DE19528725C2 - Verfahren zur Oberflächendichtung für Erdbaukörper im Wasserbau - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächendichtung für Erd­ baukörper im Wasserbau, Deponiebau und dergleichen.

Im Wasserbau für fließende Gewässer tritt das Problem auf, mit mög­ lichst geringen Kosten eine Abdichtung der benetzten Oberfläche eines Erdbaukörpers zu erreichen. Dabei soll ein möglichst breiter Formen­ spielraum geben sein, um den heutigen Erfordernissen an die Gestal­ tung natürlich aussehender Gerinne Rechnung tragen zu können. Derarti­ ge Probleme treten beispielsweise beim Rückbau von Oberwasserkanälen bei Wasserkraftwerken auf. Üblich waren bisher solche Gerinne mit ei­ ner Betonhaut oder Asphalthaut versehen. Ein Rückbau derartiger tech­ nisch aussehender Gerinne in natürlich aussehende Gerinne erforderte bisher eine relativ lange Absenkung des Wasserspiegels und umfangrei­ che bauliche Maßnahmen sowie hohen Bauaufwand mit entsprechend hohen Kasten.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Sohle von Wasserläufen zur Abdichtung mit Geotextilien auszukleiden, wobei die Poren des Geotex­ tils durch die im fließenden Wasser mitgeführten Gesteinsteilchen ver­ stopft werden. Es ist dabei aber Voraussetzung, daß vom Flußwasser ge­ nügend feine Geschiebeteilchen mitgeführt werden, die die Poren des Vlieses verstopfen. Der Dichtungseffekt wird also durch eine Selbst­ dichtung erreicht die erst nach längerer Zeit eintritt.

Aus der DE 26 06 622 C2 ist ein Deckwerk für den Wasserbau bekannt, das aus einer auf dem Rohboden aufliegenden Filtermatte und einem auf diese Filtermatte aufgebrachten wasserdurchlässigen Belag besteht. Dieses Deckwerk ist insgesamt wasserdurchlässig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, Erdbaukörper auch für ruhende Gewässer abzudichten, wobei es nicht notwendig ist, unter dem Vlies eine besondere abdichtende Schichte anzubringen. Die Abdichtung soll möglichst rasch und sicher erzielt werden.

Dies wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind den Patentansprüchen, der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.

Wenn in dieser Anmeldung von einem Vlies gesprochen wird, so sind da­ mit alle brauchbaren Geotextilien gemeint. Es kann sich somit um filz­ ähnliche Matten, Vliese im engeren Sinn und um Gewebe handeln. Derar­ tige Geotextilien sind schon bisher bekannt geworden, um lockere Erd­ hänge zu festigen, z. B. bei der Begrünung nach Straßenbauten. Diese Geotextilien sind nicht nur Wagen ihrer verfestigenden Halteeigen­ schaft bekannt, sondern man nutzt in vorteilhafter Weise die hohe Was­ serdurchlässigkeit aus, um das Wachstum von Pflanzen, die Grundwasser­ verhältnisse etc. nicht ungünstig zu beeinflussen.

In bevorzugter Weise wird ein Vlies oder Gewebe in einer Stärke von wenigstens 5 mm verwendet. Besonders bevorzugt liegt die Stärke zwi­ schen 5 und 10 mm. Solche Vliese werden üblicherweise in Bahnen herge­ stellt und sind bevorzugt mit dem Untergrund oder mit jeweils weiteren Vliesabschnitten an den Rändern verklebbar oder verschweißbar. Bevor­ zugt besteht das Vlies aus Kunststoff und weist einen Schmelzpunkt zwischen 150° und 250°C auf, was das Verschweißen mit herkömmlichen Flämmgeräten ermöglicht, wie sie von der Herstellung von Asphaltdich­ tungen bekannt sind. Das Vlies kann aber auch eine Matte aus Natur­ stoff wie z. B. aus Kokosfasern sein. Wichtig ist die ausreichende Fe­ stigkeit über einen langen Zeitraum, die Verklebbarkeit oder Ver­ schweißbarkeit oder sonstige Möglichkeit der Verbindung an den Rändern mit anderen Vliesbahnen oder anschließenden Bauwerken und eine Porosi­ tät, die für die gewünschten Eigenschaften ausreichend ist.

Beispiele für geeignete Geotextilien sind z. B. Safecoat 8096/M 270; Novoflor X 0054; Polyfelt TS 013; Polyfelt TS 016. Die Hersteller die­ ser Geotextilien sind die Firmen Novoflor und Polyfelt.

