6. ΜΟΝΩΣΗ ΧΥΤ ΜΕ ΓΕΩΣΥΝΘΕΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ

Transcript

1 6. ΜΟΝΩΣΗ ΧΥΤ ΜΕ ΓΕΩΣΥΝΘΕΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ Τα γεωσυνθετικά (geosynthetics) είναι συνθετικά υλικά, κυρίως πλαστικά, που χρησιμοποιούνται συχνά για να αντικαταστήσουν ή να βελτιώσουν την λειτουργία φυσικών εδαφικών υλικών. Τα γεωσυνθετικά έτυχαν ευρείας εφαρμογής στη γεωτεχνική μηχανική, αλλά και στη μηχανική περιβάλλοντος, και περιλαμβάνουν τα εξής είδη: γεωμεμβράνες (geomembranes) γεωυφάσματα (geotextiles) γεωδίκτυα (geonets) γεωπλέγματα geogrids) γεωσυνθετικοί αργιλικοί φραγμοί (geosynthetic clay liners GCLs) Η επιλογή των γεωσυνθετικών γίνεται με βάση τις ιδιότητες του υλικού εκ του οποίου αποτελούνται και τις ιδιότητες του τελικού προϊόντος, από τις οποίες εξαρτάται η επίδοσή τους σε ΧΥΤ. 6.1 Γεωμεμβράνες Οι γεωμεμβράνες είναι εύκαμπτα φύλλα από πολυμερές, που έχουν εξαιρετικά χαμηλή διαπερατότητα, και χρησιμοποιούνται ως φραγμοί στην κίνηση υγρών και αερίων. Οι γεωμεμβράνες παράγονται από θερμοπλαστικά πολυμερή και από θερμοσκληρυνόμενα (thermoset) πολυμερή. Τα θερμοπλαστικά είναι δυνατόν να υποστούν επανειλημμένη επεξεργασία και να αποκτήσουν το επιθυμητό σχήμα με θέρμανση ή ψύξη. Απεναντίας, τα θερμοσκληρυνόμενα πολυμερή μπορούν να υποστούν επεξεργασία μόνον μία φορά. Περαιτέρω επεξεργασία καταλήγει στην αποσύνθεση του υλικού. Ενδεικτικά θερμοπλαστικά πολυμερή, τα οποία χρησιμοποιούνται ως υλικά κατασκευής γεωμεμβρανών, είναι (Koerner, 1990): (1) το πολυβινυλοχλωρίδιο (polyvinyl chloride PVC), (2) το πολυαιθυλένιο πολύ χαμηλής πυκνότητος (very low density polyethylene VLDPE), (3) το πολυαιθυλένιο γραμμικής χαμηλής πυκνότητος linear low density LLDPE), (4) το πολυαιθυλένιο μέσης πυκνότητος (medium density polyethylene MDPE), (5) το πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητος (high density polyethylene HDPE), το χλωριωμένο πολυαιθυλένιο (chlorinated polyethylene CPE) και (6) το πολυαμίδιο (polyamide). Ο Πίνακας 6-1 παρουσιάζει τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των συχνότερα χρησιμοποιούμενων υλικών κατασκευής γεωμεμβρανών. 1

2 Πίνακας 6-1. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των υλικών των γεωμεμβρανών (Πηγή: Bagchi, 1990). Υλικό γεωμεμβράνης Πλεονεκτήματα/μειονεκτήματα Βουτυλικό ελαστικό Υψηλή αντίσταση σε υπεριώδη (butyl rubber) ακτινοβολία, όζον και διαβρωτικά στοιχεία Καλή επίδοση σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες Χαμηλή διόγκωση μετά από έκθεση στο νερό Χαμηλή μηχανική αντοχή Χαμηλή αντίσταση σε υδρογονάνθρακες Δύσκολη κατασκευή ραφής Χλωριωμένο Υψηλή αντίσταση σε υπεριώδη πολυαιθυλένιο (chlorinated polyethylene) ακτινοβολία, όζον και διαβρωτικά στοιχεία Καλή επίδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες Καλή μηχανική αντοχή Εύκολη κατασκευή ραφής Χαμηλή αντίσταση σε χημικά, οξέα και έλαια Χλωροσουλφωνομένο πολυαιθυλένιο (chlorosulfonated polyethylene) Ελαστικό αιθυλενίουπροπυλενίου (ethylenepropylene rubber) Πολυαιθυλένιο χαμηλής και υψηλής πυκνότητος (low density and high density polyethylene) Κακή ποιότητα ραφής Υψηλή αντίσταση σε υπεριώδη ακτινοβολία, όζον και διαβρωτικά στοιχεία Καλή επίδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες Υψηλή αντίσταση σε χημικά, οξέα και έλαια Υψηλή αντίσταση σε βακτήρια Χαμηλή μηχανική αντοχή Δύσκολη κατασκευή ραφής Υψηλή αντίσταση σε υπεριώδη ακτινοβολία, όζον και διαβρωτικά στοιχεία Καλή μηχανική αντοχή Καλή επίδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες Χαμηλή απορρόφηση ύδατος Χαμηλή αντίσταση σε έλαια, υδρογονάνθρακες και διαλύτες Κακή ποιότητα ραφής Υψηλή αντίσταση στα περισσότερα χημικά Καλή μηχανική αντοχή και ποιότητα ραφής Καλή επίδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες 2

