of 352/352
Ghid privind proiectarea depozitelor de deşeuri cu materiale geosintetice CUPRINS 1. OBIECT §I DOMENIU DE APLICARE.........................5 1.1.......................................................O biectul ghidului..........................................5 1.2.......................................................R eglementări tehnice naţionale conexe......................5 1.3.......................................................A rmonizarea cu reglementările internaţionale...............6 2. TIPURI DE DEPOZITE DE DE§EURI §I ALCĂTUIREA LOR.......7 2.1.......................................................C lasificarea depozitelor de deşeuri........................7 2.2......................................................Al cătuirea şi specificul depozitelor de deşeuri conforme.. .10 2.2.1..................................................As pecte generale.........................................10 2.2.2..................................................As pecte ale legislaţiei naţionale actuale................11 2.2.3..................................................Al cătuirea sistemelor de etan § are - drenaj ale depozitelor de de § euri conforme.............................................12 2.3. Specificul lucrărilor de închidere sau reabilitare a depozitelor existente neconforme....................................................15 3. MATERIALE GEOSINTETICE UTILIZATE LA DEPOZITELE DE DE5EURI 19 3.1.. .Functiile şi tipurile de materiale geosintetice utilizate la depozitele de deşeuri .'. 19 3.1.1..................................................Et anşare.................................................19 3.1.2..................................................Dr enaj 20 3.1.3..................................................Fi ltrare.................................................20 3.1.4..................................................Pr otecţie................................................20

indrumator deseuri

  • View
    85

  • Download
    17

Embed Size (px)

DESCRIPTION

deseururi

Text of indrumator deseuri

Microsoft Word - redactarea III.doc

Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeCUPRINS1.OBIECT I DOMENIU DE APLICARE51.1. Obiectul ghidului51.2. Reglementri tehnice naionale conexe51.3. Armonizarea cu reglementrile internaionale62.TIPURI DE DEPOZITE DE DEEURI I ALCTUIREA LOR72.1. Clasificarea depozitelor de deeuri72.2. Alctuirea i specificul depozitelor de deeuri conforme102.2.1. Aspecte generale102.2.2. Aspecte ale legislaiei naionale actuale112.2.3. Alctuirea sistemelor de etanare - drenaj ale depozitelor de deeuri conforme122.3.Specificul lucrrilor de nchidere sau reabilitare a depozitelor existenteneconforme153.MATERIALE GEOSINTETICE UTILIZATE LA DEPOZITELE DEDE5EURI 193.1.Functiile i tipurile de materiale geosintetice utilizate la depozitele de deeuri

.'.193.1.1. Etanare193.1.2. Drenaj203.1.3. Filtrare203.1.4. Protecie203.1.5. Separare203.1.6. Armare223.1.7. Protecie contra eroziunii233.2. Criterii generale de alegere a materialelor geosintetice utilizate la depozitele de deeuri243.3. Solicitri i criterii de alegere specifice a materialelor geosintetice utilizate la depozitele de deeuri293.3.1. Etanare la baza depozitului293.3.2. Etanare pe taluzurile depozitului293.3.3. Etanare la suprafaa depozitului30

3.3.4. Drenare la baza depozitului303.3.5. Drenare pe pantele depozitului303.3.6. Drenare la suprafata depozitului303.3.7. Filtrare."313.3.8. Separare313.3.9. Armare311Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice3.3.10. Funcie antierozional313.3.11. Protecie324.PRINCIPII I CONCEPTE FUNDAMENTALE DE PROIECTARE ADEPOZITELOR DE DESEURI CU MATERIALE GEOSINTETICE334.1. Principii de realizare a sistemelor de etanare - drenaj344.2. Echivalena sistemelor de etanare384.2.1. Aspect generale384.2.2. Criterii hidraulice404.2.3. Criterii mecanice484.2.4. Criterii de execuie49

5.PROIECTAREA SISTEMELOR DE ETANARE DE BAZ CUMATERIALE GEOSINTETICE505.1.Sisteme de etanare simple cu geomembran505.1.1. Alegerea tipului de geomembran505.1.2. Determinarea grosimii geomembranei525.1.3. Curgerea prin geomembrane535.1.4. Stabilitatea pe pante a geomembranei595.1.5. Sisteme de ancorare a geomembranei685.1.6. Alte solicitari n geomembran715.1.7. mbinari735.2.Sisteme de etanare simple cu geocompozit bentonitic735.2.1. Generalitati. Alegerea tipului de geocompozit bentonitic74

5.2.2. Curgerea prin geocompozitele bentonitice765.2.3. Timpul de traversare a lichidelor765.2.4. Transportul substanelor chimice765.2.5. Stabilitatea geocompozitelor bentonitice pe pante775.2.6. Ancorarea geocompozitelor bentonitice79

5.2.7. mbinri79

5.3.Sisteme de etanare compozite795.3.1. Asociaia geomembran/argil79

5.3.2. Asociaia geomembran/geocompozit bentonitic805.3.3. Stabilitatea pe pante a sistemelor de etanare compozite825.3.4. Sisteme de ancorare855.4.Detalii de execuie855.4.1. Conexiuni/terminatii ale sistemului de etanare de baz855.4.2. Penetrari ale sistemului de etanare875.4.3. Etanarea traneelor906.PROIECTAREA SISTEMELOR DE ETANARE DE SUPRAFATA CUMATERIALE GEOSINTETICE916.1. Sisteme de etanare simple cu geomembran916.1.1. Alegerea geomembranei936.1.2. Solicitari date de tasrile generalizate ale stratului suport936.1.3. Solicitari date de tasrile localizate ale stratului suport94

2Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice6.1.4. Probleme specifice acoperirii depozitelor de deeuri lichide946.2. Sisteme de etanare simple cu geocompozit bentonitic986.3. Sisteme de etanare compozite987.PROIECTAREA SISTEMELOR DE DRENAJ I COLECTARE CUMATERIALE GEOSINTETICE1007.1. Considerente hidraulice1007.2. Proiectarea sistemelor de drenaj cu materiale geosintetice1037.3. Proiectarea sistemelor de colectare cu materiale geosintetice1057.4. Proiectarea sistemelor de filtrare cu materiale geosintetice1107.5. Sisteme de detectare a scurgerilor1127.6. Proiectarea sistemelor de drenare i colectare a gazelor cu materiale geosintetice1148. PROIECTAREA SISTEMELOR ANTIEROZIONALE CU MATERIALE GEOSINTETICE1169. PROIECTAREA SISTEMELOR DE ARMARE CU MATERIALE GEOSINTETICE1189.1. Armarea straturilor minerale instalate pe pante11810.PUNEREA N OPER A MATERIALELOR GEOSINTETICEUTILIZATE LA DEPOZITE DE DEEURI12110.1.Punerea n oper a geomembranelor12110.1.1. Pregtirea stratului suport12110.1.2. Planul de punere n oper12110.1.3. Instalarea geomembranei12210.2.Punerea n oper a geocompozitelor bentonitice12310.2.1. Pregtirea stratului suport12310.2.2. Planul de punere n oper12310.2.3. Instalarea geocompozitelor bentonitice12310.3.Punerea n oper a geotextilelor12510.3.1. Pregtirea stratului suport12510.3.2. Planul de punere n oper12510.3.3. Instalarea geotextilului12510.4.Punerea n oper a georeelelor i geocompozitelor de drenaj12610.4.1. Pregtirea stratului suport12610.4.2. Planul de punere n oper12610.4.3. Instalarea georeelelor i a geocompozitelor de drenaj12610.5.Punerea n oper a geogrilelor1263Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice10.6. Recepia i stocarea materialelor geosintetice pe antier12611. EXEMPLE DE CALCUL12811.1.Sistem de etanare - drenaj de baz12911.1.1. Comparaie cu cerintele legislative12911.1.2. Soluie propus.'12911.1.3. Calcul de echivalenta- Criterii hidraulice12911.1.4. Grosime geomembran13111.1.5. Stabilitate etanare pe pant13211.1.6. Tranee de ancorare13211.1.7. Calculul concentraiei relative de poluant13311.1.8. Calculul sistemului de drenare de taluz cu materiale geosintetice13511.2.Sistem de etanare - drenaj de suprafata1364Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice1. OBIECT I DOMENIU DE APLICARE1.1.Obiectul ghiduluiGhidul prezint metode de proiectare specifice pentru depozitele de deeuri la care se utilizeaz materiale geosintetice cu diferite functii. El nu Si propune s fie un ghid de proiectare a ntregii structuri inginereti care este'depozitul de deeuri, ci doar s detalieze acele obiective care pot conine materiale geosintetice i s prezinte metodele specifice de proiectare legate de aceste materiale.Ghidul nu se refer la o anumit categorie de deeuri, menajere sau industriale, solide sau lichide etc., dar acolo unde metodele de proiectare sunt diferite n funcie de tipul de deeu stocat, se fac precizari pentru ce tip de deeu sunt valabile.Ghidul este aplicabil att depozitelor noi, aa numite ecologice, controlate sau conforme, care conin elemente de etanare, drenare, de protecie a mediului, realizabile din materiale geosintetice, ct i depozitelor existente, n general neconforme, care trebuie extinse, reabilitate sau nchise.Acest ghid se constituie ca o aplicare a prevederilor generale de utilizare a materialelor geosintetice cuprinse n Normativul privind utilizarea materialelor geosintetice la lucrarile de construcii, indicativ NP 075/2002.Metodologia de proiectare cuprins n prezentul ghid are ca referinta standardele i normativele romne n vigoare la data redactrii, ca i cele europene preluate ca standarde nationale n domeniul materialelor geosintetice.' Ghidul de proiectare a depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice pune la dispoziia proiectanilor o metodologie general de proiectare, ca i unele metode specifice de calcul, avnd un caracter orientativ.1.2.Reglementri tehnice naionale conexeLa aplicarea prezentului ghid se va face referire i la urmtoarele reglementari juridice i tehnice naionale:1. MLPTL - Normativ pentru utilizarea materialelor geosintetice la lucrarile de constructii, NP 075/20022. MAPM'- Normativ tehnic privind depozitarea deeurilor - construirea, exploatarea, monitorizarea i nchiderea depozitelor de deeuri, aprobat prin Ordinul 1147/10.12.20023. HG 162/2002 - Hotrre privind depozitarea deeurilor4. MAPM - Ordin 867/30.09.2002 privind definirea criteriilor care trebuie ndeplinite de deeuri pentru a se regsi pe lista specific unui depozit i pe lista naionals de deeuri acceptate n fiecare clas de depozit de deeuri5. HG 856/16.08.2002 privind evidena gestiunii deeurilor i pentru aprobarea listei cuprinznd deeurile, inclusiv deeurile periculoase6. Legea 137/1995 a proteciei mediului, completat prin OUG 91/20.06.20027. OUG 78/2000 privind regimul deeurilor, modificat i aprobat prin Legea 426/20015Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice8. MTCT - Ghid pentru proiectarea structurilor din pmnt armate cu materiale geosintetice i metalice.9. SR 13343/1996 - Salubrizarea localitatilor. Deeuri urbane. Prescriptii generale de proiectare pentru depozitarea controlat10. SR EN 13257:2001 - Geotextile i produse nrudite. Caracteristici solicitate pentru utilizarea n lucrarile de ngropare a deeurilor solide.11. SR EN 13252:2001 - Geotextile i produse nrudite. Caracteristici solicitate pentru a fi utilizate n sistemele de drenaj.12. SR EN 13253:2001 - Geotextile i produse nrudite. Caracteristici solicitate pentru utilizarea n lucrarile de protecie mpotriva eroziunii.13. SR EN 13251:2001 - Geotextile i produse nrudite. Caracteristici solicitate pentru utilizarea n lucrarile de terasament, fundatii i structuri de susinere.14. SR EN 13265:2003 - Geotextile i produse nrudite. Caracteristici cerute pentru utilizarea n proiectele de depozitare a deeurilor lichide.1.3. Armonizarea cu reglementrile internaionalePrevederile prezentului ghid au ca referinta principiile coninute n urmtoarele norme i standarde europene:1. EN ISO 13431:1999 - Geotextile i produse nrudite. Determinarea comportrii la fluaj din traciune i rupere din fluaj din traciune2. EN ISO 12956:1999 - Geotextile i produse nrudite. Determinarea deschiderii caracteristice3. EN 12224:2000 - Geotextile i produse nrudite. Determinarea rezistenei la ageni climatici4. EN 12447:2001 - Geotextile i produse nrudite. Metod de determinare a rezistenei la hidroliz n ap5. Directiva european 1999/31/EC din 26 aprilie 1999 asupra depozitrii deeurilor.6Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice2. TIPURI DE DEPOZITE DE DEEURI I ALCTUIREA LOR2.1. Clasificarea depozitelor de deeuriAvnd ca referinta HG162/2002, n funcie de natura deeurilor depozitate, depozitele se clasific n:a) depozite pentru deeuri periculoase;b) depozite pentru deeuri nepericuloase;c) depozite pentru deeuri inerte.Deeurile, indiferent de gradul lor de periculozitate fata de mediu, pot fi clasificate funcie de proprietatile lor fizice, chimice sau mecanice (de exemplu n deeuri solide sau lichide, cu sau fr coninut de materii organice etc.).n general, legislatia n vigoare n prezent n Romnia (vezi paragraful 1.2) se refer la solutii constructive de depozitare pentru deeuri solide, cele lichide nefiind admise la depozitare n starea lor natural. Prezentul ghid face referire i la unele utilizri ale materialelor geosintetice la depozite existente sau cu caracter temporar pentru materiale in stare lichid sau apropiat de cea lichid.Depozitele mai pot fi grupate i dup alte criterii, cum ar fi:Dup criterii sociale: gradul de populare, aria posibil de infestare, efectele asupra sntatii populaieiDup solutiile constructive aplicate: iazuri de decantare cu diguri de contur din materiale locale, pentru deeuri provenite din industrii (lamuri) (Figura 2-1),

