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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Hochwasserschutz.
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Durch
die Klimaänderung
nimmt die Zahl von unwetterartigen Regenereignissen mit anschließenden Überflutungen
von besiedelten Gebieten zu. Zum Schutz gegen Überflutungen werden neben dem
Zurücksetzen
von Deichen zur Schaffung von Retentionsräumen innerörtlich die Uferbauten und Schutzdämme erhöht. Dies
geschieht meist mit Betonmauern. Jedoch werden selbst architektonisch gestaltete
Betonmauern im Laufe der Jahre unansehnlich. Wei ter müssen in
die Mauern Dehn- und Arbeitsfugen eingebaut werden, die während der
Nutzungsdauer unterhalten und wiederholt abgedichtet werden müssen. Reparaturen
der Fugendichtungen sind aufwendig und kostenträchtig. Aufgrund der Gefahr
des Unterlaufens durch Wasser können
Hochwasserschutzmauern nicht einfach wie andere Betonbauwerke auf
standfester Kies gegründet
werden. Vielmehr muss der Untergrund aus einem weitgehend dichten
Boden hergestellt werden. Um unterschiedliche Setzungen des Untergrunds
mit negativen Auswirkungen auf die Bauwerksfugen in der Hochwasserschutzmauer
zu vermeiden, ist die Herstellung von Fundamenten notwendig.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung eine Hochwasserschutzvorrichtung bereitzustellen,
die sich flexibel an Setzungen des Untergrundes anpassen kann, weitgehend
wartungsfrei ist und ohne ein aufwendig gestaltetes Fundament auskommt.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine Hochwasserschutzvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1. Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Hochwasserschutzvorrichtung
umfasst eine erste in einem Korb angeordnete Stützschicht, eine erste Dichtungsschicht und
eine Füllschicht,
wobei die Schichten nebeneinander angeordnet sind und die erste
Dichtungsschicht zwischen der ersten Stützschicht und der Füllschicht
angeordnet ist.
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Der
Aufbau ermöglicht
die Verwendung einer im wesentlichen beliebig gestaltbaren Stützschicht, die
loses, gegebenenfalls schüttfähiges und
auch wasserdurchlässiges
Material umfassen und sich flexibel an den Untergrund anpassen kann
und Veränderungen
desselben, wie z. B. Setzungen zulässt, ohne die Dichtungswirkung
zu verlieren. Für
eine flexible Anpassung an den Untergrund ist auch der Korb vorzugsweise
aus einem flexiblen oder biegsamen Material aufgebaut. Der Korb
kann beispielsweise Drahtmatten aus Stahlstäben umfassen.
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Die
Vorrichtung wird durch die erste Dichtungsschicht, die mindestens
eine der Seiten der Stützschicht überlagert,
abgedichtet. Auch für
die Dichtungsschicht wird vorzugsweise ein flexibles Material verwendet,
das sich an die Oberfläche
der Stützschicht
anpassen kann. Die Füllschicht
drückt die
Dichtungsschicht an die Stützschicht
und deckt die Dichtungsschicht ab, so dass sie sich weitgehend geschützt vor
mechanischen Einwirkungen und auch vor UV-Strahlung im Inneren der Vorrichtung
befindet. Dadurch kann die Vorrichtung dauerhaft ohne Verminderung
ihrer Schutzeigenschaften gegen Hochwasser eingesetzt werden. Auch
die Füllschicht ist
vorzugsweise flexibel und aus einem Material gebildet, das eine
Veränderung
ihrer Form zulässt,
so dass sich die flexible Füllschicht
an eine beliebig beschaffene Oberfläche der Dichtungsschicht sowie zeitlichen
Veränderungen
derselben anpassen kann. Die erfindungsgemäße Hochwasserschutzvorrichtung
ist wasserdicht, flexibel und kommt ohne aufwendige und kostenträchtige Wartungsarbeiten
aus. Ferner lässt
die Hochwasserschutzvorrichtung eine gewisse architektonische Gestaltung
zu.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die erfindungsgemäße Hochwasserschutzvorrichtung
so beschaffen, dass die erste Dichtungsschicht die Füllschicht
oder die erste Stützschicht
auf einer Außenseite
der Vorrichtung zumindest teilweise überlagert. Durch das Verlängern der
sich zwischen der ersten Stützschicht
und der Füllschicht
befindenden ersten Dichtungsschicht bis über eine Seitenfläche der
ersten Stützschicht
oder alternativ der Füllschicht
hinaus kann die Stützschicht
bzw. die Füllschicht
und damit die gesamte Hochwasserschutzvorrichtung gegen den Untergrund
abdichtet werden. Des weiteren ist es ebenfalls denkbar, die Dichtungsschicht
so auszubilden, dass sie mehrere Seitenflächen der Füllschicht oder Stützschicht überlagert.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
umfasst die erste Stützschicht
einen gefüllten
Drahtschotterkorb. Drahtschotterkörbe werden seit längerem als
Stützmauern
im Erd-, Wasser- und Straßenbau
verwendet. Auch als Gestaltungselement im Landschaftsbau werden
sie verstärkt
benutzt. Dabei werden besonders aus verschweißten Stahlstäben hergestellte
Drahtschotter körbe
verwendet, die an den Sichtflächen
mit geschichteten Blocksteinen gefüllt werden. Zwischen den Blockschichtungen
an den Sichtflächen
wird Schotter eingebaut. Drahtschotterkörbe sind flexibel und passen
sich ohne Schäden
an Verformungen des Untergrundes an.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
umfasst die erste Dichtungsschicht eine Materialbahn aus einem wasserdichten
Material, vorzugsweise aus einem durch Vlies oder Gewebe gebundenen
mineralischen oder synthetischen Quellmittel. Dichtungsbahnen aus
einem synthetischen Quellmittel, sogenannte Quellvliese, sind flexibel
und passen sich an die Oberfläche
des Drahtschotterkorbs und insbesondere die Knotenpunkte der Stahlstäbe gut an.