3 Πολυβινυλοχλωρίδιο (polyvinyl chloride) Χαμηλή αντίσταση στο τρύπημα Εύκολος χειρισμός και κατεργασία Υψηλή μηχανική αντοχή Εύκολη κατασκευή ραφής Χαμηλή αντίσταση σε υπεριώδη ακτινοβολία, όζον, θειούχες ενώσεις και διαβρωτικά στοιχεία Κακή επίδοση σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες Οι συχνότερα χρησιμοποιούμενες γεωμεμβράνες για μόνωση ΧΥΤΑ κατασκευάζονται από πολυαιθυλένιο (ΡΕ) και πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC). Αμφότερα τα είδη ανήκουν στα θερμοπλαστικά πολυμερή. Οι γεωμεμβράνες πολυαιθυλενίου χαρακτηρίζονται από υψηλή αντοχή και αντίσταση σε χημική προσβολή. Για την μόνωση της βάσεως χρησιμοποιείται πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας (HDPE). Το υλικό αυτό είναι σχετικά δύσκαμπτο, αλλά έχει καλές φυσικές ιδιότητες και μπορεί να ανθέξει τις μεγάλες πιέσεις και ταλαιπωρίες κατά την κατασκευή και τοποθέτηση. Λόγω των καθιζήσεων, που συνήθως συμβαίνουν σε ΧΥΤΑ, για το τελικό κάλυμμα χρησιμοποιείται μία περισσότερο εύκαμπτη γεωμεμβράνη, όπως το πολύ χαμηλής πυκνότητος πολυαιθυλένιο (VLDPE) (Sharma and Lewis, 1994). Οι μεμβράνες από PVC έχουν χρησιμοποιηθεί για σχετικά μικρούς χρονικούς ορίζοντες (1 5 έτη) στις ΗΠΑ, λόγω επιφυλάξεων όσον αφορά στην αντοχή τους για μακρό αριθμό ετών. Το πλεονέκτημα των μεμβρανών από PVC είναι ότι έχουν χαμηλότερο κόστος και είναι δυνατόν να παραχθούν σε μεγάλες διαστάσεις, γεγονός που διευκολύνει την τοποθέτησή τους, αφού θα πρέπει να γίνουν λιγότερες ραφές στο πεδίο. Η εγκατάσταση μεμβρανών PVC είναι ευκολότερη σε σχέση με μεμβράνες ΡΕ, διότι η συγκόλληση του PVC γίνεται με διαλύτη, ενώ του ΡΕ με θέρμανση, χρησιμοποιώντας κατάλληλα μηχανήματα και εξειδικευμένο προσωπικό (Sharma and Lewis, 1994) Ιδιότητες των γεωμεμβρανών Οι ιδιότητες διακρίνονται σε δύο κατηγορίες: Τις ιδιότητες του πολυμερούς και τις ιδιότητες του κατασκευασμένου φύλλου της γεωμεμβράνης. Για κάθε μία από τις ιδιότητες αυτές υπάρχουν πρότυποι μέθοδοι προσδιορισμού τους, όπως μέθοδοι EPA, ASTM κλπ. Στις ιδιότητες του πολυμερούς περιλαμβάνονται (Sharma and Lewis, 1994): Πυκνότητα: Εκφράζεται σε g/cm 3. 3

