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DE69112188T2 - Ton-Deckschicht für steile Böschungen. - Google Patents

Ton-Deckschicht für steile Böschungen.

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DE69112188T2
DE69112188T2 DE69112188T DE69112188T DE69112188T2 DE 69112188 T2 DE69112188 T2 DE 69112188T2 DE 69112188 T DE69112188 T DE 69112188T DE 69112188 T DE69112188 T DE 69112188T DE 69112188 T2 DE69112188 T2 DE 69112188T2
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Description

    HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Deckschichten, die verwendet werden, um eine undurchlässige Barriere zu bilden, wie diese beispielsweise in der EP-A-0 362 193 gezeigt sind. Insbesondere betrifft die Erfindung eine verbesserte Deckschicht, welche an steilen Böschungen verwendet werden kann. Deckschichten, bei denen die vorliegende Erfindung besonders anwendbar ist, sind diejenigen, welche eine Schicht aus quellfähigem Ton, wie beispielsweise Bentonit, enthalten.
  • Die vorliegende Erfindung stellt in ihrer Art eine Verbesserung von Deckschichten dar, wie eine solche in der US-A- 4,501,788 beschrieben ist, in welcher eine Schicht körnigen Granulits zwischen zwei flexiblen Bahnen eingeschlossen ist. Bei derartigen Deckschichten wird ein wasserlöslicher Klebstoff verwendet, um die Bentonitteilchen an einem Geotextil zu befestigen. Das verwendete Geotextil hängt vom Anwendungsfall ab, jedoch besteht dieses bevorzugt aus mindestens einem gewebten Geotextil aus Polypropylen. Andere Stoffe schließen nicht gewebte, vliesähnliche Geotextilien und leichtgewichtige netzähnliche Gazen aus Polyester ein.
  • Bentonitton zeigt nach Hydration die Neigung, sich auszudehnen und ein im höchsten Maße undurchlässiges Material zu bilden. Jedoch wie bei den meisten anderen Tonen bewirkt das Aussetzen von Bentonit an Wasser, daß dieser sehr rutschig wird, so daß in großem Maße die Fähigkeit des Tons, Scherkräften zu widerstehen, herabgesetzt wird. Als Resultat hiervon muß die Verwendung von Tondeckschichten an Böschungen auf solche, mit vergleichsweise flachen Winkeln beschränkt werden.
  • Einige Hersteller von Tondeckschichten haben versucht, einen Scherwiderstand in Tondeckschichten zu erzeugen, in dem durch die Bentonitschicht hindurch zwischen den Stoffschichten vernadelte Verbindungen erzeugt werden. Diese Systeme haben jedoch zwei erhebliche Nachteile. Zunächst ist die Festigkeit der durch Vernadeln von Fasern gebildeten Verbindung gering. In einigen Fällen reicht die Quellkraft des hydrierten Bentonits aus, um die vernadelten Verbindungen zu zerstören. Zweitens bilden die vernadelten Fasern einen Weg für eine Wanderung des Wassers durch die Bentonitschicht aufgrund von Kapillarwirkung.
  • Hersteller von vernadelten Deckschichten haben versucht, den Bentonit zwischen den Stoffschichten aufgrund der durch Vernadeln hergestellten Verbindungen zu halten, um dadurch zu versuchen, die Verbindung des Bentonits an die Stoffschicht durch einen Klebstoff zu vermeiden. Ein derartig ausschließliches Verlassen auf die durch Vernadeln hergestellten Verbindungen, um sowohl den Bentonit zurückzuhalten als auch den Scherwiderstand zu erhöhen, hat zu Problemen sowohl bei der Anlieferung als auch bei der Leistung derartiger Produkte geführt. Das Vernadeln ist allgemein als einziges Mittel zum Halten des Bentonits zwischen zwei Stoffschichten unzureichend. Der Bentonit zeigt die Neigung, seitlich zu wandern, es sei denn, er wird an seinem Ort durch Mittel, beispielsweise durch eine Verbindung mit Klebstoff, gehalten. Die Festigkeit der durch Vernadeln hergestellten Verbindung wird ferner durch die flexible Natur der Bentonitdeckschichten in Frage gestellt. Er stellt ein bedeutendes Merkmal derartiger Deckschichten dar, daß sie in teppichähnlicher Form aufgerollt werden können, so daß der Einbau am Ort schnell erfolgen kann. Die auf die Verbindungen zwischen den Stoff schichten als Resultat des Aufrollens der Deckschicht während der Herstellung erzeugten Beanspruchungen führt zu erheblichen Beanspruchungen der Verbindungen zwischen den Stoffschichten. Nachdem eine durch Vernadeln hergestellte Deckschicht aufgerollt und entrollt wurde, kann es vorkommen, daß die durch Vernadeln hergestellten Verbindungen keine ausreichende Festigkeit haben, um dem Aufquellen der Bentonitschicht zu widerstehen, oder um den Scherbeanspruchungen an einer Böschung zu widerstehen.
