U inženjerstvu zaštite okoliša, potreba za pouzdanim podzemne barijere za zadržavanje stalno raste. Za proširenje odlagališta, sanaciju onečišćenog mjesta i zaštitu podzemnih voda, tradicionalni odsječni zidovi izrađeni od zbijene gline ili cementa-bentonita često su bili standard. Međutim, ove metode mogu biti spore, skupe, a postizanje jedinstvene barijere niske propusnosti u terenskim uvjetima je notorno teško.

Ovo je mjesto gdje moderna geosintetika pruža superiornu alternativu. Kompozitni odrezani zidovi od vertikalne geosintetičke glinene obloge (GCL) kombiniraju tvornički kontroliranu kvalitetu GCL-a s zatrpavanjem niske propusnosti kako bi stvorili vrlo učinkovitu, kontinuiranu podzemnu barijeru. Ovaj sustav nije samo pouzdaniji, već je i značajno brži i isplativiji za instalaciju, što ga čini preferiranim rješenjem za mnoge napredne projekte zadržavanja.

Ovaj vodič pruža detaljnu raščlambu metoda gradnje, ključna tehnička razmatranja i mjere kontrole kvalitete bitne za uspješnu ugradnju vertikalnog GCL kompozitnog zida. Proći ćemo kroz proces od pripreme lokacije do završne provjere kvalitete, dijeleći uvide iz našeg iskustva na terenu kako bismo vam pomogli da ispravno izvedete svoj projekt.

Struktura i princip rada vertikalnog GCL zida

Prije nego što se upustite u konstrukciju, važno je razumjeti komponente sustava i kako one rade zajedno. Vertikalni kompozitni zid od GCL-a u osnovi je sustav s dvije barijere sastavljen od tri glavna dijela:

1. Geosintetička obloga od gline (GCL): Ovo je primarni hidroizolacijski element. Sastoji se od sloja visoko bubreće natrijeve bentonit gline tvornički zatvorene između dva geotekstila.
2. Zatrpavanje: This is a low-permeability mixture, typically composed of excavated soil blended with bentonite (a Soil-Bentonite or "SB" mix), koji ispunjava većinu jarka.
3. Struktura podrške: Tijekom iskopa, rov se ne ostavlja otvoren. Poduprt je bentonitnom kašom, koja sprječava urušavanje zidova rova ​​dok se ne postavi zatrpavanje.

Mehanizam hidroizolacije je dvostruk. GCL pruža membranu izuzetno niske propusnosti (često ≤5×10⁻¹¹ m/s) koja bubri kako bi sama zacijelila manje ubode. SB zatrpavanje osigurava sekundarnu, deblju barijeru s ciljnom propusnošću od ≤1×10⁻⁹ m/s (≤1×10⁻⁷ cm/s). Zajedno tvore robusnu, kontinuiranu i fleksibilnu podzemnu barijeru. Performanse sustava u potpunosti ovise o kontinuitetu GCL-a, njegovom intimnom kontaktu s okolnim tlom i njegovoj sposobnosti da u potpunosti hidratizira u zatvorenom prostoru.

Metoda konstrukcije za vertikalne GCL kompozitne zidove

Ovo je sustavan proces u više faza gdje se svaki korak nadovezuje na prethodni. Preciznost i kontrola u svakoj fazi su kritični.

1. Priprema mjesta i kopanje rova

Proces počinje standardnim snimanjem i čišćenjem terena. Središnja linija zida je iskolčena, a radna platforma je pripremljena za tešku opremu. Srž ove faze je iskop rova se.