4 Δείκτης τήξεως: Προσδιορίζει την ρευστότητα της λυωμένης γεωμεμβράνης και εκφράζεται σε g/10 min. Χημική ταυτοποίηση (δακτυλικό αποτύπωμα): Χρησιμοποιεί συνδυασμό χημικών αναλυτικών μεθόδων για τον προσδιορισμό των συστατικών του πολυμερούς. Στις ιδιότητες του κατασκευασμένου φύλλου γεωμεμβράνης περλαμβάνονται (Sharma and Lewis, 1994): Πάχος: Εκφράζεται σε mm. Μάζα ανά μονάδα επιφανείας: Εκφράζεται σε kg/m 2. Συμπεριφορά σε εφελκυσμό (tensile behavior): Προσδιορίζει αντοχή και επιμήκυνση της γεωμεμβράνης. Αντίσταση στο σχίσιμο. Αντίσταση στο τρύπημα. Αντίσταση στην ακτινοβολία υπεριώδους ορατού. Προσδιορισμός αιθάλης (carbon black). Αντίσταση στα χημικά Ιδιότητες των ραφών Οι γεωμεμβράνες από PVC κατασκευάζονται σε διάφορες διαστάσεις και τα επί μέρους τμήματα συγκολλούνται στο εργαστήριο ή στο πεδίο, χρησιμοποιώντας θερμότητα ή διαλύτες. Η συγκόλληση με διαλύτη χρησιμοποιείται συχνότερα και συνίσταται στην επάλειψη διαλύτη στις δύο προς συγκόλληση επιφάνειες και κατόπιν επαφή και συμπίεση των επιφανειών. Για μικρές σχετικά εφαρμογές, οι γεωμεμβράνες από PVC συγκολλούνται στο εργοστάσιο και διπλώνονται για μεταφορά στην τοποθεσία εφαρμογής. Για μεγάλες όμως εφαρμογές, χρησιμοποιείται συνδυασμός συγκολλήσεως στο εργοστάσιο και στο πεδίο. Οι γεωμεμβράνες πολυαιθυλενίου κατασκευάζονται σε ρολά πλάτους 5 12 m και μήκους m. Η συγκόλληση είναι δυνατόν να γίνει στο εργοστάσιο, αλλά δεν είναι πρακτική, επειδή τα φύλλα ΡΕ δεν πρέπει να διπλώνουν κατά την μεταφορά. Σχεδόν όλες οι συγκολλήσεις ΡΕ διεξάγονται στο πεδίο, χρησιμοποιώντας θερμότητα. Υπάρχουν και νέες τεχνικές, όπως εφαρμογή υπερήχων και ηλεκτρική συγκόλληση, αλλά με περιορισμένη ακόμη εφαρμογή (Sharma and Lewis, 1994). Οι δύο συχνότερα χρησιμοποιούμενες μέθοδοι είναι η μέθοδος της απλής ή διπλής θερμής σφήνας (single or double hot wedge method) και η μέθοδος της επιφανειακής συγκολλήσεως (fillet extrusion) (Sharma and Lewis, 1994). Η μέθοδος της θερμής σφήνας χρησιμοποιεί μία 4

5 αυτοματοποιημένη θερμαινόμενη σφήνα (Σχήμα 6-1), η οποία εισέρχεται μεταξύ των δύο επιφανειών των γεωμεμβρανών, που πρόκειται να συγκολληθούν. Από την θερμή σφήνα προκαλείται μερική τήξη των γεωμεμβρανών και ακολουθεί συμπίεση με κατάλληλο κύλινδρο για την τελική διαμόρφωση της συγκολλήσεως. Με τη μέθοδο αυτή κατασκευάζεται απλή ή διπλή ραφή, αναλόγως του είδους της σφήνας. Σε περίπτωση διπλής ραφής, ο κενός χώρος μεταξύ των ραφών δύναται να χρησιμοποιηθεί για έλεγχο διαρροών, με χρήση συμπιεσμένου αέρα. Η μέθοδος της επιφανειακής συγκολλήσεως (fillet extrusion) χρησιμοποιεί χάνδρες ή «κορδόνι» λυωμένου υλικού, από το οποίο κατασκευάζονται οι γεωμεμβράνες, τα οποία τοποθετούνται κατά μήκος της ακμής, που δημιουργείται από την μερική επικάλυψη των γεωμεμβρανών. Επειδή η μέθοδος αυτή είναι χειρωνακτική και απαιτεί περισσότερα εργατικά από την μέθοδο της θερμής σφήνας, η χρήση της συνήθως περιορίζεται σε επιδιορθώσεις, γωνίες και μέρη που, γενικά, δεν επιτυγχάνει η θερμή σφήνα. Το Σχήμα 6-2 παρουσιάζει τις τομές συγκολλημένων γεωμεμβρανών με την μέθοδο fillet extrusion. Σχήμα 6-1. Εφαρμογή της μεθόδου διπλής σφήνας (Πηγή: Cadwallader and Burkinshaw, 1991). 5

