A lerakó altalajának vizsgálata, a szigetelőréteg beépítése
Szabó Imre tantárgyi előadás HULLADÉKGAZDÁLKODÁS II. ált. környezetmérnöki szakirány 8.félév Miskolc, 2005. április 28.
Az aljzatszigetelőrendszer elemei ! a természetes anyagú szigetelő réteg, ami lehet " természetes településű " mesterségesen beépített
! a mesterséges anyagú szigetelő réteg, közismert néven műanyag fólia/lemez, geomembrán ! a csurgalékvízgyűjtő rendszer
Az aljzatszigetelő-rendszer felépítése az 1999/31/EK irányelv alapján
A hulladéklerakók aljzatszigetelő rendszere felépítésének szabályozása (22/2001.(X.10.) KÖM rendelet, 1-3. sz. függelék)
INERTHULLADÉK LERAKÓ
NEM VESZÉLYES HULLADÉKOK LERAKÓJA
VESZÉLYESHULLADÉK LERAKÓ
A geotechnikai minősítő és alkalmassági vizsgálatok
• • • •
osztályozási jellemzők-, tömöríthetőség, beépítési jellemzők-, szivárgási tényező-, szilárdsági és kompresszibilitási jellemzők meghatározása
Konzisztencia jellemzők: (folyási határ, sodrási határ, zsugorodási határ, plasztikus index, relatív konzisztencia index; (MSZ 14043/4)
javasolt: wL= 45-60 % IP =15-35%
SKEMPTON-féle aktivitási mutató (A):
A =
Ip S D < 0,002
A szivárgási tényező változása a SKEMPTON féle aktivitás függvényében
A tömörítési vizsgálat eredményeinek feldolgozása
A maximális vízfelvevőképesség meghatározása
Tömörítés-beépítési víztartalom
A víztartalom hatása a tömörített talaj szerkezetére (LAMBE, 1958.)
A tömörítési mód hatása az agyag szivárgási tényezőjére (MITCHELL et al., 1965.)
A szivárgási tényező, a nyírószilárdság és a zsugorodás szempontjából is megfelelő beépítési jellemzők meghatározása
ρd A nyírószilárdság szempontjából megfelelő zóna Mindhárom kritériumnak megfelelő terület
A szivárgási tényező szempontjából megfelelő zóna
A zsugorodás szempontjából kedvező zóna
wopt
w%
A szivárgási tényező meghatározása
!tapasztalati összefüggések !laboratóriumban !helyszínen
A szivárgási tényező meghatározása laboratóriumban (hagyományos, merev falú permeabiméterek)
A szivárgási tényező meghatározása boratóriumban (flexibilis falú permeabiméter-triaxiális cella)
-7
1x10
sötétbarna közepes agyag Iv-2 / 2,1-2,3 m
Szivárgási tényező, k [m/s]
k = 8,7 x 10-10 m/s
-8
1x10
-9
1x10
-10
1x10
0
1
2
3
4
Idő, t [nap]
5
6
7
8
A szivárgási tényező in situ meghatározása Kettős falú infiltrométer
A szigetelőpaplan szivárgási tényezőjének meghatározása infiltrométerrel
A talajtelítettség eloszlása hat különböző szigetelőréteg esetén infiltrométeres vizsgálatnál (STEWART - NOLAN, 1987.)
