Ing. Luděk Šatra, Rekultivační výstavba Most, a. s.
1.)
Použití minerálního těsnění při
rekultivacích a sanacích
Ekologické stavby a s nimi spojené rekultivační
a sanační stavby jsou jednou z nejvýznamnějších složek komplexního
programu ochrany životního prostředí.
V Severočeské hnědouhelné pánvi, kde činností
člověka vznikají mohutná tělesa výsypek, rozsáhlé a hluboké těžební jámy, jsou
odkrývána ročně rozlehlá území předpolí lomů, kde se v nadložních vrstvách
nachází tercierní jílovité sedimenty, které jsou z hydroekologického
hlediska vynikajícími izolátory a tedy velmi vhodnými materiály pro budování
konstrukčních a těsnících prvků staveb.
Minerální materiály jako stavební prvek se začaly
v České republice více používat po roce 1990 na základě zkušeností
s obdobnými stavbami v Německu a Rakousku a podle normy těchto zemí
byla tvořena i legislativa u nás.
Konkrétní použití minerálního těsnění je velmi
vhodné na stavbách v regionu Severočeské hnědouhelné pánve ať již se jedná
o stavby prováděné přímo na výsypkách, nebo o stavby v regionu mimo
výsypky, lomy apod., které využívají velmi snadné dostupnosti materiálu, jeho
blízkost, množství a nižší cenu.
Stavby, kde se minerální těsnění používá, lze rozdělit
následovně:
a)
Výstavba
skládek
b)
Zakrývání,
sanování, rekultivování starých zátěží a skládek
c)
Zřizování
nepropustných nádrží, příkopů, průlehů a poldrů
d)
Zřizování
hrází a přehrázek
2.)
Kvalitativní parametry minerálního materiálu
Pro kvalitní, zdůrazňuji vysoce kvalitní výstavbu
prvků z minerálního materiálu na stavbách tak, aby bylo vyhověno náročným
požadavkům norem, jsou tercierní jíly velmi vhodné.
Při aplikacích jílového minerálního těsnění je využíváno pozitivních přirozených fyzikálně mechanických vlastností přírodních zemních hmot místních surovinových zdrojů dostatečných kubatur a stálé technologicky využitelné kvality.
Uvedenému kritériu vyhovují jílovité zeminy (jíly,
jílovité hlíny, slíny apod.), které příslušné normy (např. ČSN 731001 aj.) klasifikují
jako zeminu jemnozrnnou – třída F6-F8 symbol CL, CH a CV. Pro dosažení
požadovaného kritéria – tj. koeficientu filtrace Kf – 1.10 –9 . sek.-1
je nezbytné, aby použitý materiál splňoval následující fyzikálně mechanické
ukazatele:
a) obsah zrn < 0,063 mm …………………… ³ 60 %
b) obsah zrn < 0,002 mm …………………… ³ 20 %
c) mez tekutosti (Wl) …………………… ³ 35 %
d) index plasticity (Ip) …………………… ³ 20 %
e) poloha v Cassagrandeho diagramu plasticity
(symbol zeminy) .………………. CL, CH,
CV
f) konzistence (Ic) ……………………
0,75 £ Ic £ 1,0
Daná kritéria předurčují fyzikální stav materiálu,
tedy jeho nasákavost, rozbřídavost a náchylnost k objemovým změnám
v závislosti na kolísání vlhkosti.
Technologická využitelnost a zpracovatelnost
materiálů se pak pohybuje v relativně úzkém spektru využitelných
fyzikálních stavů – tj. optimální přirozená vlhkost zeminy, možnost úpravy
vlhkosti směrem nahoru, ale malá možnost, či spíše ve většině případů nemožnost
úpravy vlhkosti směrem dolů, nemožnost zpracování suroviny za deštivého období
či za mrazů.
Tyto objektivní faktory jsou závislé i na pozici
lokality, jejich specifických klimatických faktorech.
Technologická využitelnost se tak v profilu
kalendářního roku většinou snižuje na 6-8 měsíců.
3.)
Vhodnost kvartérních jílů, jílovců a slínů na výstavbu minerálního
těsnění
Doly Severočeské hnědouhelné pánve jsou ideálním
zdrojem těchto materiálů z důvodu odkrytého nadloží, dostupné dopravní
vzdálenosti, množství lokalit atd., což při efektivní variantě přímého
technologického cyklu ( těžba – doprava – zpracování) bez nežádoucích
mezideponií vede k zlevnění výstavby oproti lokalitám, kde povrchové lomy
nejsou, kde nemají takto vhodné materiály. Kvalitní materiál se nemusí dále
frézovat, míchat, při výstavbě za vhodných klimatických podmínek ani vlhčit (pracuje-li
se z materiálu s optimální přirozenou vlhkostí a nepracuje-li se
v podmínkách extrémního léta).
4.)
Problematické body výstavby
Prvním předpokladem pro kvalitně provedené minerální těsnění je nutnost zhutnění podložky pro vytvoření protireakce při hutnění minerálního těsnění. Zde může být první problém – tj. nevhodné nebo zvodněné podloží. V tomto případě je nutné nevhodné materiály v podložce vyměnit, vodu odvést například lokální nebo plošnou drenáží. V případě nevhodného podloží např. na skládkách je nutné zřizovat takzvanou nultou vrstvu minerálního těsnění.
Dalším problematickým bodem může být i materiál,
který nemusí být vždy ideální. Zde je důležitá hlavně jeho přirozená vlhkost.
Proto musí být zemník zabezpečen před nežádoucími přítoky srážkových vod, řádně
vyspádované plošiny těžebních řezů umožňující rychlé a plynulé odvedení
srážkových vod mimo prostory zemníku. Vlhkost materiálu by se neměla lišit od
vlhkosti optimální o více jak + - 3%.
