| Popis: |
Tämä diplomityö on osa Helsingin seudun ympäristöpalvelut –kuntayhtymän (HSY) kehitysprojektia Kaatopaikan väliaikaisten pintarakenteiden vertailu- ja suunnitteluprojekti. Projektin tarkoituksena on selvittää jätemateriaalien ja rakentamisesta muodostuvien kaivumaiden hyötykäyttöä kaatopaikan väliaikaisessa pintarakenteessa. Tutkittavia materiaaleja ovat jätteenpolton kuona, erilaiset jätteenpolton kuonan seokset, jätevedenpuhdistamon lietteestä valmistettu liete-kompostiseos ja Helsinki-moreeni. Kyseisiä jätemateriaaleja syntyy pääkaupunkiseudulla suuret määrät. Toisaalta kaatopaikkojen pintarakenteisiin kuluu paljon maa-aineksia ja muita materiaaleja. Kiertotalousajattelun mukaista on, että kaatopaikkojen sulkemisrakenteissa hyödynnetään mahdollisimman paljon teknisesti soveltuvia ja ympäristökelpoisuuden täyttäviä mineraalisia jätemateriaaleja. Projektin tuloksia on tarkoitus hyödyntää kaatopaikan väliaikaisten pintarakenteiden suunnittelussa ja toteutuksessa Ämmässuon jätteenkäsittelykeskuksen kaatopaikalla. Nykyinen jätteenkäsittelykeskuksen ympäristölupa edellyttää, että vuoden kuluttua täytön päättymisestä täyttöalueelle tulee rakentaa väliaikainen pintarakenne. Lopulliset pintarakenteet rakennetaan vasta, kun täyttö on painunut riittävästi, jotta epätasaiset painumat eivät vaurioita pintarakennetta. Tutkimushankkeessa rakennettiin viisi koerakennetta, jotka instrumentointiin. Diplomityön osuus tutkimushankkeesta oli koerakenteiden rakentamisen dokumentointi, rakentamisen aikainen laadunvalvonta (tiivistystarkkailu ja laboratoriokokeet) sekä ensimmäisen seurantajakson (syksy/talvi 2018 – 30.6.2019) instrumentointitulosten sekä keskeisten vedenlaatutulosten raportointi. Tutkimushankkeessa ei tutkittu rakenteiden kaasunjohtavuutta tai kaatopaikkakaasun vaikutusta materiaaleihin, koska koerakenteita ei rakennettu jätetäytön päälle. Projektin perusteella koerakenteiden toteuttaminen on haastavaa ja poikkeaa tavanomaisesta kaatopaikkojen pintarakenteiden toteuttamisesta. Koerakentaminen vaatii kaikkien osapuolten sitoutumista jo suunnitteluvaiheessa, jotta vältytään virheiltä ja suunnitelmien muuttamiselta työmaalla. Koerakenteista mitatut vesimäärät ja vedenlaatuhavainnot poikkesivat joiltain osin ennakko-oletuksista. Koerakenteiden osakerroksista ensimmäisen seurantajakson aikana purkautuneiden kumulatiivisten vesimäärien perusteella vesimäärien tarkkailuun käytetty menetelmä ei ole kaikilta osin luotettava. Mittakaivoissa käytetyn paineanturin mittaustarkkuus ei ollut riittävä. Koerakenteiden vertailu ei ollut ensimmäisen seurantajakson aikana mahdollista. Mittakaivoihin purkautuneesta vedestä tehtyjen kenttä- ja laboratoriomittausten perusteella umpikaivojen padottaminen on vaikuttanut yläpuolisista rakennekerroksista purkautuvan veden laatuun tai kaikista rakennekerroksista suotautuvia vesiä ei ole johdettu oikeisiin kaivoihin. Tutkimuksen tulosten perusteella rakeisuus-, vesipitoisuus- ja hehkutushäviömääritykset ovat hyviä ja edullisia tapoja seurata käytettävien jätemateriaalien tasalaatuisuutta. Tulosten perusteella rakenteiden kuivairtotiheyden määrittäminen työmaalla on haastavaa ja tulos riippuu käytettävästä menetelmästä. Materiaalista riippuen troxler-mittalaitteella sekä vesi- ja hiekkavolymetrillä saadaan toisistaan huomattavasti poikkeavia kuivairtotiheyden arvoja. Yhdellä mittausmenetelmällä saadut tulokset ovat keskenään vertailukelpoisia ja niiden perusteella voidaan arvioida tiivistystyön tasaisuutta. Mineraalisen tiivistyskerroksen irtotiheydellä on huomattava vaikutus rakennekerroksen vedenläpäisevyyteen, joten rakenteen kuivairtotiheys pitäisi pystyä luotettavasti määrittämään. Koerakenteessa käytetyn kuonabentoniittiseoksen vedenläpäisevyys kasvoi 100-kertaiseksi eli 10ˉ⁹:stä 10ˉ⁷:ään m/s, kun koekappaleen kuivairtotiheys oli 100 kg/m³ pienempi. |