halde de steril - umpluturi taluzate neetanate (Figura 2-2),

depozite capsulate, cu etanari pe tot conturul seciunii, pentru deeuri menajere i industriale (Figura 2-3).

Se precizeaz c dup 2007, conform legislaiei actuale, nu se vor mai construi iazuri de decantare i bataluri.7Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeAllllUl!

A fluent

JX Dig Jc coacfc

//

frc

H\\\

II \N ^\>

II 1\ ^ \

//\ ^

//\ \

Figura 2-1. Iaz de decantareFigura 2-2. Halde de steril realizate prin hidromecanizare

8Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice

Figura 2-3. Depozite de deeuri capsulateDup poziionarea fa de nivelul terenului natural (Figura 2-4): supraterane,

de adncime,

structuri mixte.

Figura 2-4.Tipuri de depozite dup pozitionarea fata de terenDepozitele supraterane sunt indicate n zonele cu apa subteran la adncime mic; de asemenea, au avantaje legate de posibilitatea drenrii gravitaional a levigatului i de o execuie mai simpl. n aceast categorie intr i soluia de supranlare a depozitelor existente, tehnic din ce n ce mai des utilizat datorit lipsei de terenuri disponibile.Depozitele subterane, realizate parial sau total sub nivelul terenului, asigur un volum util mai mare, o utilizare mai eficient a materialelor de construcie (de exemplu, utilizarea9Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticematerialului excavat pentru acoperirile periodice ale deeurilor sau pentru acoperirea final), ca i o reutilizare a spaiului dup nchidere.timp:

O alt clasificare a depozitelor de deeuri se poate face dup modul de realizare n depozite necontrolate, realizate haotic n timp, numite neconforme, depozite controlate, denumite conforme.2.2. Alctuirea i specificul depozitelor de deeuri conforme2.2.1. Aspecte generaleDepozitele de deeuri controlate sunt alctuite din (Figura 2-5):. Sistemul de etanare - drenaj de baz, care are rolul complex de a asigura oetanare suficient fata de levigatul produs n interiorul masei de deeuri, de a-ldrena i a-l colecta Sistemul de etanare - drenaj de baz este realizat deasuprabarierei geologice existente pe amplasament, care mpiedic pierderile eventuale depoluani i reine anumite substante chimice. Bariera geologic trebuie s aib ungrad redus de permeabilitate.'. Corpul depozitului, care este constituit din masa de deeuri depozitate.. Sistemul de etanare - drenaj de suprafata, care reprezint o barier fizic ntre exterior i deeurile depozitate, ndeplinind urmtoarele functii: reducerea infiltratiilor apelor din precipitatii ctre corpul depozitului, minimizarea emanaiilor de gaze toxice produse n interiorul depozitului, colectarea lor, integrarea n peisaj a amplasamentului dup nchidere.

Figura 2-5.Structura general a depozitelor de deeuri controlateSistemele de etanare - drenaj de suprafata i de baz se extind pe ntreaga suprafata lateral a depozitului (taluzuri n cele mai multe cazuri).Sistemele de etanare - drenaj, n special cele de baz sau de taluz, o dat realizate nu mai sunt vizitabile i reparatiile sunt imposibile. De aceea, avnd n vedere durata de viata a10Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeunui depozit de deeuri, att materialele utilizate, ct i structurile din care fac parte trebuie s fie durabile.Durabilitatea se definete n raport cu solicitarile existente ntr-un depozit de deeuri, respectiv:>Solicitri mecanice - date de punerea n oper, masa proprie a deeurilor, tasareaacestora i a terenului de fundare, solicitri dinamice (seism)>Solicitri chimice - atacul levigatului asupra structurii>Solicitri fizice - variatii de temperatur, de umiditate, microorganisme, raze UVetc.>Solicitri hidraulice - curgerea i presiunea levigatului.Pentru a asigura durabilitatea depozitelor, sistemele de etanare - drenaj se realizeaz n sistem multi - barier, prin asocierea mai multor straturi din materiale diferite. Aceste straturi sunt grupate n dou mari categorii: straturi de etanare, de permeabilitate foarte sczut;

straturi de drenaj, cu permeabilitate i transmisivitate mare, avnd capacitate mare de evacuare, care asigur reducerea gradientului hidraulic pe stratul de etanare, colectarea i transport lichidelor.

n structura multi - barier exist i alte straturi cu functii complementare de: protecie a stratului de etanare;

filtrare, pentru a evita colmatarea straturilor de drenaj;

separare, armare; protecie antierozional.

2.2.2. Aspecte ale legislaiei naionale actualeProiectarea general a sistemelor de etanare (impermeabilizare) i drenaj se realizeaz prin metode specifice de calcul i trebuie s asigure ndeplinirea prevederilor legale, respectiv Normativul tehnic privind depozitarea deeurilor - construirea, exploatarea, monitorizarea i nchiderea depozitelor de deeuri i HG 162/2002.n HG 162/2002, sunt prevzute urmtoarele cerine generale pentru etanarea (impermeabilizarea) depozitelor:. baza, peretii laterali i acoperiul depozitelor trebuie impermeabilizate; . un depozit trebuie sa fie amplasat i proiectat astfel nct s satisfac conditiile necesare pentru a preveni poluarea solului, apei subterane sau de suprafata 'si a asigura colectarea eficient a levigatului. Aceasta se realizeaz prin combinarea barierei geologice naturale cu o impermeabilizare a bazei i a prtii superioare a depozitului. . bariera geologic a depozitului va consta dintr-un strat natural care s satisfac urmtoarele conditii referitoare la grosime i permeabilitate, k: deeuri periculoase: grosime > 5m, k < 1x10-9 m/s

deeuri nepericuloase: grosime > 1m, k < 1x10-9 m/s

deeuri inerte: grosime > 1m, k < 1x10-7 m/s

11Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice

n cazul n care aceste conditii nu sunt ndeplinite n mod natural, barierageologic va fi completat cu un strat de argila sau alt material cu proprietatiechivalente.n afara barierei geologice, depozitul este prevzut cu o impermeabilizareartificial asociat cu un sistem de drenaj n cazul deeurilor nepericuloase ipericuloase. Impermeabilizarea artificial se realizeaz cu geomembran sau altmaterial similar care trebuie s asigure un coeficient de permeabilitate < 1x10-9m/s i conditiile de rezistenta fizico - chimic i de stabilitate n timp cerute deproiectant. La baza depozitului se va folosi geomembran neted, iar pe taluzuri ipentru acoperirea final geomembran rugoas.stratul drenant are grosime de 0.50 m pentru deeuri nepericuloase i periculoasei este alctuit din pietri sort 16/32 mm, cu un coeficient de permeabilitate k>10-2m/s.recomandarile pentru etanarea de suprafata sunt cuprinse n Tabelul 2-1:Tabelul 2-1. Cerine referitoare la etanarea de suprafata a depozitelor (referintaHG 162/2002)Categorie depozitDeeuri nepericuloaseDeeuri periculoase

Strat filtrant gazenecesarnu este necesar

Impermeabilizare artificialnu este necesarnecesar

Impermeabilizare naturalnecesarnecesar

Strat drenant > 0.50 mnecesarnecesar

Acoperire superioar cu pmnt > 1 m (din care sol vegetal 0.30 m)necesarnecesar

. pentru depozitele de deeuri nepericuloase sau periculoase, n corelaie cu caracteristicile depozitului i conditiile meteorologice, se vor lua msuri pentru: controlul cantitatii de ap din precipitatii care ptrund n corpul depozitului;

prevenirea ptrunderii apei de suprafata i/sau subterane n deeurile depozitate;

colectarea apei contaminate i levigatului;

epurarea apei contaminate i levigatului colectat din depozit avnd ca referinta standardul corespunztor pentru evacuarea lor din depozit.

. sistemul de colectare i evacuare a gazelor de fermentare const din conducte, puuri, drenuri, dispozitive de colectare ce conduc la instalatii de prelucrare/valorificare.2.2.3. Alctuirea sistemelor de etanare - drenaj ale depozitelor de deeuri conformeSistemele de etanare - drenaj sunt n general alctuite pe principiul multi - strat, cuprinznd, n funcie de poziia lor, natura terenului, a deeului i a levigatului, diferite combinatii de materiale naturale i/sau artificiale, cu roluri i functii bine definite (vezi paragraful 2.2.1).12Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeStructura propus pentru sistemele de etanare - drenaj la depozite de deeuri periculoase i nepericuloase, avnd ca referinta prevederile legale actuale n vigoare n Romnia, este prezentat n Figura 2-6.

