< Предыдущая		Оглавление		Следующая >

5.3.1. Обычные насыпные захоронения

В качестве "обычных" хранилищ рассматривают насыпные свалки, не обладающие несущими строительными элементами в противоположность контейнерным хранилищам. Различные подпорные стены и т.п. имеют лишь вторичное значение. Принципиально различают четыре типа захоронений (рис. 5.2), причем имеются и переходные формы или комбинации.

Карьерные (котлованные) захоронения имеют больше преимуществ, но они требуют дорогостоящих мероприятий по отводу фильтрационных вод и, как следствие, - большой риск возникновения аварийных ситуаций. Можно определить сектор, в котором происходит утечка, но невозможно точно локализовать место утечки. Уплотнение основания хранилища отходов возможно практически только после их извлечения. В качестве компромисса создают насыпи в форме откосных хранилищ или карьерные захоронения в верхней части откосов, где может быть обеспечен свободный отвод фильтрационных вод.

Захоронения в форме резервуаров с ограждающими насыпями используют как шламовые пруды или для хранения жидких, или сжиженных отходов. Они объединяют конструкционные особенности карьерных и отвальных захоронений, при этом речь идет преимущественно о монозахоронениях горной и металлургической промышленности. Дренаж основания здесь должен быть особенно эффективным (рис. 5.3).

Согласно зарубежным нормам захоронение жидких отходов запрещено, допустимо лишь краткосрочное промежуточное их хранение, но в зависимости от индекса опасности предпочтение отдается контейнерным захоронениям. Шламовые или пастообразные отходы могут помещаться только в промежуточные хранилища (временное хранение).

Рис. 5.2. Обычные конструктивные решения захоронений отходов производства: а - котлованное; б - резервуар нос (1 - исходный уровень грунта; 2 - уплотненное основание); в - отвальное; г - откосное

Рис. 5.3. Пример хранилища для жидких отходов:

1 - нижняя изоляционная лента из искусственного материала; 2 - верхняя изоляционная лента из искусственного материала; 3 - геосинтетический дренажный материал; 4 - гранулированный дренажный слой; 5 - перфорированные коллекторные трубы

В настоящее время считается, что резервуарные и карьерные захоронения неэффективны в плане их дальнейшего использования, так как хранящиеся в них отходы попадают на дальнейшую переработку, например, в строительство. На месте таких хранилищ остаются овраги, которые портят ландшафт, поэтому принято решение прекратить эксплуатацию таких хранилищ.

Другим недостатком таких хранилищ является сложность создания и эксплуатации дренажных систем по отводу сточных вод. Дренажные системы могут быть легко разрушены при подвижке отходов либо заилены, поэтому необходимо отдавать предпочтение хранилищам со свободным стоком вод по схеме самотека, например откосным системам.

Преимущество отвальных захоронений в том, что дренаж и дегазация свалки в них технически проще и легче контролируемы, чем в резервуарных захоронениях. Кроме того, при высоких насыпях отходов значительно снижается коэффициент проницаемости фунта, в результате улучшается естественная защитная функция и, кроме того, фунтовые воды большей частью обтекают этот более плотный участок. Возможная высота отвальных захоронений геотехнически зависит от топографии и несущей способности грунта.

Откосные захоронения легко подгоняются под местный ландшафт и их преимущество - большой уклон основания. Это влияет на быстрый отвод фильтрационных вод и снижает опасность заиливания дренажной системы. С геотехнической точки зрения необходимо исследование устойчивости откосов.

Грунтовое основание для захоронений. Величину осадки полигона захоронения следует учитывать уже при геотехнических предварительных исследованиях (разведывательное бурение, зондирование, геофизические исследования и т.п.) и при подготовке грунта для сооружения основания захоронения.

В случае если фунт на глубине оказывается рыхлым или смешанным, то он должен быть укреплен по специальному методу таким образом, чтобы от воздействия проектных нагрузок ожидаемая осадка не превышала нормативных значений, в противном случае следует выбирать новую площадку. Недопустимы большие величины разностей осадок грунтовых оснований, что может привести к разрушению изоляции хранилища. С этой целью применяют глубинное уплотнение оснований, используя глубинный вибратор, которым уплотняют бетонные массивы, а также метод динамического интенсивного уплотнения.

Эти методы не только повышают плотность грунта, но и значительно снижают проницаемость. Коэффициент фильтрации песчаного или гравийного грунта может быть уменьшен на два порядка посредством глубинного виброуплотнения.