Bei Kontakt mit Wasser quillt ein Teil des synthetischen Dichtmittels
an die Oberfläche
und verschließt
damit die Wasserwege.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
umfasst die Füllschicht
Beton oder mineralische Dichtmassen mit Bentonitzusätzen. Vorzugsweise wird
die Hochwasserschutzvorrichtung so ausgerichtet, dass die Füllschicht
aus Beton zur Wasserseite orientiert ist. Eine Verwendung von Beton
für die
Füllschicht
hat den Vorteil, dass die Füllschicht
nach einer Verunreinigung durch verschmutztes, insbesondere ölhaltiges
Wasser aufgrund der glatten Oberfläche des Betons einfach gereinigt
werden kann. Dies wäre
bei porösen
und rauen Oberflächen
eines Schotterkorbes nicht so einfach möglich.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Hochwasserschutzvorrichtung zusätzlich eine zweite Dichtungsschicht
und eine daneben angeordnete zweite Stützschicht, wobei die zweite
Dichtungsschicht an der der ersten Dichtungsschicht gegenüberliegenden
Seite der Füllschicht
zwischen der Füllschicht
und der zweiten Stützschicht
angeordnet ist. Auch hier werden keine Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit und
die Wasserdurchlässigkeit
der zweiten Stützschicht
gestellt, da die Vorrichtung durch die Dichtungsschichten abgedichtet
wird.
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Die
Hochwasserschutzvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
umfasst somit fünf
Schichten, d. h. zwei außen
liegende Stützschichten,
die durch jeweils eine Dichtungsschicht abgedichtet werden, wobei
sich zwischen diesen eine zentrale Füllschicht befindet, die die
Dichtungsschichten an die jeweilige Stützschicht andrückt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Hochwasserschutzvorrichtung sind die erste Dichtungsschicht
und die zweite Dichtungsschicht miteinander verbunden oder bilden
eine einzige Dichtungsschicht, die die Füllschicht zumindest teilweise
umgibt. Bevorzugt sind beide Dichtungsschichten an der Bodenseite
der Hochwasserschutzvorrichtung verbunden, um die Füllschicht
bzw. die Hochwasserschutzvorrichtung bodenseitig abzudichten. Die
Verbindung kann durch Überlappung
oder Verbinden zweier Dichtungsschichten oder bevorzugt durch Bereitstellen
einer einzelnen durchgehenden Dichtungsschicht realisiert werden.
Die miteinander verbundenen Dichtungsschichten oder die einzelne Dichtungsschicht
können
beispielsweise als ein Sack ausgeführt sein, in dem die Füllschicht
aufgenommen ist und der die Füllschicht
auf allen Seiten mit Ausnahme der Oberseite umgibt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform überlagert
die erste Dichtungsschicht zumindest eine an der Außenseite
der Vorrichtung liegende Fläche der
ersten Stützschicht
zumindest teilweise und die zweite Dichtungsschicht überlagert
zumindest eine an der Außenseite
der Vorrichtung liegende Fläche der
zweiten Stützschicht
zumindest teilweise. Die auf die Außenseite der Vorrichtung verlängerten
Dichtungsschichten können
dazu genutzt werden, die Stützschichten
bzw. die Hochwasserschutzvorrichtung bodenseitig abzudichten, indem
sie jeweils abgewinkelt werden, so dass sie zwischen dem Untergrund
und der jeweiligen Stützschicht
verlaufen. Werden die Dichtungsschichten so vorgesehen, dass sie zwei
an der Außenseite
der Vorrichtung liegende Flächen
der Stützschicht überlappen,
können
sie neben einer Abdichtung gegenüber
dem Untergrund auch zur Abdichtung zwischen zwei nebeneinander angeordneten
Hochwasserschutzvorrichtungen verwendet werden.
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Die
Dichtungsschichten umfassen in einer bevorzugten Ausführungsform
ein wasserdichtes Material. Insbesondere umfassen die erste und
die zweite Dichtungsschicht jeweils eine Materialbahn aus einem
wasserdichten Material, vorzugsweise aus Quellmittel, Ton oder Kunststoff.
Gemäß einer Ausführungsform
umfasst die Füllschicht
ein flexibles Material, wie beispielsweise ein schüttfähiges Material
und vorzugsweise Sand oder Beton. Die zwischen den beiden Stützschichten
ausgelegte Dichtungsschicht wird mit dem Material der Füllschicht
gefüllt und
durch das Gewicht der Füllschicht
gleichmäßig an die
Stützschichten
angedrückt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weisen die erste und die zweite Stützschicht jeweils ein Füllmaterial
auf, wie z. B. Schotter oder Steine. Die gesamte Vorrichtung ist
in einem einzelnen Drahtschotterkorb angeordnet, dessen Seitenflächen durch
Drahtmatten gebildet werden. Durch zwei zusätzliche vorzugsweise parallel
zu äußeren Drahtmatten
des Drahtschotterkorbes angeordnete, innere Drahtmatten werden die
erste und zweite außen
liegende Stützschicht
umgrenzt und wird zwischen diesen ein Raum für zwei Dichtungsschichten und
eine dazwischen angeordnete Füllschicht
gebildet. Vorzugsweise wird zwischen den inneren Drahtmatten des
Drahtschotterkorbs eine einzige Dichtungsbahn U-förmig ausgelegt
und mit einem Füllmaterial,
wie beispielsweise Sand gefüllt.