Figura 2-6. Sisteme de etanare - drenaj de baz Si suprafata - referinta HG162/2002n Figura 2-7 sunt prezentate comparativ, pe baza literaturii de specialitate i alte solutii constructive pentru sistemele de etanare - drenaj de baz i suprafata. Acestea se pot clasifica n: sisteme de etanare simple, de baz (e, g) sau de suprafata (a, b), alctuite dintr-un singur tip de material de etanare (argil sau geomembran sau geocompozit bentonitic); sisteme de etanare compozite, de baza (f, h, i) sau de suprafata (c, d), alctuite din asociatii de mai multe tipuri de materiale; sisteme de etanare duble (j), alctuite dintr-un sistem de etanare primar i unul secundar, desprite printr-un sistem de drenaj cu rol i de detectare a infiltratiilor. Fiecare din sistemele de etanare primar sau secundar se poate alctui conform celor prezentate anterior, din unul sau mai multe tipuri de materiale. Principiul de aciune al etanarilor duble este ilustrat n Figura 2-8. n Figura 2-8 a) este ilustrat utilizarea unui strat mineral de drenaj ntre cele dou etanari, care preia infiltratiile prin etanarea superioar. n figura b) ntre cele dou sisteme de etanare se utilizeaz o georeea sau un geocompozit de drenaj care conduc lichidul ctre sistemul de tratare sau acesta este recirculat pe depozit.13Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice

Figura 2-7. Diferite sisteme posibile de etanare - drenaj de baz Si suprafataArgila compactat poate fi nlocuit parial sau total i cu amestecuri pe baz de bentonit (nisip sau alte tipuri de materiale locale amestecate cu bentonit i, eventual, cu polimeri destinai a stabiliza amestecul i a-l face mai rezistent la diferite tipuri de solicitari).14Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice

mmmmm h**^.Etansare primara (superioara)Etansare sccundara (inferioara)a) Sistem de drenaj intermediar din material granularColectare scurgcriEtansare primara (superioara 1b) Sistem de drenajintermediar din materialegeosintetice Etansare secundara (inferioara)Figura 2-8. Principiul sistemelor duble de etanareEste de remarcat faptul c, n majoritatea solutiilor uzitate pe plan internaional se regsete stratul alctuit din geomembran. Se subliniaz c prevederea acesteia, ca i alegerea (tip, grosime) trebuie acut pe baza unui calcul specific de dimensionare (vezi capitolul 5).2.3. Specificul lucrrilor de nchidere sau reabilitare a depozitelor existente neconformeDepozitele existente neconforme sunt, cel mai adesea, neetanate i reprezint un real pericol pentru mediul nconjurtor.Problemele constructive pe care le genereaz sunt legate de obiectivele propuse: nchiderea, reabilitarea sau extinderea lor.nchiderea controlat a depozitelor existente, obligatorie pentru aprobarea construirii unui nou depozit n aceeai zon, presupune o serie de operatii, unele indispensabile, altele recomandabile i aplicabile n funcie de conditiile locale i posibilitatile tehnologice, ca la depozitele noi.Pentru limitarea extinderii poluarii n terenul de fundare, n vederea reabilitrii este util a se ncerca o izolare a depozitului prin bariere verticale ncastrate n stratul impermeabil (Figura 2-9):15Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice

Figura 2-9.Izolarea zonei depozitului cu ecrane de etan?areEcranele verticale de etanare (utilizabile i la depozitele noi) sunt realizate tradiional cu suspensie de bentonit sau din palplane. n solutiile moderne se utilizeaz geomembrane montate vertical n tranee sau de-a lungul pereilor traneei, utilizndu-se suspensie de bentonit (Figura 2-10). Panourile de geomembran se mbin n diverse moduri pentru a asigura continuitatea etanrii (Figura 2-11).Geomembrana

Suspensie bentonitaUmplutura argiloasa GeotextilAmestecpamanl - bentoniiaNoroi bcntonilicUmplutura nisip

tjeomembranarPut de monilorizareVT/,////////,a) Geomembrana de-a lungul pereilor tran?eei

^^M^m^msb) Geomembran n interiorul traneeiFigura 2-10. Ecrane de etanare cu geomembran

16Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice

Figura 2-11. Montarea geomembranelor n ecrane verticalePrin sisteme adecvate de pompare se urmrete mentinerea n interiorul incintei a unui nivel hidraulic mai sczut fata de cel din exterior, astfel 'nct s nu fie posibil poluarea apelor subterane (Figura 2-12).17Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice

Figura 2-12. Izolarea hidraulic a incinteiDatorit inexistenei sistemelor de drenare, deeurile din depozitele neconforme au n compoziie o mare cantitate de levigat i sunt, de asemenea, foarte compresibile. De aceea se recomand realizarea unor sisteme verticale de drenare i colectare a levigatului coninut n aceste deeuri.Figura 2-13. Saltea geocelular din geogrilen cazul extinderii depozitului vechi cu unul conform, soluie care implicd realizarea unor pri ale noului depozit peste cel vechi, se impune luarea unor msuri pentru consolidarea/armarea stratului de deeuri. O soluie constructiv bazat pe materiale geosintetice o constituie fundare pe o saltea geocelular cu rolul de a redistribui eforturile, de a reduce i uniformiza tasrile (Figura 2-13).

18Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice3. MATERIALE GEOSINTETICE UTILIZATE LA DEPOZITELE DE DEEURI3.1. Funciile i tipurile de materiale geosintetice utilizate la depozitele de deeurin alctuirea unui depozit de deeuri se pot gsi, cu multiple utilizri, toate tipurile de materiale geosintetice (Figura 3-1).

Figura 3-1. Utilizri multiple ale materialelor geosintetice la depozitele de deeuriNot: Toate definiiile i criteriile de caracterizare ale acestor materiale sunt prevzute n Normativul pentru utilizarea materialelor geosintetice la lucrarile de construcii, NP075/2002.sunt:

Principalele functii pe care le asigur materialele geosintetice la depozitele de deeuri3.1.1. EtanarePentru asigurarea funciei de etanare (impermeabilizare) se pot utiliza:- geomembrane - ca sistem simplu de etanare (strat unic) sau n asociaie cumateriale minerale (argil compactat) sau alte materiale geosintetice cu funcie deetanare (la etanarea de baz i de suprafata).19Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice-geocompozitele bentonitice - ca strat unic (etanare de suprafata) sau n asociatiecu geomembrane sau argil compactat (etanare de baz sau de 'suprafata). 'Schemele constructive prezentate n Figura 2-7 ilustreaz utilizarea acestor materiale cu rol de etanare, n cadrul sistemelor de baz i suprafata.Tot cu rol de etanare se mai pot utiliza saltele din materiale geosintetice umplute cu beton sau ciment, funcia de etanare fiind, n acest caz, ndeplinit de materialul de umplutur.3.1.2.DrenajPentru asigurarea drenajului levigatului i/sau a apelor de precipitatii i dirijarea acestora ctre sistemele de colectare i evacuare se pot utiliza: geotextile, georeele, geocompozite de drenaj (,i cu funcie de filtrare), tuburi din materiale geosintetice (geoconducte).n Figura 3-2 sunt prezentate scheme de alctuire a sistemelor de drenaj de baz i suprafata cu materiale geosintetice.3.1.3.FiltrareCu rol filtrant, asociat sistemelor de drenaj se pot utiliza: geotextile, geocompozite de drenaj.n schemele din Figura 3-2 geotextile cu rol filtrant sunt utilizate n jurul tuburilor drenante (a, e) sau n asociere cu straturile minerale drenante (a, e) sau cu georeelele (b, d, f). Geocompozitele de drenaj (c, g) au i rol filtrant prin geotextilul care face parte din alctuirea lor.Geotextilele cu rol filtrant se utilizeaz i la traneele drenante care pot face parte din lucrrile de amenajare a amplasamentului unui depozit de deeuri (Figura 3-3).3.1.4.ProteciePentru protecia etanrilor realizate cu geomembrane contra poansonrii provocate de contactul cu diferite corpuri contondente sau de operatiile de realizare ale straturilor de deasupra se folosesc n general geotextile netesute de grosime mare (Figura 3-4).Dac deasupra geomembranei este' utilizat un strat suplimentar de etanare din geocompozit bentonitic, acesta ndeplinete i funcia de protecie.3.1.5.SepararePentru separarea diferitelor straturi din alctuirea depozitului, dar n special a deeurilor de sistemele de etanare - drenaj (Figura 3-2 e), pentru evitarea colmatrii acestora, se utilizeaz n general geotextile. Dac pentru drenare se utilizeaz un geocompozit de drenaj (n componena cruia intr i geotextile), acesta ndeplinete i funcia de separare.20Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice

Figura 3-2. Diferite sisteme de drenaj n cadrul sistemelor de etanare - drenaj debazdsau de suprafatd21Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeFigura 3-3. Soluii constructive de realizare a traneelor drenante cu geotextile

Figura 3-4. Utilizarea geotextilelor cu functie de protecie3.1.6. ArmareUtilizarea materialelor geosintetice cu rol de armare apare n urmtoarele situatii: necesitatea realizrii unor taluzuri abrupte pentru creterea spaiului' util de depozitare sau datorit geometriei amplasamentului;

necesitatea consolidrii unor pante instabile i protejarii unor ci de acces prin structuri de sprijin din pmnt armat;

mbuntatirea stabilitatii etanarilor minerale (argil compactat) sau a drenajelor din materiale granulare pe pante abrupte;

22Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice sporirea capacitatii portante a terenului pe care se construiete depozitul (execuia depozitului pe umpluturi recente, din deeuri sau alte tipuri de umpluturi, pe terenuri argiloase moi etc.);

realizarea drumurilor temporare sau permanente de acces pe terenuri moi.

Se pot utiliza cu aceast funcie: geotextile cu rezistenta mare la ntindere;

geogrile mono- sau biaxiale;

saltele geocelulare din geogrile sau geotextile;

geocompozite de armaren Figura 3-5 sunt prezentate aplicatii ale funciei de armare cu materiale geosintetice: la pantele unui depozit i digurilor de compartimentare prin utilizarea masivelor de pmnt armat cu geosintetice, ca i la armarea straturilor minerale de drenaj instalate pe pante abrupte.

Figura 3-5. Utilizarea materialelor geosintetice cu funcie de armare la depozite dedeeuri3.1.7. Protecie contra eroziuniiProblema protejarii pantelor contra eroziunii apare pentru taluzurile depozitului i pantelor adiacente n timpul execuiei i exploatarii depozitului i dup nchiderea acestuia n acest scop se pot utiliza: georeele cu funcie antierozional;

geotextile; saltele alveolare din geotextile sau

alte tipuri materiale geosintetice.

n Figura 3-6 este prezentat utilizarea geosinteticelor antierozionale pentru acoperirea de suprafata n pant a depozitelor de deeuri.23Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice

Figura 3-6. Utilizarea materialelor geosintetice cu functie antierozionald pentru acoperirea depozitelor de deeuri '3.2. Criterii generale de alegere a materialelor geosintetice utilizate la depozitele de deeuriLa stabilirea caracteristicilor materialelor geosintetice utilizate n cadrul unui depozit de deeuri trebuie luate n considerare urmtoarele aspecte: tipul de solicitari la care materialul va fi supus i trebuie s reziste;

functia pe care trebuie s o ndeplineasc;

durata de viata a structurii n care materialul este ncorporat i durata de viata proprie a materialului geosintetic.

Pentru caracterizarea materialelor geosintetice se va face referire la Normativul pentru utilizarea materialelor geosintetice la lucrarile de construcii, NP 075/2002. Determinarile pe materialele geosintetice trebuie realizate la trei niveluri: ncercari de identificare i caracterizare, efectuate n conditii standard, utilizate pentru a determina parametrii de baz ai produselor, cum ar fi rezistena la ntindere de exemplu;

ncercari de control pentru a compara parametrii reali cu cei din fia produsului;

ncercari de performanta n conditii similare cu cele specifice unei anumite lucrari.