В соответствии с административным предписанием (нормой) Германии, например, для грунта основания под хранилищами отходов коэффициент фильтрации принимается Кf < 10-7 м/с при толщине слоя до 3 м. Эти слои могут создаваться искусственно. При высоком уровне вредности отходов сам грунт или подземные сооружения должны служить также изоляционными барьерами - дополнительно к специальной изоляционной основе. Это очень строгое, а по экологической безопасности и необходимое требование. Геологические естественные барьеры без усиления какими-то специальными техническими мероприятиями в центральной Европе признаны иллюзорными. Это же относится и к требованию свести к нулю количество грунтовых вод (т.е. никаких естественных фильтрационных вод или текущих грунтовых вод).

Территории над месторождениями грунтовых вод, которые имеют региональное значение для обеспечения питьевой водой в настоящем или будущем, как правило, не годятся в качестве площадок для захоронений отходов. Такие площадки возможны, если между грунтовым основанием захоронения и поверхностью грунтовых вод имеется достаточно надежный геологический барьер.

Грунтовое основание для сооружения захоронения должно обладать коэффициентом уплотнения Купл > 100%, в илисто-глинистом грунте его значение может меняться до 95%. Вычисленные в результате модули общей деформации должны составлять Е > 10 МПа на связном грунте и Е > 30 МПа на песчано-гравийном грунте. В противном случае следует заменять фунт или стабилизировать его посредством применения геотекстиля высокой прочности.

Для облегчения сооружения экрана поверхность грунтового основания должна создаваться с учетом работы дренажных слоев. Наклон в 2% является абсолютным минимумом, уклоны в 3-5% типичны для земляных работ.

Надлежащим образом организованные захоронения должны обладать системой сбора фильтрационной воды, главный компонент которой - поверхностная дренажная система, состоящая из трубопроводов и сборных шахт. Наряду с химико-физической долговечностью необходим также и достаточный запас устойчивости труб и шахт.

В качестве дренажных слоев хорошо себя зарекомендовали гранулированные составы фракции 16-32 мм. Круглая форма зерен уменьшает опасность повреждения геосинтетического покрытия (нетканый материал, искусственный гидроизоляционный материал) и сопротивление течению в отличие от осколочного каменистого материала. Содержание карбоната кальция должно быть минимальным, чтобы избежать растворения окисленной фильтрационной водой. Минимальная толщина дренажного слоя 30-50 см.

Для геотекстильного покрытия поверхностного дренажа используют нетканый материал из полипропилена с удельным весом 800 г/м2. При угрозе заиливания дренажа (например, биологическое обрастание, зарастание биологической пленкой) использование геотекстиля и песчаного фильтра нецелесообразно. Попадание мусора на поверхность гранулированного состава образует естественную переходную и фильтрационную зону. В этом случае дренажный слой должен быть на 15 см толще, минимальная толщина - 50 см.

Уклон поверхности дренажного слоя должен быть не менее 1-2%. По аэрогидродинамическим причинам и с точки зрения строительного выполнения минимальные уклоны должны составлять 3-4%. Только дренажные системы с достаточно большими уклонами обеспечивают эффективность при долгосрочной эксплуатации.

Использование в качестве дренажных гибких полимерных труб позволяет промывать их под высоким давлением с целью удаления возможных отложений в дренаже. В целях достаточного мониторинга дренажа и возможности промывки дренажные трубы должны иметь диаметр как минимум 200 мм, лучше 250 или 300 мм (особенно при захоронениях особых видов отходов). Также должна иметься возможность для взятия проб газа в дренажном слое. Мониторинг должен осуществляться с помощью теле- и видеокамер.

Наблюдательные шахты образуют на площади захоронения сравнительно жесткие элементы, что непременно ведет к концентрации напряжения по экранам. Могут возникать недопустимые различия в осадках поверхности, которые опасны для соединений труб и изоляции. Кроме того, устройство сборных шахт крайне опасно, так как любая горизонтальная подвижка отходов может привести к нарушению вертикальности шахт, разрушению конструкций и выводу их из эксплуатации. Высокие шахтные стволы должны быть покрыты минеральным материалом, действующим как буферная зона. Альтернативу этому представляет создание телескопических типов шахт.

При выборе параметров шахт следует учитывать также одностороннюю нагрузку при уплотнении и влияние температур вследствие неравномерного нагревания внутри захоронения. Соединения труб должны быть гибкими, чтобы без проблем приспосабливаться к деформациям.

< Предыдущая		Оглавление		Следующая >