Die Dichtungsbahn wird durch den Sand seitlich an die jeweilige
innere Drahtmatte gedrückt
und daran fixiert. Zwischen den inneren Drahtmatten und den außen liegenden
Drahtmatten können
die Stützschichten
durch Beladen mit Blocksteinen und Schotter gebildet werden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
weisen die erste und die zweite Stützschicht jeweils einen Drahtschotterkorb
auf, in dem Füllmaterial
für Drahtschotterkörbe, vorzugsweise
Schotter angeordnet ist. Die beiden Drahtschotterkörbe können mit Verbindungselementen,
wie beispielsweise an den Drahtmatten der Körbe fixierten Stäben oder
Klammern an der Unterseite, an der Oberseite oder auf beiden Seiten
miteinander verbunden sein. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise
so, dass zwischen den Drahtschotterkörben ein Spalt gebildet ist,
in den eine U-förmige
Dichtungsbahn eingelegt werden kann, die durch eine Befüllung mit
einem flexiblen Material, wie beispielsweise mit Sand, an die inneren
Wände der Drahtschotterkörbe gleichmäßig angedrückt wird.
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Bei
einer Verwendung von Drahtschotterkörben können die Körbe vorab werkseitig mit einem Füllmaterial,
so z. B. mit Schotter oder Steinen, verfüllt zum Aufstellungsort geliefert
und dort abgedichtet werden. Es können aber auch leere Drahtschotterkörbe oder
die Drahtmatten geliefert werden und erst vor Ort mit einem ggf.
lokal vorkommenden Füllmaterial
verfüllt
und schließlich
abgedichtet werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
umfasst die Hochwasserschutzvorrichtung zusätzlich eine dritte Dichtungsschicht,
die so an einer Seite der Vorrichtung angeordnet ist, dass sie senkrecht
oder gegebenenfalls unter einem Winkel zu den anderen Schichten
verläuft.
Diese dritte Dichtungsschicht kann bevorzugt an der Bodenseite der
Vorrichtung vorgesehen oder angebracht werden und dichtet die Vorrichtung
gegenüber
dem Untergrund ab. Die dritte Dichtungsschicht ist bei einer quaderförmigen Hochwasserschutzvorrichtung,
bei der die einzelnen Schichten parallel zu den Außenflächen der
Vorrichtung orientiert sind, vorzugsweise senkrecht zu den Schichten
ausgerichtet. Die dritte Dichtungsschicht oder eine unabhängige weitere
Dichtungsschicht kann auch zwischen zwei nebeneinander angeordneten
Hochwasserschutzvorrichtungen zur Abdichtung der dazwischen gebildeten
Fuge verwendet werden.
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Die
dritte Dichtungsschicht kann auch in Kombination mit der ersten
oder zweiten Dichtungsschicht verwendet werden, die die Füllschicht
oder die Stützschicht
an einer Außenseite
der Hochwasservorrichtung überdecken.
Dabei kann die dritte Dichtungsschicht zwischen der ersten und zwischen der
zweiten die Außenseite
der Vorrichtung zumindest teilweise überdeckenden Dichtungsschicht
und dem Untergrund angeordnet werden.
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In
einer bevorzugten Hochwasserschutzvorrichtung umfasst die dritte
Dichtungsschicht Ton, Mörtel,
Beton, Bentonit oder eine Materialbahn aus einem wasserdichten Material,
vorzugs weise aus Quellmittel. Vor dem Aufstellen der Hochwasserschutzvorrichtung
kann ein Mörtelbett
angelegt werden, auf dem die Hochwasserschutzvorrichtung angeordnet
wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist die Hochwasserschutzvorrichtung im Wesentlichen die Form eines
Quaders oder Würfels
auf, wobei die Schichten parallel zu einer Seite des Quaders ausgerichtet
sind. Es sind jedoch auch andere Formen für die Hochwasserschutzvorrichtung
denkbar, wie beispielsweise eine Pyramidenform oder Zylinderform sowie
gerade und schiefe Prismen.
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Erfindungsgemäß wird des
weiteren eine Hochwasserschutzwand bereitgestellt, die zumindest zwei
hintereinander angeordnete Hochwasserschutzvorrichtungen umfasst.
Zwei quaderförmige Hochwasserschutzvorrichtungen
können
so angeordnet werden, dass ihre senkrecht zu den Schichten verlaufenden
Stirnflächen
gegenüberliegend
angeordnet sind und gegebenenfalls aneinander liegen und die entsprechenden
Schichten der einzelnen Vorrichtungen aneinander anschließen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Hochwasserschutzwand überlagert
die erste Dichtungsschicht jeder Hochwasserschutzvorrichtung zumindest
teilweise die Außenseite
bzw. Stirnfläche
der Vorrichtung, die der daneben angeordneten Vorrichtung gegenüberliegt,
so dass sich die betreffenden Abschnitte der Dichtungsschichten
zwischen den Vorrichtungen gegenüberliegen
oder berühren.
Die Dichtungsschichten können
dabei die Fuge zwischen zueinander benachbarten Vorrichtungen abdichten. Weisen
die Hochwasserschutzvorrichtungen jeweils zwei Dichtungsschichten
auf, können
beide in der oben bezüglich
der ersten Dichtungsschicht angegebenen Weise zur Abdichtung der
Fuge verwendet werden.
