Afprøvning af reaktiv jernvæg til grundvandsrensning

6 Detailprojekteringsfasen

6.1 Funnel & Gate systemz
6.2 Dræn
6.2.1 Beskrivelse af dræn
6.2.2 Dimensionering af drænsystemet

Placering af Funnel & Gate systemet, dvs. spunsvægge og den reaktive væg, er fastlagt. Desuden er længde af såvel spunsvægge (i alt 125 m) og den reaktive væg (15 m) bestemt, jf. /5/. Tykkelsen (0,8 m ) af den reaktive væg er bestemt i forrige afsnit, ligesom placering af drænet er det. Placering af hele systemet er vist i figur 6.1.

Se her!

Figur 6.1
Placering af reaktiv væg, spunsvægge, drænledning, transportledning og brønde.

Med henblik på at etablere den reaktive væg er det bestemt at nedramme en spunskasse (byggegruppeindfatning). Grundvandet sænkes, og efterfølgende udgraves der inde i kassen. Efter udgravningen etableres den reaktive væg med en kerne af jerngranulat og en filteropbygning omkring. Afsluttende trækkes spunsjernene i kassen op, så der er direkte adgang for gennemstrømning igennem den reaktive væg. Sideløbende installeres drænet.

Ved udgravning og sænkning af grundvand i spunskassen vil der opstå et stort tryk på spunsen. Ved nedramning af spunsvægge kan der opstå problemer pga. store sten. I alt er det et omfattende stykke anlægsarbejde, der skal udføres. Forud for anlægsarbejdet er der udført en detailprojektering.

I forbindelse med forundersøgelserne er der, som tidligere nævnt, udført geotekniske boringer med vingeforsøg til vurdering af den karakteristiske forskydningsstyrke (Cu,k), udtagning af jordprøver til geologisk bedømmelse samt klassifikationsforsøg.

I nærværende resumeres normgrundlaget og beregningsprincipper, der ligger til grund for etablering af Funnel & Gate systemet. Desuden dimensioneres drænet.

På baggrund af detailprojekteringen er der udarbejdet et detailprojekt for entreprisen /11/.

6.1 Funnel & Gate system

Detailprojektering af den reaktive væg er fastlagt, inden den endelige tykkelse af den reaktive væg var fastlagt. Udformningen af interimskonstruktionen, som er etableret, fremgår af /11/.

Konstruktionen er dimensioneret i henhold til:
DS409 Norm for sikkerhedsbestemmelse for konstruktioner
DS410 Norm for last på konstruktioner
DS412 Norm for stålkonstruktioner
DS415 Norm for fundering

Konstruktionen er dimensioneret i normal sikkerhedsklasse og normal funderingsklasse.

I vejledningen til DS415, afsnit 5.2.2 er det anført, at ved interimskonstruktioner osv. kan der for partialkoefficienter anvendes ga, hvor a sættes lig 0,5.

Da der er tale om en konstruktion som dels er særdeles utraditionel dels er meget dyb, er der ikke foretaget nogen reduktion af partialkoefficienterne.

Beregningerne er udført i både en korttidstilstand, dvs. ved anvendelse af udrænede styrkeparametre, og i en langtidstilstand, dvs. ved anvendelse af effektive friktionsvinkler og effektiv kohæsion.

Der er foretaget beregninger af de tryk, kræfter, momenter og spændinger, der opstår ved etablering af væggen, samt på den færdige væg. Beregningsprincipper er beskrevet i bilag 8.

På baggrund af beregninger er der valgt dimensioner på spuns- og afstivningssystemer som sikrer konstruktionen.

Ved valg af spunsprofil er der udover de rent spændingsmæssige forhold også foretaget en vurdering af profilets styrke over for den ramme modstand, dvs. risikoen for låsesprængning, som forventes på den aktuelle lokalitet.

Det valgte profil har tilfredsstillende styrke til at kunne tåle ramning i meget stive aflejringer men kan ikke tåle den påvirkning, som profilet vil blive udsat for i tilfælde af, at spidsen af spunsen rammer en sten/blok. Man kan ikke tilvejebringe spunsprofiler, som har så stor styrke, at de vil kunne rammes uden risiko for låsesprængning i meget faste aflejringer, som indeholder sten og blokke.

Da det er nødvendigt af hensyn til installering af jerngranulatet, at spunskonstruktionen rammes på en sådan måde, at spunskassen er tilnærmelsesvis vandtæt, viser erfaringerne, at man udover normens krav til tilvejebringelse af oplysninger om jordbundsforhold skal sikre, at der ikke træffes sten/blokke i området. Såfremt der træffes jordbundsforhold, hvor der forudses vanskeligheder med ramning af spunsjernene, er det anbefalet, at der foretages forboring for på den måde at sikre, at de enkelte jern kan bringes ned, uden at der sker låsesprængning.

6.2 Dræn

6.2.1 Beskrivelse af dræn

Drænsystemet på Vapokon består af følgende hovedelementer:
drænledning med tilhørende drænbrønde
transportledning med tilhørende spulebrønde
drænpumpebrønd.

Drænsystemet fremgår af figur 6.1.

På drænstrækningen er der placeret 7 drænbrønde med sandfang. I hver drænbrønd er der monteret et stigrør. Drænniveauet i drænbrønden og dermed i drænet er styret af en perforering i stigrøret. Brøndene er leveret med 5 stigrør med perforeringen (drænniveauet) placeret i forskellige niveauer. Der er et niveauspring på 10 cm på drænniveauet mellem hver stigrør. Ved at skifte stigrør kan drænniveauet hæves op til 40 cm. Dette giver mulighed for at regulere på den afdrænede vandmængde og derved også på den vandmængde, der skal ledes igennem den reaktive væg.

Fra hver drænbrønd er der direkte afledning til en spulebrønd, hvorfra transportledningen ved gravitation leder drænvandet til pumpebrønden.

Ved pumpebrønden pumpes drænvandet op i oppumpningsbrønden, hvorfra transportledningen ved gravitation leder det til regnvandsbassinet.

Se her!

Figur 6.2:
Princip i drænbrønd og spulebrønd

6.2.2 Dimensionering af drænsystemet

I forbindelse med dimensioneringen af drænsystemet er der gjort følgende forudsætninger :
Dimension af dræn er sat til ø 180 mm.
Dimension af transportledning er sat til ø 200.
Drænniveauer og drænmængder som bestemt jf. tabel 5.1.
Drænene etableres, så det er muligt at sænke drænniveauet til 0,5 m under det optimale drænniveau.
Pumpebrønden etableres som en ø1500 betonbrønd.
Der er en tilstrømning til pumpebrønden på 8,5 l/s.
Pumpeydelsen er 17 l/s.
Der er 10 pumpestarter pr. time.

Det er valgt at benytte PE (polyethylen) materialer for både dræn og transportledning.

Følgende parametre er dimensioneret:
Ind- og udløbskote i drænbrønden
Afdræningskoten i drænbrønden
Bundkoten i drænbrønden
Slidsebredden i drænet
Fald i transportledning
Pumpesumpens højde.

Beregningsformler fremgår af bilag 9. Koter, slidsebredde, fald i transportledning og pumpesumpens højde fremgår af /11/.