Устройство защитных экранов полигонов - Разработка технологического раздела проекта полигона твердых бытовых отходов

Основным элементом любого полигона является противофильтрационный экран. Его наличие и отличает полигон от свалки. Обычно экран выполняют из глин с определенным коэффициентом фильтрации (Кf Ѓ' 1Ч10-7 м/с). Если подходящей глины нет, то ее нужно привезти, уложить в несколько слоев и уплотнить, толщиной не менее 0,8 м. Это дорого, трудоемко и требует длительных сроков проведения гидроизоляционных работ. К тому же глина плохо работает при подвижках почвы, промоинах, при высоком уровне грунтовых вод. Чтобы избежать растрескивания и расслаивания глины, ее укладку необходимо производить при определенных температурно-влажных условиях. Минеральная гидроизоляция не всегда газонепроницаема, при значительном выходе биогаза в ней образуются отверстия, приводящие к нарушению гидроизоляционных свойств. В связи с недостаточной надежности геологического барьера рекомендуется использовать противофильтрационные экраны из полимерных рулонных материалов (геомембран HDPE). Этот материал обладает высокими физико-механическими свойствами и высокой химической стойкостью.

Противофильтрационные экраны современных полигонов - это основные конструктивные элементы для защиты компонентов окружающей природной среды от негативного воздействия полигонов захоронения отходов. Природоохранная функция противофильтрационных экранов обеспечивает защиту грунта, грунтовых и поверхностных вод от проникновения фильтрата (свалочной жидкости), а также атмосферы от выделяющего свалочного газа (биогаза), пыли, запахов, распространения болезнетворных микробов. Противофильтрационные экраны подразделяются на защитные экраны основания полигона и защитные экраны поверхности полигона (поверхностное финальное перекрытие).

Защита грунта, грунтовых и поверхностных вод во время эксплуатации достигается благодаря сочетанию геологического барьера и системы гидроизоляции основания полигона. В период пассивной фазы, после закрытия полигона и вывода его из эксплуатации, защита грунта, грунтовых и поверхностных вод, а также воздушного пространства обеспечивается сочетанием системы защитного экрана поверхности полигона с защитным экраном основания полигона.

Деформации основания полигона, обусловленные нагрузкой от полигона и влиянием изменения режима подземных вод, не должны влиять на функциональную пригодность защитных экранов. Осадки и деформации основания полигона необходимо рассчитывать на стадии проектирования и контролировать наблюдениями во время эксплуатации, согласно СНиП 3.02.01-87 ?Земляные сооружения, основания и фундаменты?. Следует избегать использования в основании полигона грунтов, подверженных сильной усадке, из-за повторных напряжений, которым подвергается экран в процессе усадки и набухания.

Дренажная система, обеспечивающая сбор и удаление фильтрата, должна быть запроектирована таким образом, чтобы обеспечить эффективный сбор и отвод фильтрата, возможность контроля ее работоспособности и промывки во время эксплуатации.

На проектной отметке основания участка захоронения отходов, по откосам бортов котлованов и внутренним поверхностям насыпных дамб обвалования устраивается защитный экран основания полигона.

Защитный изоляционный слой устраивается из сертифицированных геосинтетических изоляционных материалов. Синтетическая гидроизоляция (геомембрана) в основании полигона должна быть выполнена из гидроизоляционных материалов на основе полиэтилена высокой плотности толщиной не менее 1,5 мм.

Применение геомембраны из полиэтилена высокой плотности обеспечивает надежную гидроизоляцию и образование долговечного газо-и водонепроницаемого слоя в основании полигона захоронения ТБО. Прочность и устойчивость полиэтиленовой мембраны значительно облегчает устройство гидроизоляционного слоя и дальнейшую его эксплуатацию.

Проектирование пленочных экранов производится согласно СН 551-82 [5]. Однослойный экран состоит из спланированного и протравленного гербицидами основания из однородного грунта на глубине 15-20 см фракциями не крупнее 3 мм, уплотненного гладкими катками, и полиэтиленовой пленки (рисунок.....). При наличии в грунтах более крупных фракций в основании устраивается песчаная подготовка не менее 10 см. На пленку укладывается защитный слой из мелкозернистого грунта толщиной 0,5 м по дну и 0,8 м на откосах. Заложение откосов должно быть не круче 1:3,5. Защитный слой устраивается сразу на полную толщину бульдозером по методу "сталкивания". Характеристики полиэтиленовой пленки приведены в табл.1.3.