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Alternativ
oder ergänzend
zur ersten und zweiten Dichtungsschicht kann die Hochwasserschutzwand
gemäß einer
weiteren Ausführung
eine zwischen zwei gegenüberliegenden
Außenflächen von
zwei hintereinander angeordneten Vorrichtungen angeordnete Dichtungs schicht
aufweisen, die eine, mehrere oder alle Schichten der Vorrichtungen
seitlich überlagert
und eine Materialbahn aus einem wasserdichten Material, bevorzugt
aus Ton oder Quellmittel aufweist. Die zusätzliche Dichtungsschicht dichtet
in der selben Weise, wie die oben beschriebenen auf den Außenseiten
der Vorrichtungen angeordneten Dichtungsschichten die Fuge zwischen
zwei hintereinander angeordneten Hochwasserschutzvorrichtungen ab.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Hochwasserschutzwand sind die erste Stützschicht und die erste Dichtungsschicht
gegeneinander versetzt, so dass die erste Dichtungsschicht die ersten
Stützschichten
von zwei hintereinander angeordneten Vorrichtungen überlappt.
Hierdurch wird die Fuge zwischen zwei Stützschichten von zwei hintereinander
angeordneten Vorrichtungen wirkungsvoll abgedichtet. Die Dichtungsschicht
kann auch mehr als zwei Hochwasserschutzvorrichtungen der Hochwasserschutzwand überlappen.
Je nach Beschaffenheit der Hochwasserschutzvorrichtung kann eine
eventuell vorhandene zweite Dichtungsschicht ebenfalls die Fuge
zwischen den zweiten Stützschichten
der zwei hintereinander angeordneten Hochwasserschutzvorrichtungen überlappen
und abdichten. Auch die Füllschicht
kann gegenüber
der Dichtungsschicht oder gegenüber
der Stützschicht
oder gegenüber
beiden versetzt sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Hochwasserschutzwand ist zumindest ein Ende der Füllschichten
und die entsprechende Dichtungsschicht von zwei hintereinander angeordneten
Vorrichtungen gegenüber
den gegenüberliegenden
Außenflächen der
Stützschichten
zurückversetzt.
In der so entstandenen Aussparung zwischen den zwei Vorrichtungen
kann eine Dichtung angeordnet werden. Die Dichtung kann auch zusätzlich zu
den oben beschriebenen, Teile der Außenseite der Vorrichtung überlagernden
Dichtungsschichten vorgesehen werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Hochwasserschutzwand umfasst die Dichtung einen Schlauch aus
einer Materialbahn aus einem wasserdichten Material, vorzugsweise
aus Quellmittel, der mit einem flexiblen Material, vorzugsweise
mit Sand, gefüllt
ist. Das Abdichten der Fuge zwischen den Stützschichten von hintereinander
angeordneten Vorrichtungen kann hier erfolgen, indem zuerst ein leerer,
auf einer Seite verschlossener Schlauch in die Aussparung zwischen
den Vorrichtungen eingesetzt wird, und dann durch ein flexibles
Füllmaterial
an die Oberflächen
der umliegenden Schichten gleichmäßig angedrückt wird.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist unter jeder der Hochwasserschutzvorrichtungen eine Dichtungsschicht,
die eine oder mehrere Materialbahnen aus einem wasserdichten Material,
bevorzugt aus Ton oder Quellmittel aufweist, angeordnet.
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Erfindungsgemäß wird des
weiteren ein Verfahren zur Einrichtung eines Hochwasserschutzes bereitgestellt,
das ein Anordnen einer ersten Stützschicht
auf einem Untergrund, ein Anordnen einer ersten Dichtungsschicht
auf einer Seite der ersten Stützschicht
und ein Herstellen einer Füllschicht
neben der Dichtungsschicht umfasst, so dass die erste Dichtungsschicht
zwischen der ersten Stützschicht und
der Füllschicht
angeordnet ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine sich
flexibel an Setzungen des Grundes anpassende, dichte Hochwasserschutzvorrichtung
errichtet werden. Die Stützschicht
kann in einem Korb, insbesondere Drahtschotterkorb angeordnet sein,
wie zuvor in Einzelheiten beschrieben wurde.
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Das
Verfahren umfasst gemäß einer
Ausführungsform
das Anordnen einer zweiten Stützschicht und
einer daneben angeordneten zweiten Dichtungsschicht gegenüberliegend
zur ersten Stützschicht und
ersten Dichtungsschicht, wobei die Füllschicht zwischen der zweiten
Dichtungsschicht und der ersten Dichtungsschicht hergestellt wird.
Die erste und die zweite Stützschicht
können
in einem gemeinsamen oder in getrennten Drahtschotterkörben angeordnet
sein, wie zuvor in Einzelheiten beschrieben wurde.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
umfasst das Verfahren das Anordnen der zweiten Dichtungsschicht
und der ersten Dichtungsschicht durch Anordnen einer einzigen U-förmigen Dichtungsbahn zwischen
der ersten und zweiten Stützschicht,
wobei die Füllschicht
in der U-förmigen Dichtungsbahn
hergestellt wird.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Verfahren das Auslegen einer dritten Dichtungsschicht
auf dem Untergrund und ein Herstellen der Hochwasserschutzvorrichtung
auf der dritten Dichtungsschicht. Die Dichtungsschicht kann eine
oder mehrere Materialbahnen aus einem wasserdichten Material, bevorzugt
aus Ton oder Quellmittel aufweisen.