Die Porosität des Vlieses steht in Zusammenhang mit den verwendeten Porenfüller. Eine bevorzugte wirksame Öffnungsweite O 90 W hat bei­ spielsweise einen Wert um 0,1 mm. Bevorzugte Bereiche liegen zwischen 0,08 mm und 0,12 mm.

Der Porenfüller für das Vlies ist in bevorzugter Weise eine Suspension eines mineralischen oder überwiegend mineralischen Gemisches in Was­ ser. Bevorzugt weist das Mineralgemisch eine Korngrößenverteilung zwi­ schen 3 und 300 µ auf. Die Korngrößen von 40 bis 100 µ haben bevorzugt einen Siebdurchgang von 75% und die Korngrößen von 5 bis 20 µ einen solchen von etwa 25%. Der Porenfüller kann weiters Zusatzstoffe ent­ halten, die die Stabilität, Adhäsion, Erosionsfestigkeit, die Einbau­ eigenschaften oder andere gewünschte Qualitäten herbeiführen oder ver­ bessern. Durch die Zugabe von Bentonit kann beispielsweise eine Ver­ steiffung der Suspension erzielt werden.

Der Porenfüller kann rein mineralisch als Sand vorliegen, oder auch eine erdige Zusammensetzung mit humosen Bestandteilen haben. Wichtig ist, daß die Poren des Vlieses gut verschlossen werden.

Zur Oberflächendichtung eines Erdbaukörpers wird gemäß Erfindung über die abzudichtende Fläche das Geotextil ausgelegt, das zufolge seiner Geschmeidigkeit leicht den natürlichen Gegebenheiten anpaßbar ist. Durch Verschweißen oder Verkleben der Ränder der Vliesbahnen und durch geeignete Einbaumaßnahmen an den Rändern gegenüber dem Bauwerk wird eine vollflächige Abdeckung mit dem Vlies erreicht. Daraufhin wird die Suspension des Porenfüllers auf das Vlies aufgetragen und der Poren­ füller in das Vlies eingeschlämmt. Die hohe Wasserdurchlässigkeit des Vlieses bewirkt unter anderem die Auffüllung der Poren mit dem Poren­ füller. Es kommt so zu einer relativ hohen Dichtigkeit schon von Anbe­ ginn der darauffolgenden Flutung des Gerinnes. So kann ad hoc eine Re­ duktion der Durchlässigkeit auf 10^-7 m/sec bewirkt werden, die sich im Lauf der Betriebszeit durch weitere Feinkornanlagerungen noch redu­ ziert.

Die Dichtigkeit des Gerinnes erhöht sich im Laufe der Zeit, wenn das Fließwasser Sedimente mit sich trägt, die ebenfalls in die restlichen wassergängigen Poren des Vlieses eingeschlämmt werden. Dadurch kommt es zu einer ständigen Nachdichtung der Oberfläche.

Als Schutzmaßnahme vor witterungsbedingten oder baulichen Einwirkungen kann vor der Flutung oder vor dem Einstau und als weiteres Angebot an porengängiger Substanz für den Zeitraum nach dem Einstau eine Abdec­ kung mit Material sinnvoll sein. So kann z. B. eine 10 cm starke Schicht aus trockenem oder bergfeuchtem Erdmaterial vorteilhaft sein, welches wenigstens einen Anteil von 10% Porenfüller aufweist.

Wenn das erfindungsgemäße Verfahren im Deponiebau verwendet wird, ist die Befahrbarkeit der Dichtheit z. B. durch eine entsprechende Kiesauf­ lage einfach herstellbar.

Durch die physikalischen Eigenschaften des Vlieses hinsichtlich Ver­ formbarkeit und Reißfestigkeit reduziert oder erübrigt sich bei dem erfindunsgemäßen Bauverfahren eine besondere Behandlung des Untergrun­ des bezügliche Glätte, Festigkeit und Stabilität. Dadurch sind rasche und flexible Einsätze möglich, die sich in kürzerer Bauzeit und gerin­ geren Baukosten niederschlagen.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Schrägansicht eines Gerinneabschnittes und Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.

Der Wasserkanal gemäß Fig. 1 umfaßt ein bereits vorhandengewesenes Fließgerinne 1 mit im wesentlichen trapezförmigem Querschnitt. Auf der linken Seite ist die Uferböschung in der ursprünglich vorgesehenen Höhe eingezeichnet. An der rechten Uferseite wurde ein Rückbau des Ge­ rinnes dadurch vorgesehen, daß die aus Asphalt bestehende Böschung entlang der Schnittkante 2 abgetrennt wurde. Nach dem erfindungsgemä­ ßen Verfahren wird nun ein dichtes Flachbettgerinne 3 mit natürlichem Aussehen gebildet.

Die Wasserlinie bei maximaler Füllung ist mit 4 bezeichnet.