6 Σχήμα 6-2. Τυπική τομή επιφανειακής συγκολλήσεως (Πηγή: Cadwallader and Burkinshaw, 1991). Σχήμα 6-3. Εργαστηριακή δοκιμή αντοχής ραφής γεωμεμβράνης (Πηγή: Rollin et al., 1991). Η αντοχή μίας ραφής γεωμεμβράνης πρέπει να είναι παραπλήσια, αν όχι μεγαλύτερη, της αντοχής του φύλλου της γεωμεμβράνης. Η αντοχή της ραφής αξιολογείται με εργαστηριακές δοκιμές, καταστρεπτικές ή όχι. Μία καταστρεπτική δοκιμή είναι το τράβηγμα των συγκολλημένων φύλλων κάθετα στη ραφή (peel test), ενώ μία άλλη καταστρεπτική δοκιμή είναι το τράβηγμα των φύλλων παράλληλα στη ραφή (Σχήμα 6-3). Η σωστή διεξαγωγή των δοκιμών απαιτεί την εφαρμογή πρωτοκόλλων, όπως των EPA, ASTM και NSF των ΗΠΑ. Οι μη καταστρεπτικές δοκιμές δεν μετρούν την αντοχή της ραφής, αλλά 6

7 αποσκοπούν στην ανίχνευση και εντοπισμό οπών, με εφαρμογή κενού ή πιέσεως. 6.2 Γεωυφάσματα Είδη και λειτουργίες Τα γεωυφάσματα είναι συνθετικά υφάσματα που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές γεωτεχνικής μηχανικής. Τα περισσότερα εξ αυτών αποτελούνται από ίνες πολυπροπυλενίου ή πολυεστέρα. Υπάρχουν όμως και μερικά, που αποτελούνται από ίνες πολυαμιδίου ή πολυαιθυλενίου. Η παραγωγή γεωυφασμάτων γίνεται από τις αντίστοιχες ίνες με διάφορους τρόπους υφάνσεως. Τα γεωυφάσματα χρησιμοποιούνται σε χώρους ταφής αποβλήτων για διάφορους λόγους, όπως διήθηση, διαχωρισμό στρώσεων, ενίσχυση και αποστράγγιση. Μία σχετικά νέα εφαρμογή είναι η χρήση τους ως εναλλακτικό υλικό ημερήσιας κάλυψης κυττάρων σε ΧΥΤΑ Ιδιότητες γεωυφασμάτων Όπως και στην περίπτωση των γεωμεμβρανών, υπάρχουν πολλές δοκιμές που μπορούν να εφαρμοσθούν για αξιολόγηση γεωυφασμάτων. Όμως, οι μεμβράνες χρησιμοποιούνται σχεδόν αποκλειστικά ως φραγμοί, ενώ τα γεωυφάσματα ευρίσκουν ποικίλες εφαρμογές. Οι ιδιότητες που συνήθως προδιαγράφονται για χώρους ταφής αποβλήτων είναι: Πάχος Μάζα ανά μονάδα επιφανείας Μονοαξονική επιμήκυνση σε θραύση Πολυαξονική επιμήκυνση σε θραύση Αντίσταση σε διάτρηση Αντίσταση στο σχίσιμο (Trapezoid tear strength) Φαινομενικό μέγεθος βρόγχων Permittivity Μεταφορικότητα (Transmissivity) Αντίσταση στην ακτινοβολία υπεριώδους ορατού Ο μελετητής, που προδιαγράφει ιδιότητες υλικών, πρέπει να έχει υπ όψη του, ότι πολλές από τις ιδιότητες αυτές είναι δανεισμένες από την βιομηχανία υφασμάτων. Έτσι, πολλές δοκιμές είναι πιο κατάλληλες στην αξιολόγηση ιδιοτήτων ενδυμάτων και κοινών υφασμάτων, παρά γεωυφασμάτων. Η αξιολόγηση των ιδιοτήτων γίνεται με εφαρμογή καταλλήλων πρωτοκόλλων. Το Σχήμα 6-4 παρουσιάζει εικόνες γεωυφασμάτων. 7