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Ferner
wird ein Verfahren zum Herstellen einer Hochwasserschutzwand bereitgestellt,
das das nebeneinander Herstellen mehrerer zuvor beschriebener Hochwasserschutzvorrichtungen
umfasst, die gemäß den zuvor
beschriebenen Verfahrensschritten hergestellt werden können.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform umfasst
dieses Verfahren das Anordnen einer Dichtung oder Dichtungsschicht
zwischen zwei Hochwasserschutzvorrichtungen. Bezüglich der verschiedenen Möglichkeiten
zur Abdichtung zwischen Hochwasserschutzvorrichtungen wird auf die
oben angegebenen Einzelheiten Bezug genommen.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
umfasst das Verfahren das Anordnen einer einzigen ersten und gegebenenfalls
einer einzigen zweiten Dichtungsschicht, die die Seiten mehrerer
Stützschichten mehrerer
nebeneinander angeordneter Hochwasserschutzvorrichtungen überlagert.
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Gemäß noch einer
anderen Ausführungsform
umfasst das Verfahren das Herstellen einer Füllschicht, die mehrere Hochwasserschutzvorrichtungen
miteinander verbindet oder überlappt.
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Weitere
Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung beispielhafter bevorzugter Ausführungsform
anhand der Zeichnungen, in welchen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Hochwasserschutzvorrichtung in Quaderform
mit dazugehörigen
Stützschichten
und einem Dichtungskern sowie den Anschluss an eine zweite Hochwasserschutzvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform zeigt;
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2 einen
Querschnitt durch eine Hochwasserschutzvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt, die in einem Mörtelbett eingebettet ist und
deren erste und zweite Dichtungsschicht zu einer Schicht verbunden
sind;
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3 einen
Längsschnitt
durch die in 2 gezeigte Vorrichtung zeigt;
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4 einen
Querschnitt durch eine Hochwasserschutzvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt, die auf einem festen Untergrund aufgestellt
ist sowie den Verlauf einer dritten Dichtungsschicht am Boden der
Vorrichtung;
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5 einen
Längsschnitt
der Vorrichtung aus 4 zeigt;
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6 den
Querschnitt einer Hochwasserschutzvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt, deren Dichtungsschichten zum bodenseitigen
Abdichten der Stützschichten
verwendet werden;
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7 einen
Längsschnitt
der Vorrichtung aus 6 zeigt;
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8 eine
perspektivische Ansicht einer Hochwasserschutzvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt, die aus zwei Drahtschotterkörben aufgebaut ist, die mit
Verbindungselementen gehalten werden;
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9 einen
Querschnitt durch die Vorrichtung aus 8 zeigt;
und
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10 eine
perspektivische Ansicht einer Hochwasserschutzwand, umfassend zwei
dreischichtige Hochwasserschutzvorrichtungen, die einen Drahtschotterkorb
als Stützschicht
und eine Betonwand als Füllschicht
aufweisen, gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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Die
nachfolgend beschriebenen und in den 1 bis 10 beispielhaft
dargestellten Ausführungsformen
mehrschichtiger Hochwasserschutzvorrichtungen umfassen eine Kombination
aus mindestens einer in einem aus Drahtmatten aufgebauten Drahtschotterkorb
angeordneten Stützschicht 1 und einem
Dichtungskern 5, der aus mindestens einer Dichtungsschicht 25 und
einer Füllschicht 26 gebildet wird.
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Bei
Hochwasserschutzvorrichtungen mit zwei Stützschichten 1 können diese
in einem gemeinsamen Drahtschotterkorb oder auch in getrennten Drahtschotterkörben angeordnet
sein.
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Die
Abdichtung der Hochwasserschutzvorrichtung erfolgt anhand eines
wasserundurchlässigen
Dichtungskerns 5, während
die Stützschicht 1 sowie
die Füllschicht 26 aus
einem wasserdurchlässigen
Material hergestellt sein können,
wobei dies jedoch nicht beschränkend
ist. Der Dichtungskern 5 ist im Fall von zwei in einem
Drahtschotterkorb angeordneten Stützschichten zwischen zwei zusätzlich eingebauten
Drahtmatten 11 oder im Fall von zwei getrennten Drahtschotterkörben unmittelbar
zwischen diesen angeordnet. Der Dichtungskern 5 umfasst vorzugsweise
eine allseitig mit einer Dichtungsschicht 25 umhüllte Sandschicht 26.
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Eine
aus derartigen Hochwasserschutzvorrichtungen bestehende Schutzwand
kann auf einem ebenen Untergrund aufgestellt werden, auf dem eine etwa
10 bis 15 mm dicke Schicht 12 aus Mörtel oder ein Streifen einer
erosionsstabilen mineralischen oder synthetischen Dichtungsschicht
mit gleicher Dicke aufgebaut ist, in welche die Drahtschotterkörbe eingebettet
werden. Als Material für
die Dichtungsschicht 25 können Kunststoffdichtungsbahnen,
Tondichtungsbahnen, sogenannte Bentonitmatten oder Quellmitteldichtungsbahnen,
sogenannte Quellvliese, die mit einem abdichtenden, polymeren Quellmittel
ausgerüstete
Vliesstoffe umfassen, verwendet werden. Der Vliesstoff kann aus
Polypropylen- oder Polyesterfasern hergestellt sein. Das Quellmittel kann
beispielsweise als eine Emulsion mit Superabsorbern, die auf Acrylaten
basieren, auf den Vliesstoff aufgebracht werden. Die bevorzugte
Quellmitteldichtungsbahn ist flexibel und passt sich an die Unebenheiten
der Oberfläche,
die z. B. auch durch Stahlstäbe
der Drahtsschotterkörbe
verursacht werden, besser an. Ein Teil der synthetischen Dichtmittel
quillt bei Wasserkontakt an die Oberfläche und verschließt damit
Wasserwege. Die flexible Sandschicht 26 gewährleistet
auch nach Verformung und Setzungen des Untergrunds 2 dauerhaft
ein gleichmäßiges Andrücken der
Abdichtungsbahn der Dichtungsschicht 25 an den Untergrund 2 oder
eine gegebenenfalls vorhandene Mörtelschicht 12.
