СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ЗАВЕС С ФИЛЬТРУЮЩИМИ ОКНАМИ
METHOD OF CREATION OF CUT-OFF CURTAINS WITH FILTER WINDOWS

Изобретение относится к области охраны грунтовых вод и открытых водотоков и предназначено для перехвата загрязненных грунтовых потоков из прудов-накопителей жидких отходов, отходов промышленного производства, стоков животноводческих комплексов, утечек нефти и нефтепродуктов из нефтехранилищ, бензоколонок, выноса ядохимикатов с полей орошения, таких как пестициды, гербициды, фосфор, калий и др.
Загрязнение подземных вод не ограничивается площадью промпредприятий, хранилищ отходов и т.д., а распространяется вниз по течению потока на расстояние до 20-30 км и более от источника загрязнения. Загрязняющие вещества выносятся грунтовым фильтрационным потоком к открытым водотокам (реке, пруду, водоему и т.д.).
Наиболее вредны «долгоживущие» радиоактивные элементы, обладающие повышенной способностью к передвижению в воде (стронций-90, уран, радий-226, цезий и другие).
Известен способ создания противофильтрационных завес (ПФЗ) в грунте из твердеющих заполнителей, выполненных непрерывным способом, т.е. разработкой и заполнением траншеи противофильтрационным материалом (ПФМ) без разделения на секции. Подземные сооружения, возводимые способом «стена в грунте». /Под ред. канд. техн. наук В. М. Зубкова. -Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1977 г., С. 93-101.
Недостатком данного способа является то, что при создании непроницаемой противофильтрационной завесы на пути движения загрязненного потока создается подпор воды, который вызывает подъем уровня грунтовых вод, заболачивание и т.д.
Известны различные способы сооружения подземных непроницаемых завес, возводимых методом стена в грунте, в том числе предусматривающих применение способов и конструкций при ограждении котлованов при строительстве подземных сооружений, при регулировании запасов подземных вод (SU 1668557 А1, 07.08.1991, RU 2046883 C1, 27.10.1995, RU 2056475 C1, 20.03.1996, RU 2244785 C1, 20.01.2005). В указанных способах разрабатывается траншея с дневной поверхности грунта, заполняется тиксотропным раствором, который впоследствии замещают твердеющим раствором или монолитными конструкциями, или сборными элементами на всю глубину траншеи.
Недостатками известных способов и конструкций являются большие материалоемкость и трудоемкость возведения завесы, что ведет к увеличению длительности производства работ, недостаточная надежность завесы при ее строительстве в обводненных грунтах вследствие образования трещин в завесе при заделке стыков сборных элементов.
Известен способ защиты водных ресурсов с помощью горизонтальных (межпластовых) противофильтрационных завес и технология их сооружения (патент RU, №2347034, МПК Е02В 3/16, опубликован 20.02.2009 г.). Суть рассматриваемого способа: проходят вертикальный ствол в границах литологического «окна», бурят из него на отметках сооружаемой завесы веера лучевых горизонтальных скважин, глубина которых ограничена зоной водоносного горизонта, нагнетание через скважины закрепляющих растворов, в результате образуется горизонтальная водонепроницаемая завеса, разделяющая водоносный горизонт на две части.
Недостатками данного способа являются:
- ограниченная зона применения из-за использования данного способа только в границах литологического «окна», т.е. местных условий, диаметр завесы может достигать 250-300 м, что определено глубиной лучевых дренажных скважин;
- невозможность создания подземной непроницаемой завесы вокруг сооружаемого объекта или защиты окружающей среды от подземных техногенных процессов.
Наиболее близким к данному изобретению является способ создания противофильтрационных завес с фильтрующими окнами (Патент RU №2301862, МПК Е02В 3/16, опубл. 27.06.2007 г.), включающий разработку и заполнение траншеи противофильтрационным материалом с окнами, заполненными сорбирующе-фильтрующим или дезактивирующе-фильтрующим материалом.
Недостатком данного способа является:
- сложность устройства съемной кассеты;
- малый объем сорбирующе-фильтрующего материала и соответственно малый пропускаемый объем фильтрата через окна;
- большой расход твердеющего непроницаемого материала обратно засыпаемого в траншею;
- возможность нарушения целостности «стен в грунте» вследствие просадки грунта.
Задачей предлагаемого способа является:
- повышение производительности работ при устройстве геомембран в траншее;
- использование самой траншеи для отсыпки сорбирующе-фильтрующего слоя между основным и дополнительным полотнищем;
- создание фильтрующих окон для увеличения объема пропуска и очистки загрязненного потока через фильтрующие окна;
- возможность устройства фильтрующе-сорбирующей стенки с приемными и выпускными окнами вокруг источников загрязнения;
- возможность многослойной отсыпки сорбирующе-фильтрующего материала с различными механическими и физическими свойствами.
Технический результат, на достижение которого направленно данное изобретение, заключается в том, что при заполнение пространства между геомембраной и дополнительным полотнищем из геомембраны сорбирующе-фильтрующим материалом, и при создании в основном и дополнительном полотнище геомембраны фильтрующих окон, увеличивается объем пропуска и очистки загрязненного потока через фильтрующие окна. Кроме того, предлагаемый способ создания противофильтрационных завес с фильтрующими окнами обеспечивает повышение эффективности очистки загрязненного грунтового потока.
В предложенном способе в основном и дополнительном полотнище геомембраны на противоположных сторонах, вблизи мест подклейки дополнительного полотнища, выполняют фильтрующие окна, благодаря чему происходит отчистка загрязненного потока и увеличивается объем его пропуска.
На фиг. 1 представлен способ создания противофильтрационных завес с фильтрующими окнами (А-А - дренажная система прямоугольной формы;
Б-Б - приемная ниша, заполненная крупным фильтрующим материалом;
В-В - выходная ниша).
Способ создания противофильтрационных завес с фильтрующими окнами осуществляется следующим образом.
После разработки траншеи 1 на требуемую глубину в нее опускают противофильтрационный материал из геомембраны 2. Перед опусканием в траншею 1 геомембраны 2 к ней подклеивается 3 дополнительное полотнище из геомембраны 4, пространство между геомембраной 2 и дополнительным полотнищем геомембраны 4 заполняют сорбирующе-фильтрующим материалом 5, с образованием дренажной системы прямоугольной формы. При этом в основной геомембране 2 и дополнительном полотнище геомембраны 4 на противоположных сторонах вблизи мест подклейки 3 дополнительного полотнища геомембраны 4 выполняются фильтрующие окна 6.
На входе в дренажную систему прямоугольной формы, со стороны подпора грунтовых вод 7 в дополнительном полотнище из геомембраны 4 и в основной геомембране 2, в области размещения фильтрующих окон 6, в грунте на глубину траншеи устраивается приемная 8 и выходная ниша 9, заполненная крупным фильтрующим материалом 10.