Membraner i Miljøkonstruksjoner. Siv.ing. MSc. Finn B. Christensen 16 mars 2011

Transkript

1 Membraner i Miljøkonstruksjoner Siv.ing. MSc. Finn B. Christensen 16 mars 2011

2 Anleggstyper Avfallsanlegg - Topptetting av avfallsdeponi (hindre vanninntregning og gasslekkasje) - Bunn- og sidetetting av avfallsdeponi (hindre utlekking av gass og forurenset vann og innlekking av grunnvann) - Tettemembran i oppsamlings-/utjevningsbasseng for sigevann - Tettemembran i lufte- og sedimenteringsbassenger for sigevann - Tettemembraner i overvannsgrøfter på deponier (hindre innlekking av overvann til deponiet) - Tetting under plasser for behandling/lagring av forurenset avfall - Tetting mot gassintregning i bygninger

3 Anleggstyper forts. Overvannsanlegg - Fordrøynings-/sedimenteringsbasseng (avrenning fra veier og plasser) - Dammer i frilufts-/parkanlegg

4 Typer og betegnelser på membraner GEOMEMBRANER GBR (fellesbetegnelse) Membran av syntetisk materiale som kan brukes i geotekniske og anleggstekniske sammenhenger for å hindre eller begrense gjennomstrømningen av væsker Geosyntetisk bituminøs membran, GBR-B Syntetisk duk, hvor tettefunksjonen ivaretas av bitumen. Takmembraner, smøremembraner, støpemembraner etc. Geosyntetisk leirmembran, GBR-C Syntetisk duk, hvor tettefunksjonen ivaretas av leire. Bentonittmembraner (tørrpulver, granulat, prehydrert pulver). Geosyntetisk plastmembran, GBR-P Syntetisk duk, hvor tettefunksjonen ivaretas av ulike plasttyper

5 Geosyntetiske plastmembraner Polyetylen (PE) membraner: HDPE og LDPE Polypropylen (PP) membraner Polyester (PES) membraner EPDM og butyl membraner Polypropylen svellemembraner

6 Membraners egenskaper i flg. DS/INF Uegnet 1 Dårligste karakter 3 Beste karakter

7

8

9 Side- og bunntettingsløsninger Mulig løsning Lemping bare pga miljørisikovurdering? AVFALL DRENSLAG t 0,5m Membran Membran plast Enkelt membran BUNNTETTING 1,0m leire K 1,0x10-9 Naturlig geologisk barriere. + leirmembran 0,5m leire, konstruert. Tilsv. 1,0m, K > 1,0x10-9 K < 1,0x10-9 Ikke tilfredsstillende geologisk barriere i grunnen

10

11

12

13

14

15

16

17

18 Spesielle utfordringer Deponier med restvolum for lang levetid (drift utover 2009). Sigevannskontroll i eksisterende deponier er ofte basert på : Grunnvannsstrømming (rettet mot fyllingen) Ikke tilfredsstillende membran ihht dagens regelverk (enkel membran) Ikke tilfredsstillende geologisk barriere Over grunnvannsnivået går både diffusjon og vannstrømningen ut av deponiet Under grunnvannsnivået avgjør trykket hvilken vei sigevannet strømmer Utfordringen: Store setninger/mekanisk påkjenning Temperaturpåkjenning på membranen, uttørking av leirmaterialer