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Geschweißte Drahtschotterkörbe werden üblicherweise
mit Drahtdicken zwischen 3,5 und 6 mm hergestellt. Bei werkseitig
gefüllten
Drahtschotterkörben
beträgt
die Drahtdicke wegen des hohen Gewichtes etwa 6 mm. Damit beträgt der Abstand
zwischen der Aufstandsfläche
des Drahtschotterkorbs und der Oberseite der kreuzenden Stahlstäbe an einem
Knotenpunkt 12 mm. Bei der Abdichtung gegen Wasser muss diese Fuge,
sowie die Fuge zwischen zwei hintereinander angeordneten Drahtschotterkörben in
einer Hochwasserschutzwand sorgfältig
ausgeführt
werden. So kann z. B. bei einer Verlegung ohne Mörtelbett diese Fuge mit einer oder
mehreren Lagen von Dichtungsschichten, insbesondere Dichtungsstreifen 27, 28 abgedichtet
werden.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer fünfschichtigen Hochwasserschutzvorrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
mit einem einzigen Drahtschotterkorb. Eine erste und eine zweite
Stützschicht 1, 1' befinden sich
an der durch Drahtmatten aus Stahlstäben begrenzten Außenseite
der Vorrichtung und grenzen an einen parallel zu den Stützschichten 1, 1' orientieren
Dichtungskern 5 in der Mitte der quaderförmigen Vorrichtung.
Der Dichtungskern 5 wird durch zwei innere Drahtmatten 11 von
der ersten beziehungsweise der zweiten Stützschicht 1, 1' getrennt.
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Die
Stützschicht 1, 1' des Drahtschotterkorbes
weist eine Blockschichtung 3 an den Sichtflächen auf
und umfasst im Innenbereich eine Schotterfüllung 4. Der Korb
liegt mit einer Bodenmatte 8 auf dem Untergrund 2 auf,
der einen eingelassenen Dichtungskern 2' aufweisen kann. Der Drahtschotterkorb
kann bevorzugt dermaßen
angeordnet werden, dass der Dich tungskern 5 der Hochwasserschutzvorrichtung über dem
Dichtungskern 2' des
Untergrunds 2 liegt. Auf der Oberseite werden die Hochwasserschutzvorrichtungen
jeweils durch eine obere Drahtmatte 10 abgedeckt.
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1 zeigt
auch ein Beispiel eines Anschlusses der Hochwasserschutzvorrichtung
an eine zweite Hochwasserschutzvorrichtung zur Bildung einer Hochwasserschutzwand.
Dazu werden zwei baugleiche Hochwasserschutzvorrichtungen hintereinander
angeordnet, so dass sich ihre Stirnflächen 6 gegenüberliegen
und aneinander angrenzen oder berühren. Wie in 1 zu
erkennen ist, sind die Dichtungskerne 5 der Vorrichtungen
jeweils gegenüber
den Stirnflächen 6 der
beiden Vorrichtungen zurückversetzt
und bilden so eine Aussparung 7, in die eine Dichtung zur
Abdichtung der Fuge zwischen den Hochwasserschutzvorrichtungen eingefügt werden kann.
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Der
zurückversetzte
Dichtungskern 5 ist jedoch optional und es können auch
Hochwasserschutzvorrichtungen ohne zurückversetzte Dichtungskerne
verwendet werden.
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Bei
Verwendung einer in einem einzigen Drahtschotterkorb angeordneten
Hochwasserschutzvorrichtung muss insbesondere die Abdichtung der
Knotenpunkte der kreuzenden Stahlstäbe des Drahtschotterkorbes
gelöst
werden. Die Abdichtung der Hochwasserschutzvorrichtung gegenüber dem
Untergrund kann durch das Einbetten in eine Mörtelschicht oder in eine mineralische
oder synthetische Dichtungsschicht erreicht werden. Da Mörtelschichten
mit Zement starr sind, werden mögliche Risse
vor einer Verwendung als Dichtungsschicht verschlämmt. Mineralische
Dichtungsschichten umfassen Schichten aus Lehm, aus Ton, Sandgemische mit
Bentonitbeimischung oder Mörtelschichten
mit einem Zement-Bentonitgemisch als Bindemittel. Synthetische Dichtungsschichten
weisen Gele oder Schäume
aus Acrylat oder Polyurethan (PUR), oder jedes andere bei einem
erstmaligen Kontakt mit Wasser aufschäumende synthetische Material
auf. Die Abdichtung der Hochwasserschutzvorrichtung gegenüber dem
Untergrund kann ebenfalls durch mineralisch-synthetische Dichtungsschichten
erfolgen, die bevor zugt einen Mörtel
aus Sand mit einem Kunstharz, so z. B. Polyester, als Bindemittel
umfassen. Schließlich
kann das oben beschriebene Gemisch aus Bentonitsuspension und Superabsorber als
Abdichtung verwendet werden.