Рисунок 1.14 - Общий вид работ, которые производятся при проектировании пленочного экрана на полигоне ТБО

Таблица 1.3 - Характеристики полиэтиленовой пленки

Характеристика материала	ГОСТ 10354 - 82	PVC	HDPE
Толщина, мм	0,2 - 0,4	0,5-1,25	0,75 - 5,0
Прочность на растяжение, МПа	13,7	-	18,0
Относительное удлинение при разрыве, %	450	350	700
Морозостойкость, єС	- 60	- 29	- 40
Прочность при разрушении, МПа	-	16,2	28,0
Модуль упругости, МПа	-	6,3	50,0
Плотность, г/см3	1,4	1,2	0,94
Устойчивость разрезов	-	± 5	± 1

Однослойный геосинтетический экран поверх основания полигона (рис. 1.14, 1.15);

Рисунок 1.15 - Однослойный геосинтетический экран

1- отходы; 2 - геотекстиль 300 - 450 г/м3; 3 - 450 - 1000 г/м3; 4 - дренажная труба; 5 - дренажный слой ? 30 см; 6 - дренажный геокомпозит; 7 - геомембрана 1,5 - 3 мм; 8 - Выравнивающий слой (песок) ? 10 см; 9 - уплотненный грунт

Рисунок 1.16.- Однослойный геосинтетический экран

1 - отходы; 2 - дренажный слой (ПГС, щебень ? 30 см); 3 - дренажная труба; 4 - выравнивающий слой (песок) ? 10см; 5 - уплотненный грунт; 6 - дренажный геокомпозит; 7 - геомембрана 1-2 мм

Защитный экран в основании полигона должен полностью исключать миграцию фильтрата из тела полигона в окружающую среду. Защитный экран основания полигона должен состоять из конструктивных элементов, представленных на рисунках [5].

Устройство искусственного водонепроницаемого экрана из геосинтетических полимерных материалов отвечает повышенным требованиям по защите окружающей среды, препятствует распространению загрязненных веществ в почву и грунтовые воды.

В состав однослойного противофильтрационного экрана в основании полигона входят следующие слои (снизу вверх):

- спланированное основание участка захоронения отходов; - выравнивающий слой из уплотненного песчаного грунта, мощностью не менее 0.1 м; - геомембрана из полиэтилена высокой плотности (HDPE) толщиной не менее 1.5 мм ; - слой геотекстиля - синтетического материала для защиты геомембраны, укрепления откосов-450-1000 гм2 (зависит от наличия камней, щебня в дренажном слое); - дренажный слой ( песчано-гравийная смесь, щебень) не менее 0,3 м;

Для дренажного слоя применяются песок, песчано-гравийные смеси, щебень изверженных пород фракций 10-32 мм.

Дренажные трубы должны обладать достаточной прочностью и быть изготовлены из материалов, устойчивых к агрессивному воздействию фильтрата.

Для предотвращения заиливания дренажной системы основания полигона, между свалочным грунтом и дренажным слоем необходима укладка дополнительного материала - геотекстиля.

Экран можно укладывать по частям или целиком. В данном случае

Полигонов целесообразнее сооружать экран по секторам или сегментам. В ходе эксплуатации отходы складируются на участках (картах), оборудованных экраном, в то время как на других участках полигона экран оборудуется. Важно, чтобы стыки секторов были тщательно подогнаны друг к другу. Этого можно добиться при помощи наложения слоев экрана таким образом, чтобы один перекрывал другой.

Применительно к полигонам для твердых отходов, сооружение верхнего изолирующего покрытия (поверхностного финального перекрытия) является единственным способом ограничения образования фильтрата и, следовательно, минимизации потенциального загрязнения грунтовых вод на участках полигонов. Верхнее изолирующее покрытие предназначено для ограничения притока атмосферных осадков в тело полигона, для уменьшения количества образующегося фильтрата, для сбора и отвода поверхностной воды, сбора свалочного газа (биогаза).