8 Σχήμα 6-4. Δύο είδη γεωυφασμάτων. 6.3 Γεωδίκτυα Το υλικό που χρησιμοποιείται συχνότερα στην κατασκευή γεωδικτύων είναι το πολυαιθυλένιο. Σπανιότερα χρησιμοποιούνται πολυπροπυλένιο, πολυστυρένιο κ.α. Η κύρια εφαρμογή τους σε ΧΥΤΑ είναι για αποστράγγιση μίας ωρισμένης περιοχής. Μία τυπική μορφή γεωδικτύου παρουσιάζεται στο Σχήμα 6-5. Για την αποφυγή εισχωρήσεως χώματος ή άλλων υλικών κατά την χρήση των γεωδικτύων στο πεδίο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα σύνθετο δίκτυο στραγγίσματος, που αποτελείται από ένα γεωύφασμα κολλημένο 8

9 σε ένα γεωδίκτυο. Η συγκόλληση γινόταν παλαιότερα με διαλύτη, μέθοδος που έχει εγκαταληφθεί, λόγω της μικρής σχετικά αντοχής της συγκολλήσεως. Σήμερα χρησιμοποιούνται θερμικές μέθοδοι με θερμοκρασίες τήξεως συμβατές με την διατήρηση των ιδιοτήτων του γεωυφάσματος και γεωδικτύου. Σχήμα 6-5. Τυπική εικόνα γεωδικτύου. 6.4 Γεωπλέγματα Είναι πλέγματα υψηλής αντοχής αποτελούμενα από πολυπροπυλένιο, πολυαιθυλένιο, πολυεστέρα ή πολυεστέρα επενδεδυμένο με πολυβινυλοχλωρίδιο. Το άνοιγμα του πλέγματος κυμαίνεται συνήθως από 0,5 3 inches (1,3-7,6 cm) (Σχήμα 6-6). Τα γεωπλέγματα χρησιμοποιούνται συνήθως για σταθεροποίηση πρανών και κατασκευή εδαφικών τοίχων. Στην διαχείριση απορριμμάτων χρησιμοποιούνται για να στηρίξουν ένα σύστημα μόνωσης σε ασθενές υπόβαθρο ή για να στηρίξουν το τελικό κάλυμμα ΧΥΤΑ σε πρανή απορριμμάτων μεγάλων κλίσεων. Το Σχήμα 6-7 παρουσιάζει μία άλλη μορφή γεωπλέγματος. 6.5 Γεωσυνθετικοί αργιλικοί φραγμοί Είναι φραγμοί πολύ χαμηλής διαπερατότητος αποτελούμενοι από μία στοιβάδα άνυδρου κοκκώδους μπεντονίτη ή σκόνης μπεντονίτη, που έχει προσκολληθεί σε ένα γεωύφασμα ή μία γεωμεμβράνη. Οι φραγμοί αυτοί παράγονται σε «πλάκες» (panels) πλάτους περίπου 5 m και μήκους 30 m, που ενώνονται στο πεδίο με μερική αλληλεπικάλυψη. Συνήθως χρησιμοποιούνται ως εναλλακτικά μέσα για τους συμπυκνωμένους αργιλικούς φραγμούς. Οι διαφορές μεταξύ των συμπυκνωμένων και γεωσυνθετικών αργιλικών φραγμών παρουσιάζονται στον Πίνακα