Normativul NP 075/2002 prezint caracteristicile fizice, mecanice i chimice ale materialelor geosintetice, precum i modul lor de determinare avnd ca referinta standardele europene.Pentru geotextilele i produsele nrudite utilizate cu functiile principale necesare ntr-un depozit de deeuri, respectiv filtrare, separare, armare i protecie se va face referire la SR EN 13257:2001 - Geotextile i produse nrudite. Caracteristici solicitate pentru utilizarea n lucrarile de ngropare a deeurilor solide, respectiv SR EN 13265:2003 - Geotextile Si produse nrudite. Caracteristici cerute pentru utilizarea n proiectele de depozitare a deeurilor lichide.Pentru geotextilele i produsele nrudite utilizate cu funcie de drenare se va face referire la SR EN 13252:2001 - Geotextile i produse nrudite. Caracteristici solicitate pentru a fi utilizate n sistemele de drenaj.24Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticePentru geotextilele i produsele nrudite utilizate cu funcie de control antierozional se va face referire la SR EN 13253:2001 - Geotextile i produse nrudite. Caracteristici solicitate pentru utilizarea n lucrarile de protecie mpotriva eroziunii.Pentru structure de sprijin armate cu materiale geosintetice adiacente depozitului propriu-zis (pentru lucrari de drumuri de exemplu) se va face referire la SR EN 13251:2001 -Geotextile i produse nrudite. Caracteristici solicitate pentru utilizarea n lucrarile de terasament, fundatii i structuri de susinere, ca i Ghidul pentru proiectarea structurilor din pdmnt armate cu materiale geosintetice i metalice, elaborat sub egida MTCT n 2003, n curs de publicare.n Tabelul 3-1 sunt prezentate, avnd ca referinta SR EN 13257:2000, pentru geotextilele i produsele nrudite folosite la depozitele de deeuri solide, caracteristicile i referintele la standardele aferente functiilor de filtrare, separare, armare i protecie.Pentru geotextilele ;i produsele nrudite utilizate, n cadrul depozitelor de deeuri, la sistemele de drenaj, n Tabelul 3-2 sunt prezentate caracteristicile i referintele la standardele aplicabile aferente fiecrei functii (filtrare, separare, drenare), avnd ca'referinta SR EN 13252:2001.Tabelul 3-3 conine detalii referitoare la geotextilele i produsele nrudite utilizate pentru sistemele de control antierozional (functiile de filtrare, separare, armare), avnd ca referinta SR EN 13253:2001.Legendd pentru tabelele 3-1 +3-3.Relevanta:H: necesar pentru armonizareA: se aplic pentru toate conditiile de utilizareS: se aplic n conditii specifice de utilizare"- - " caracteristicile nu sunt aplicabile funciei n cauza trebuie considerat cu atenie validitatea acestor ncercari al cror principiu poate s nu fie aplicabil anumitor tipuri de produse (geogrile, de exemplu).b dac proprietatile mecanice (traciune n i perforare static) sunt indicate prin H, aceasta nseamn c productorul trebuie s fumizeze datele pentru aceste dou proprietati. Utilizarea uneia singure (rezistena la traciune sau perforarea static) este suficient n specificaie.25Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeTabelul 3-1. Geotextile Si produse nrudite utilizate la depozitele de de?euri - Functii, caracteristici, metode de ncercare (referinta SR EN 13257:2000)CaracteristiciMetod de ncercareFuncie

FiltrareSeparareArmareProtecie

(1) Rezisten la traciune bSR EN ISO 10319/A99HHHH

(2) Alungire sub sarcin maximSR EN ISO 10319/A99AAHH

(3) Rezistentala traciune a custurilor i mbinarilorSR EN ISO 10321SSSS

(4) Perforare static (ncercare CBR) a bSR EN ISO 12236SHH(A se vedea eficacitatea proteciei)

(5) Rezisten la perforare dinamic (cderea conului) aSR EN 918HAHH

(6) Caracteristici de frecare (metoda forfecrii directe)prEN ISO 12957-1:1997 i prEN ISO 12957-2:1997SSAS

(7) Fluaj din traciuneEN ISO 13431*- ---A- -

(8) Deteriorare la instalareSR ENV ISO 10722-1AAAA

(9) Eficacitate a protecieiSR EN 13719- ---- -H

(10) Deschidere caracteristic de filtrareEN ISO 12956*HA- -- -

(11) Permeabilitate perpendicular pe planSR EN ISO 11058HAA- -

(12) DurabilitateConform anexa BHHHH

(12.1) Rezisten la intemperiiSR EN 12224AAAA

(12.2) Rezisten la mbtrnire chimicSR ENV 12447SSSS

(12.3) Rezisten la degradare microbiologicSR EN 12225SSSS

* - va fi adoptatca SR n 2004

26Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeTabelul 3-2. Geotextile Si produse nrudite utilizate la sistemele de drenaj - Functii, caracteristici, metode de ncercare (referinta SR EN 13252:2001)

CaracteristiciMetod de ncercareFuncie

FiltrareSeparareDrenare

(1) Rezisten la traciune bSR EN ISO 10319/A99HHH

(2) Alungire sub sarcin maximSR EN ISO 10319/A99AAA

(3) Rezistentala traciune a custurilor i mbinarilorSR EN ISO 10321SSS

(4) Perforare static (ncercare CBR) a bSR EN ISO 12236SH- -

(5) Rezisten la perforare dinamic (cderea conului) aSR EN 918HA- -

(6) Caracteristici de frecare (metoda forfecrii directe)prEN ISO 12957-1:1997 i prEN ISO 12957-2:1997SSS

(7) Fluaj din traciuneEN ISO 13431*- ---A

(8) Deteriorare la instalareSR ENV ISO 10722-1AAA

(9 ) Deschidere caracteristic de filtrareEN ISO 12956*HA- -

(10) Permeabilitate perpendicular pe planSR EN ISO 11058HA- -

(11) Capacitatea de curgere n planEN ISO 12958*- -- -H

(12) DurabilitateConform anexa BHHH

(12.1) Rezisten la intemperiiSR EN 12224AAA

(12.2) Rezisten la mbtrnire chimicSR ENV 12447SSS

(12.3) Rezisten la degradare microbiologicSR EN 12225SSS

* - va fi adoptatca SR n 2004

27Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeTabelul 3-3. Geotextile Si produse nrudite utilizate la sistemele de control antierozional Functii, caracteristici, metode de ncercare (referintdSR EN 13253:2001)CaracteristiciMetod de ncercareFuncie

FiltrareSeparareArmare

(1) Rezisten la traciune bSR EN ISO 10319/A99HHH

(2) Alungire sub sarcin maximSR EN ISO 10319/A99AAH

(3) Rezistentala traciune a custurilor i mbinarilorSR EN ISO 10321SSS

(4) Perforare static (ncercare CBR) a bSR EN ISO 12236SHH

(5) Rezisten la perforare dinamic (cderea conului) aSR EN 918HAH

(6) Caracteristici de frecare (metoda forfecrii directe)prEN ISO 12957-1:1997 i prEN ISO 12957-2:1997SSA

(7) Fluaj din traciuneEN ISO 13431*- ---A

(8) Deteriorare la instalareSR ENV ISO 10722-1AAA

(9 ) Deschidere caracteristic de filtrareEN ISO 12956*HA- -

(10) Permeabilitate perpendicular pe planSR EN ISO 11058HAA

(11) DurabilitateConform anexa BHHH

(11.1) Rezisten la intemperiiSR EN 12224AAA

(11.2) Rezisten la mbtrnire chimicSR ENV 12447SS

(11.3) Rezisten la degradare microbiologicSR EN 12225SSS

* - va fi adoptatca SR n 2004

n tabelele de mai sus au fost actualizate referintele la standardele citate, avnd ca referinta noile standarde SR preluate de la data publicarii'si pn la data apariiei prezentului ghid. 'Caracteristicile marcate cu S n tabele sunt detaliate n fiecare standard n parte.Funcia de separare este totdeauna utilizat mpreun cu o alt funcie, de aceea ea nu trebuie niciodat specificat singur.28Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticePentru aspectele legate de durabilitate se va face referire la anexa B a standardelor citate, ca i la SR CR ISO 13434:2003, Ghid privind durabilitatea geotextilelor Si produselor nrudite.Acolo unde, pentru aceeai caracteristic, trebuie furnizate date pentru mai mult de o funcie, se va respecta urmtoarea ordine: H are prioritate n faa lui A, A n faa lui S i S n faa lui - - .Pentru geomembrane nu exist n prezent adoptat nici un standard european care s stabileasc criteriile de alegere, o serie de standarde de utilizare a geomembranelor fiind n lucru.3.3. Solicitri i criterii de alegere specifice a materialelor geosintetice utilizate la depozitele de deeuri3.3.1.Etanare la baza depozituluiSolicitarile la care trebuie s reziste un material geosintetic utilizat cu funcie de etanare ntr-un depozit de deeuri sunt urmtoarele: solicitri chimice i biologice urmare a contactului ndelungat cu levigatul produs de deeuri;

solicitri mecanice: tasarea pe termen scurt i lung a stratului suport al etanarii i terenului de fundare, ceea ce conduce la solicitri de traciune i de tip tridimensional n geosinteticpoansonarea pe termen scurt i lung solicitri hidraulice: sarcin hidraulic de levigat care acioneaz n permanent* pe etanare, subpresiuni

solicitri fizice: posibile temperaturi nalteCriteriile fundamental de alegere vor fi cele legate de compatibilitatea chimic cu levigatul i de performanele mecanice n conditiile specificate mai sus.Alegerea produselor geosintetice pentru etanare i dimensionarea sistemelor din care fac parte se vor face prin calcule specifice.3.3.2.Etanare pe taluzurile depozituluiSolicitarile specifice n acest caz sunt similare celor prezentate pentru etanarea de baz, cu urmtoarele precizari: solicitri mecanice: apare n plus posibilitatea de alunecare pe pant, n conditii statice sau dinamice (seism);

solicitri fizice: pot apare fenomene de nghe - dezghe n zonele superioare ale taluzului, unde grosimea stratului de deeuri este mai mic; pe parcursul exploatrii etanarea poate fi supus factorilor de mediu (UV, temperatur etc.) dac nu este acoperit cu un alt strat pn la acoperirea cu stratul de deeuri.Alegerea materialelor geosintetice se realizeaz pe baz de calcule care trebuie s ia considerare caracteristicile de frecare ale materialului geosintetic prin raport cu materialele cu care vine n ^d29Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice3.3.3.Etanare la supra faa depozituluiMaterialele geosintetice utilizate pentru impermeabilizarea suprafeei depozitului sunt supuse urmtoarelor solicitari: solicitari chimice i biologice: mai reduse dect n cazul etanrii de baz sau de taluz;

solicitari mecanice:poansonarea pe termen scurt i lungeforturi i deformatii datorate tasrii suportului constituit de stratul dedeeuri i/sau tasarilor difereniatealunecarea pe pant solicitari fizice: temperatur, nghe-dezghe, vandalism, incendiu solicitari hidraulice: sarcin hidraulic nepermanent dat de apele de precipitatiin calculele necesare alegerii materialelor geosintetice i dimensionarii sistemelor din care acestea fac parte, exigenele de natur mecanic (adaptarea la tasari difereniate, caracteristicile de frecare, comportarea la traciune) au prioritate n faa celor legate de compatibilitatea chimic.3.3.4.Drenare la baza depozituluiMaterialele geosintetice utilizate cu funcie de drenare la baza depozitului nlocuiesc, de regul, drenajele realizate din materiale minerale. Ele trebuie s rspund unor solicitari de aceeai natur ca cele pentru etanarea de baz, respectiv: solicitari chimice i biologice datorit contactului ndelungat cu levigatul produs de deeuri;

solicitari mecanice: tasarea pe termen scurt i lung a stratului suport i terenului de fundare, ceea ce conduce la solicitari de traciune i de tip tridimensional n geosintetic eforturile provenind de la straturile de deasupra, sub actiunea crora geosinteticul trebuie s si pstreze capacitatea de drenare ' solicitari hidraulice: debit de levigat solicitari fizice: posibile temperaturi nalte, colmatarePentru alegerea materialelor cu funcie drenant i dimensionarea sistemelor respective, n calcule se vor avea n vedere: debitul de lichid, eforturile datorate straturilor de deasupra, compatibilitatea chimica, conditiile critice de colmatare.3.3.5.Drenare pe pantele depozituluiCa i n cazul etanarii instalate pe pante, trebuie avute n vedere n plus caracteristicile de frecare, astfel nct s se asigure stabilitatea sistemului de drenaj pe pant.3.3.6. Drenare la suprafaa depozituluiSistemul de drenaj de la suprafaa depozitului are rolul de a prelua apele de precipitaii infiltrate prin stratul de pmnt de acoperire.30Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeFata de sistemul de drenaj de la baza depozitului, problema compatibility chimice nu este la fel de important.-solicitari mecanice:-tasarea pe termen scurt i lung a stratului suport, tasari difereniate eforturile datorate straturilor de deasupra, sub aciunea crora geosinteticultrebuie s si pstreze capacitatea de drenare (sunt mai moderate dect ncazul drenajului de baz) solicitari hidraulice: debit de levigat solicitari fizice: posibile temperaturi nalte, colmatare, nghe - dezghe, vandalism

