МНОГОСЛОЙНОЕ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЕ ПОКРЫТИЕ С ДРЕНИРУЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ
MULTILAYER MEMBRANE WITH DRAINAGE ELEMENT

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано при создании противофильтрационных и дренажных покрытий на полигонах твердых бытовых, промышленных и коммунальных отходов с целью защиты почвогрнутов, грунтовых и подземных вод от загрязнения, а также централизованного отвода жидкого фильтрата.
Известен способ создания противофильтрационного покрытия на накопителях жидких отходов (RU 2555450, 08.06.2018), включающий подготовку грунтового основания, устройство на нем защитного слоя, помещенного между двумя слоями геотекстиля, укладку слоя минерального грунта и обработку его поверхности закрепителем на основе полимерной жидкой эмульсии, выполненной из отходов полиизобутилена. При этом в качестве защитного слоя используют смесь натриевой и кальциевой бентонитовой глины в соотношении 75% Na-бентонита и 25% Са-бентонита.
Недостатком данного технического решения является сложность производства работ, заключающаяся в обработке поверхности грунта полимерной жидкой эмульсией, его перемешивании и последующем уплотнении. Кроме этого, при устройстве такой конструкции на накопителях отходов отсутствует возможность отвода жидкого фильтрата, образующегося в процессе складирования отходов, а также за счет накопления и фильтрации атмосферных осадков.
Известен способ создания противофильтрационного экрана с геомембраной из полимерного материала (RU 2374386, опубл. 27.11.2009), включающий подготовку грунтового основания, укладку на него водонепроницаемой геомембраны, состоящей из герметично соединенных между собой полотнищ полимерного материала, выполнение компенсаторов деформаций, устройство защитного слоя экрана из грунта или иных материалов.
Недостатком конструктивно-технического решения является сложность производства работ по выполнению компенсаторов деформаций, низкая эффективность противофильтрационного элемента из геомембраны, а также отсутствие возможности отвода жидкого фильтрата и профильтровавшихся атмосферных осадков на накопителях. Кроме того, используемая в противофильтрационном экране полимерная геомембрана без устройства дополнительных защитных слоев и прокладок будет подвержена повреждаемости отходами в процессе их складирования и уплотнения.
Наиболее близким техническим решениям является комбинированный противофильтрационный экран (RU 2579482, 10.06.2018), включающий противофильтрационное покрытие, выполненное из полимерной высокопрочной геомембраны, ее укладку на песчаное подготовленное основание, дренажный слой из глауконитового песка толщиной с покрытием из тканого геотекстиля высокой плотности, устройство поверх тканого геотестиля защитного слоя.
Недостатком технического решения является низкая эффективность работы дренажного слоя из глауконитового песка, невозможность централизованного отвода фильтрата на накопителях отходов. Существует также вероятность вымыва фильтрационным потоком песчаного слоя. Кроме этого устроенный на накопителях отходов противофильтрационный экран из геомембраны будет характеризоваться невысокой надежность и эффективностью, ввиду возможного образования повреждений в полимерном полотнище.
Цель изобретения - создание высокоэффективного покрытия на накопителях отходов, обеспечивающего противофильтрационную защиту нижележащих грунтов, подземных вод, а также одновременный сбор и отвод профильтровавшегося фильтрата в водоприемный коллектор.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, -разработка комбинированного многослойного противофильтрационного покрытия с дренирующим элементом, устраиваемого на накопителях отходов различного назначения.
Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, заключается в создании многослойного противофильтрационного покрытия с дренирующим элементом, обеспечивающего высокую надежность и водонепроницаемость в основании накопителей, сбор и централизованный отвод загрязненного фильтрата посредством использования дренирующего элемента.