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2 zeigt
den Querschnitt und 3 den Längsschnitt durch einen in eine
Mörtelschicht
oder in eine mineralische, eine synthetische oder eine mineralisch-synthetische
Dichtungsschicht eingelassenen Drahtschotterkorb. Die Längs- 22 und
Querstäbe 23 der
Bodenmatte 8 sind in die Bodenschicht, wie z. B. die Mörtelschicht 12,
eingebettet. Der aus einer Füllschicht 26 und
einer diese umhüllenden
Dichtungsschicht 25, 25' gebildete Dichtungskern 5 liegt direkt
auf dem durch die Mörtelschicht
gebildeten Untergrund auf und dichtet damit den Drahtschotterkorb gegen
den Untergrund 2 ab.
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Die
Abdichtung der Hochwasserschutzvorrichtung kann auch auf andere
Weise erfolgen. 4 zeigt den Querschnitt und 5 den
Längsschnitt durch
einen Drahtschotterkorb, der auf einem festen Untergrund 2 aufgestellt
ist. Zwischen den beiderseits des Dichtungskerns 5 an der
Außenseite
des Drahtschotterkorbes verlaufenden Längsstäben 22 der Drahtmatte,
an der auch die beiden senkrecht zur Bodenmatte orientierten inneren
Trennmatten 24 befestigt sind, wird eine dritte Dichtungsschicht
in Form eines Dichtungsstreifens 27 eingelegt, die aus
einer Lage Tondichtungsbahn oder aus Weichgummi- oder Schaumgummimatten,
bevorzugt jedoch aus einer doppelten Lage einer Quellmitteldichtungsbahn
besteht. Bei der Verwendung einer Quellmitteldichtungsbahn füllt eine
weitere Lage 28 den Zwischenraum zwischen den die Längsstäbe 22 kreuzenden Querstäben 23 aus,
wie insbesondere in 5 zu erkennen ist. Die dritte
Lage 28 ist parallel zum Dichtungsstreifen 27 orientiert.
Damit sind die Verformungswege für
die die Füllschicht 26 umhüllende Dichtungsschicht 25, 25' so weit verkürzt, dass
ein dichter Anschluss an den Untergrund gewährleistet werden kann.
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Die
stirnseitige Abdichtung von zwei Drahtschotterkörben in einer Hochwasserschutzwand kann
in gleicher Weise erfolgen wie die beschriebene Bodendichtung. Dazu
können
die in der Hochwasserschutzvorrichtung angeordneten Dichtungsschichten verlängert und
so angeordnet sein, dass sie die Stützschichten 1, 1' auf der Außenseite
der Vorrichtung an der Stirnfläche überdecken.
Die nicht von den Längs- 22 und
Querstäben 23 des
Drahtschotterkorbes abgedeckten Flächen der Quellmitteldichtungsbahn
der Dichtungsschichten 25, 25' dichten dann im direkten Kontakt
mit den entsprechenden gegenüberliegenden
Dichtungsschichten des daneben angeordneten Drahtschotterkorbes
die Fuge zwischen zwei Drahtschotterkörben ab, wobei sich die Dichtungsschichten
an den nicht durch die Stäbe der
Drahtschotterkörbe
abgedeckten Flächen
berühren.
Es können
jedoch eine oder mehrere übereinander
angeordnete Dichtungsbahnen zusätzlich
oder alternativ zwischen den Drahtschotterkörben und gegebenenfalls auch
innerhalb der Drahtschotterkörbe, d.
h. zwischen einer Drahtmatte und einer Schicht, angeordnet werden.
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Die
Abdichtung zwischen den Dichtungsbahnen benachbarter Hochwasserschutzvorrichtungen in
einer Hochwasserschutzwand kann bei Kunststoffdichtungsbahnen zusätzlich durch
Verkleben oder Verschweißen
erfolgen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Abdichtung der Stirnflächen 6 (vgl.
auch 1) wird die stirnseitige Drahtmatte des Drahtschotterkorbes im
Bereich des Dichtungskerns 5 vierfach abgekröpft, so
dass der Dichtungskern 5 jeder Vorrichtung beidseitig bevorzugt
um jeweils eine Maschenweite der Drahtmatten des Drahtschotterkorbes
verkürzt ist.
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Ein
im Umfang angepasster Schlauch aus Quellmitteldichtungsbahn kann
in die beidseitigen Aussparungen 7 zwischen den gekröpften stirnseitigen
Drahtmatten eingeführt
und mit vorzugsweise Sand verfüllt
und verdichtet werden.
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Anstelle
von einer die gesamte Stirnfläche überdeckenden
gegebenenfalls vierfach gekröpften Drahtmatte
können
zwei schmale Drahtmatten als stirnseitiger Abschluss an den Stirnflächen 6 eingebaut
werden, die den Dichtungskern seitlich nicht abdecken und lediglich
die Außen seite
der Stützschicht zwischen
der inneren Drahtmatte und der äußeren Drahtmatte überlagern.
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Da
der Raum zwischen den Stützschichten 1, 1' einer Hochwasserschutzvorrichtung
seitlich nicht abgedeckt ist, kann dann ein zwei oder mehrere Drahtschotterkörbe überlappender
Dichtungskern 5 vorgesehen werden, durch den die Fuge an
den Stoßstellen
der Drahtschotterkörbe
abgedichtet wird. Die bodenseitige Abdichtung erfolgt vorzugsweise so,
wie oben beschrieben.