Das Fließgerinne 1 ist beispielsweise durch die Bitumenwände 7, 8, 9 gebildet. Im Flachbettgerinne 3 sind zwei Vliesbahnabschnitte 5 einge­ zeichnet, die an einer Kante 6 jeweils mit den benachbarten Vliesab­ schnitten verklebt oder verschweißt sind.

Durch entsprechende Anordnung von Steinen und Geröll 10 verschiedener Größen kann eine entsprechende Uferbefestigung vorgenommen werden.

Die Fig. 2 stellt den Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 dar. Durch Abschneiden der Wand 9 des Fließgerinnes 1 wurde die Schnittkan­ te 2 ausgebildet. Im Bereich der Flachbettrinne 3 ist das Erdreich 12 abgetragen worden. Das Flachbettgerinne 3 steigt zur Schnittkante 2 wieder etwas an, um durch Schulterbildung die Beständigkeit dieses druckmäßig sensiblen Bereiches zu erhöhen und die notwendige Absenkung des Wasserspiegels beim nachträglichen Ausbau des Flachbettgerinnes so gering wie möglich zu halten.

Auf dem Erdreich 12 liegt das Vlies bahnförmig in Form der Vliesbahnen 5. Durch entsprechende Anker 13 ist das Vlies böschungsseitig fixiert. Entlang der Schnittkante 2 erfolgt die Befestigung an der Wand 9 durch Aufkleben eines überlappenden Bereiches 14, respektive durch Auffläm­ men. Im oberen Bereich entlang der Schnittkante 2 sind die Vliesbahnen gefaltet (Faltung 15), wodurch die Vliesbahnen 5 anfängliche Erdbewe­ gungen, Schrumpfungen etc. ausgleichen können.

Mit der punktierten Linie ist der Porenfüller 16 angedeutet. Das Mate­ rial des Porenfüllers ist teilweise in den Poren des Vlieses 5 einge­ schlämmt und wird zu einem anderen Teil durch aufliegendes Material oder frisch herangeschwemmtes Sediment gebildet. Über dem Vlies mit dem Porenfüller liegt eine Abdeckschicht 17 aus Material verschiedener Körnungen, bevorzugt mit einem Anteil Sediment einer Korngröße, die den Porenfüllern entspricht. Die Abdecksteine 10 dienen der Uferbefe­ stigung, Festigung der Auflage des Vlieses 5 und auch der Verschöne­ rung.

Claims (13)

1. Verfahren zur Oberflächendichtung für Erdbaukörper im Wasserbau, Deponienbau und dergleichen, bei dem auf den abzudichtenden Untergrund, gegebenenfalls nach Vorarbeiten wie Glätten, Aufrauhen etc., ein wasserdurchlässiges Vlies oder Gewebe aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Flutung auf das Vlies ein die Poren des Vlieses verstopfender Porenfüller aufgetragen und gegebenenfalls danach eine Abdeckschicht aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies oder Gewebe mit einer Stärke von wenigstens 5 mm, bevorzugt 5 bis 10 mm aufgetragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies abschnittsweise, insbesondere an seinen Rändern, mit dem Untergrund oder mit weiteren Vliesabschnitten verklebt oder verschweißt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als das Vlies ein Vlies aus Kunststoff und mit einem Schmelzpunkt zwischen 150 und 250°C verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als das Vlies ein Vlies in Form einer Matte aus Naturstoff wie z. B. Kokosfasern verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als das Vlies ein Vlies mit einer wirksamen Öffnungsweite O 90 W von einem Wert zwischen 0,08 mm und 0,12 mm, bevorzugt um 0,1 mm, verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Flutung als Porenfüller ein Mineralgemisch aufgetragen wird, dessen Korngrößenverteilung die Poren des Vlieses verlegt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Porenfüller ein Mineralgemisch mit einer Korngrößenverteilung zwischen 3 und 300 µ verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Porenfüller ein Mineralgemisch mit einer Korngrößenverteilung verwendet wird, die so gewählt ist, daß ein Siebdurchgang von etwa 75% der Korngrößen 40 bis 100 µ und von etwa 25% der Korngrößen von etwa 5 bis 20 µ vorliegt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Porenfüller als wässrige Suspension auf das Vlies aufgetragen wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Porenfüller ein Porenfüller mit beigemengten Zusatzstoffen, wie Stabilisatoren, adhäsionssteigernden Stoffen, Emulgatoren, Farbstoffen etc. verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckschicht eine Abdeckschicht verwendet wird, die wenigstens 10 Gew.-% Porenfüller enthält und im übrigen aus Schotter, Erdmaterial oder Kies besteht.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckschicht Bauelemente wie Betonplatten verwendet werden.