3.3.7.FiltrareMaterialele geosintetice cu rol de filtru (n general geotextile) sunt utilizate, cel mai adesea, n asociere cu tuburile de drenaj, pentru a evita colmatarea acestora. n acest context ele vor fi supuse la: solicitari hidraulice: debit de lichid (poluat sau nu) solicitari mecanice: n general, de traciune solicitari fizice: posibile temperaturi nalte, colmatare, nghe - dezghe, vandalism solicitari chimice: dac lichidul este poluatPentru alegerea materialelor filtrante se vor avea n vedere n primul rnd caracteristicile hidraulice (deschiderea porilor, permeabilitatea) i apoi cele mecanice.3.3.8.SeparareMaterialele geosintetice utilizate cu rol de separare trebuie s rspund cerintelor legate de deschiderea porilor (compatibilitatea cu materialele ce trebuie separate), de permeabilitate (dac trebuie s lase lichidele s treac) i celor mecanice (rezistenta la traciune, rezistenta la poansonare, rezistenta la abraziune etc).3.3.9.ArmareMaterialele geosintetice utilizate cu funcie de armare la depozitele de deeuri trebuie s reziste la:-solicitari mecanice: n general de traciune i poansonareCriteriul principal de alegere i dimensionare este rezistenta la tractiune, acordndu-seatenie i rezistenei la poansonare.""3.3.10.Funcie antierozionalMaterialele geosintetice prevzute pe pantele depozitelor de deeuri pentru prevenirea eroziunii solurilor trebuie s reziste la urmtoarele tipuri de solicitari: solicitari mecanice: de traciune, poansonare solicitari hidraulice: actiunea dinamic a apei din precipitatii solicitari fizice: UV, vandalism31Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeLa alegerea materialelor se iau n calcul: rezistenta la traciune, caracteristicile de frecare, permeabilitatea, rezistena la agenii atmosferici.3.3.11. ProtecieMaterialele geosintetice utilizate ca protecie, n general pentru a geomembrane trebuie s corespund cerintelor legate de: rezistena la poansonare, eficacitatea proteciei, rezistena la traciune, capacitatea de protectie, caracteristici de frecare (dac sunt utilizate pe pante), compatibilitate chimica, permeabilitate.Observaie general: Dup instalarea materialelor geosintetice n diferitele pri constitutive ale depozitelor de deeuri i dup intrarea n exploatare a acestora, interveniiile ulterioare sunt dificile sau chiar imposibile. Datorit caracterului de lucrari ascunse, toate materialele geosintetice utilizate la depozitele de deeuri trebuie s satisfac criteriul de durabilitate.32Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice4. PRINCIPII I CONCEPTE FUNDAMENTALE DE PROIECTARE A DEPOZITELOR DE DEEURI CU MATERIALE GEOSINTETICENormativul tehnic privind depozitarea deeurilor - construirea, exploatarea, monitorizarea i nchiderea depozitelor de deeuri elaborat de MAPM prezint, din punct de vedere al cerintelor de protecie a mediului, coninutul cadru al unui proiect de depozit de deeuri.n Figura 4-1 sunt prezentate principalele etape care trebuie parcurse n realizarea unui depozit de deeuri i locul materialelor geosintetice n acest proces.

Figura 4-1. Locul materialelor geosintetice n procesul de realizare a unui depozit dedeeuriDepozitul de deeuri constituie o structur i de aceea la proiectarea acestuia se vor respecta principiile generale din prescriptiile n vigoare pentru domeniul constructiilor, astfel nct s prezinte siguranta i stabilitate n'exploatare.33Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeUtilizarea materialelor geosintetice cu diferite funcii n structura depozitului de deeuri conduce la o serie de cerine specifice.4.1. Principii de realizare a sistemelor de etanare - drenajPRINCIPIUL 1: Etanarea de baz i de pe taluzuri trebuie s fie maxim.Obiectivul este de a reduce la minimum debitul de lichid (levigat) care trece prin etanarea depozitului.Avnd ca referinta Normativul MAPM, se impune pentru un amplasament de a avea o barier geologic de 1 m sau 5 m grosime (pentru deeuri nepericuloase, respectiv periculoase) cu un coeficient de permeabilitate inferior valorii de 10-9 m/s,Debitul ce traverseaz bariera geologic poate fi calculat cu ajutorul legii Darcy, considernd c bariera este saturat:Q = k.i-A,unde: Q - debitul infiltrat, k - coeficientul de permeabilitate, i - gradientul hidraulic, A -suprafata.'Cu notatiile din Figura 4-2:

Figura 4-2. Schem pentru calculul debitului infiltratAstfel, pentru o suprafata A = 1 ha = 10000 m2, o coloan de levigat de h = 0.50 m grosime ;i o barier geologic de H = 1 m grosime, rezult:Q = 10-9.1.50.10000 = 1.5x10-5m3/s.Pentru a diminua debitul la baza depozitului, prin solutiile constructive se prevede instalarea unei geomembrane deasupra barierei geologice.n ipoteza n care se considers geomembrana este intact, debitul de infiltrate nu poate fi calculat cu ajutorul legii Darcy, transportul de fluid nefiind unul de mas (advectiv), ci unul difuziv, se va aplica legea Fick34Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeJd = Dic,unde: JD - fluxul chimic, D - coeficientul de difuzie, ic - gradientul chimic.n general, o geomembran HDPE poate fi caracterizat printr-un coeficient de permeabilitate n sensul legii lui Darcy de 10-15 m/s.n cazul existenei unuia sau a mai multor defecte n geomembran (de fabricaie sau realizate n timpul instalarii sau execuiei), debitul de infiltraie va fi calculat n funcie de diametrul defectului.PRINCIPIUL 2: Gradientul hidraulic trebuie s fie minimPentru respectarea primului principiu referitor la minimizarea debitului de infiltraie prin sistemul de etanare, conform legii Darcy, trebuie ca gradientul hidraulic s fie minim, respectiv aproape de unitate.n acest scop, trebuie prevzut un sistem de drenaj.Pentru dimensionarea acestuia se calculeaz debitul evacuat prin sistemul de drenaj pe baza legii Darcy.Materialele utilizate pentru realizarea drenurilor minerale trebuie s fie inerte fata de levigat.Pentru exemplificare se continu calculul pentru suprafaa depozitului de 1 ha. Astfel, pentru un dren mineral de 0.5 m grosime pe o suprafata de 100 x 100 m2 i un debit necesar a fi drenat de 1 m3/h:-dac k = 10-4 m/s (nisip), rezult un gradient hidraulic:i= 4 1 m3/h

= 0.05, adic o pant de 5 m/ 100 m, ceea ce esteinacceptabil-dac k = 10-2 (pietri), rezult:i = 2 1 m3/h

= 5.5 x 10"4 , adic o pant de 5 cm/ 100 m, ceea ce poatefi acceptat. sRezult c straturile minerale drenante trebuie s aib coeficieni de permeabilitate de ordinul a 10-2 m/s. Grosimea recomandat i n HG 162/2002 este de 0.50 mPRINCIPIUL 3: Etanarea trebuie s fie durabilSistemul de etanare - drenaj trebuie s reziste pe termen lung solicitarilor enumerate n paragraful 3.3, avnd n vedere i caracterul de lucrari ascunse.PRINCIPIUL 4: Etanarea de suprafata trebuie s fie eficaceAtunci cnd exist posibilitatea de producere de gaze i a emanarii acestora n atmosfer sau a unor mirosuri, sistemul de etanare - drenaj de suprafata este obligatoriu (conform paragraful 2.2.2). n lipsa unui risc pronunat (ca de exemplu la depozitele de deeuri inerte) este suficient o acoperire a depozitului realizat numai din pmnt local.35Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeAcoperirea trebuie s asigure i dezvoltarea vegetaiei pentru ncadrarea zonei in peisaj, de aceea se recomand aternerea n suprafata a unui strat de sol vegetal.PRINCIPIUL 5: Pe ct posibil, este de preferat un amplasament avnd conditnnaturale de etanareiiCerinele referitoare la amplasament existente n legislatia romn n vigoare sunt difereniate n funcie de tipul deeurilor depozitate, impunnd o barierft geologic minimal de 1 m sau 5 m, cu o permeabilitate de 10-9 m/s sau 10-7 m/s. n cazul nesatisfacerii de ctre amplasament a acestor conditii se vor utiliza alte etanari minerale sau sintetice n completarea barierei geologice existente care nu ndeplinete cerinele prevzute, cu condiia demonstrarii echivalenei dintre sistemul propus i cel impus (paragraful 4.2). Chiar pentru solutiile ce utilizeaz preponderent materiale geosintetice se prevede un minim necesar de 0.5m de argil cu permeabilitatea impus care trebuie s existe sub depozit.Conditiile naturale de etanare optime implicd existena unei bariere geologice cu grosime ct'mai mare i caracterizat de o permeabilitate ct mai redus (practic impermeabil). De asemenea, nivelul apei subterane trebuie s se afle la o adncime ct mai mare fata de baza depozitului, minimul fiind de 1 mn situaia existenei unei pnze de ap subteran la adncimi mici trebuie prevzute sisteme de coborre a nivelului apei subterane sau sisteme care s poat prelua n conditii de siguranta levigatul: puturi de pompare (Figura 4-3), galerii subterane (Figura 4-4), incinte etane (Figura 4-5). 'Figura 4-3.Puuri de pompare36n general, amplasamentele cu sisteme hidrogeologice nefavorabile vor fi evitate.

Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice

/\GcomcmbranaGalcric dc dcprcsionarcFigura 4-4. Galerii de depresionare

Figura 4-5. Pompare din incintd etan?dPRINCIPIUL 6: Toate lichidele poluate trebuie epurateDepozitul trebuie prevzut cu sisteme de colectare a levigatului care s l conduc fie la staia de epurare proprie, fie la o statie de epurare oraeneasc, cu o eventual tratare prealabil, n funcie de compozitia sa. 'Atunci cnd este posibil," este preferat o soluie cu un drenaj gravitaional al apelor poluate (Figura 4-6).37Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice

Figura 4-6. Evacuarea gravitaional a levigatuluiS-a constatat c levigatul proaspt provenit de la deeurile menajere este mai uor de tratat i epurat dect cel vechi. nchiderea periodic cu materiale impermeabile a unor zone din depozit (prevzut i n normativul MAPM) conduce la colectarea levigatului proaspt din straturile superioare de deeuri printr-un sistem adecvat.4.2. Echivalena sistemelor de etanare4.2.1. Aspecte generalen cazul unor amplasamente care nu satisfac conditiile geologice recomandate i necesare pentru o funcionare n conditii de siguranta a depozitului, soluia pentru sistemul de etanare se va proiecta astfel nct s fie echivalent din punct de vedere funcional cu sistemul impus prin legislaia actual (referinta HG 162/2002).Pentru a demonstra echivalena dintre diferitele sisteme care utilizeaz materiale diferite (sintetice sau naturale sau combinatii ale acestora) trebuie relevate i comparate diferenele de comportament.Criteriile pe baza crora se judec echivalena sistemelor de etanare sunt cele hidraulice, fizice, mecanice i cele legate de punerea n oper.Atunci cnd se nlocuiete un material cu un altul, pe de o parte trebuie studiate comparativ proprietatile lor, iar pe de alta parte performanele sistemului n ansamblul su.Pentru exemplificare se prezint modul de echivalare a unor sisteme de etanare prin raport cu cerinele din legislatia naionals actual (referinta HG 162/2002) care prevede necesitatea utilizarii geomembr'anei la baza depozitelor, att pentru deeurile nepericuloase, ct i periculoase. Echivalarea care poate fi propus n aceste conditii este ntre bariera geologic prevzut i un alt sistem care poate fi alctuit dintr-un teren cu caracteristici inferioare celor prevzute (grosime, coeficient de permeabilitate) plus un strat de argil compactat i/sau un geocompozit bentonitic (Figura 4-7).38Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice

