Z praktycznego punktu widzenia, najlepszą miarą weryfikującą jakość i przydatność każdego produktu geosyntetycznego, jest stosowanie go na dużą skalę, w strategicznych projektach budownictwa, realizowanych przez poważnych inwestorów i renomowanych wykonawców.
Geokompozyty drenażowe w budowie składowisk odpadów przemysłowych
Inwestycjami tego typu są np. składowiska odpadów przemysłowych, które muszą spełniać surowe wymogi norm ochrony środowiska, wynikające między innymi z Dyrektywy IPPC 96/61/WE Unii Europejskiej, w sprawie zintegrowanego zapobiegania i ograniczania zanieczyszczeń. W zagadnieniach regulowanych przez dyrektywę IPPC, obowiązują standardy BAT, czyli wymogi stosowania najnowszych osiągnięć technologicznych (dosłownie: Najlepszych Dostępnych Technik – ang. Best Available Techniques).
W Europie składowiska odpadów przemysłowych najczęściej towarzyszą elektrowniom wykorzystującym węgiel brunatny. Odpadem produkcyjnym tych elektrowni są popioły oraz gipsy powstające w procesach odsiarczania spalin, stanowiące zagrożenie dla środowiska naturalnego i wymagających składowania z odpowiednim systemem zabezpieczeń. Najczęściej stosowanym elementem składowym takich systemów są geomembrany HDPE (z polietylenu wysokiej gęstości) oraz geokompozyty drenażowe.
Fig. 1. Ogólny schemat konstrukcji składowiska z zastosowaniem geokompozytu izolacyjno-drenażowego GXP DREN i geomembrany HDPE
Jedną z najnowocześniejszych elektrowni w Europie, opartych na węglu brunatnym, jest elektrownia AES Galabovo w Bułgarii, będąca inwestycją czołowego amerykańskiego koncernu energetycznego AES Corporation. Zastosowane w niej rozwiązania technologiczne w zakresie ochrony środowiska są bardzo skuteczne, co wiąże się także z przechwytywaniem olbrzymich ilości pyłów i popiołów (rocznie jest to około 3 mln ton gipsu i popiołów). Do składowania tych mas odpadów budowane są wielkopowierzchniowe składowiska, o pojemności aktualnie przewidzianej na 15 lat eksploatacji. Schematycznie konstrukcję składowisk elektrowni AES Galabovo przedstawiono na szkicu powyżej (Fig. 1).
Ważnym elementem konstrukcji składowisk odpadów przemysłowych jest efektywny system przechwytywania i odprowadzania wód opadowych infiltrujących przez warstwę przykrycia mineralnego. Na składowisku w Galabovie amerykański inwestor zdecydował się zastosować najnowsze rozwiązania geosyntetyczne w postaci tzw. geokompozytów izolacyjno-drenażowych. Są to materiały łączące w sobie funkcje ochronne, izolacyjne i odwodnieniowe.
Indywidualnie zaprojektowany produkt i jego innowacyjne rozwiązania
Spośród kilkudziesięciu dostępnych na rynku odmian geokompozytów drenażowych, inwestor wybrał materiał o ogólnej nazwie handlowej GXP Dren, produkowany przez GRILTEX Polska Sp. z o.o., w Suchym Lesie koło Poznania. Przesądził o tym szereg cech wyróżniających GXP Dren, a w szczególności największa w Europie dostępna szerokość rolek tego typu wyrobu oraz specjalny, opatentowany zamek zatrzaskowy do szczelnego łączenia sąsiednich arkuszy. Zamek jest innowacyjnym rozwiązaniem, które ma bardzo konkretny wymiar ekonomiczny – ten unikatowy sposób łączenia o ponad 60 % zmniejsza straty materiału wynikające z tytułu tradycyjnego „zakładkowania” wbudowywanych w składowisko arkuszy. Pozwala także na znaczne przyspieszenie prac i zmniejszenie kosztów robót montażowych na budowie.
Duże znaczenie miała także gotowość producenta do indywidualnego dostosowania niektórych cech produktu do wymagań inwestora. W trakcie trwających ponad rok uzgodnień z inwestorem, obie strony stwierdziły, że GXP DREN ma jeszcze tak duży potencjał rozwojowy, że warto dokonać pewnych udoskonaleń w standardowej wersji produktu, tak aby jeszcze lepiej spełniał bardzo wysokie wymogi specyfikacji projektowej składowiska. W ten sposób powstał jeszcze doskonalszy produkt: geokompozyt drenażowy GXP DREN 1200 PLUS.
