So verhindern Sie, dass die endgültigen Abdeckungen von Deponien versagen

May 03, 2024

Arlene Karidis | 14. Juli 2020

Es kommt nicht oft vor, dass endgültige Abdeckungen auf Deponien völlig versagen, aber es kann passieren. Wenn eine endgültige Abdeckung scheitert, schwelten die Probleme, die dazu geführt haben, in der Regel schon seit einiger Zeit.

Es gibt potenzielle Warnsignale und Interventionen, die Sie beachten müssen, um das Risiko eines Scheiterns zu umgehen. Und es gibt noch weitere Punkte, die man wissen sollte, um proaktive Pläne zu entwickeln, wie zum Beispiel, dass Dürren der größte Feind einer endgültigen Bodendeckung sein können. Bei geosynthetischen Endabdeckungen ist unkontrolliertes Deponiegas möglicherweise der potenziell schädlichste Übeltäter.

Waste360 hat mit Umweltingenieuren darüber gesprochen, worauf zu achten ist und was zu tun ist, wenn ein potenzielles Problem auftritt. Diese Experten erklärten die Bedeutung eines robusten Wartungssystems und gaben intelligente Designtipps, um frühzeitige Störungen zu vermeiden.

Zu den Hauptwarnzeichen für ein Problem mit der endgültigen Abdeckung gehören abnormale Anstiege des Sickerwasserspiegels, die zu Sickerstellen an den Seitenhängen führen und die Entstehung von Deponiegas erhöhen. Bediener können kleine Risse in der Abdeckung, weggespülte Erde oder freiliegende Rohre erkennen.

Bei einer endgültigen Bodenabdeckung gehören Risse zu den häufigsten Anzeichen für ein mögliches Problem. Manchmal reicht es aus, Risse einfach abzudichten, um Probleme zu mildern, vorausgesetzt, die Aufsichtsbehörde akzeptiert eine solche Lösung, sagt erChris Richgels, Business Development Manager bei APTIM Environmental & Infrastructure in Baton Rouge, La.

Bodenabdeckungen werden besonders durch das Wetter beeinflusst, und Umweltingenieure weisen darauf hin, dass eine Inspektion nach Regenfällen, insbesondere nach extremen Ereignissen oder einer Reihe von Ereignissen, wichtig ist, um festzustellen, ob an der Abdeckung Arbeiten erforderlich sind, um Hangversagen zu verhindern.

Richgels verdeutlicht das Problempotenzial anhand eines Szenarios an einem Standort im Südwesten der USA, an dem er arbeitet. Die endgültige Abdeckung versagte aufgrund mehrjähriger Dürre, gefolgt von heftigen Regenfällen, was zu erhöhten Sickerwassermengen führte, weil die Abdeckung während der Dürre Risse bekommen hatte.

„Regenfälle flossen in die Risse, drangen in die Deponie ein und erhöhten den Sickerwasserspiegel, was zur Bildung von Sickerstellen führte“, sagt Richgels. „Jetzt muss der Bediener die Abdeckung wieder anbringen, was bedeutet, dass er einen Meter Erde ausheben, aufbereiten und wieder anbringen muss.“

Der Standort produziert aktiv Deponiegas, was das Problem verkompliziert. Die Abdeckung wirkt wie eine begrenzende Schicht und sorgt für einen Druck, der das Gas in der Deponie hält.

„Während des Austauschprojekts werden wir prüfen, wie wir das Deponiegas kontrollieren können, sobald die Abdeckung entfernt ist. Dazu kann es erforderlich sein, weitere Entnahmebrunnen einzubauen oder die endgültige Abdeckung schrittweise auszutauschen, um nur kleinere Bereiche bearbeiten zu müssen“, sagt Richgels.

Zu Ausfällen kann es auch kommen, wenn der Boden den Hang hinabrutscht, während sich die Deponie weiter absetzt. Aus einem 100-Fuß-Hang kann ein 80-Fuß-Hang werden. Da es keinen anderen Weg gibt, beginnt der Boden den Seitenhang hinunterzurutschen. Abschnitte der endgültigen Abdeckung können sich verschieben. In diesem Szenario kann es durch Setzungen zu einer Einkerbung kommen, wodurch die Abdeckung gezwungen wird, eine andere Form anzunehmen, was möglicherweise ein Abschneiden des beschädigten Abschnitts erforderlich machtaus.Wenn es nicht potenziell schädlich ist, könnte eine Lösung darin bestehen, Erde hinzuzufügen und die Überwachung fortzusetzen.