  • Deckschichten auf Bentonitbasis sind im erheblichen Maße angenommen worden, um eine Verunreinigung des Grundwassers zu vermeiden. Bentonitdeckschichten wurden erfolgreich in Deponien von Problemmüll oder von Mülldeponien der Kommunen verwendet. Eine wichtige Überlegung bei der Konstruktion derartiger Deponien ist der Böschungswinkel des Aushubs. Bei einer gegebenen Fläche kann ein erheblich größeres Volumen der Deponie durch die Verwendung steilerer Böschungswinkel erreicht werden. Die Verwendung steiler Böschungswinkel ermöglicht eine wirksamere Verwendung des Bauplatzes einer speziellen Deponie.
  • Gleichermaßen werden Tondeckschichten häufig in Tanklagern verwendet, in welchen Banketten oder Aushübe mit angeböschten Seiten gebildet werden. Steilere Böschungen bei Tanklagern ermöglichen eine wirksamere Nutzung des Grundstücks.
  • Folglich ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Bentonitdeckschicht zu schaffen, welche verwendbar ist, um eine undurchlässige Barriere längs vergleichsweise steiler Böschungen zu formen.
  • Weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Bentonitdeckschicht zu schaffen, welche die Wanderung von Flüssigkeit durch die Deckschicht nicht gestattet.
  • Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Deckschicht zu schaffen, welche einen erheblich verbesserten Widerstand gegen Scherbeanspruchungen aufweist.
  • Unter Berücksichtigung dieser Ziele geht die Erfindung aus, von dem was in der EP-A-0 362 193 beschrieben ist, auf welcher der Oberbegriff des Anspruchs 1 beruht, und betrifft eine Deckschicht mit den kennzeichnenden Merkmalen nach Anspruch 1. Bevorzugte Merkmale der Deckschicht sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Der seitliche Abstand der Reihen von Nähten hängt von dem Grad der Scherfestigkeit ab, die durch einen speziellen Anwendungsfall gefordert wird. Es ist jedoch bevorzugt, daß die Reihen im Abstand von etwa 2" liegen. Die Reihen sollten sich längs der Länge der Deckschicht erstrecken. Die Vorteile gemäß der Erfindung ergeben sich im einzelnen aus der folgenden Beschreibung, gelesen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in welchen zeigt:
  • Figur 1, eine perspektivische Ansicht einer Böschung, auf welche die Deckschicht nach der vorliegenden Erfindung aufgebracht wurde;
  • Figur 2, eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teils der Deckschicht nach der vorliegenden Erfindung; und
  • Figuren. 3 und 4, Schnittansichten, welche den Vorteil bei der Verwendung einer Deckschicht nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Figur 1 ist eine perspektivische Darstellung, welche ein vorbereitetes Bodenplanum 10 mit einem abfallenden Mittelabschnitt 30 und flachen oberen und unteren Abschnitten 32 und 34 zeigt. Die in Figur 1 gezeigte Böschung ist typisch für diejenigen, welche bei Deponien und Tanklagern verwendet werden. Deckschichten 12 sind auf dem abfallenden vorbereitenden Bodenplanum 10 mit überlappenden Rändern 16 aufgebracht. Reihen 14 von Nähten sind in Figur 1 schematisch als gepunktete Linien gezeigt. Der Abstand der Reihen 14 wird weiter unten näher erläutert. Die Oberenden der Deckschichten 12 sind in einem Graben 15 angeordnet und ein abdeckender Boden 18 ist oben auf die sich überlappenden Deckschichten 12 angeordnet. Figur 2 ist eine vergrößerte Ansicht, welche in größeren Einzelheiten die