СПОСОБ ГИДРОИЗОЛЯЦИИ НАКОПИТЕЛЕЙ ЖИДКИХ ТОКСИЧНЫХ ОТХОДОВ
METHOD TO HYDRAULICALLY INSULATE LIQUID TOXIC WASTE PONDS

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для гидроизоляции и восстановления нарушенной влагозащиты.
Известны способы гидроизоляции в виде устройства противофильтрационных завес, выполняемые методом «стена в грунте». Конструкция таких завес определяется главным образом гидрогеологическими условиями места проектируемого или действующего объекта. Область применения противофильтрационных завес определяется как техническими характеристиками оборудования для выработки грунта, так и их назначением.
Известна установка для выработки грунта из забоя по патенту Российской Федерации №52416. Установка состоит из двух раствороподающих устройств, попарно установленных лебедок со стальным тросом, пропущенным через полые вертикальные штанги, перепускные блоки, и соединенным с режущим рабочим органом. Раствороподающие устройства соединены шлангами с полостями вертикальных штанг, и установлены с возможностью циркуляции бетонного раствора с удалением грунта из щели. Имеется возможность выработки грунта из забоя в форме вертикальной щели.
Основным недостатком установки являются применение неустойчивых к агрессивным средам материалов.
Наиболее близким к изобретению аналогом является способ защиты пористых материалов от проникновения влаги (патент РФ №2301786). Согласно данному способу повышение степени защиты пористых материалов от проникновения влаги достигается за счет пропитки гидрофобизирующим раствором всего объема пропитываемого материала или пропитки на определенную заданную глубину. Осуществление контроля над глубиной пропитки и повышение срока службы пропитываемого материала достигается за счет отсутствия технологических отверстий в пропитываемом материале.
Основным недостатком прототипа является применение сложной для физической реализации технологической схемы, включая, в том числе, организацию косвенного контроля пропитки материала (всего объема или на заданную глубину).
Задача изобретения - повышение степени защиты толщи грунта от проникновения влаги за счет создания гидроизоляции объекта путем пропитки водополимеризующимся материалом стенок вырабатываемой щели и заполнения высокотекучей смесью, состоящей из вырабатываемого из щели грунта и водополимеризующегося материала, пространства щели.
Поставленная задача решается тем, что с помощью вертикальной полой фрезы с лопатками для отброса грунта и радиальными отверстиями выбирается грунт из щели по периметру объекта, одновременно с этим, в стенки под давлением через отверстия во фрезе нагнетается водополимеризующийся материал, далее в выработку подается сжатый горячий воздух, при этом с помощью механической лопаты и транспортера выработанный грунт подается в бункер-смеситель, где смешивается с водополимеризующимся материалом и далее получившаяся высокотекучая смесь поступает обратно в выработанное пространство щели.
Данный способ может быть реализован с помощью установки, состоящей из нескольких сопряженных модулей, принципиальная схема установки представлена на чертеже.
Установка состоит из трех модулей, при этом ширина разноса колес у второго модуля должна быть больше, чем у первого на двойную величину отвала вырабатываемого из щели грунта.
В качестве первого модуля выступает движитель 1. Второй модуль включает в себя вертикальную полую фрезу 2 и устройство подачи сжатого горячего воздуха 3. Фреза 2 снабжена радиальными отверстиями 4 и лопатками 5, и подключена к валу отбора мощности движителя 1. В состав третьего модуля входят устройство типа механической лопаты 6, транспортер 7, бункер-смеситель 8, а также устройство 9 для подачи высокотекучей смеси обратно в выработку. Модули установки соединены между собой сцепкой 10.
Последовательность работ по гидроизоляции объектов заключается в следующем.
С помощью установки по периметру объектов вертикальной полой фрезой выбирается грунт из щели. Конструкция фрезы предусматривает лопатки для отброса грунта назад по ходу движения, а также радиальные отверстия, через которые на стенки щели под давлением нагнетается водополимеризующийся материал, чем обеспечивается первая степень защиты. Для повышения скорости полимеризации в щель подается сжатый горячий воздух. Выработанный грунт с помощью механической лопаты и транспортера подается в бункер-смеситель, где он смешивается с водополимеризующимся материалом. Далее получившаяся высокотекучая смесь поступает обратно в щель выработки, чем достигается вторая степень защиты.
Глубина выработки щели определяется гидрогеологическими условиями площадки проектируемого или эксплуатируемого объекта и техническими возможностями установки, которые обеспечивают вращение фрезы. Наиболее целесообразно проводить гидроизоляцию с полным прорезанием водоносных слоев и частичным заглублением в водоупорный слой грунта; при глубоком залегании водоупора и технической невозможности или нецелесообразности полного прорезания водоносных слоев грунта глубина гидроизоляции определяется на основе фильтрационных расчетов.
Предлагаемый способ отличается простотой технического исполнения, обеспечивая одновременно с этим двойную степень защиты от проникновения влаги и включает в себя пропитку водополимеризующимся материалом стенок вырабатываемой щели и заполнение высокотекучей смесью из выработанного грунта и водополимеризующегося материала пространства щели, а также применение в качестве одного из компонентов смеси современных водополимеризующихся материалов, обладающих высокой степенью химической стойкости и водонепроницаемости.
Заявляемая последовательность операций и связей позволяет решить поставленную задачу.
При изучении известных технических решений в данной области техники совокупность признаков, отличающих заявляемый объект, не была выявлена. Данное решение отличается от известных.
Использование данной технологической схемы применительно к накопителям жидких токсичных отходов определяется в первую очередь свойствами водополимеризующегося материала. В настоящее время разработаны специальные полимерные компаунды, предназначенные в том числе и для гидроизоляционных работ. Компаунды долговечны, обладают водо-, масло-, бензостойкостью, стойки к любым видам щелочной и кислотной агрессии, экологически безопасны. Одним из основных достоинств таких материалов является возможность их использования во влажных и обводненных средах, а также в условиях высоконапорной фильтрации. В зависимости от необходимого давления подачи и напора фильтрующей воды могут быть использованы, например, компаунды типа КДС-173, КДС-174 или их аналоги.
Основные технические характеристики таких компаундов:
- жизнеспособность при плюс 20°С - 45 минут;
- прочность при сжатии - не менее 60 МПа;
- прочность при растяжении - не менее 17 МПа;
- адгезия к мокрой поверхности бетона, камня - не менее 5 МПа;
- относительное удлинение разрыва - от 4 до 6%;
- интервал рабочих температур - от минус 60°С до плюс 60°С.
Компаунды способны отвердевать в воде при температуре до 0°С, обеспечивают хорошее заполнение трещин и высокую адгезию.