10 Σχήμα 6-6. Τυπικά γεωπλέγματα. Σχήμα 6-7. Εφαρμογή γεωπλέγματος. 10

11 Πίνακας 6-2. Διαφορές μεταξύ γεωσυνθετικών και συμπυκνωμένων αργιλικών φραγμών (Πηγή: U.S. EPA, 1993). Χαρακτηριστικό Γεωσυνθετικός αργιλικός φραγμός Συμπυκνωμένος αργιλικός φραγμός Υλικά Μπεντονίτης, κόλλες, Χώμα της περιοχής ή γεωυφάσματα, μίγμα χώματος και γεωμεμβράνες μπεντονίτη Κατασκευή Κατασκευάζονται στο Κατασκευάζονται στο εργοστάσιο και πεδίο κατόπιν τοποθετούνται στο πεδίο Πάχος Περίπου 1 cm 0,5 1 m Τυπική υδραυλική cm/s cm/s αγωγιμότητα Ταχύτητα και ευκολία Ταχεία και απλή Βραδεία και κατασκευής εγκατάσταση πολύπλοκη κατασκευή Υγρασία κατά τον Ξηρό υλικό Βέλτιστο περιεχόμενο χρόνο κατασκευής υγρασίας Κόστος $5 $11/m 2 $8 $32/m 2 Εμπειρία Περιορισμένη Αρκετές δεκαετίες Μερικά πλεονεκτήματα των γεωσυνθετικών σε σχέση με τους συμπιεσμένους αργιλικούς φραγμούς είναι ότι είναι εύκαμπτοι, σε κάποιο βαθμό αυτοδιατηρούμενοι και αρκετά εύκολοι στην τοποθέτηση. Σε περιοχές όπου δεν υπάρχουν εδάφη χαμηλής διαπερατότητας, αποτελούν μία οικονομική μέθοδο μονώσεως. Επειδή οι γεωσυνθετικοί φραγμοί χρησιμοποιήθηκαν σε εφαρμογές ΧΥΤΑ σχετικά πρόσφατα, απαιτείται περαιτέρω έρευνα, όσον αφορά στην μακροπρόθεσμη αποτελεσματικότητά τους. Οι τύποι των γεωσυνθετικών φραγμών που είναι διαθέσιμοι διαιρούνται γενικά σε δύο κατηγορίες: (1) Στην πρώτη κατηγορία (ενισχυμένοι φραγμοί), τα γεωσυνθετικά υλικά είναι μηχανικά συνδεδεμένα, συνήθως με κατάλληλα ράμματα. (2) Στην δεύτερη κατηγορία (μη ενισχυμένοι φραγμοί) τα γεωσυνθετικά υλικά είναι κολλημένα στον μπεντονίτη (Σχήμα 6-8). 11

12 Σχήμα 6-8. Τύποι γεωσυνθετικών αργιλικών φραγμών (Πηγή: Sharma and Lewis, 1994). 6.6 Μονωτικά βάσεως ΧΥΤΑ Αν και οι αργιλικοί φραγμοί ελαχιστοποιούν την διαρροή διασταλαγμάτων, δεν είναι δυνατόν να την σταματήσουν. Για τον λόγο αυτό, έχουν προταθεί οι σύνθετοί φραγμοί, αποτελούμενοι από ένα συμπυκνωμένο αργιλικό φραγμό και μία γεωμεμβράνη τοποθετημένη επ αυτού. Σήμερα υπάρχει μεγάλη ποικιλία γεωμεμβρανών, που όμως όλες ενδέχεται να υποστούν βλάβες από τα διάφορα συστατικά των διασταλαγμάτων. Σημαντικές παράμετροι για τις αντιδράσεις αυτές είναι η συγκέντρωση των χημικών και το είδος της γεωμεμβράνης. Οι γεωμεμβράνες HDPE εμφανίζουν μεγαλύτερη χημική αντοχή σε σχέση με άλλα είδη και γι αυτό χρησιμοποιούνται περισσότερο. Επίσης, χρησιμοποιούνται λιγότερο οι μεμβράνες PVC. Γενικά, οι γεωμεμβράνες υπόκεινται σε ελαττώματα και οπές μικρού μεγέθους κατά την κατασκευή, βλάβες και σχίσιμο κατά την τοποθέτηση, αστοχίες κατά την συγκόλληση και μακροπρόθεσμα προβλήματα 12