Правильно сооруженное верхнее финальное изолирующее перекрытие уменьшает вредные воздействия на окружающую среду, в то же время способствуя продуктивному использованию закрытого полигона и прилегающей территории по выбранному направлению рекультивации.

Технологический (промежуточный) экран поверхности полигона устраивается с использованием минеральных материалов на отдельных этапах эксплуатации полигона (на участках, выведенных из эксплуатации). Защитный экран поверхности полигона (финальное перекрытие) устраивается после вывода полигона из эксплуатации на этапе рекультивации.

Рисунок 1.17- Рекомендуемая схема конструкции защитного экрана поверхности полигона

1 - дренажный слой (песок) ? 25 см; 2 - геотекстиль 300-800 г/м3; 3 - геотекстиль 300-800 г/м3; 4 - отходы; 5 - рекультивационный слой ? 0,5 м; 6 - геомембрана 1-2 мм; 7 - выравнивающий слой, дренаж для биогаза (щебень) ? 30 см

Рисунок 1.18 - Рекомендуемая схема конструкции защитного экрана поверхности полигона

1 - дренажный геокомпозит; 2 - геотекстиль 300-800 г/м3; 3 - геотекстиль 300-800 г/м3 ; 4 - отходы; 5 - рекультивационный слой ? 25 см; 6 - геомембрана 1-2мм; 7 выравнивающий слой, дренаж для биогаза (щебень) ? 30 см

Отдельные элементы защитного экрана поверхности полигона рекомендуется выполнять по следующим требованиям:

- в качестве основания защитного экрана поверхности полигона укладывается уплотненный выравнивающий слой из однородного несвязанного материала (дренаж для биогаза). Толщина выравнивающего слоя должна быть не меньше 0,3 метра; - слой геотекстиля - синтетического материала для защиты геомембраны, - 300-800г/м2 (зависит от наличия камней, щебня в дренажном слое); - толщина синтетической геомембраны (HDPE) должна быть не менее 1,0 мм, а сама синтетическая геомембрана должна быть устойчивой к химической и биологической агрессии и к повреждению грызунами; - по поверхности синтетической геомембраны укладывается дренажный геокомпозит (состоит из объемной геосетки и прикрепленного с 2-х сторон фильтрующего нетканного материала) или минеральный песчаный, песчано-гравийный материал мощностью не менее 0.3 м, в этом случае геомембрану нужно защитить геотекстилем плотностью 300-800г/м2; - на поверхности обустраивается слой плодородного растительного грунта мощностью не менее 0.3 м. - семена трав и тип растений выбираются согласно местным климатическим условиям таким образом, чтобы обеспечить устойчивое задернение склонов, защиту склонов полигона от водной и ветровой эрозии и минимизировать количество атмосферных осадков, поступающих в дренажную систему. В качестве защиты от эрозии тела полигона рекомендуется армирование склонов синтетическими георешетками рис. 1.19 и 1.20.

Рисунок 1.19 - Армирование склонов георешеткой

1 - геосетка (h-0,5-1,5м); 2- геотекстиль; 3 - объемная георешетка; 4 - бетонный упор (0,4х0,5 м)

Рисунок 1.20 - Армирование склонов георешеткой

1 - геотекстиль; 2 - объемная георешетка

Для крепления гидроизоляционного материала в верхней части полигона предусматривается анкерная траншея шириной не менее 300 мм (Рис. 1.21.). Высота траншеи варьируется в зависимости от ширины бровки и длины пологой части котлована. Для отвода фильтрата предусматриваются дренажные перфорированные трубы (Рис.9.9), выходящие в дренажный колодец.

Рисунок 1.21- Анкерная траншея для крепления гидроизоляционного материала

1 - анкерная траншея с заполнителем; 2 - геомембрана; 3- выравнивающий слой(песок) ? 10см; 4 - грунт

Рисунок 1.22- Дренажный колодец и дренажная труба

1 - геомембрана; 2 - отходы; 3 - дренажная труба; 4 - геомембрана; 5 - грунт; 6 - дренажный колодец; 7 - геомембрана

Устройство защитных экранов полигонов - Разработка технологического раздела проекта полигона твердых бытовых отходов

Похожие статьи