Изоляция днища в хранилище отходов

Наиболее корректное инженерное решение основания хранилища с использованием дренажа — это создание дренажного слоя с искусственно заданным уклоном для отвода сточных вод. На поверхности грунтового основания вновь возводимого хранилища должна выполняться надежная изоляция независимо от типа хранилища. Таким образом, с самого начала обеспечивается защита от попадания в грунт вредных веществ.

Подобные изоляционные системы должны быть многослойными и содержать дренажные слои, служащие для сбора, отвода и контроля сточных вод. Различают: минеральную изоляцию (грунтовые и глинистые смеси); искусственную изоляцию (искусственный гидроизоляционный материал, битумное покрытие и т. п.).

Отметим наиболее существенные проектные принципы при планировании системы изоляции основания:

• — сооружение многослойной изоляционной системы, содержащей минеральный уплотненный слой, другие материалы и изоляционные элементы в зависимости от типа сооружения;
• — сооружение дренажных слоев для сбора, отвода и контроля фильтрационных вод захоронения;
• — минимизация гидравлического напора на защитный экран;
• — максимальный уклон поверхностных дренажных слоев и трубопроводов;
• — по возможности низкая температура в основаниях захоронения. В противном случае возможен процесс высыхания грунта и появление усадочных трещин в минеральных слоях. Поэтому рекомендуется не сваливать отходы с высокой реакционной теплотой непосредственно на систему изоляции основания.

Дренаж в основании должен быть промываемым и располагаться под искусственно устроенным уклоном для самостоятельного оттока воды. Собранная фильтрационная вода откачивается и удаляется через шахты.

При использовании минеральных изоляционных слоев коэффициент фильтрации должен составлять Kf = 10−9 м/с, причем тенденция должна быть к его уменьшению до 5 · 10−10 м/с. Естественную глину или суглинок используют лишь в особых случаях. Однородная смесь вязкого грунта и бентонита невозможна вследствие образования комков и сгустков.

Кроме того, при слишком мелкозернистом грунте существует повышенная опасность образования осадочных трещин, через которые потом просачиваются вредные вещества, поэтому используют преимущественно илистый мелкий гравий и мелкозернистый песок с примесью бентонита. Зачастую такой грунт присутствует на месте, где может быть напрямую переработан. Крупные зерна улучшают измельчением, что помогает получению однородной смеси. Размер самого большого зерна не должен превышать 6−8 мм. Разнозернистый исходный материал или материал с дефектными зернами может быть улучшен путем добавления наполнителя.

При соответствующем повышении качества бентонита можно добиться значительного снижения коэффициента фильтрации песчано-гравийного грунта. Относительно сильный изоляционный эффект достигается путем добавления 1−2% бентонита. Из практических соображений минимальная доза добавки бентонита должна быть не меньше 3% массы независимо от минерального состава и результатов проверки на соответствие.

Твердая горная порода, размягчающаяся под действием осадков (например, глинистый мергель), только при определенных условиях может использоваться в качестве изоляционного материала. Измельчение и смешивание с бентонитом осуществляют с помощью фрезы. Общая толщина минерального уплотненного слоя зависит от класса вредности отходов, конструкции изоляции основания, характеристик грунта и т. п. Минимальная толщина должна составлять 60 см. Согласно опыту устройства необходимое влагосодержание при укладке минерального слоя должно быть чуть выше оптимального.