13 αντοχής. Διαρροές διασταλαγμάτων μέσω μικροοπών, ρωγμών και σχισμών υπάρχουν πάντοτε και γι αυτό απαιτείται η τοποθέτηση και άλλου υλικού χαμηλής διαπερατότητας, κάτω από την γεωμεμβράνη. Γεωμεμβράνες από μόνες τους δεν συνιστώνται για μακροπρόθεσμες εφαρμογές μόνωσης βάσεως ΧΥΤΑ, ενώ, κάτω από ωρισμένες συνθήκες, μπορεί να επαρκούν για βραχυπρόθεσμες εφαρμογές. Στα Σχήματα 6-9 και 6-10 παρουσιάζονται διάφορες επιλογές για μόνωση βάσεως. Όταν χρησιμοποιούνται πολλαπλές μονωτικές στρώσεις, κάθε στρώση παίζει κάποιο ξεχωριστό ρόλο. Σχήμα 6-9. Επιλογές για μόνωση βάσεως (Πηγή: Sharma and Lewis, 1994). 13

14 Σχήμα Τυπικοί φραγμοί για ΧΥΤΑ. (a, b) Απλοί-σύνθετοι φραγμοί. (c-f) Διπλοί-σύνθετοι φραγμοί. (Πηγή: Tchobanoglous et al., 1993). 14

15 Για παράδειγμα, στο Σχήμα 6-10a, η στρώση αργίλου και η γεωμεμβράνη αποτελούν ένα σύνθετο φραγμό για την κίνηση αερίων και διασταλαγμάτων. Η στρώση άμμου και χαλικιών δημιουργούν στρώση αποστράγγισης και συλλογής διασταλαγμάτων. Το γεωύφασμα χρησιμοποιείται για ελαχιστοποίηση αναμίξεως του εδάφους με την στρώση άμμου και χαλικιών. Η υπερκείμενη στοιβάδα εδάφους χρησιμοποιείται για προστασία των υποκειμένων στρώσεων. Σύνθετη μόνωση αργίλου και γεωμεμβράνης είναι πολύ πιο αποτελεσματική από ό,τι η άργιλος και η γεωμεμβράνη χωριστά. Στο Σχήμα 6-10b ένα γεωδίκτυο με ένα γεωύφασμα έχουν αντικαταστήσει την στρώση άμμου και χαλικιών. Αν και η διαπερατότητα του συστήματος αυτού είναι ισοδύναμη με αυτήν της χονδρής άμμου, πολλοί μελετητές προτιμούν την άμμο, διότι έχει μικρότερες πιθανότητες απόφραξης. Στο Σχήμα 6-10c έχομε δύο σύνθετους φραγμούς. Ο κύριος φραγμός (άνω) χρησιμοποιείται για συλλογή διασταλαγμάτων. Ο δευτερεύων φραγμός (κάτω) χρησιμοποιείται για ανίχνευση διαρροών και ως δεύτερη γραμμή άμυνας για διασταλάγματα, που διέφυγαν τον κύριο φραγμό. Το συμπέρασμα του Σχήματος 6-10 είναι ότι διάφορα είδη φραγμών είναι δυνατόν να παραχθούν με κατάλληλο συνδυασμό εδαφικών και συνθετικών υλικών. Ο συνδυασμός αυτός εξαρτάται από τους στόχους της μονώσεως στον συγκεκριμένο ΧΥΤΑ. 6.7 Συστήματα μόνωσης ΧΥΤΑ με βάση την Ελληνική Νομοθεσία Η Ελληνική Νομοθεσία (ΚΥΑ , ΦΕΚ 1016Β, ) παρουσιάζει ένα λεπτομερές πλαίσιο προδιαγραφών, που αφορούν τα συστήματα τεχνητής μόνωσης των ΧΥΤΑ, με χρήση γεωμεμβρανών. Σύμφωνα με τις προδιαγραφές αυτές, ισχύουν οι εξής περιορισμοί: Το πάχος των φύλλων μήκους 150 m πρέπει να είναι τουλάχιστον 1,5 mm και το πλάτος των ρολών τουλάχιστον 5 m. Επιτρέπεται μόνον η χρήση γεωμεμβράνης, της οποίας η καταλληλότητα έχει πιστοποιηθεί από αναγνωρισμένο εργαστήριο ποιοτικού ελέγχου. Ο αναγνώστης παραπέμπεται στην ανωτέρω ΚΥΑ για περισσότερες λεπτομέρειες. 15

