральных слоях, нижнее полотно запрессовано да­ же с двух сторон и поэтому особенно эффективно (и защищено от обычного окисления вредными веществами).