Hĺbková injektáž

   Princíp

Hlavným cieľom injektáže je usmerneným tlakovým dávkovaním určitého média zo špeciálne vystrojeného vrtu na potrebnom mieste horninového prostredia vyplniť póry, pukliny, trhliny a iné voľné priestory (Bruce, 2002; FRTR, 2008; Reeder et al., 1977). Injektovaným médiom je súčasne možné vyvolať aj reakciu média s okolím. Pri zvýšenom hydraulickom tlaku injektovaného média nastáva tzv. klakáž, keď injektované médium vytvára a súčasne vypĺňa trhliny v hornine, medzi ktorými však zostáva uzavretá pôvodná hornina. Injektáž realizovaná vysokotlakovým vstrekovaním média s cieľom dezintegrovať a premiešať okolité prostredie sa nazýva aj prúdová injektáž.

   Použiteľnosť

Injektáž sa používa s cieľom (ITRC, 2005):

•      vytvoriť tesniacu bariéru okolo zdroja znečistenia;

•      priamym dávkovaním živín podporiť biodegradačné procesy, resp. pridávaním rozličných činidiel, prírodných sorbentov a iných látok vyvolať alebo urýchliť požadované reakcie (napr. chemickú oxidáciu, sorpciu) smerujúce k odstráneniu znečistenia z prostredia.

Prúdová injektáž môže byť zvlášť vhodná na uzatváranie starých kontaminovaných vrtov.

Injektážne vrty sa v praxi využili aj na ukladanie priemyselného a nebezpečného odpadu do vhodných geologických štruktúr. Hoci takéto aplikácie boli známe už v 50. rokoch minulého storočia, v súčasnosti sa vzhľadom na veľmi striktné pravidlá pri manipulácii s nebezpečným odpadom nepredpokladá ďalší rozvoj takéhoto využitia injektáže. Zo znečisťujúcich látok sa do geologických štruktúr v minulosti injektovali rozličné prchavé, resp. poloprchavé organické látky, palivá, explozívne látky a pesticídy.

   Základná charakteristika

Injektážne vrty sa zvyčajne realizujú v systematickej sieti (napr. v stĺpoch, dvojradoch, prípadne blokoch), kde rozchod medzi vrtmi zodpovedá penetračnej priestupnosti daného horninového prostredia. Priemer vrtov sa pohybuje obvykle od 100 do 130 mm. Po technologickej stránke je podstatné, aby do vrtu bolo možné osadiť manžetovú trúbku z PVC s dávkovacími etážami uzavretými gumovou manžetou vo vzdialenosti 33 alebo 50 cm. Priestor medzi stenou rúrky a stenou vrtu sa vypĺňa tesniacou samotuhnúcou zmesou (obvykle bentonitovo-cementová zmes), ktorá po zatuhnutí bráni úniku zatlačovanej injektovanej zmesi mimo dávkovacej etáže (Verfel, 1992). Injektovaná zmes sa určuje podľa konkrétnych podmienok v mieste použitia. Privádza sa injektážnou hadicou do vrtu k požadovanej etáži, v ktorej je upnuté špeciálne zariadenie nazývané obturátor. Obturátor (dvojitý) bráni úniku zmesi v manžetovej rúrke mimo určenej etáže (obr. 4.2.23).

 

Obr. 4.2.23. Schéma injektážneho vrtu (podľa http://www.soletanche.cz – upravené).

Vysvetlivky: 1 – injektážna zmes, 2 – injektážna trubka, 3 – dvojitý obturátor, 4 – manžetová trubka, 5 – preinjektovaná zóna, 6 – gumová manžeta.

 

Postup injektáže je vzostupný a injektážny tlak sa volí podľa podmienok. Typický injektážny tlak sa pohybuje od 0,3 do maximálne 2,5 MPa, resp. pri prúdovej injektáži je to 30 až 45 MPa. Injektované médium je vyrobené väčšinou na báze cementu a môže sa kombinovať s podporou vody a vzduchu. Pri prúdovej injektáži postupným vyťahovaním vstrekujúceho telesa dezintegráciou zeminy a jej premiešaním so zmesou vzniká súvislé injektované teleso, obvykle stĺp. Vo zvláštnych prípadoch sa vstrekuje len usmernene vo zvolenom rozmedzí, takže sa vytvárajú vertikálne „rebrá“. Z jednotlivých telies sa dajú ich čiastočným prekrývaním vytvoriť súvislé vertikálne, horizontálne alebo uklonené bariéry alebo bloky.

   Výhody a limitácie

Výhodou injektáže je možnosť sanácie znečistených zón až v hĺbke rádovo niekoľko stoviek metrov pod povrchom. Využiteľnosť injektáže limitujú najmä tieto faktory (Marks et al., 1994):

•      ílovité zeminy nie sú vo všeobecnosti vhodné na injektáž najmä pre malú veľkosť zŕn a nízku priestupnosť (klakáž je však v íloch možná);

•      pri zriaďovaní vrtov je nutné zabrániť sekundárnemu znečisteniu okolia vrtov v neznečistených úrovniach;

•      možnosť nevhodnej reakcie injektovaného média s okolím (napr. korózia, inkrustácia, kolmatácia);

•      prúdovú injektáž nie je vhodné aplikovať v spevnených a skalných horninách (je neefektívna alebo sa nedá realizovať);

•      pri prúdovej injektáži je dosah lúča v závislosti od technológie vstrekovania a od geologického prostredia len 0,3 až 1,5 m.

 

© Atlas sanačných metód environmentálnych záťaží

Autori: Jana Frankovská, Jozef Kordík, Igor Slaninka, Ľubomír Jurkovič, Vladimír Greif,

Peter Šottník, Ivan Dananaj, Slavomír Mikita, Katarína Dercová a Vlasta Jánová

Štátny geologický ústav Dionýza Štúra, Bratislava 2010, 360 s,

ISBN    978-80-89343-39-3