Különböző módszerekkel kapott szivárgási tényező értékek összehasonlítása (DAY-DANIEL)
Különböző módszerekkel kapott szivárgási tényező értékek összehasonlítása (DAY-DANIEL, 1985.b.) Iszap A permeabilitás vizsgálat módszere
Helyszíni medencés beszivárogtatás Laboratóriumi tömörített mintákon Flex.falú perm. kézzel faragott minta (10cm) Flex.falú perm., kiszúróhengerrel ( 7,4 cm) vett minta Ödométerben (merev falú perm.) kézzel faragott minta, eff. feszült-ség σv= 96 kPa Infiltrométer
Agyag
wL = 30%
Ip = 12%
wL = 72%
Ip = 45%
ká (cm/s)
ktényl /ká
k (cm/s)
ktényl /ká
9x10-6 1x10-8 1x10-8 1x10-8
1,0* 900 900 900
4x10-6 2x10-9 3x10-9 3x10-9
1,0* 2000 1300 1300
1x10-6
90
4x10-8
100
5x10-6
1,9
3x10-6
1,2
A mintaméret hatása a szivárgási tényező mért értékénél (TRAUTWEIN-BOUTWELL, 1994.) -6
10
S: Kezdeti relatív telítettség
S=0,64
Szivárgási tényező (m/s)
10-7
S=0,83 1.sz. mérési pont
-8
10
-9
10
S=0,89 43.sz. mérési pont S=0,90 6.sz. mérési pont
-10
10
10-11
1
10
2
10
3
10
4
10
10
5
A szabványos laboratóriumi mintamérethez viszonyított mintatérfogat
A természetes anyagú szigetelőréteg és a csurgalékvíz kompatibilitásának a kérdései
A szennyezőanyagok hatása az agyagok szivárgási tényezőjének az értékére
A szigetelőréteg szennyezőanyag-visszatartó képessége
A szivárgási tényező és a dielektromos állandó kapcsolata szerves oldószerek és víz esetén (FERNANDEZ - QUIGLEY, 1985.)
PRÓBATÖMÖRÍTÉS
pró ba felü
let ÁRÓ Z T LAS P SO TRI
Próbatömörítés az oldalfalon
ÉS TEL E G SZI
Egy próbaterület rendszervázlataa minimális méretekkel (méterben megadval)(ÖNORM S2074/2.)
A debreceni kommunálishulladék-lerakó aljzatszigetelésének helyszíni próbatömörítési vizsgálata
Hulladékdepónia szigetelőrendszerének az elemei
Az aljzatszigetelőrendszer Az aljzatszigetelő rendszernek többrétegű, szivárgóréteget is tartalmazó egységes rendszernek kell lennie. Megkülönböztetünk: természetes anyagú (agyag, adalékanyaggal kevert talajok,bentonitszőnyegek)szigeteléseket, mesterséges anyagú szigeteléseket (műanyag, bitumen stb.) és kombinált szigeteléseket. BRANDL (1988.): ! ! !
a szigetelőrendszer többrétegű legyen, amelynek alapvetően eleme egy természetes anyagú szigetelőréteg és további anyagok, szigetelőrétegek alkalmazása szükség szerint, hatékony szivárgórendszer kerüljön beépítésre, ami a csurgalékvizek gyűjtésére, elvezetésére ellenőrzésére szolgál, minimális hidraulikus gradiens a szigetelőrétegen, az aljzatszivárgók és dréncsövek megfelelő
!
kis hőmérséklet a depóniaaljzaton.
eséssel rendelkezzenek,
SZUHOGY
Természetes anyagú szigetelők
SZUHOGY
fénykép
PUSZTAZÁMOR
BÉCS
Töltésépítés
Minõsítés Jó Megfelelhet Alkalmatlan
szigetelőréteg-építés
A kötött talajok alkalmassága töltésépítésre (MOSONYI-PAPP, 1959.) wL ρd Talaj 3 (%) (g/cm ) Iszap, homokos sovány agyag 1,8-2,0 < 35 Agyag 1,7-1,9 < 55 Kövér agyag, szikes és szerves 1,5-1,8 > 55 talaj
Ip (%) <15 15-30 > 30
A kötött talajok alkalmassága a szigetelőrétegbe való beépítés szempontjából (BAGCHI, 1989.) wL Ip SD<0,002 AgyagásványTalaj Minősítés (%) (%) (%) tartalom > 20 > 10 Kedvező Agyag (közepes) ≥45-50 ≥ 20-30 Megfelelő
Sovány agyag, iszap, homoklisztes agyag
35-45
(10)15-20
> 20
> 10
A szigetelőréteg beépítése, kivitelezési előírások: tömörítés átgyúrással: • juhlábhenger • vibro juhlábhenger • gumiabroncsos tömörítő
HEJŐPAPI
LJUBLJANA
PUSZTAZÁMOR
GYÁL
A szigetelőréteg beépítése, kivitelezési előírások: ! A helyben készített szigetelőrétegnél a tömörítés rétegenként történjék, az egyes rétegek vastagsága (d) tömörített állapotban: ! 20 cm < d < 25 cm !