Технический результат достигается за счет создания многослойного противофильтрационного покрытия с дренирующим элементом, включающего подготовку грунтового основания, укладку противофильтрационного материала и защитных слоев, противофильтрационный элемент, выполненный из бентонитовых матов, уложенных на предварительно подготовленное грунтовое основание, поверх бентонитовых матов отсыпан защитный песчаный слой, на который уложен дренирующий элемент, представленный композитным материалом, состоящим из двух слоев нетканого геотекстиля, между которыми расположены полимерные перфорированные дренажные трубки с перфорацией в верховой части, при этом нижнее полотнище геотекстиля соединено с полимерным слоем из геомембраны, а на дренирующий элемент уложен второй песчаный слой защитного покрытия. Соединение двух слоев нетканого геотекстиля в дренирующем элементе выполнено нитями, а полимерной геомембраны с геотекстилем - термоскреплением. Дренирующий элемент в многослойном экране устроен с уклоном в сторону водоприемного коллектора с целью наиболее эффективного сбора и централизованного отвода жидкого фильтрата. При этом отвод фильтрата из дренирующего элемента производится в водоприемный коллектор, устроенный вблизи концевой части трубок с последующим сбором фильтрата в пруд-отстойник.
Изобретение поясняется следующими чертежами: фиг. 1 - Конструкция многослойного противофильтрационного покрытия с дренирующим элементом на накопителе; фиг. 2 - Дренирующий композитный элемент; фиг. 3 - Схема работы дренирующего элемента в комбинированном покрытии.
Цифрами на чертежах обозначено: 1 - подготовленное грунтовое основание; 2 - противофильтрационный элемент; 3 - песчаный слой; 4 - дренирующий элемент; 5 - нетканый геотекстиль; 6 - перфорированные полимерные трубки; 7 - термоскрепление; 8 - полимерная геомембрана; 9 - скрепление нитями; 10 - водоприемный коллектор; 11 - пруд-отстойник; 12 - отходы.
Многослойное противофильтрационное покрытие с дренирующим элементом выполнено следующим образом (фиг. 1, 2).
При строительстве накопителей отходов (преимущественно твердых бытовых) в основании предусматривается устройство противофильтрационного и дренажных слоев, обеспечивающих с одной стороны защиту от фильтрации в нижележащие горизонты, а с другой - централизованный отвод профильтровавшихся осадков и жидкого фильтрата с тела полигона. Для этих целей создается многослойное покрытие, для устройства которого выполняются следующие операции. Производится подготовка грунтового основания 1, заключающаяся в его уплотнении, удалении остроугольных и крупных включений, растительности и мусора. С целью противофильтрационной защиты на подготовленное грунтовое основание 1 укладывается противофильтрационный элемент из геокомпозитных бентонитовых матов 2, поверх которого отсыпается защитный и разделяющий слой песка 3. С целью отвода жидкого фильтрата и атмосферных осадков из тела накопителя поверх песчаного слоя 3 укладывается дренирующий элемент 4, представляющий собой геокомпозит, выполненный из двух слоев нетканого геотекстиля 5 между которыми по всей площади покрытия расположены перфорированные в верховой части полимерные трубки 6. При этом для исключения фильтрации нижний (армирующий) слой геотекстиля 5 терсмоскреплен 7 с полимерным водонепроницаемым материалом в виде геомембраны 8, а полотнища нетканого геотекстиля скреплены нитями 9.
Многослойное противофильтрационное покрытие с дренирующим элементом работает следующим образом (фиг. 3).
В процессе эксплуатации накопителей и при складировании отходов происходят различного рода процессы, в том числе связанные с фильтрацией атмосферных осадков и образованием жидкого фильтрата в теле накопителя. С целью отвода профильтровавшейся жидкости создается комбинированное противофильтрационное и дренажное покрытие, включающее противофильтрационный 2 и дренирующий 4 элементы. Фильтрат, проникая через верхнее полотнище нетканого геотекстиля 5, поступает в перфорированные в верховой части полимерные трубки 6, а полимерная геомембрана 8, термоскрепленная 7 с нетканым нижнем полотнищем геотекстиля 5 препятствует дальнейшей фильтрации жидкости в нижележащие горизонты. Посредством полимерных трубок 6 жидкий фильтрат централизованно отводится в дренажный коллектор 10, устроенный вблизи концевой части трубок 6, с последующим сбором фильтрата в пруд-отстойник 11. Таким образом, одновременно решается задача противофильтрационной защиты накопителей отходов в основании, а также реализуется централизованный сбор и отвод жидкого фильтрата.
Применение многослойного противофильтрационного покрытия с дренирующим элементом позволит создавать комбинированные экраны на накопителях отходов, позволяющие не только обеспечивать высокий противофильтрационный эффект, но и одновременный отвод профильтровавшейся жидкости через систему дренажных устройств, выполненных в составе покрытия.