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 = S I p 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 ρ d A nyírószilárdság szempontjából megfelelő zóna Mindhárom kritériumnak megfelelő terület A szivárgási tényező szempontjából megfelelő zóna A zsugorodás szempontjából kedvező zóna w opt 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) 1x10-7 k = 8,7 x 10-10 m/s sötétbarna közepes agyag Iv-2 / 2,1-2,3 m Szivárgási tényező, k [m/s] 1x10-8 1x10-9 1x10-10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Idő, t [nap]
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 Agyag A permeabilitás vizsgálat módszere w L = 30% I p = 12% w L = 72% I p = 45% k á (cm/s) k tényl /k á k (cm/s) k tényl /k á 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 σ v = 96 kpa Infiltrométer 9x10-6 1x10-8 1x10-8 1x10-8 1x10-6 5x10-6 1,0 * 900 900 900 90 1,9 4x10-6 2x10-9 3x10-9 3x10-9 4x10-8 3x10-6 1,0 * 2000 1300 1300 100 1,2
A mintaméret hatása a szivárgási tényező mért értékénél (TRAUTWEIN-BOUTWELL, 1994.) 10-6 S: Kezdeti relatív telítettség S=0,64 10-7 Szivárgási tényező (m/s) 10-8 10-9 10-10 S=0,89 43.sz. mérési pont S=0,83 1.sz. mérési pont S=0,90 6.sz. mérési pont 10-11 1 10 10 2 10 3 10 4 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.)
PRÓBA- TÖMÖRÍTÉS próbafelület TRISOPLAST ZÁRÓSZIGETELÉS Próbatömörítés az oldalfalon 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 eséssel rendelkezzenek,! kis hőmérséklet a depóniaaljzaton.
Természetes anyagú szigetelők SZUHOGY SZUHOGY fénykép PUSZTAZÁMOR BÉCS
Töltésépítés szigetelőréteg-építés A kötött talajok alkalmassága töltésépítésre (MOSONYI-PAPP, 1959.) Minõsítés Talaj ρ d w L I p (g/cm 3 ) (%) (%) Jó Iszap, homokos sovány agyag 1,8-2,0 < 35 <15 Megfelelhet Agyag 1,7-1,9 < 55 15-30 Alkalmatlan Kövér agyag, szikes és szerves talaj 1,5-1,8 > 55 > 30 A kötött talajok alkalmassága a szigetelőrétegbe való beépítés szempontjából (BAGCHI, 1989.) w Minősítés Talaj L I p S D<0,002 Agyagásvány- (%) (%) (%) tartalom Kedvező Agyag (közepes) 45-50 20-30 > 20 > 10 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
Különleges megoldás: egy kőbányában létesített lerakó oldalfalának a szigetelése hátszivárgó szigetelés
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 Legalább egy vizsgálatot igénylő terület ÖNORM GDA DÜLLMANN Határérték Szemeloszlás 300 m 2 1000 m 2 250 m 3 d max = 63 (mm) Konzisztencia jellemzők, víztartalom a beépítés előtt Proctor-értékek: térfogatsűrűség, beépítési víztartalom w 100 m 3 n.a. 250 m 3 alkalmassági vizsgálat szerint ρ d w be 300 m 3 1000 m 2 30x30 m háló T rρ alapján Szivárgási tényező k 2500 m 2 2000 m 2 45x45 m háló 10-9 5x10-10 m/s előírás szerint Terítési rétegvastagság d 500 m 2 500 m 2 20x20 m háló a próbaterületnek megfelelően ± 1,5 cm Lejtés i 500 m 2 500 m 2 n.a. terv szerint Keverés 500 m 2 1000 m 2 n.a. az alkalmassági vizsgálat módszere szerint Szervesanyag tartalom SZ 600 m 3 1000 m 2 n.a. alkalmassági vizsgálat szerint, max 5%
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) 3 1 2 4 5
1 4 Rosszul méretezett szigetelőrendszer 2 6 5 3 a helyreállítás (Tatabánya,1998)
Forróékes hegesztés A geomembrán hegesztése Extruziós hegesztés fotók nyomáspróba Forrólevegős hegesztés vákuumharang
A csurgalékvízgyűjtó rendszer kialakítása a dréncső beépítése
hmax [mm] 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 h max = L tan tan 2 [( + e 2 α k ) 2 - α ] d 1 6.37. k=5e-03 m/s k=1e-03 m/s k=5e-04 m/s k=1e-04 m/s A drénréteg vastagságának a méretezése 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 e [m/év] hmax [mm] 200,00 150,00 100,00 50,00 h max = L 2 e k k tan 2 α tan + 1- k α e e d d d 2 tan + e α kd 6.38. k=5e-03 m/s k=1e-03 m/s k=5e-04 m/s k=1e-04 m/s (Tiszafüred) 0,00 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 e [m/év]
1 A csurgalékvízgyűjtő réteg építése 2 3 3 geodrén beépítése
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
AKSD DEBRECEN Köszönöm a figyelmet Szabó Imre www.hidrotanszek.hu