ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И СВОЙСТВА ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОЛИГОНОВ ТБО

Использование геосинтетических материалов при строи­тельстве и рекультивации полигонов ТБО является перспектив­ным направлением, что обусловлено широким спектром сущест­вующих геосинтетических материалов, которые могут выпол­нять различные функции в зависимости от своих конструктивных особенностей.

Геосинтетическими материалами (ГМ) называется класс строи­тельных материалов, как правило, состоящих из синтетического сырья. ГМ используются в различных отраслях промышленности, в том числе и экологическом строительстве. ГМ предназначены для создания до­полнительных слоев различного назначения (армирующих, дренирую­щих, защитных, фильтрующих, гидроизолирующих, теплоизолирую­щих). На рис.1 представлены основные области применения ГМ.
В самом широком аспекте областью применения ГМ является до­рожная отрасль, строительство гидротехнических сооружений, а также строительство и рекультивация полигонов ТБО.

В настоящее время для производства ГМ используются полиамид (РА), полиэтилен (РЕ), полиэстер (PES) и полипропилен (РР). В целях обеспечения специальных характеристик могут использоваться добавки (например, стабилизаторы), применяться оболочки из поливинилхло­рида (ПВХ), полиэтилена (РЕ) или битума. Другим типом сырья явля­ются такие разлагаемые натуральные материалы, как лён, джут или ко­кос, которые применяются для защиты поверхности грунтовых откосов. При используемых материалах почва, грунты и вода не подвергаются воздействию вредных компонентов.

Рис. 1. Основные области применения геосинтетических материалов

ГМ включают следующие группы материалов: геотекстильные материалы, георешетки, геокомпозиты, геооболочки, геомембраны, геоплиты и геоэлементы.

Тканые материалы имеют регулярную структуру, повышенную прочность, высокий модуль упругости, но не обладают достаточной водопроницаемостью в плоскости полотна. Такие материалы целесооб­разно применять в случаях, когда прослойки должны выполнять функ­ции армирования, защиты, но не дренирования.

Свойства нетканых ГМ, представляющих собой хаотичное пере­плетение коротких или длинных волокон, зависят от способа упрочне­ния (соединения волокон). Нетканые геотекстильные материалы уп­рочняют механическим, термическим или химическим способами.

Механические упрочненные (иглопробивные) нетканые мате­риалы отличаются достаточной прочностью, высокой деформативно- стью, защитными свойствами, водопроницаемостью в плоскости по­лотна и направлении, ей нормальном. Их основные функции — дрени­рование и защита, в отдельных случаях при возникновении больших
деформаций — армирование. Термически упрочненные нетканые мате­риалы имеют небольшую деформативность, применимы для выполне­ния функций защиты, в отдельных случаях армирования, но не дрени­рования.

Плоские георешетки (геосетки) отличаются высокими механиче­скими характеристиками и применяются для создания армирующих прослоек.

Геокомпозиты в виде геодрен — многослойные рулонные или блочные материалы, обладающие высокой водопропускной способно­стью в плоскости полотна.

Геооболочки в виде геоматов — объемные из нерегулярно сплав­ленных волокон или объединенные в отдельных местах два слоя нетка­ных геотекстильных материалов с образованием открытых с одной сто­роны емкостей для заполнителя. Заполнение геоматов выполняется, как правило, на месте производства работ. Основное назначение — укрепле­ние откосов.

Геомембраны — гидроизоляционные материалы на основе пленоч­ных или обрабатываемых вяжущим, как правило, на месте производства работ, нетканых ГМ. Последние отличаются большей надежностью вследствие прежде всего повышенной стойкости к возможным местным повреждениям в процессе строительства и эксплуатации. Кроме того, геомембраны на основе нетканых ГМ имеют более широкую область применения — помимо создания гидроизолирующих прослоек для сни­жения притока воды в рабочий слой земляного полотна применимы так­же для укрепления сооружений поверхностного водоотвода.

Разновидность геомембран — нетканые геотекстильные материа­лы, выпускаемые с заполнителем в виде порошка бентонитовой глины, образующей при увлажнении водонепроницаемый слой.

Классификация ГМ представлена на рис. 2.

Использование ГМ на полигонах ТБО проводится с целью обес­печения экологической безопасности. На проектной отметке основания и бортах карты размещения отходов устраивается защитный экран ос­нования полигона. В зависимости от опасности отходов, размещаемых на полигоне, конструкция защитного экрана основания может пред­ставлять различные комбинации элементов. На рис. 3 представлены ва­рианты конструкции полигонов ТБО.

Рис. 2. Классификация геосинтетических материалов
Защитные экраны полигонов устраиваются для минимизации ко­личества фильтрата, сбора и отвода поверхностной воды, сбора и ути­лизации свалочного газа, предотвращения попадания загрязняющих веществ в окружающую среду. Защитный экран поверхности полигона устраивается после вывода полигона из эксплуатации и является неотъ­емлемой частью этапа его рекультивации.

Рис. 3. Примеры различных вариантов конструкций полигонов ТБО с применением геосинтетических материалов

Рис. 3. Примеры различных вариантов конструкций полигонов ТБО с применением геосинтетических материалов:

РС — рекультивационный слой; ДМ — дренажный мат; Г — геомембрана; ГТ — геотекстиль; ДС — дренажный слой; ТБО — твердые бытовые отходы; ДГ — дренажная галька; ДТ — дренажные трубы; БМ — бентонитовый мат; ГЗ — глинистый замок; ГО — грунтовое основание

Преимуществом использования ГМ при строительстве и рекуль­тивации полигонов ТБО является увеличение емкости полигонов за счет возможности захоронения большего объема отходов на той же территории, а также снижение объемов использования строительных материалов (глина, щебень, песок). В последнее время строительство и рекультивация полигонов является актуальной проблемой, требую­щей современных конструктивных решений (рис. 3).

 

Источник: статья «ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И СВОЙСТВА ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОЛИГОНОВ ТБО», автор М.В. Ахмадиев, Н.Н. Слюсарь, Пермский государственный технический университет