A beépítési víztartalom néhány százalékkal a Proctor vizsgálattal meghatározott optimális érték fölött legyen
DEBRECEN
HEJŐPAPI
A szigetelőréteg beépítése, kivitelezési előírások: az oldalfal szigetelése
Alternatív lehetőségek az oldalfal szigetelésénél
zi háts ó várg
szig etelé s
Különleges megoldás: egy kőbányában létesített lerakó oldalfalának a szigetelése
Minőségellenőrzés •a kivitelező saját ellenőrző vizsgálatai, amelyekkel tanúsítja, hogy a kivitelezést, a tervek előírásainak megfelelően végezte, •egy független intézmény ellenőrző vizsgálatai, •a beruházó saját ellenőrző vizsgálatai a földmunka átvételekor.
Az aljzatszigetelő rétegek ellenőrző vizsgálatának rendje osztrák és német előírások, ill. ajánlások alapján Kísérlet
Jel
Szemeloszlás
Legalább egy vizsgálatot igénylő terület ÖNORM
GDA
DÜLLMANN
300 m2
1000 m2
250 m3
3
3
Határérték
dmax = 63 (mm)
n.a.
250 m
300 m3
1000 m2
30x30 m háló
Trρ alapján
Konzisztencia jellemzők, víztartalom a beépítés előtt
w
100 m
Proctor-értékek: térfogatsűrűség, beépítési víztartalom
ρd
alkalmassági vizsgálat szerint
wbe
Szivárgási tényező
k
2500 m2
2000 m2
45x45 m háló
10-9– 5x10-10 m/s előírás szerint
Terítési rétegvastagság
d
500 m2
500 m2
20x20 m háló
a próbaterületnek megfelelően ± 1,5 cm
Lejtés
i
500 m2
500 m2
n.a.
terv szerint
500 m2
1000 m2
n.a.
az alkalmassági vizsgálat módszere szerint
600 m3
1000 m2
n.a.
alkalmassági vizsgálat szerint, max 5%
Keverés
Szervesanyag tartalom
SZ
A műanyag szigetelőlemezek fektetése Betartandók:
•a varratok esésirányúak legyenek, eltérésük az esésvonaltól ne legyen nagyobb mint 15°; •a rézsűlábnál a varratok távolsága nagyobb legyen mint 0,5 m; •a rézsűlábnál a varratok távolsága a lábvonaltól legalább 1,5 m legyen; •a hegesztési varratok lehetőség szerint vizsgálócsatornával kialakított kettős varratok egyenek.
PUSZTAZÁMOR
HEJŐPAPI
LETERHELÉS NÉLKÜL FEKTETETT MEMBRÁN (Debrecen) 1
4
2
5
3
1
Rosszul méretezett szigetelőrendszer
4
6 2 5
a helyreállítás 3
(Tatabánya,1998)
A geomembrán hegesztése Forróékes hegesztés
Extruziós hegesztés
fotók nyomáspróba Forrólevegős hegesztés
rang a h m vákuu
A csurgalékvízgyűjtó rendszer kialakítása
a dréncső beépítése
h ma x [m m ]
6.37. e 1 L h max = [( tan2 α + ) 2 - tan α ] 2 kd
80,00 70,00 60,00 50,00
A drénréteg vastagságának a méretezése
k=5E-03 m/s k=1E-03 m/s k=5E-04 m/s
40,00 30,00 20,00 10,00 0,00
k=1E-04 m/s
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
L hmax =
0,7
e [m/év]
6.38.
e 2 e k d k d ⋅ tan α k ⋅ tan α 2 + 1- d tan α + e 2 e kd
k=5E-03 m/s
200,00
hmax [m m ]
k=1E-03 m/s 150,00 k=5E-04 m/s
100,00
k=1E-04 m/s 50,00
(Tiszafüred)
0,00 0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
e [m/év]
A csurgalékvízgyűjtő réteg építése
1 2 2
3
geodrén beépítése
3
A csurgalékvíz gyűjtése
(PAULISTURZ, ERZBERG)
tisztítómű
A geomembrán alatti monitoring kiépítése
(PUSZTAZÁMOR)
Feltárt hibahely (Niemark)
„teszt” lyuk
GEOLOGGER
A geomembrán alatti monitoring kiépítése a beépítés lépései
réskialakítás
elektróda behelyezés takarás geomembrán fektetés
Münchehagen
Köszönöm a figyelmet Szabó Imre AKSD DEBRECEN
www.hidrotanszek.hu