Geokompozyt GXP DREN 1200 PLUS składa się z następujących geosyntetyków: wodoszczelna membrana wytłaczana z polietylenu wysokiej gęstości (HDPE) o grubości 1,2mm, łączona termicznie z geowłókniną polipropylenową z włókien ciągłych 140g/m2 na stronie wierzchniej oraz z geowłókniną polipropylenową 250 g/m2 od spodu (szczegóły na zdjęciach poniżej – Fig. 2. i Fig. 3.). Nowy geokompozyt jest odporny na związki chemiczne, grzyby i bakterie znajdujące się w gruncie lub w składowanych odpadach oraz jest całkowicie obojętny dla środowiska naturalnego.
Fig. 2. Górna powierzchnia geokompozytu z włókniną polipropylenową z włókien ciągłych oraz dolna powierzchnia z włókniną polipropylenową 250g/m2
Fig. 3. Szczelny sposób łączenia arkuszy geomembrany za pomocą opatentowanego zamka.
Uzupełnieniem powyższej listy cech wyróżniających GXP DREN 1200 PLUS na tle innych geokompozytów drenażowych, są wyniki testów laboratoryjnych prototypów nowej wersji geokompozytu, zaprojektowanej dla nietypowej specyfikacji sformułowanej przez inwestora. Testy, przeprowadzone w niezależnych, certyfikowanych laboratoriach zagranicznych, obejmowały sprawdzenie wytrzymałości na ściskanie przy ponadnormatywnych naciskach 500 kPa oraz pomiary skuteczności drenażu przy bardzo małych wielkościach gradientu hydraulicznego. Oznaczone w badaniach doskonałe parametry wytrzymałościowe i drenujące, potwierdziły wysoką jakość nowego produktu i jego pełną przydatność do wbudowania na składowiskach odpadów elektrowni.
Bardzo istotnym wymogiem amerykańskiej firmy było oczekiwanie, aby dostarczony produkt gwarantował znaczne zwiększenie współczynnika tarcia pomiędzy geokompozytem a jego podłożem. Cel ten został osiągnięty poprzez dodanie dolnej warstwy z miękkiej geowłókniny polipropylenowej. Parametry geowłókniny dobrano tak, aby zapobiec przesuwaniu się przekrycia z geokompozytem GXP DREN 1200 PLUS ze skarp składowiska. W analizach wykorzystano także modelowanie numeryczne za pomocą specjalistycznego oprogramowania metody elementów skończonych (Fig. 4).
Fig. 4. Fragment model numerycznego składowiska dla sprawdzenia stateczności skarp z geokompozytem izolacyjno-drenażowym dla różnych szorstkości powierzchni kontaktu geokompozytu z podłożem
Pomyślne wdrożenie
Budowa kwatery składowiska o powierzchni 315000 m2, rozpoczęła się w marcu 2016 r. i trwała do listopada 2017 r. (Fig. 5. i Fig. 6.). Jest to trzecia z kolei kwatera składowiska elektrowni AES Galabovo i druga co do wielkości (największa ma powierzchnię ponad 500000 m2). Optymalna logistycznie realizacja tak dużego zamówienia przez firmę GRILTEX Polska, wymagała dostawy produktów geosyntetycznych w ponad 50 tzw. wysyłkach całopojazdowych. Równocześnie z dostawami wyrobu na budowę nowej kwatery, ten sam producent dostarczył latem 2017 r. ponad 50000 m2 podobnego geokompozytu izolacyjno-drenażowego (GXP Dren), który został wykorzystany do rekultywacji części największej kwatery w obiekcie. Firma GRILTEX Polska zadbała także o dostarczenie niezbędnych instrukcji montażowych i wytycznych składowania geokompozytu.
Walory techniczne geokompozytu GXP DREN 1200 PLUS i innych dostarczonych produktów geosyntetycznych, ściśle dostosowane do wymogów kontrahenta, zostały bardzo pozytywnie ocenione przez AES Galabovo. Na sukces przedsięwzięcia złożyły się zarówno cechy zaoferowanych produktów geosyntetycznych, jak i gotowość firmy GRILTEX Polska do indywidualnego opracowania nowego produktu, wspartego odpowiednimi badaniami laboratoryjnymi oraz symulacjami komputerowymi.
Fig. 5. Widok budowanej kwatery składowiska AES Galabovo
Fig. 6. Widok budowanej kwatery składowiska AES Galabovo
Obecnie trwają prace projektowe nad kolejną kwaterą składowania odpadów o podobnej wielkości, która powstanie dla AES Galabovo po roku 2023.
Ze szczegółami technicznymi i parametrami geokompozytów drenażowych GXP DREN 1200 PLUS oraz z przykładami innych zastosowań geokompozytów w geoinżynierii i w budownictwie ogólnym, a także z całą ofertą firmy GRILTEX Polska Sp. z o.o., można zapoznać się na stronie: www.griltex.pl
