Podzemné tesniace steny

   Princíp

Podzemné tesniace steny sú geotechnické konštrukcie, ktoré sa používajú na pasívnu sanáciu znečistených území v jemnozrnných zeminách, nachádzajúcich sa v blízkosti otvorených vodných plôch alebo v oblastiach s vysokou hladinou podzemnej vody. Podzemné tesniace steny nemajú statickú funkciu. Sú konštruované ako vertikálna nepriepustná bariéra na obmedzenie alebo úplné zastavenie prúdenia podzemnej vody. Tieto steny sa zhotovujú z nepriepustných materiálov ako cementové materiály, ílové suspenzie alebo plastové tesniace steny (napríklad z HDPE fóliových pásov, navzájom spojených zámkou). Umiestnenie bariér, ich hrúbka a zloženie sú špecifické pre jednotlivé geologické podmienky a počas procesu zhotovovania sa môžu prispôsobovať individuálnym potrebám. Konštrukcie sa zhotovujú priamo v kontaminovanej zemine s cieľom zabrániť prenikaniu kontaminantov do vodných zdrojov v blízkosti alebo zabrániť šíreniu znečistenia z miesta kontaminácie (obr. 4.1.16).

   Použiteľnosť

Technológia môže byť použitá v akýchkoľvek zeminách, ak hrozí riziko disperzie kontaminantov do neznečistenej zeminy. V mnohých projektoch na sanáciu environmentálnych záťaží podzemné steny izolujú znečisťujúce látky na dlhý čas a poskytujú tak finančne efektívne riešenie.

Podzemné tesniace steny sú komerčne dostupnou, využívanou a veľmi efektívnou metódou na izoláciu nebezpečného odpadu a na zabránenie migrácie kontaminantov. Používajú sa už niekoľko desaťročí v stavebníctve, napr. pri výstavbe hrádzí, ako aj pri sanáciách environmentálnych záťaží, pretože v mnohých prípadoch predstavujú dlhodobé riešenie na ich kontrolu.

   Základná charakteristika

Pri podzemných stenách s tesniacou funkciou zostáva trvalou výplňou ílová bentonitová suspenzia, samotvrdnúca suspenzia podľa STN EN 1538 alebo betón. Dodávatelia technológie majú väčšinou špeciálne typy a technológie tesniacich podzemných stien. V tom prípade sa musí vypracovať a schváliť technologický predpis, spĺňajúci požiadavky projektovej dokumentácie stavby. Norma STN EN 1538: 2002 obsahuje požiadavky na zhotovenie týchto podzemných tesniacich stien:

•      steny zo suspenzie,

•      steny z plastického betónu.

Ryhy sa hĺbia drapákmi, dlátami alebo frézami. Posledná časť ryhy sa hĺbi tak, aby sa čo najmenej porušila a nakyprila zemina pod pätou ryhy a aby jej dno bolo vodorovné. Pri dosiahnutí skalného alebo nepriepustného podložia sa pokračuje do hĺbky určenej v projektovej dokumentácii tak, aby sa vytvorilo dostatočné zapustenie. Bentonitová suspenzia zabezpečuje stabilitu stien a dna ryhy kombinovaným účinkom hydrostatického tlaku a elektrochemických vplyvov. Suspenzia sa vyrába z vody, natrifikovaného bentonitického ílu a prísad. Receptúru navrhuje laboratórium zhotovovateľa podľa vlastností použitého materiálu. Samotvrdnúca suspenzia zabezpečuje pri metóde budovania podzemných stien vždy dve funkcie:

– funkciu paženia (počas hĺbenia ryhy),

– funkciu výplne (po zatvrdnutí).

Preto aj návrh a posudzovanie kvality samotvrdnúcej suspenzie musí vyhovovať kritériám súčasne pre obidve funkcie. Zloženie a kvalitatívne parametre samotvrdnúcej suspenzie určuje zhotovovateľ podľa predpokladaného postupu hĺbenia ryhy, resp. osadzovania prefabrikátov a podľa fyzikálno-mechanických vlastností výplne (materiálu, z ktorého sa vytvorí podzemná stena) požadovaných v dokumentácii v závislosti od účelu a funkcie podzemnej steny.

Počas hĺbenia je nutné meraním preukázať hodnoty pevnosti v šmyku a objemovej hmotnosti bentonitovej suspenzie potrebnej na stabilitu ryhy.

Pri inštalácii podzemných tesniacich stien sa postupuje po obvode kontaminovanej plochy, pokiaľ nie sú inštalované všetky časti (obr. 4.1.17).

   Výhody a limitácie

Výhody tesniacich bariér sú nasledovné:

•      nevyžadujú žiadnu následnú energetickú podporu,

•      v kombinácii s inými metódami sanácie zemín môžu zvýšiť úspešnosť sanácie,

•      nízke náklady na čistenie kontaminovaných vôd (pretože sa obmedzuje ich prúdenie),

•      aplikovateľnosť aj pri veľkom hĺbkovom dosahu kontaminácie,

•      relatívne rýchla inštalácia.

Nevýhody a limitácie technológie je možné zhrnúť takto:

•      znečistená zemina sa priamo nečistí, ale výrazne sa redukuje migrácia kontaminantov do podzemnej vody,

•      konštrukcia stien vyžaduje použitie ťažkých mechanizmov a vyžaduje vyťaženie zeminy na mieste následného vytvorenia stien,

•      niektoré chemikálie a fyzikálno-chemické procesy môžu poškodiť kompaktnosť stien a spôsobiť porušenie ich nepriepustnosti.

 

   

Obr. 4.1.16. Realizácia tesniacej plastovej steny Geolock do hĺbky 10m (foto: Cofra - Chemia, s.r.o.).

 

Obr. 4.1.17. Proces inštalácie podzemnej tesniacej steny.

   Trvanie čistenia a účinnosť

Pri metóde podzemných tesniacich stien nejde o čistenie kontaminovaného horninového prostredia, ale o zamedzenie vplyvu na okolité prostredie a čo najväčšie obmedzenie podmienok na šírenie kontaminácie do prostredia. Čas realizácie je obmedzený na samotnú technickú realizáciu. V závislosti od veľkosti kontaminovanej zóny, morfologických podmienok a technickej náročnosti samotného projektu sa môže pohybovať od niekoľko týždňov až do niekoľko mesiacov.

 

© 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