Figura 4-7. Sisteme de etanare comparateTabelul 4-1 prezint, orientativ, pentru stratul de argil compactat i geocompozitul bentonitic, elementele de comparaie bazate pe caracteristicile general acceptate ale acestora Comparaiile sunt dependente n mod hotrtor de caracteristicile fiecrui produs n parte.Problema echivalrii argil compactat/geocompozit bentonitic se poate pune i n ceea ce privete etanarea de suprafata (Tabelul 4-2).39Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeTabelul 4-1. Comparaie argil compactat (k = 10-9 m/s) - geocompozit bentonitic pentru etanare de baz la un depozit de deeuriCriteriuParametruGeocompozitul bentonitic estePerformanele

Mai performantEchivalentMai puin perfor-mantdepind de amplasament sau de produs

HidraulicDebit (flux) de levigatx

Capacitate de adsorbie chimicx

Timp de traversare a levigatuluix

Curgere la contactul cu geomembranax

MecanicTasarea generalizat a stratului suportx

Tasarea difereniat a stratului suportx

Stabilitate pe pantex

Rezisten la poansonarex

ExecuieSensibilitate la calitatea stratului suportx

Uurintade punere n oper 'x

Disponibilitatex

Dificulti de execuie legate de restricii climaticex

Controlul calitiix

4.2.2. Criterii hidrauliceCriteriile hidraulice sunt definitorii n stabilirea echivalentei pentru sistemele de etanare. Principalii parametri caracteristici necesar a fi calculati sunt:' debitul de infiltraie prin sistemul de etanare ; ' debitul de infiltrate prin defectele geomembranei ; debitul de infiltrate pe sub geomembran (la contactul geomembran cu stratul de dedesubt) ;' timpul de traversare a lichidelor prin sistemul de etanare ; capacitatea de absorbie a substanelor chimice ; fluxul de substane chimice care traverseaz etanarea.40Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeTabelul 4-2. Comparatie argil compactat - geocompozit bentonitic pentru etan?are de suprafata la un depozit de deeuriCriteriuParametruGeocompozitul bentonitic estePerformanele

Mai performantEchivalentMai puin perfor-mantdepind de amplasament sau de produs

HidraulicDebit (flux) de apx

Timp de traversare a apeix

Curgere la contactul cu geomembranax

Permeabilitate la gazx

MecanicComportarea la nghe -dezghex

Comportare la umezire - uscarex

Tasare generalizat a stratului suportx

Tasare difereniat a stratului suportx

Stabilitate pe pantex

Rezisten la poansonarex

ExecuieCalitatea stratului suportx

Uurintade punere n oper 'x

Vitez de execuiex

Disponibilitatex

Dificulti de execuie legate de restricii climaticex

Controlul calitiix

4.2.2.1. Debitul de infiltraie prin sistemul de etanareAa cum s-a artat, ntruct geomembrana apare n toate sistemele, ea fiind obligatorie, se vor compara materialele aflate sub aceasta, respectiv bariera geologic impus de HG162/2002 i cea real, suplimentat fie cu un strat de argil compactat, fie cu un geocompozit bentonitic (Figura 4-7).Pentru calculul debitului de infiltraie se utilizeaz legea Darcy.Q = kiA,(4.1)unde k este coeficientul de permeabilitate, i - gradient hidraulic, A - suprafaa.Pentru sistemele compuse din mai multe materiale se va calcula permeabilitatea echivalent pentru curgere perpendiculars pe stratificaie:41Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeVkech= Hi ,(4.2)unde n este num = rul de straturi minerale care compun etanarea4.2.2.2. Debitul de infiltraie prin defectele geomembraneiGeomembranele sunt sensibile la poansonarea accidentals, dar ele pot avea i defecte aprute la fabricate sau n dreptul sudurilor. Un studiu statistic realizat de Giroud (1989) a artat c : defectele sunt, n general, localizate la nivelul sudurilor, n absena unui control de calitate adecvat, s-a constatat o frecventa a defectelor de unul la fiecare 10 m de sudur ;

n cazul unui control adecvat, frecvena scade la 1 defect la fiecare 300 m de sudur ;

diametrul maxim al defectului care trece neobservat la control este de 3 mm ; diametrul maxim al unui defect provocat prin poansonare accidentals este de 10 mm ;

Pentru evaluarea debitului de infiltraie prin defecte trebuie inut seama de calitatea contactului dintre geomembran si stratul de etanare de dedesubt (Figura 4-8).

Figura 4-8. Calitatea contactului dintre geomembran i stratul de dedesubtn scopul justificarii sistemului de etanare propus fata de prevederile legislative se poate utiliza urmtoarea formul semi-empiric (relaia nu este omogen dimensional) :a 0.1 H 0.9 k 0.74Q = 0

r21

1+0.1 H 0.95]hj J

(4.3)unde:

Q - debitul printr-un defect al geomembranei (m3/s),H - sarcina hidraulic pe geomembran (m),h - grosimea componentei minerale a etanrii (argil sau geocompozit bentonitic)(m), a - suprafaa defectului (m2) i42Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticek - coeficientul de permeabilitate al componentei minerale (argil sau geocompozit bentonitic (m/s).Cu aceast relaie se poate calcula raportul dintre debitele de infiltraie pentru sistemele de etanare comparate. n expresia raportului dispare dimensiunea i numrul defectelor, marimi dificil de estimat Se exemplify pentru sistemele de tip geomembran/argil i, respectiv geomembran/bentonit/argil.:0.95r1 + 0.1vhAyH ^0.95-hB+A1 + 0.1qGM/A qGM/B/A

=

0.21Nr0.21N

0.1 0.9 0.74 aH kA=0.10.9 0.74 V a H kech

kA kech

1 +x0.74

1 + 0.0.1

x0.95H 0.95

(4.4)n care:qGM/A - debitul unitar ce traverseaz un sistem compus dintr-o geomembran i un strat de argil compactat datorit unui defect n geomembran (sistem impus), qGM/B/A - debitul unitar ce traverseaz un sistem compus dintr-o geomembran, bentonit i argil datorit unui defect n geomembran, hA - grosimea stratului de argil n sistemul impus,hB+A - grosimea bentonitei + argil n sistemul propus, N - numrul de defecte pe unitatea de suprafata.Spaiul care rmne ntre geomembrana i stratul de dedesubt, caracterizat prin calitatea contactului (Figura 4-8), permite curgerea lateral a levigatului. Transmisivitatea, 9 a acestui spaiu poate fi determinat cu formula :9 =12T,unde:p- densitatea lichidului (kg/m3),g - acceleraia gravitaional (m/s2), s - spaiul dintre etanari (m) i r!- vscozitatea lichidului (kg/m/s).n cazul utilizarii unui geocompozit bentonitic, acest contact poate fi mbuntatit datorit faptului c n zona pliului bentonita se va umfla sub efort normal sczut i va umple acest gol. Un alt element care influeneaz contactul n cazul particular al geocompozitelor bentonitice este aplicarea unui efort normal pe geomembran, existnd astfel posibilitatea ca bentonita s poat iei prin deschiderile geotextilului.n cazul sistemului cu geocompozit bentonitic, hidratarea bentonitei se face doar prin intermediul defectului. Permeabilitatea bentonitei scade odat cu umiditatea, funcie de porozitatea sa, care este la rndul ei dependents de efortul normal aplicat. Levigatul continund s se infiltreze prin defect, suprafaa bentonitei hidratate crete pn cnd se atinge un echilibru ntre debitul prin defect i debitul prin stratul de bentonit hidratat. n acest moment, curgerea are regim permanent i levigatul ce trece prin defect va continua s se43Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeinfiltreze lateral pe la interfaa geomembran/geocompozit bentonitic. n general, suprafaa pe care se realizeaz aceast curgere lateral se numete suprafata udatd, care, n cazul particular al geocompozitelor bentonitice, coincide cu suprafata hidratat, deoarece se consider c defectul este singura surs de hidratare a bentonitei. '4.2.2.3. Timpul de traversareTimpul de traversare reprezint timpul n care lichidul (levigatul sau apa) ajunge s strbat ntreg sistemul de etanare prin transport advectiv, datorit unui defect n geomembran. n general, este considerat c un geocompozit bentonitic, datorit grosimii sale extrem de reduse, este inferior unui strat de argil din acest punct de vedere.Pentru un sistem compus se utilizeaz urmtoarea expresie (Giroud, 1997):1 + 0 hunde:ttrav este timpul de traversare prin sistemul de etanare,H - sarcina hidraulic,h - grosimea stratului mineral,n - porozitatea stratului mineral,k - coeficientul de permeabilitate.4.2.2.4. Capacitatea de adsorbie a substanelor chim iceCapacitatea de adsorbie a substanelor chimice este mai mic n cazul unui geocompozit bentonitic fata de un strat de argil de 5 m grosime.Acest parametru nu este impus n nici o legislaie, naionals sau internaional, dar poate constitui un factor important atunci cnd toxicitatea levigatului este foarte mare.Din acest punct de vedere trebuie considerate separat substanele anorganice i cele organice.Adsorbia substanelor anorganice este controlat de schimbul cationic i de procese cum ar fi precipitarea, n timp ce pentru substanele organice este definitorie cantitatea de carbon organic din teren, ca i solubilitatea n ap a substanelor organice etc.Pentru substanele anorganice, masa maxim adsorbit pe unitatea de suprafata a etanarii, rezultat din schimbul cationic, poate fi definit ca :M = CPdh,(4.7)unde:M este masa de substanta adsorbit,C - capacitatea de adsorbie cationic (masa maxim de substanta adsorbit peunitatea de mas de pmnt uscat),Pd - densitatea uscat a pmntului,h - grosimea stratului mineral al etanarii.ntruct raportul grosimilor dintre un geocompozit bentonitic i bariera geologic impus, de 5 m de exemplu, este foarte mic (0.002), rezult c e nevoie de un coeficient de44Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeadsorbie de cca 1000 ori mai mare pentru bentonit dect pentru argil, ceea ce este puin probabil. Asocierea geocompozitului cu stratul de teren suplinete acest neajuns.Capacitatea de schimb cationic a bentonitei este de ordinul 100 - 150 meq/100g, iar cea a argilei de tipul celei cerute de legislatie de 3 - 30 meq/100g.Se poate scrie raportul capacitatilor de adsorbie cationic, R ca fiind egal cu :unde :CB este capacitatea de schimb cationic a bentonitei, CA capacitatea de schimb cationic a argilei, pdB - densitatea n stare uscat a bentonitei, pdA - densitatea n stare uscat a argilei, hB - grosimea de bentonit i hA - grosimea stratului de argil.Schimbul cationic este, ns, doar unul din procesele care afecteaz adsorbia, precipitarea fiind un alt aspect important. De aceea, pentru o comparaie realist trebuie luai n considerare i ali factori, cum ar fi pH-ul soluiei sau alte caracteristici specifice amplasamentului studiat.Adsorbia este relevant doar pe termen scurt, odat cu atingerea strii de permanent* a transportului de mas, capacitatea de adsorbie este epuizat. Echivalena din acest punct de vedere ar trebui evaluat, dac se consider necesar, pe o perioad specificat de timp.4.2.2.5. Fluxul de substane chimiceTransport substanelor chimice n pmnturi fine, puin permeabile, se face prin difuzie. Legea care guverneaz procesul de difuzie este legea lui Fick (prima lege):Jd = Dic,(4.9)unde:JD - fluxul difuziv,D - coeficient de difuzie,ic - gradientul chimic.Coeficientul de difuzie atinge valoarea sa maxim, notat, D0, pentru o soluie cu dilutie infinit.' n cazul difuziei prin pmnturi, exist o serie de factori care influeneaz procesul: reducerea suprafeei de curgere datorit prezenei particulelor, influena cmpului de fore electrice al complexului de adsorbtie, ntrzierea anumitor elemente chimice ca rezultat al schimbului ionic i al adsorbiei' de ctre mineralele argiloase i materiile organice, biodegradarea substanelor organice care sunt difuzate, transportul osmotic.n acest caz se aplic a doua lege a lui Fick:c = De^2c ,(4.10)unde:c - concentratia,x - distana fatade surs,45Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticet - timpul,De este coeficientul efectiv de difuzie.Pentru determinarea coeficientului efectiv de difuzie, De se poate utiliza urmtoarea relaie:De = D0n,(4.11)unde: n este porozitatea stratului prin care se face difuzia.Dac fluxul difuziv este calculat cu prima lege a lui Fick, atunci De trebuie calculat pentru suprafata real de difuzie, adic trebuie nmulit cu n.Pentru'cazul difuziei printr-un pmnt saturat, coeficientul De are valori de ordinul2x10-10 - 2x10-9 m/s.n cazul n care exist i reactii de sorbie - desorbie i cnd exist o relaie de liniaritate ntre cantitatea adsorbit i concentraia de echilibru, legea lui Fick se transforms n:unde Rd se numete factor de ntrziere, egal cu:Rd=1 + d Kd,(4.13)cu:pd - densitatea n stare uscat a pmntului,e- umiditatea volumic iKd - coeficient de distribuie, care definete cantitatea unei substane care a fostadsorbit de ctre pmnt pentru o variaie unitar a concentraiei de echilibru.Pentru dimensionarea, respectiv, verificarea sistemelor de etanare ale depozitelor de deeuri din acest punct de vedere este prezentat n continuare o metod de estimare a concentraiei poluanilor n acvifer, aval de depozit.Calculul se face pe lungimea maxim a depozitului, paralel cu direcia de curgere a apei subterane.Comparnd concentraia de poluant calculat aval de depozit cu concentraia admisibil n acvifer se verific dac sistemul de etanare propus este eficient din punct de vedere al limitrii poluarii apelor subterane.Considernd un depozit de deeuri ca cel prezentat n Figura 4-9, debitul de poluant care trece prin unitatea de suprafata a sistemului de etanare i a terenului de fundare, Jv este (Manassero & Shackelford, 1994):'46Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice

Figura 4-9. Schema de calcul pentru concentraia relativ de poluant n acviferc0eP-cx Jv=q eP-1(4.14)n care:q = k i - viteza de infiltraie dup legea lui Darcy;c0 - concentraia de poluant n levigat;cx - concentratia de poluant n acvifer la distanta x fata de seciunea amonte adepozitului; ''cb - concentratia de poluant n acvifer amonte de depozit;(4.15)P=='^-=- num.ul lui Peclet;L grosimea sistemului de etanare i a terenului de fundare deasupra nivelului apei subterane.Scrierea unei ecuaii de bilan aval de depozit conduce la determinarea concentraiei de poluant n acvifer (Manassero et al., 2000):1-ePqx Q(4.16)cx -cbRc ==1-n care:c0 -cbQ=kaiataq(eq) - debitul de ap din acvifer determinat pe metrul liniar n seciunea amonte de depozitul de deeuri;l - lungimea maxim a depozitului de deeuri paralel cu direcia de curgere a apei subterane.Pentru determinarea concentraiei relative, respectiv, a concentraiei c1 de poluant n acvifer, sistemul de etanare (de regul multistrat) i terenul de fundare, vor fi nlocuite cu un strat echivalent avnd urmtoarele proprietati:47Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice grosimea echivalent: Le=1Li(4.17) porozitatea echivalent: ne = *Li(4.18)2Li- coeficientul de permeabilitate echivalent: ke = *Li(4.19)2LiZLi-coeficientul de difuzie echivalent: De =ni(4.20)y Li-numrul lui Peclet: P = ke^(4.21)Grosimea de calcul a acviferului poate fi cel mult egal cu grosimea acestuia; ea se refer la zona din acvifer n care se propag unda de poluare i este dat de relaia (E.P.A., 1996).a i a t aqq lka-ia-tei taq(eq) produsele cu geotextile au mbinari mai simple, prin suprapunere i adugare de bentonit, n timp ce cele cu geomembran pot necesita suduri;

Figura 5-21. Sisteme de etanare simple cu geocompozit bentonitic pentru depozitarea produselor cu coninut mare de lichid produsele cu geotextile permit aternerea lor pe un strat suport de calitate mai sczut, fata de cele cu geomembran (atunci cnd produsul e instalat cu geomembrana n jos); geocompozitele cu geomembran pot fi considerate sisteme de etanare compuse;

geocompozitele bentonitice cu geotextile nu se comport bine la gradieni hidraulici foarte mari;

pentru atacuri chimice severe, care afecteaz n mod radical permeabilitatea bentonitei (solutii cu concentratii mari de cationi multivalenti, Tar materii n suspensie), este 'recomandat prehidratarea bentonitei sau utilizarea de produse cu bentonit prehidratat;

Pentru geocompozitele bentonitice este obligatorie prevederea unui strat de lestare care s fie aternut imediat dup instalarea geocompozitului. Acesta are rolul de a mpiedica75Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticehidratarea bentonitei de la terenul sau stratul mineral cu care este n contact sau cu apa din precipitatii n conditiile n care nu exist efort normal, ceea ce ar duce la o umflare excesiv i la proprietati mecanice i hidraulice diminuate. Stratul de lestare poate fi chiar stratul de drenaj. '5.2.2.Curgerea prin geocompozitele bentoniticeAcest paragraf se refer la geocompozitele alctuite din geotextile i bentonit. Pentru cele compuse din geomembran i bentonit curgerea este determinate de geomembran (vezi paragrafele 5.1.3 i 5.3), ele putnd fi considerate sisteme compozite.Geocompozitele bentonitice prezint proprietatea de autocicatrizare, ceea ce nseamn c, n cazul apariiei unor defecte, bentonita se umfl i le astup. Acest lucru este valabil pentru defectele de mici dimensiuni. n acest caz, curgerea va fi practic identic pentru sectiunea curent i pentru defect.' Calculul debitului se face cu legea Darcy, ca n cazul etanarilor cu argil (vezi paragraful 4.2.2.1).Deoarece legea Darcy este valabil pentru medii poroase saturate, se consider implicit c hidratarea bentonitei este suficient pentru a atinge saturarea. n aceast situaie grosimea produsului ce trebuie luat n calcul este cea corespunztoare starii de saturaie, ca i valoarea coeficientului de permeabilitate.Deoarece grosimea produsului este adesea o necunoscut, se prefer de multe ori utilizarea fluxului, q n locul coeficientului de permeabilitate, k. Fluxul, q se definete ca debit pe unitatea de suprafata.5.2.3.Timpul de traversare a lichidelorPentru calculul timpului de traversare a lichidelor se utilizeaz relaia (4.6) (paragraful 4.2.2.3).Pentru calculul porozitatii se va ine cont de: cantitatea de bentonit din fia tehnic a produsului sau din propriile determinari (referintaNP 075/2002);

umiditatea iniial a bentonitei (la livrare); grosimea nehidratat a produsului.Cu aceste date se poate calcula porozitatea bentonitei.5.2.4.Transportul substanelor chimicen afara aspectelor generale prezentate n paragrafele 4.2.2.4 i 4.2.2.5, utile pentru echivalarea diferitelor sisteme de etanare posibile, n cazul geocompozitelor bentonitice, ca i n cazul argilei, se poate pune problema fenomenelor de atenuare (retenie) sau eliminare a anumitor specii chimice. Pentru cuantificarea acestor fenomene se poate calcula coeficientul de atenuare, ATN pe baza curbelor de concentratie relativ a elementului chimic n lichidul care a traversat produsul (efluent) (Figura 5-22). '76Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice

Figura 5-22. Calculul coeficientului de atenuareC - concentraia elementului X la un moment dat,C0 - concentraia iniial a elementului X n levigat,F - fraciunea porilor, definit ca raportul dintre volumul de lichid introdus i volumulporilor.(5.52)ATN = S1ZS2x100 (%),S1unde, pentru F variind ntre 1 i n:51- suprafata totals, de sub dreapta C/C0 = 1, delimitat de F=1 i F = n ,52- suprafaia de sub curba C/C0 = f (F).Coeficientul de atenuare, ATN este pozitiv pentru elementele reinute i negativ pentru cele eliminate.5.2.5. Stabilitatea geocompozitelor bentonitice pe panteAnaliza stabilitatii pe pant a geocompozitelor bentonitice se face ca i pentru geomembrane (paragraful 5.1.4).Fora ce trebuie preluat de geocompozitele cu geotextile instalate pe pante trebuie comparat att cu rezistena lor la ntindere, ct i cu rezistena la exfoliere (cojire). n Figura 5-23 este dat o abac (dup Heerten .a, 1995) care permite evaluarea rezistenei necesare la exfoliere n funcie de grosimea stratului de acoperire i/sau lestare i de pant, pentru un geocompozit interesut.77Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice

100 90 80 70 60 50403020100 0123456Grosimea stratului de acoperire (m)Figura 5-23. Rezistena necesar la exfoliere pentru un geocompozit interesut instalat pe pante (Heerten i alm, 1995)n cazul geocompozitelor bentonitice instalate pe pant, dac planul de cedare trece prin stratul de bentonit, trebuie evaluat rezistena la forfecare a acestuia. Pentru aceasta trebuie inut cont de: nivelul de hidratare al bentonitei, de lichidul de hidratare, modul de prezentare a bentonitei (pudr, granule), tipul de ranforsare (coasere, interesere etc.). n Tabelul 5-1 sunt date valori orientative ale parametrilor rezistenei la forfecare intern pentru cteva geocompozite bentonitice.Tabelul 5-1. Valori ale parametrilor rezistenei la forfecare intern pentru 4 geocompozite bentonitice (Koerner, 1994)Geocompozit Bentonitic (GB)ParametriProba uscatHidratare cu apHidratare cu levigat

cu fr cu fr

GB1 lipit4>()37160190

c (kPa)72.84.25.62.8

GB2 cu geomembran+ ()3631103930

c (kPa)68.679.14.28.4

GB3 interesut4>()4237234532

c (kPa)145.64.94.911.9

GB4 interesut+ ()26190130

c (kPa)50.44.92.87.73.5

Not: - "cu " se refer la probe hidratate sub acelai efort normal ca i cel sub care s-a produs forfecarea; "fr " se refer la probele hidratate fr efort normal;

efortul normal a variat ntre 0.7 kPa i 140kPa.

78Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeTrebuie de asemenea avut n vedere faptul c, sub presiunea dat de straturile de deasupra, bentonita hidratat poate iei prin ochiurile geotextilului de deasupra (funcie i de caracteristicile acestuia) i poate crea astfel o interfata de rezistenta mai sczut dect a fost estimat pe baza frecrii dintre geotextilul superior'si materialul'de deasupra sa. Exist de asemenea produse care au o cantitate suplimentar de bentonit ncorporate n geotextilul superior. Acestea nu sunt recomandate pe pante abrupte.5.2.6.Ancorarea geocompozitelor bentoniticeCalculele se realizeaz n conformitate cu prevederile din paragraful 5.1.5.5.2.7.mbinriGeocompozitele bentonitice se mbin, n general, prin simpl suprapunere cu adaos sau nu de bentonit, conform specificatiilor productorului.mbinrile trebuie amplasate pe linia de cea mai mare pant i nu trebuie suprapuse cu alte puncte singulare.Se va elabora un plan de punere n oper pe care se vor materializa toate mbinrile.5.3. Sisteme de etanare compoziteAa cum a fost artat n capitolele precedente, sistemele compozite sunt, n prezent, utilizate n marea majoritate a cazurilor.Ele pot fi asociatii: geomembran/argil (compactat sau teren natural argilos), geomembran/geocompozit bentonitic (geocompozitele bentonitice alctuite din geomembran i bentonit pot fi considerate ca sisteme compozite), geocompozit bentonitic/argil (compactat sau teren natural) - vezi paragraful 2.2.3 i Figura 2-7 f), h), i), j).5.3.1. Asociaia geomembran/argilGeomembrana este impus prin legislatia naionals n vigoare n prezent.Argila poate reprezenta terenul natural argilos (bariera geologic*) care ndeplinete conditiile prevzute n legislate sau o asociaie ntre terenul natural i un strat suplimentar de argil compactat.Problemele care trebuie avute n vedere atunci cnd se utilizeaz un astfel de sistem sunt: calitatea contactului dintre cele dou materiale de etanare (vezi paragraful 4.2.2.2);

frecventa i dimensiunea defectelor, functie de calitatea estimat a controlului de calitate a punerii n'oper (vezi paragraful 4.2.2.2); ' permeabilitatea straturilor n contact; debitul infiltrat prin sistemul compozit;79Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice5.3.1.1.Calitatea contactuluiCalitatea contactului dintre cele dou materiale care alctuiesc bariera compozit, geomembrana i argila n acest caz, se refer la continuitatea contactului, n sensul n care instalarea geomembranei prezentnd cute numeroase i de dimensiuni mari duce la apariia unor spatii libere, cu transmisivitate foarte mare, care favorizeaz curgerea printre cele dou materiale, lichidul contaminant ne mai ajungnd n sistemul organizat de colectare i zona influenat mrindu-se astfel foarte mult.Pentru mbuntatirea contactului nu se recomand inserarea de straturi drenante ntre cele dou materiale de etanare, dac acestea sunt gndite a aciona ca o barier compozit. Se poate prevedea un astfel de strat intermediar drenant, dar i cu rol de colectare i detectare a scurgerilor, doar n cazul n care este vorba despre un sistem de etanare dublu.n unele cazuri, dac pliurile geomembranei sunt mari pot fi considerate ca defecte, urmnd ca pliurile s fie tiate i aplicate petice sudate pentru refacerea continuitatii etanrii.Calitatea contactului poate fi (Giroud, 1997): bun, dac geomembrana este instalat cu minimum de cute posibile, deasupra unui strat de permeabilitate redus (argilos) compactat adecvat i cu suprafata neted; se considers c exist un efort normal suficient pentru a menine cele dou straturi n contact. slab, dac geomembrana are un anumit numr de cute i/sau este instalat deasupra unui strat de permeabilitate redus necompactat corespunztor i cu suprafata neregulat.

5.3.1.2.Debitul infiltrat prin defectele geomembraneiCalculul debitului infiltrat prin sistemul compozit geomembran/argil se face conform celor prezentate n paragraful 5.1.3.2.5.3.1.3.Suprafaa hidratatRaza suprafeei hidratate a bentonitei datorit curgerii printr-un defect al geomembranei, Rh poate fi calculate utiliznd legea Darcy scris sub urmtoarea form:Q = kiR2,(5.53)unde k este permeabilitatea stratului de argil. Rezult:Rh=iQ .(554)5.3.2. Asociaia geomembran/geocompozit bentoniticn cazul etanarilor de baz la depozite de deeuri, aceast soluie se adopt atunci cnd bariera geologic nu ndeplinete conditiile prevzute n lege i trebuie suplimentat cu o alt barier, n zon neexistnd suficient argil pentru a realiza un strat de argil compactat.Chiar i atunci cnd exist n zon cantitati suficiente de argil care s fie potrivit calitativ, utilizarea unui geocompozit bentonitic se poate dovedi mai economic i mai uor de realizat.Totodat, n cazul existenei unui defect, geocompozitul bentonitic va limita debitul de infiltraie i suprafaa influenat de defect.80Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosintetice5.3.2.1.Calitatea contactuluiUtilizarea geocompozitului bentonitic mbuntatete contactul dintre cele dou materiale, deoarece bentonita se poate umfla n golurile date de pliuri.Contactul perfect presupune ca: geocompozitul bentonitic s fie plan, geomembrana s fie instalat cu minimum de pliuri, s existe un efort de compresiune suficient i bentonita s poat iei prin deschiderile geotextilului.5.3.2.2.Debitul infiltrat prin defectPentru calculul debitului infiltrat prin bariera compozit datorit existenei unui defect n geomembran se pot utiliza formulele prezentate n paragraful 5.1.3.2.5.3.2.3.Suprafaa hidratatSe aplic formulele prezentate n paragraful 5.3.1.3.n cazul geocompozitului bentonitic se face ipoteza c acesta nu este hidratat dect prin intermediul defectului din geomembran, ceea ce face ca suprafaa hidratat s fie aceeai cu suprafaa influenata de defect.De asemenea, spre deosebire de o etanare cu argil compactat, practic ntotdeauna sarcina hidraulic va fi mai mare dect grosimea etanrii (a geocompozitului bentonitic).Raza suprafeei hidratate, Rh va fi egal cu (pentru contact bun):Rh=026a0.05H0.45k-0.13(555)n cazul unui defect circular de diametru d:R =0 257d01H0.45k-013(5 56)Ecuatiile nu sunt omogene dimensional i unitatile de msur ce trebuie folosite sunt: Rh (m), a (m2), d (m), H (m) i k (m/s).Cunoscnd sau estimnd frecvena de apariie a defectelor, F (numrul de defecte pe unitatea de suprafata) se poate determina fraciunea hidratat a geocompozitului bentonitic, h, ce reprezint raportul dintre suprafaa hidratat i suprafaa total:h=FR2h.(5.57)5.3.2.4.Timpul de hidratareDin analiza valorilor obtinute n diferite situatii pentru fractiunea hidratat dintr-un geocompozit bentonitic se poate'trage concluzia c factorul principal'de influenta este sarcina hidraulic de pe etanare. De aceea, o ntrebare esenial este cea legat de valoarea ce trebuie utilizat n calcule pentru sarcina hidraulic: trebuie s fie o valoare maxim posibila, de vrf sau o valoare medie anual?Pentru a rspunde la aceast ntrebare trebuie cunoscut timpul necesar pentru hidratarea bentonitei. Acesta poate fi obinut prin raportarea volumului de lichid necesar hidratarii suprafeei influenate de defect (calculat anterior) la debitul de levigat:81Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticethidr= V .

(5.58)Volumul de lichid necesar hidratarii stratului de bentonit de porozitate n i grosime h pentru o suprafata de raz Rh este egal cu:V=nR2hh.(5.59)Estimarea debitului de levigat este dificil datorit faptului c permeabilitatea bentonitei variaz pe msur ce este hidratat.Se va accepta ipoteza unei permeabilitati medii, a unei grosimi medii a stratului de bentonit i a unui transport pur advectiv datorat'doar sarcinii hidraulice.Gradientul hidraulic va fi n acest caz:(5.60)i = 1 + 0.1 H,unde:H - sarcina hidraulic,h - grosimea stratului de bentonit.Rezult:rH.0.95"211 + 0.1Q = 0.unde:hmediu0.1 0.9 0.74 aH kmediu ,hmediu grosimea medie a stratului de bentonit n cursul hidratrii, kmediu permeabilitatea medie a stratului de bentonit n cursul hidratrii, H sarcina hidraulic, a suprafaa defectului.

(5.61)Rezult:0.26 0.74 kkmediu

r

Hnh1 + 0.1hmediu

0.95-

.

(5.62)Calculele arat c timpul de hidratare este relativ mic, de cteva zile, ceea ce nseamn c marimea suprafeei hidratate este determinat de cea mai mare sarcin hidraulic ce poate apare, cu condiia ca aceasta s se menin pe toat durata hidratarii.5.3.3. Stabilitatea pe pante a sistemelor de etanare compoziteAnaliza stabilitatii sistemului de etanare compozit pe pante, eventual asociat cu sistemul de drenaj, presupune identificarea suprafeelor posibile de cedare i caracterizarea acestora cu ajutorul parametrilor rezistenei la forfecare pe interfata: 5 - unghi de frecare ntre cele dou materiale care vin n contact i ca - adeziunea dintre acestea.Valorile parametrilor rezistenei la forfecare pe interfata sunt obinute prin ncercari de laborator, n conditiile specifice amplasamentului. ncercarea utilizat cel mai frecvent este cea de forfecare direct.82Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticen Tabelul 5-2 sunt prezentate cteva valori orientative ale unghiului de frecare pe interfata dintre diferite materiale minerale i geosintetice, 5 (dup Sharma & Lewis, 1994).' Adeziunea variaz n jurul a 10 30 kPa i nregistreaz valori maxime n varianta geomembran texturat - nisip ajungnd pn la valori de 80 90 kPa n general, adeziunea este neglijat n calcule, aceasta fiind o ipotez defavorabil. Pentru a utiliza o valoare a adeziunii trebuie avut o justificare fizic clar, ca de exemplu n cazul geomembranelor rugoase sau a componentelor minerale din geocompozitele bentonitice.Tabelul 5-2. Valori orientative ale unghiului de frecare, la interfaa ntre diferite materiale minerale i geosinteticePmntGeomembran

NisipArgilPVCHDPEHDPE texturat

esut234216261028711917

Neesut, interesut2544152816268121533

Neesut consolidate termic2240173318219111516

PVC2133639-

HDPE lis1728529

HDPE texturat3045735

n Figura 5-24 este exemplificat analiza de stabilitate pentru cazul unei etanri compuse din geomembran i argil.

Figura 5-24. Schem pentru analiza stabilittii pe pante a unui sistem de etanaregeomembran/argilunde:G - greutatea straturilor de deasupra (deeuri, drenaj)83Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeN - fora normal, N = GcosPF1 = NtgS1, unde 81 este unghiul de frecare geomembran/argilF2 = - F1F3 = Ntg52, unde 52 este unghiul de frecare geomembran/geotextilF4 = -F3F5 =Ntg53, unde 53 este unghiul de frecare dintre geotextil i materialul de deasupraDiferena F3 - F2 dintre forele de pe cele dou fee ale geomembranei reprezint tensiunea ce trebuie preluat de geomembran, deci trebuie s fie mai mic dect rezistena la ntindere a acesteiaPentru cazul utilizrii asociaiei geocompozit bentonitic/argil (geocompozit bentonitic alctuit din geomembran i bentonit), Figura 5-25 prezint o schem de calcul.

Figura 5-25. Schem pentru analiza stabilittii pe pante a unui sistem de etanare geocompozit bentonitic/argilunde:G - greutatea deeurilorN - fora normal, N = GcosPF1 = Ntg51, unde 51 este unghiul de frecare bentonit/terenF2 = - F1F3 = Ntg52, unde 52 este unghiul de frecare geomembran/geotextilF4 = -F3F5 =Ntg53, unde 53 este unghiul de frecare dintre geotextil i materialul de deasupra (material drenant)Diferena F3 - F2 dintre forele de pe cele dou fee ale geomembranei reprezint tensiunea ce trebuie preluat de geomembran, deci trebuie s fie mai mic dect rezistena la ntindere a acesteian ceea ce privete interfaa bentonit/argil, aceasta poate fi interfaa critic, n cazul n care bentonita este complet hidratat i/sau panta este abrupt. Pentru acest sistem se recomand pante line, de cca 1:3.84Ghid privind proiectarea depozitelor de deeuri cu materiale geosinteticeProblema stabilitatii bentonitei pe pant se pune n momentul n care aceasta este hidratat complet, pe ntreaga suprafata, moment n care unghiul de frecare intern poate fi relativ sczut (cca 5 - 6 ). Aceast situaie nu poate surveni dect n momentul n care exist numeroase defecte n geomembran, pe ntreaga suprafata, ceea ce ar fi inacceptabil i dificil de realizat.Unghiul de frecare redus menionat mai sus se nregistreaz n momentul n care hidratarea bentonitei s-a realizat fr un efort normal adus de stratul de material granular. Prin caietul de sarcini referitor la punerea n oper a sistemului de etanare - drenaj pe pante se va specifica c aternerea stratului de material granular trebuie realizat imediat dup instalarea geocompozitului, evitndu-se astfel apariia acestei situatii (vezi paragraful 10.2.3).5.3.4. Sisteme de ancorareToate materialele geos