Pokud jsou problémy se stupněm konzistence a ten se blíží jedné, je nutné materiál dobře propracovávat po vrstvách ježkovým válcem a teprve následně hutnit v kombinaci i válcem hladkým.
Práce
při provádění minerálního těsnění jsou též velice náročné na kvalitní a
kvalifikovanou měřičskou skupinu. Je zde potřeba exaktně prokázat záměrou stav
podložky po zhutnění před pokládkou minerálního těsnění a mocnost minerálního
těsnění po skončení prací. Při dodržování tloušťky jednotlivých vrstev.
Jakékoliv sondování do minerálního těsnění je nepřípustné.
Další
důležitou součástí celého komplexu výstavby je kvalitní, přesné a včasné
provádění geomechanických zkoušek určených projektovou dokumentací a normou.
Jedná se zvláště o geomechanické vyhodnocení zemníku, stanovení technologického
postupu na základě hutnícího pokusu, ověřování míry zhutnění a únosnosti pláně,
a o vlastní zkoušky na minerálním těsnění tj. míra zhutnění minerálního těsnění
a laboratorní stanovení propustnosti zemin, tedy koeficientu filtrace, který je
rozhodující zkouškou prokázání nepropustnosti minerálního těsnění. Je nutné,
aby toto prováděla kvalitní a zkušená laboratoř, která je obeznámena
s celou problematikou.
RVM a.s. má velmi dobré zkušenosti s laboratoří Báňských Projektů Teplice a.s. vedenou RNDr. Zmítkem.Při vlastním zřizování minerálního těsnění je dále nutné dodržovat zásadu práce v ucelených částech tak, aby se za jeden pracovní cyklus navezené množství materiálu stačilo rozprostřít a zahutnit a zabránilo se tak jeho vysychání nebo naopak zvlhčení srážkovou vodou. Z výše uvedených důvodů je také důležité v co nejkratší době po ověření geomechanických vlastností minerálního těsnění je překrývat krycí vrstvou, geotextíliemi, folií, drenážní vrstvou apod. Důležitá je též technika napojování jednotlivých vrstev. Jednotlivé vrstvy je nutné ukončovat s odstupem tak, aby při napojení nevznikla spára přes celou mocnost minerálního těsnění. Okraje napasovaných vrstev je nutné odříznout, zarovnat a po spojení kvalitně zahutnit.
Velice problematické je zřizování minerálního těsnění na svazích o větším sklonu, tj. o sklonu nad 1:3, zvláště jsou-li tyto svahy delší. Tyto práce je nutné provádět pouze za optimálních klimatických podmínek. Větší sklony samochodné válce nevyjedou, a je potřeba používat buď válce tažené silnějším dozerem nebo válce zavěšené na laně, pomocí kladkového mechanizmu přes pevný bod vytahuje další stroj, např. nákladní automobil., nebo by svým pohybem strhávaly zřizovanou vrstvu minerálního těsnění.
Posledním
provozně náročným bodem je zřizování krycích, případně drenážních a krycích
vrstev zejména ve svahu. Zde je bezpodmínečně nutné zejména včasné a rychlé
zakrývání minerálního těsnění z důvodu klimatických podmínek při precizním
dodržování krycích a drenážních vrstev tak, aby minerální těsnění nebylo
poškozeno.
5.)
Konkrétní příklady staveb realizovaných RVM a.s.
RVM a.s. začala provádět stavby, jejichž součástí
bylo minerální těsnění od roku 1992. První stavbou většího charakteru byla
výstavba skládky TKO Střimice na Střimické výsypce u Mostu. Na této stavbě byla
prvně v regionu použita technologie zavěšeného válce přes kladku taženého
na laně, která se sice ukázala jako technologicky náročná, ale která se plně
osvědčila.
Z dalších staveb prováděných RVM a.s. můžu jmenovat například výstavbu skládkové vany nebezpečných odpadů Skládky CELIO a sanaci starých zátěží tamtéž.
Minerální těsnění RVM a.s. realizovala i u rybníčku v rekreační zóně u přesunutého Děkanského kostela v Mostě.
Minerální materiál byl využit i při výstavbě poldrů při rekultivaci výsypky Malé Březno a Střimické výsypky. Ze slínů Dolů Bílina bylo realizováno Rozšíření skládky Chotovenka pro město Bílina.
Z minerálu
byly též zřizovány příkopy v rámci Rekultivace Radovesické Výsypky VI.
etapa a příkopy a nádrž „C“ v rámci akce Odvodnění výsypky Pokrok včetně
severních svahů realizovaných pro Severočeské Doly a.s. Poslední velkou stavbou
probíhající v současné době je „Asanace Skládky Chabařovice“, kde RVM a.s.
provádí kromě dalších objektů objekt „minerální těsnění celého povrchu
skládky“. Na stavbě je využíváno jílových materiálů z lomu Chabařovice
Palivového Kombinátu Ústí nad Labem. Investorem pro fond národního majetku je
spolek pro chemickou a hutní výrobu a.s. Ústí nad Labem a generálním
dodavatelem METROSTAV a.s.
5.) Závěr
Na závěr lze konstatovat, že jsou již v praxi ověřeny kvalitní ukazatele minerálních materiálů Severočeské hnědouhelné pánve pro realizaci staveb s velmi náročnými ekologickými limity.
Komplexní a racionální využití těchto prakticky nevyčerpatelných zásob minerálních surovin je otázkou blízké budoucnosti zvláště při rekultivacích a sanacích území postižených důlní činností.