Konstruktion der Deckschicht 12 nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Deckschicht 12 besteht aus einem oberen Geotextil 22 und einem unteren Geotextil 24, welche bevorzugt aus einem 10 gewebten, biologisch nicht abbaubaren Propylen bestehen. Die Nähte 17 weisen eine Frequenz von etwa drei Stichen pro Zoll auf und die Reihen 14 liegen etwa in einem Abstand von zwei Zoll. Wie aus Figur 1 ersichtlich, erstrecken sich die Reihen 14 über die Länge der Deckschichten 12. Die parallelen Reihen 14 von Nähten erstrecken sich über die Länge der Deckschicht und übertragen die Scherkräfte von einem Geotextil auf das andere durch die Bentonitschicht. Der Faden 19, welcher verwendet wird, um die Nähte 17 zu bilden, ist vorzugsweise durch einen mehrfaserigen Faden aus hochdichtem Polyäthylen gebildet. Mehrfaserige Fäden sind allgemein stärker als einfaserige Fäden. Mehrfaserige Fäden sollten jedoch einen Überzug aufweisen, um eine Dochtwirkung oder Kapillarwirkung des Wassers oder anderer Flüssigkeiten durch die Deckschichten 12 zu vermeiden. Die Behandlung des verwendeten Fadens zur Herstellung der Nähte 17 kann in dem Aufbringen eines Polymerharzes, wie beispielsweise Nylon oder Polypropylen, bestehen. Obwohl der Faden aus hochdichtem Polyäthylen gegenüber den meisten Leckflüssigkeiten widerstandsfähig ist, kann für bestimmte Abfallarten ein anderes Fadenmaterial erforderlich sein. Es ist bevorzugt, daß ein Zweifaden-Kettenstich verwendet wird, um eine wirksame Verbindung zwischen den Geotextilien herzustellen, wobei jedoch auch andere Sticharten, wie ein Einfaden-Kettenstich, verwendbar sind.
  • Obwohl die auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Bentonitschicht 20 in Figur 2 gezeigten Geotextilien 22 und 24 bevorzugt aus gewebtem Polypropylen bestehen, können die Deckschichten nach vorliegender Erfindung auch aus anderen Geotextilien, beispielsweise aus nicht gewebten Stoffen, aufgebaut werden. Die Tonschicht 20 ist bevorzugt mit mindestens einer und möglicherweise beiden der Geotextilien durch einen wasserlöslichen Klebstoff auf Wasserbasis befestigt. Es ist von Bedeutung, daß die Geotextilien flexibel sind, so daß die Deckschicht 12 aufgerollt werden kann. In der aufgerollten Form nehmen die Reihen 14 von Nähten eine spiralförmige Gestalt um die Achse der Rolle ein. Beim Aufrollen erstrecken sich die Reihen 14 aufwärts und abwärts des abfallenden Bodenplanums 10. Indem sich die Reihen 14 von Nähten nach oben und unten hinsichtlich der Böschung erstrecken, werden Scherbeanspruchungen von der abdeckenden Bodenschicht 18 besser zwischen den Geotextilien 22 und 24 durch die Bentonitschicht 20 hindurch übertragen.
  • Die Figuren 3 und 4 zeigen genauer die Vorteile der vorliegenden Erfindung. Die gestrichelte Linie 40 in Figur 3 zeigt den Umriß einer Deckschicht auf einer Böschung, die steiler ist als die, welche längs der Linie 42 verläuft. Der gekreuzt straff ierte Bereich 44 zeigt die Vergrößerung verfügbaren Volumens, welche aus der Verwendung einer Deckschicht. nach vorliegender Erfindung resultiert. Aufgrund der glatten rutschigen Natur des Betonits nach Hydration waren Böschungen bei Verwendung von Bentonitdeckschichten allgemein begrenzt auf Böschungen, mit einem Böschungsverhältnis von 4 : 1. Eine Deckschicht, welche längs der Linie 42 in Figur 3 aufgetragen ist, zeigt eine Böschung von etwa 4 : 1.