• Iskop: Rov se kopa bagerom s velikim dohvatom za umjerene dubine ili mehaničkom školjkom za duboke zidove (dubine mogu prelaziti 50 metara). Širina rova ​​je obično između 0,6 do 1,2 metra.
• Podrška za gnojnicu: Kako se jarak iskopa, odmah se napuni a bentonit kaša. Ova gnojnica služi ključnoj svrsi: svojoj hidrostatski tlak counteracts the pressure from groundwater and soil, preventing the trench from collapsing. It is not just "muddy water"; it is an engineered fluid.
• Kvaliteta gnojnice: Svojstva gnojnice moraju se strogo kontrolirati. Ključni parametri uključuju:
  • Viskoznost: Viskoznost Marshovog lijevka od 35-50 sekundi za svježu gnojnicu osigurava da može suspendirati čestice tla, a da nije pregusta za pumpanje.
  • Gustoća: Jedinična težina od 13-15 kN/m³ osigurava potrebnu hidrostatsku silu za stabilnost rova.
  • Sadržaj pijeska: Mora se održavati ispod 4% kako bi se spriječilo taloženje pijeska i stvaranje propusnih zona.
  • Glava gnojnice: Razina gnojnice u rovu mora se održavati najmanje 1 metar (3,3 stope) iznad okolne podzemne vode u svakom trenutku kako bi se osigurao pozitivan pritisak na zidove rova.

2. Okomito postavljanje GCL-a

Nakon što je dio rova ​​iskopan do ciljane dubine i kada je gnojnica stabilizirana, postavlja se GCL ploča.

• Implementacija: GCL se isporučuje u velikim rolama. Pričvršćuje se na utegnuti čelični okvir ili šipku za širenje i dizalicom se pažljivo spušta u rov ispunjen gnojnicom.
• Poravnanje: GCL se mora spustiti okomito i držati u kontaktu s jednim zidom rova. Cilj je osigurati da ploča bude glatka, kontinuirana i bez nabora ili nabora. Ovisno o dizajnu, GCL-ovi se mogu postaviti s jedne ili s obje strane rova ​​za veću sigurnost.
• Kontinuitet: Moraju se voditi precizni zapisi kako bi se pratio položaj svake ploče i osiguralo da između njih nema praznina. Gornji dio GCL-a pričvršćen je na površini dok se ne završi zatrpavanje.

3. Preklapanje ploča i brtvljenje

Spoj između dvije susjedne GCL ploče je najkritičnija točka za potencijalno curenje.

• Širina preklapanja: Minimalno preklapanje od 150 mm do 300 mm (6 do 12 inča) mora se postići između susjednih okomitih ploča.
• Poboljšanje pečata: Kako bi se osiguralo vodootporno brtvljenje, duž ruba prve ploče nanosi se komadić čiste bentonit paste ili granuliranog bentonita prije druga ploča je spuštena i preklopljena. Ovo stvara zonu bogatu bentonitom na spoju, promičući monolitno brtvljenje nakon hidratacije.
• Provjera: Iako je izravan vizualni pregled nemoguć unutar gnojnice, ispravno postavljanje potvrđuje se pažljivim mjerenjima, kontrolom operatera dizalice, a ponekad i podvodnim kamerama u kritičnim primjenama.

4. Miješanje i postavljanje zatrpavanja

Zatrpavanje je obično mješavina zemlje i bentonita (SB). Dizajniran je ne samo da bude barijera niske propusnosti, već i da bude dovoljno protočan da istisne gnojnicu u rovu.

• Dizajn mješavine: The mix consists of excavated soil, bentonite (typically 3-5% by dry weight), and water. The goal is to create a homogenous mixture with a "wet concrete" dosljednost. Za veće zahtjeve čvrstoće može se koristiti mješavina zemlja-cement-bentonit (SCB).
• Kontrola pada: Konzistencija se mjeri pomoću a ispitivanje pada. Ovo je najkritičniji parametar za postavljanje zatrpavanja.
  • Idealan pad: 75-150 mm (3-6 inča). To čini smjesu dovoljno protočnom da istisne lakšu kašu, ali dovoljno kohezivnom da spriječi odvajanje njenih komponenti.
  • Prenisko (<50 mm): The mix is too stiff and will not flow correctly, potentially trapping pockets of slurry (known as "slurry inclusions"), which create weak, permeable zones.
  • Previsoko (>150 mm): The mix is too wet. Sand and gravel can segregate and settle at the bottom of the trench, forming a highly permeable "sand lens."
• Plasman: Zatrpavanje se postavlja u rov pomoću cijevi za zatrpavanje ili pažljivim ispuštanjem iz žlice bagera na jednom kraju rova. Teže zatrpavanje teče prema dolje i duž dna rova, istiskujući lakšu gnojnicu, koja se ispumpava s udaljenog kraja rova ​​i reciklira.

