СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ГРУНТЕ Российский патент 1994 года по МПК E02D31/06 E02D19/10 

Изобретение относится к строительству, а именно к гидротехническим сооружениям для охраны подземных вод от вредного воздействия источника загрязнения.

Известен способ захоронения отходов химического производства, в котором выбирают площадку, поверхность которой покрывают двумя грунтоцементными слоями сверху, на второй грунтоцементный слой укладывают первый слой водонепроницаемой пленки. На подготовленное таким образом основание сваливают зараженные химические отходы, которые закрывают второй водонепроницаемой пленкой. Края с обеих пленок по контуру площадки плотно соединяют. На поверхность второй пленки укладывают третий грунтоцементный слой, плотно соединяемый с кромкой ранее уложенного второго слоя. На третий грунтоцементный слой отсыпают инертный материал, который затем выравнивают в виде свода в соответствии с рельефом окружающей местности [1].

Недостатком известного способа является то, что он не может быть применен для изоляции источника вредных веществ, не допускающих перезахоронения, так как требует укладки вредных веществ непосредственно на вновь уложенный экран, что сужает его область применения.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является способ капсулирования старого захоронения, включающий изоляцию источника вредных веществ в грунте путем строительства бокового экрана с охватом источника вредных веществ вокруг и сверху и поддержание в зоне, охваченной экраном, уровня подземных вод ниже как подошвы источника вредных веществ, так и уровня подземных вод вне экрана. Строительство бокового экрана выполняют с заглублением в слабопроницаемый подстилающий грунт, покрывают источник сверху защитным слоем с последующим уплотнением. При отсутствии слабопроницаемого пласта дополнительно уплотняют подстилающий грунт. Поддержание уровня подземных вод в охваченной экраном зоне осуществляют путем сооружения и эксплуатации скважин, по которым откачивают находящуюся внутри ограждения загрязненную жидкость с последующей ее очисткой и термической обработкой. В результате откачки обеспечивается гидравлический перепад, который со всех сторон направлен на ограждение, что при возможной неплотности вертикального уплотнения устраняет распространение вредных веществ за пределы огражденной зоны [2].

Недостатком известного способа является трудоемкость из-за постоянной откачки загрязненной жидкости, ее обработки, кроме того, при выключении электроэнергии возможна аварийная ситуация.

Задачей изобретения является создание способа изоляции источника вредных веществ, находящихся в грунте и не допускающих перезахоронения при невозможности использования водоупора для заглубления экрана или создания уплотнения подстилающего грунта за счет использования агрегатного состояния компонентов грунта.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что экран выполняют газонепроницаемым, а поддержание уровня подземных вод в зоне, охваченной экраном, осуществляют с помощью противодавления газовой составляющей грунта, обеспечивая необходимый ее объем величиной заглубления боковой части экрана.

Таким образом, устраняется непосредственный контакт подземных вод с источником вредных веществ, что исключает загрязнение подземных вод и окружающей среды, как за счет непосредственного контакта, так и за счет снижения диффузии.

Для уменьшения заглубления боковой части экрана она может быть выполнена с расширением книзу, что увеличивает объем компонентов газовой составляющей в огражденной зоне.

На фиг. 1 изображен источник вредных веществ в грунте в период положения подземных вод ниже необходимого заглубления экрана; на фиг. 2 - фаза окончания выемки грунта под экран с оставлением части грунта вокруг источника вредных веществ; на фиг. 3 - фаза окончания сооружения экрана с оставлением грунта между источником вредных веществ и экраном; на фиг. 4 - фаза окончания засыпки экрана грунтом; на фиг. 5 - фаза защиты источника вредных веществ в период поднятия подземных под до максимального уровня; на фиг. 6 - то же, в случае сооружения экрана, выполненного с расширением боковых сторон книзу.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

Определяют контур 1 (фиг. 1) в вертикальной плоскости и в плане (на чертеже не показано) источника вредных веществ 2, подлежащего изоляции и находящегося в грунте 3, и уточняют уровень 6 подземных вод 7. При необходимости производят осушение участка (на чертеже не показано). Осуществляют выемку грунта 3, образуя полость 8 (фиг. 2) с охватом источника вредных веществ 2 и оставлением вокруг него и над ним целиков 9 и 10 соответственно. В образованной полости 8 сооружают экран 11 (фиг. 3), боковая часть 12 которого заглублена на величину Н, обеспечивающую необходимый объем воздушного пузыря в грунте под экраном, который исключает контакт подземных вод 7 с источником вредных веществ 2. Экран 11 выполняют газонепроницаемым, например, из полиэтилена или другого материала в зависимости от характера источника вредных веществ. После проверки экрана 11 на герметичность образованную полость 8 засыпают вынутым грунтом 13 и пригружают экран 11 сверху, например, тем же грунтом или другим материалом (фиг. 4).

В период максимального подъема подземных вод 7, например паводка, уровень 14 (фиг. 5) подземных вод 7 за пределом образованного экрана 11 достигает естественного положения, который может превышать уровень подошвы 5 источника вредных веществ 2 в грунте 3, а в огражденной экраном 11 зоне 15 уровень 16 подземных вод 7 поддерживается значительно ниже уровня подошвы 5 источника вредных веществ 2 в грунте 3 благодаря противодавлению воздушного пузыря. Поэтому исключен контакт как источника вредных веществ 2, так и его подошвы 5 с подземными водами 7.

Огражденная безводная зона 15 защищает окружающую среду от непосредственного контакта подземных вод 7 с источником вредных веществ, при этом значительно снижается диффузия вредных веществ 2 в водоносный пласт и окружающую среду.

Для уменьшения заглубления экрана боковую часть 18 экрана 17 (фиг. 6) выполняют с расширением книзу, строительство экрана 17 выполняют в обезвоженном грунте 3. В этом случае заглубление боковой части 18 относительно подошвы 5 источника вредных веществ 2 составит величину Н1, которая меньше Н, т.е. Н1<Н.

Защитный экран может быть выполнен с непосредственным контактом на некоторых участках с источником вредных веществ (на чертежах не показано).

Использование: строительство, гидротехнические сооружения для охраны подземных вод от вредного воздействия источника загрязнения. Сущность изобретения: сооружают защитный экран, охватывающий вредные вещества сверху и по периметру. Понижают уровень грунтовых вод в зоне, охваченной экраном, ниже подошвы вредных веществ и ниже уровня подземных вод вне экрана. Понижение уровня грунтовых вод осуществляют путем заглубления защитного экрана до глубины, на которой создается противодавление воздушного пузыря в грунте под экраном. Экран выполняют газонепроницаемым. Боковую часть экрана выполняют с расширением книзу. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ГРУНТЕ, включающий сооружение защитного экрана, охватывающего вредные вещества сверху и по периметру, понижение уровня грунтовых вод в зоне, охваченной экраном ниже подошвы вредных веществ и ниже уровня подземных вод вне экрана, отличающийся тем, что понижение уровня грунтовых вод осуществляют путем заглубления защитного экрана до глубины, на которой создается противодавление воздушного пузыря в грунте под экраном, при этом экран выполняют газонепроницаемым. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что боковую часть экрана выполняют с расширением книзу.