Da die Niederschläge in vielen US-Regionen zunehmen, werden einige Deponiebetreiber proaktiver.

Wenn das Jahrhundertgewitter zuschlägt, kann es zu Regenwasserabflüssen kommen, die die endgültigen Abdeckungen erodieren und letztendlich zerstören können, sagt Richgels. Kalifornien verlangt tatsächlich, dass Deponien auf tausendjährige Stürme vorbereitet sind (die in jedem Jahr mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,1 % auftreten), sodass ihre Entwässerungsgräben und -kanäle in der Lage sind, den Abfluss aufzunehmen und die endgültigen Abdeckungssysteme vor Erosionsschäden zu schützen.

Einige niederschlagsbedingte Probleme können durch die Gestaltung von Abdeckungen für eine ausreichende Entwässerung umgangen werden. Denken Sie an Strukturen wie Swales und Letdowns, sagt Steve Batiste, leitender Direktor bei Brown and Caldwell.

„Sie müssen ausreichend dimensioniert sein, um die Entwässerung zu bewältigen“, sagt Batiste. „Wenn sie zu klein sind oder das Abflussrohr nur aus Kies oder kleinen Steinen besteht, wird die Kraft starker Regenfälle diese Steine ​​oder Steinschüttungen [große Steine] lösen, und die gesamte Entwässerungsstruktur kann den Hügel hinuntergespült werden.“

Wenn Regen auf die letzte Abdeckung trifft und die darin eindringende Wassermenge die Menge übersteigt, die das Entwässerungsnetz aufnehmen kann, kommt es zu einer Ablösung des darüber liegenden Bodens. Dieses Problem lässt sich entweder durch ansteckbare Mulden oder durch den Einbau von Bänken in die Deponie vermeiden, rät Batiste.

Eine andere Lösung besteht darin, dazwischenliegende horizontale Unterdrainagerohre zu installieren, die das Wasser im Entwässerungsnetz auffangen, wenn die Entwässerung die Kapazität des Netzes überschreitet.

Insbesondere im Hinblick auf die Gesundheit geosynthetischer Endabdeckungen ist Deponiegas ein wichtiger Aspekt.

Es ist von entscheidender Bedeutung, über ausreichende Maßnahmen zur Gaskontrolle auf einer aktiven Deponie zu verfügen, damit sich das Gas nicht unter der Geomembranauskleidung im endgültigen Abdeckungssystem ansammelt und es instabil macht.

„Es gab mehrere dokumentierte Fälle, in denen ein Geokunststoff-Abdeckungssystem den Seitenhang hinuntergerutscht ist, verursacht durch den Gasdruck, der versuchte, es aus der Bodenschicht anzuheben“, sagt Richgels. „Jetzt schwimmt die Geomembran nach oben und die Schwerkraft könnte sie den Hügel hinunterziehen. Stellen Sie also sicher, dass Sie über eine wirklich gute Deponiegaskontrolle verfügen, um Ihre Abdeckung zu schützen.“

Auch eine unzureichende Reibung zwischen den Verbindungsmaterialien in Endabdeckungssystemen kann Probleme verursachen, rät Ali Khatami, Vizepräsident bei SCS Engineers.

In einem Geokomposit gibt es zwei Schnittstellen. Eine davon liegt zwischen dem Geonetz und dem oberen Geotextil. Der andere befindet sich zwischen dem Geonetz und dem unteren Geotextil.

„Sie brauchen Reibung, und die Wärmebindung erhöht die Reibung zwischen den beiden Grenzflächen“, sagt Khatami.

Andernfalls könne es zu Ausrutschern kommen, sagt er und weist auf Szenarien hin, in denen es zu Problemen kommen könnte.

„Probleme können auftreten, wenn am Geonetz eine glatte Geomembran anliegt“, sagt Khatami. „Sie können auftreten, wenn eine strukturierte Geomembran vorhanden ist gegen das Geonet. Die texturierte Geomembran zum Geokomposit ist die einzige zuverlässige Schnittstelle.“

Ein Schlüssel zur Vermeidung dieser Probleme bestehe darin, Kunststoffe im Labor zu testen, um die reine Festigkeit der Grenzflächen zwischen benachbarten Materialien zu messen, sagt er.

Endabdeckungen müssen so lange funktionieren, wie eine Deponie besteht. Das könnte Jahrhunderte dauern, daher müssen sie richtig konzipiert sein, um noch lange nach Ablauf der Zeit nach der Schließung gut zu funktionieren, und die wichtigste Komponente ist die Entwässerungsschicht, sagt Khatami.

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