Ključna razmatranja tijekom izgradnje

Uspjeh leži u upravljanju detaljima i predviđanju problema.

• Spriječite preuranjenu hidrataciju GCL-a: GCL role moraju se držati na suhom prije postavljanja. Iako će GCL biti uronjen u gnojnicu tijekom postavljanja, produženo izlaganje preklapanja kiši prije postavljanja može ugroziti bentonit.
• Izbjegavajte mehanička oštećenja: Pažljivo rukujte GCL pločama. Nemojte ih vući. Osigurajte da okvir za postavljanje nema oštre rubove. Svako oštećenje geotekstila može dovesti do gubitka bentonita.
• Osigurajte kontinuitet pod svaku cijenu: Čitava barijera je dobra onoliko koliko je dobra njena najslabija točka. Još jednom provjerite postupke preklapanja, pratite poravnanje panela i osigurajte da između panela nema praznina.
• Upravljajte podzemnom vodom i vremenom: U područjima s visokim nivoom podzemne vode, sustav za odvodnjavanje i upravljanje gnojovkom mora biti robustan. Izbjegavajte iskopavanje tijekom jake kiše, jer može razrijediti gnojnicu i povećati rizik od urušavanja rova.

Kontrola kvalitete i metode ispitivanja

Strogi program kontrole kvalitete (QC) nije neobavezan; bitno je.

• Prije izgradnje: Potrebno je provesti laboratorijske testove na predloženom dizajnu mješavine za zatrpavanje korištenjem tla i vode specifične za lokaciju kako bi se potvrdilo da se može postići potrebna propusnost (≤1×10⁻⁹ m/s).
• Tijekom izgradnje - gnojnica: Viskoznost, gustoća i sadržaj pijeska u bentonitnoj kaši moraju se testirati više puta po smjeni.
• Tijekom izgradnje - zatrpavanje: Sleganje svake šarže mješavine za zatrpavanje mora se ispitati prije nego što se stavi u rov. Također treba redovito uzimati uzorke (npr. svakih 500 kubičnih metara) za lijevane cilindre za laboratorijsko ispitivanje propusnosti i čvrstoće.
• Nakon izgradnje: Nakon što se zid stvrdne, uzorci jezgre mogu se uzeti iz gotovog zida kako bi se provjerila njegova svojstva na licu mjesta i potvrdilo da propusnost zadovoljava projektnu specifikaciju.

Uobičajeni problemi i kako ih izbjeći

Kako biste dodatno poboljšali učinkovitost, posebno u agresivnim kemijskim okruženjima, razmislite o korištenju GCL-ova modificiranih polimerima. Integracija dugoročnog sustava praćenja s piezometrima također može pružiti vrijedne podatke o trajnoj izvedbi zida.

Zaključak

Izgradnja vertikalnog GCL kompozitnog odsječenog zida je sofisticirani geotehnički proces koji nudi neusporedivu izvedbu kada se pravilno izvede. Iako je tehnologija napredna, formula uspjeha temelji se na temeljnim načelima: preciznoj pripremi, strogoj kontroli procesa i stalnom osiguranju kvalitete. Upravljanjem gnojnicom za iskopavanje rova, osiguravanjem pravilnog postavljanja i brtvljenja GCL-a i rigoroznom kontrolom smjese za zatrpavanje i postavljanja, možete izgraditi izdržljivu i učinkovitu podzemnu barijeru koja pruža pouzdanu zaštitu okoliša desetljećima koja dolaze.