19

20

21

22 Utførelse, kontroll av PE-membraner DTI Kriterier for visuell bedømmelse av plastmembran inndeler kravet i flere nivåer. PLANKRAV: 1. Krav fra myndighet og deponieier 2. Valg av membranmaterialer og membranbeskyttelse 3. Valg av sveiseoppfølging, -metodikk og parametre (in situ prøving og prøvingsomfang, evt. prosedyreprøver) 4. Krav til sveiser, f.eks sertifikat, erfaring, sveiseutstyr kalibrering UTFØRELSE: Gruppe A: Visuell kontroll av sveisearbeidet utført av sveiser Gruppe B: Visuell kontroll utf. av sveiseren og i tillegg visuell kontroll og prøving utført av tilsyn Gruppe C: Prosedyresveis (arbeidsprøve) før arbeidet starter Visuell kontroll og prøving utført av sveiser (trykk/vakuumkontroll av dobb.sveiser evt gnistkontroll). Tilsynskontroll som visuell kontroll og prøving (destruktiv og ikkedestruktiv) DOKUMENTASJON: Leggekart og sveiseprotokoll Råd: Ut fra dokumentasjonskravet i regelverket bør C velges DTI= Dansk Teknologisk Institutt

23

24

25

26

27

28

29

30

31 Sannsynlighet for huller i en HDPE membran, (ref DS/INF 466) Hull Fuktet flate God kontakt mellom øvre og nedre membran reduserer utstrekningen av fuktet flate, og gir redusert vanngjennomgang NB! ikke kontrolldrenring eller fiberduk under membranen Eks: Aksepteres bare 5% sannsynlighet for å overskride en viss hullmengde, må det regnes med 100 huller/ha (d.v.s 1 stk hull pr. 100m 2, eller 1 stk hull per 25m sveisesøm for 4 m membranbredde).

32 Levetid for membraner MPa Mål: Membranen må holde kravene til lang levetid (driftstiden og etterdriftstiden) Denne figuren viser sammenligningen mellom temperatur, påkjenning/spenning og levetid for PE-rør. Figuren er ikke fullt ut relevant for membraner men den viser klart at løsninger som gir lav temperatur og lave spenninger i membranen gir større sikkerhet i systemet, og dermed lengre holdbarhet. Dvs. at i høye skråninger/sider med fall > 1:2 bør det benyttes geonett for å avlaste membranen. PP tåler høyere temperaturer enn PE og bør vurderes for spesielle formål. (Obs: PP har vært kortere tid på markedet og en har derfor kortere erfaring med materialet)

33

34 Aktuelle standarder for Geosyntetiske membraner NS-EN ISO Typer og betegnelser NS- EN Krav til egenskaper ved bygging av reservoarer og dammer NS-EN Krav til egenskaper ved bygging av kanaler NS-EN Krav til egenskaper ved bygging av tunneler og undergrunnskonstruksjoner NS-EN Krav til egenskaper ved bygging av permanente og midlertidige deponier for flytende avfall og oppsamlingsbassenger NS-EN Krav til egenskaper til bruk ved lagring og deponering av fast avfall NS-EN Plastsveiseteknisk personell, godkjenning av sveisere, sveiste forbindelser av termoplast

35 Viktige faktorer som påvirker tetthet av en bunntetting 1. Valg av bunntettingens oppbygging Hvilken permeabilitet kan aksepteres? (løsning; sette sammen et system med kompletterende egenskaper, feks. PE og leire) Må diffusjon av forurensninger ivaretas? Jfr. farlig avfall Vurdere sannsynlighet for omfang av feil/skader (lekkasjer). Velge oppbygging som gir lav risiko for feil og skader under utførelsen 2. Dimensjonere drenssystemet slik at det gir lavt sigevannstrykk på membranen (drensmasser og rørsystem) 3. Sørge for god kontakt mellom øvre og nedre membran eller den geologiske barrieren. Dette sikrer at lekkasjevann ikke sprer seg mellom øvre og nedre membran/geologiske barriere (dvs sørge for at hvert hull gir lav lekkasje) 4. Kontroll med grunnvannsnivået og grunnvannstrømming (påvirker vanntransporten gjennom bunntettingen, men ikke diffusjonen) 5. Dokumentere kvaliteten av løsninger som ikke oppfyller minimumskravet i en søknad om godkjennelse, jfr lemping pga miljørisikovurdering. 6. Strenge krav til utførelse og kontroll. Utførelsen skal dokumenteres med leggekart og sveiseprotokoll.

36 Takk for oppmerksomheten