16 Επί πλέον, η ΚΥΑ Η.Π /3508 (ΦΕΚ 1572Β, ) παρουσιάζει τις απαιτήσεις της Ελληνικής Νομοθεσίας για την μόνωση της βάσεως, συνολικά. Κάποια στοιχεία παρουσιάζονται κατωτέρω αυτολεξεί: «Η προστασία του εδάφους και των υπογείων και επιφανειακών υδάτων δύναται να επιτυγχάνεται με συνδυασμό στρώματος γεωλογικού φραγμού και κάτω στεγανής μεμβράνης, όταν ο ΧΥΤΑ ευρίσκεται σε λειτουργία ή είναι ενεργός και με συνδυασμό στρωμάτων γεωλογικού φραγμού και άνω στεγανής μεμβράνης όταν είναι ανενεργός μετά την παύση λειτουργίας του. Το στρώμα του γεωλογικού φραγμού προσδιορίζεται από τις γεωλογικές και υδρογεωλογικές συνθήκες που επικρατούν κάτω από τον ΧΥΤΑ και κοντά σε αυτόν και παρέχει επαρκή ικανότητα εξασθένισης, ώστε να προληφθούν ενδεχόμενοι κίνδυνοι για το έδαφος και τα υπόγεια ύδατα. Ο πυθμένας και τα πρανή του ΧΥΤΑ συνίστανται από στρώμα γεωλογικού υλικού, το οποίο πρέπει να πληροί απαιτήσεις υδροπερατότητας και πάχους, οι οποίες, όσον αφορά την προστασία του εδάφους και των επιφανειακών και υπογείων υδάτων, έχουν συνδυασμένο αποτέλεσμα τουλάχιστον ισοδύναμο με εκείνο που προκύπτει από τις ακόλουθες απαιτήσεις: ΧΥΤ μη επικινδύνων αποβλήτων: Κ m/s, πάχος 1 m ΧΥΤ επικινδύνων αποβλήτων: Κ m/s, πάχος 5 m ΧΥΤ αδρανών αποβλήτων: Κ m/s, πάχος 1 m Εάν το στρώμα γεωλογικού φραγμού δεν πληροί εκ φύσεως τις ως άνω προϋποθέσεις, μπορεί να συμπληρώνεται τεχνητά και να ενισχύεται με άλλα μέσα που παρέχουν ισοδύναμη προστασία. Οι τεχνητά σχηματιζόμενοι γεωλογικοί φραγμοί πρέπει να έχουν πάχος τουλάχιστον 0,5 m». Επί πλέον, επί του στρώματος γεωλογικού φραγμού που περιγράφεται ανωτέρω, τίθεται γεωμεμβράνη, η οποία είναι υποχρεωτική για χώρους μη επικινδύνων και επικινδύνων αποβλήτων. Οι ανωτέρω απαιτήσεις δύνανται να μειωθούν ανάλογα, εάν η αρμόδια αρχή αποφασίσει ότι η συλλογή και επεξεργασία των στραγγισμάτων δεν είναι απαραίτητη ή έχει αποδειχθεί ότι ο ΧΥΤΑ δεν συνιστά ενδεχόμενο κίνδυνο για το έδαφος και τα υπόγεια ή τα επιφανειακά ύδατα. Τέλος, η μέθοδος που πρέπει να χρησιμοποιείται για τον καθορισμό του συντελεστή υδροπερατότητας στους ΧΥΤΑ, με επιτόπιες δοκιμές και σε όλη την έκταση του χώρου, θα καταρτισθεί και θα εγκριθεί από την επιτροπή που συγκροτείται δυνάμει του άρθρου 17 της Οδηγίας 1999/31/ΕΚ. 16

17 6.8 Βιβλιογραφία Cadwallader, M.W. and Burkinshaw, J.R. Molecular and rheological changes in polyethylene occurring from heat seaming HDPE liners. In Geosynthetics 91, Conference Proceedings, IFAI, Atlanta, Georgia (1991). CUR/NGO. Geosynthetics in civil engineering. Centre for Civil Engineering Research and Codes Netherlands Geotextile Organization. Α.Α. Balkema/Rotterdam/Brookfield (1995). Rollin, A.L., et al. Non-destructive and destructive seam testing. In Geomembranes Identification and Performance Testing. Rilem Report 4, A. Rollin and J.M. Rigo, Eds., Chapman and Hall Ltd, London (1991). Sharma, H.D., Lewis, S. P. Waste containment systems, waste stabilization and landfills. John Wiley and Sons, New York (1994). Tchobanoglous, G., Theisen, H., Vigil, S. Integrated solid waste management. McGraw-Hill, New York (1993). 17