  • Figur 4 zeigt den Vorteil der Verwendung einer steileren Böschung bei der Anwendung in Tanklagern. Indem eine Böschung von etwa 1,2 : 1 verwendet wird, wie dies in Figur 4 gezeigt ist, kann der Radius des Aushubs um die Länge L verringert werden. Als Resultat hiervon können die Speichertanks dichter aneinander angeordnet werden, woraus eine wirksamere Verwendung der Landfläche resultiert. Das größere, zum Füllen verfügbare Volumen bei Deponien und die wirksamere Verwendung von Landfläche bei Tanklagern kann mit einer Deckschicht nach der vorliegenden Erfindung erreicht werden, ohne daß die gewünschten Vorteile, die durch die Verwendung von Bentonitdeckschichten erzielt werden, geopfert werden.
  • Dem Fachmann auf diesem Gebiet ist offensichtlich, daß Überlegungen, wie beispielsweise die Tiefe und der Schüttwinkel des als Abdeckung verwendeten Bodens und andere Faktoren, das Maß bestimmen, in welchem ein Aushub oder eine Bankette angeböscht werden kann. Durch Verwendung der vernähten Deckschicht nach vorliegender Erfindung kann ein geotechnischer Ingenieur eine bessere Verwendung des für Deponien und Tanklager bestimmten Landes erzielen. Mit der Deckschicht nach vorliegender Erfindung können größere Volumen der Abdeckung verwendet werden, im Vergleich mit Deckschichten nach dem Stand der Technik. Die Verwendung einer größeren Abdeckung an einer Böschung bedeutet, daß diese dem Erosionsprozeß besser widerstehen kann.
  • Obwohl eine spezielle Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist dem Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich, daß unzählige Alternativen, Abwandlungen und Variationen der veranschaulichten Ausführungsform erfolgen können, ohne vom Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen.

Claims (8)

1. Deckschicht zum Zurückhalten von Flüssigkeiten, wobei die Deckschicht eine langgestreckte Form aufweist und aus mindestens zwei biologisch nicht abbaubaren Bahnen (22, 24) besteht, welche durch Nähte (17) zusammengehalten sind, und zwischen denen eine Schicht von mit Wasser quellfähigem Ton (20) angeordnet ist, wobei die Nähte (17) aus polymeren, gegen Leckflüssigkeiten widerstandsfähigen Nähmitteln (19) bestehen, welche sich durch die Tonschicht (20) hindurch erstrecken, um so die Bahnen (22, 24) zusammenzuhalten, nachdem der mit Wasser quellfähige Ton hydriert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß
(a) die Nähmittel (19) aus im Abstand zueinander liegenden Reihen (14) von Nähten bestehen, die sich in Längsrichtung der Deckschicht erstrecken, und
(b) daß die Tonschicht (20) gegebenenfalls an mindestens einer der Bahnen (22 oder 24) mittels eines wasserlöslichen Klebstoffs auf Wasserbasis befestigt ist.
2. Deckschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bahnen (22, 24) aus einem flexiblen porösen Gewebe hergestellt sind.
3. Deckschicht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Bahnen (22, 24) ein gewebtes Polypropylengeotextil ist.
4. Deckschicht nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bahnen (22, 24) beide aus gewebten Polypropylengeotextilien bestehen.
5. Deckschicht nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähmittel (19) aus allgemein parallelen Reihen (14) von Nähten bestehen.
6. Deckschicht nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht um eine Achse aufgerollt ist und sich die Nähmittel (19) spiralförmig um die Achse erstrecken.
7. Deckschicht nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonschicht (20) unabhängig von den Nähmitteln (19) von mindestens einer der Bahnen (22, 24) getragen ist.
8. Deckschicht nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonschicht (20) aus mit Wasser quellfähigem Ton eine Schicht aus Bentonitkörnern ist.
DE69112188T 1990-12-11 1991-11-28 Ton-Deckschicht für steile Böschungen. Revoked DE69112188T2 (de)

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