18.4 Технологии консервации загрязненного грунта

При наличии благоприятных гидрогеологических условий (минимальный уклон, наличие подстилающих гидроизоляционных слоев грунта) техногенно загрязненный грунт может быть оставлен на месте. В этом случае загрязняющие вещества не должны

иметь прямого контакта с окружающей средой (грунтом, грунтовыми водами, воздухом).

Использование данного метода имеет особое значение при строительстве в условиях городской застройки, когда применение других технологий затруднено или практически невозможно.

В связи с особенностями строительства объектов на техногенных грунтах наряду с разработкой рациональных архитектурно-планировочных решений, требуют дополнительного экономического и экологического обоснования конструктивно-технологические и инженерные решения устройства подземной части зданий.

В состав технологического процесса строительства здания входят следующие работы:

- разработка котлована глубиной 1,5...2 м в свалочном теле с вывозом грунта к месту его захоронения;

- создание свайного основания для передачи нагрузки от здания на несущие слои грунта;

- устройство песчаной подушки толщиной до 0,5 м для создания фундаментной плиты и расположения системы газоудаления;

- устройство ростверка и фундаментной плиты на песчаной подушке;

- возведение надземной части здания;

- выполнение комплекса мер по мониторингу процессов, происходящих в толще техногенного грунта и обеспечению защиты окружающей среды.

18.5 Технологии предохранения территорий от загрязнения при создании полигонов для захоронения отходов

Участки территории, где происходит складирование и захоронение твердых бытовых отходов (ТБО), носят название полигонов. Они представляют собой сложные инженерные сооружения.

Наряду с полигонами, предназначенными для запланированного вывоза отходов, в городах и населенных пунктах существуют так называемые несанкционированные свалки, которые занимают большие площади. Под такими свалками понимают стихийно образовавшиеся или возникшие благодаря непродуманной деятельности человека искусственные геологические образования (площадью не менее 0,5 га при мощности отложений более 1 м).

В процессе образования свалки, формирования и эксплуатации полигона, в результате перегнивания биологических остатков и попадания на поверхность отходов атмосферных осадков в свалочном теле образуются инфильтрат (жидкая фракция) и биогаз (газообразная фракция). В связи с этим одними из основных конструктивных элементов сооружения являются защитные экраны основания полигона, а при консервации - защитный экран на его поверхности, выполняющие важнейшую природоохранную функцию.

Требования, предъявляемые к организации полигонов в нашей стране, допускают изоляцию поверхности полигона инертными материалами для охраны атмосферы. Охрана почвы окружающих территорий достигается установкой переносных сетчатых ограждений.

Охрана грунтовых вод от фильтрата, образующегося во время перегнивания отходов, обеспечивается за счет естественного испарения с поверхности полигона и поглощения влагоемкими компонентами отходов.

Основание полигона рекомендуется устраивать на плотных суглинках и глинах, расстояние от уровня грунтовых вод до дна полигона не должно быть менее 1 м. Наличие этого естественного барьера считается достаточным для защиты грунтовых вод и грунтового пространства.

В случаях возможности образования фильтрата для обеспечения его равномерного распределения основание полигона проектируют строго горизонтальным. Защитные свойства грунтового экрана в основании полигона определяются коэффициентом фильтрации Кф грунтов основания. В зависимости от коэффициента фильтрации рекомендуются следующие решения:

- для глин и тяжелых суглинков с Кф < 10-9 м/с - защитный слой не менее 30 см;

- для глин и тяжелых суглинков с Кф = 10-7...10-8 м/с - защитный слой не менее 50 см;

- для суглинков с Кф = 1,3 • 10-7...1,5 • 10-7 м/с - защитный слой не менее 50 см, дополнительно уплотненный методом укатки до состояния, при котором Кф < 10-7 м/с;

- для супесей и песков с Кф = 10-5...10-7 м/с - защитный слой 5...10 мм, покрытый отходами нефтеперерабатывающей промышленности (создание пленки) с верхним укрытием слоем грунта 30 см.

В существующих рекомендациях по организации полигонов твердых бытовых отходов предложены следующие защитные экраны:

- грунтовые (однослойные, двухслойные, грунтобитумные);

- бетонные и железобетонные (из железобетонных плит, полимербетонные, бетонопленочные);

- асфальтобетонные (однослойные с битумным покрытием, двухслойные с дренажной прослойкой, с покрытием битумно-латексной эмульсией);

- асфальтополимербетонные;

- пленочные с однослойной и двухслойной дренажной прослойкой (из полиэтиленовой пленки, стабилизированной сажей).

Конструкция защитных экранов представляет собой комбинацию изоляционных и фильтрующих элементов, позволяющих собирать и отводить в систему коллекторов фильтрат, образующийся при перегнивании органических веществ, а также обеспечивать изоляцию тела полигона от подпитки грунтовыми водами и атмосферными осадками, отводя их в дренажную систему.

Защитные экраны могут быть выполнены из природных минеральных материалов (песок, гравий, щебень, глина, бентонит, песчано-бентонитовые смеси) и из геосинтетических материалов (синтетическая рулонная гидроизоляция, геотекстиль, бентонитовые маты, композиционные дренажные и изоляционные маты - геокомпозиты).

В последние годы в практике строительства полигонов для захоронения твердых бытовых отходов во многих европейских странах большое распространение при устройстве защитных экранов получили геосинтетические материалы.

Основное назначение геосинтетических материалов заключается в обеспечении полной изоляции места захоронения отходов и полной гарантии невозможности проникновения загрязняющих веществ в окружающую среду - почву, грунт, грунтовые воды и атмосферу.

При строительстве полигонов геосинтетические материалы несут пять важнейших функций:

1) разделительный слой, выполняемый из нетканых материалов, препятствует перемешиванию грунтов с разным гранулометрическим составом;

2) фильтрационный слой препятствует вымыванию мелких частиц грунта и загрязнению дренажа;

3) дренажный слой поглощает и отводит газ, дождевые и талые воды;

4) защитный слой изоляционного материала предохраняет гидроизоляцию полигона от механических воздействий;

5) армирующий слой обеспечивает устойчивость полигона.

В конструкциях защитных экранов принято не менее двух функционально дублирующих друг друга слоев, обеспечивающих гарантию эксплуатационной надежности.

Это функциональное дублирование обусловлено тем, что комплекс геотехнических проблем, которые требуется решить при устройстве полигона, весьма велик. Надежность же природных геологических барьеров нельзя гарантировать. Защита боковых поверхностей полигона от проникновения фильтрата в грунт и грунтовые воды осуществляется с помощью устройства защитных экранов, которые выполняются, как правило, по технологии «стена в грунте».