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Statt
der schmalen Drahtmatten an den Stirnflächen 6 können die
beiden inneren Trennmatten 24 bevorzugt um die Breite der
Stützschichten bzw.
der Breite entsprechender Drahtmatten der Stirnfläche 6 verlängert und
an beiden Enden um 90 Grad abgewinkelt werden. Damit übernehmen
die beiden inneren Trennmatten 24 auch den stirnseitigen
Abschluss des Drahtschotterkorbes. Auch hier kann zur Abdichtung
der Fuge zwischen den Drahtschotterkörben ein durchgängiger Dichtungskern vorgesehen
werden, der beide Drahtschotterkörbe oder
sogar noch weitere Drahtschotterkörbe einer Hochwasserschutzwand
durchquert.
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Wegen
der geringeren Anzahl an Verbindungs- bzw. Dichtungselementen zwischen
Drahtschotterkörben
ist die Ausführung
besonders für
eine örtliche
Befüllung
geeignet.
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Die 6 und 7 zeigen
jeweils den Querschnitt und den Längsschnitt durch eine weitere bevorzugte
Ausführungsform
der Hochwasserschutzvorrichtung mit einem Drahtschotterkorb, die die
Aufstellung auf einem festen Untergrund ohne Dichtungsschicht, wie
z. B. eine Mörtelschicht
erlaubt. Die Dichtungsschichten 25, 25' umfassen bevorzugt
Quellmitteldichtungsbahnen. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch
eine breitere Abdichtung der Bodenfläche aus. Die beiden inneren
Trennmatten 24 sind auf der Bodenseite des Drahtschotterkorbs
in Richtung der Stützschichten 1, 1' um 90 Grad
gebogen. Auch hier liegen die Längsstäbe 22 an
der Außenseite
der Bodenmatte 8 des Drahtschotterkorbs. Die erste und
zweite Dichtungs schicht 25, 25' werden in analoger Weise abgewinkelt
und reichen ebenfalls unter die benachbarten Stützschichten 1, 1'. Des Weiteren
wird in dieser Ausführungsform
eine dritte Dichtungsschicht 25'' verwendet,
die Dichtungsstreifen 31, 32 umfasst, die ebenfalls
die Unterseite der Vorrichtung abdichten. Die zu den Sichtflächen 9 gerichtete
Abkröpfung
der inneren Trennmatten 24 drückt die beidseitig der Füllschicht 26 eingebauten
Dichtungsschichten 25, 25' auf die in der Bodenmatte 8 eingebauten
Dichtungsstreifen 31, 32 der dritten Dichtungsschicht 25''.
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Die
Verwendung von zwei unabhängigen Drahtschotterkörben für die erste
und zweite Stützschicht 1, 1' der Hochwasserschutzvorrichtung
wird in 8 in einer perspektivischen
Ansicht und in 9 in einer Schnittansicht dargestellt.
Zwei schmälere
Drahtschotterkörbe 13 werden
mit einem Abstand nebeneinander gestellt, der zum Einbau des Dichtungskerns 5 erforderlich
ist. Die beiden schmäleren
Drahtschotterkörbe 13 werden
unten und oben durch Verbindungselemente 41, bevorzugt
aus Flacheisen, so gehalten, dass sie wie ein größerer Drahtschotterkorb wirken.
Bei dieser Ausführungsform
ist das Problem der Sickerwege durch den Entfall der kreuzförmigen Knoten
der Längs- 22 und Querstäbe 23 unter
der Dichtungsschicht unbedeutend. Stattdessen liegen die eine Schicht
formenden Dichtungsschichten 25, 25' direkt auf dem Untergrund 2 auf.
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Wie
in 9 gezeigt ist, kann zusätzlich zur Abdichtung durch
die Dichtungsschichten 25, 25' eine dritte Dichtungsschicht 25'' bestehend aus einer Dichtungsbahn 42 unter
der Vorrichtung angeordnet und zur Abdichtung der Vorrichtung gegenüber dem Untergrund 2 verwendet
werden. Als obere Abdeckung wird nach dem Einbau des Dichtungskerns 5 eine
einzige Drahtmatte 10 aufgelegt und mittels Steckstäben oder
Spiralen an den Drahtmatten der beidseitigen Sichtflächen 9 befestigt.
Diese Drahtmatte 10 überdeckt
beide schmäleren
Drahtschotterkörbe 13 und
den mittigen Dichtungskern 5.
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Eine
durch mehrere Drahtschotterkörbe
in einer Hochwasserschutzwand verlaufende Dichtungsschicht 25, 25' löst auch
hier das Problem der Abdichtung der Fuge zwischen zwei hintereinander angeordneten
Drahtschotterkörben
der Schutzwand, da die Abdichtung zwischen den hintereinander angeordneten
Hochwasserschutzvorrichtungen durch Überlappung einer Dichtungsschicht 25, 25' mit den Stützschichten 1, 1' von zwei Hochwasserschutzvorrichtungen
erfolgt. Des Weiteren können
Kunststoffdichtungsbahnen verwendet werden, die entsprechend verschweißt werden.
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Ein
Beispiel einer einfach zu säubernden Hochwasserwand
wird anhand einer dreischichtigen Ausführungsform dargestellt, die
in 10 gezeigt ist. Hier wird der Drahtschotterkorb
der Stützschicht 1 der
Hochwasserschutzvorrichtung nur luftseitig mit einer Blockschichtung 3 hergestellt.
Der restliche Korb ist mit einer Schotterfüllung 4 aufgefüllt. Die Stützschicht 1 gewährleistet
die Standsicherheit der Vorrichtung. Als Dichtungsschicht wird wasserseitig eine
Kunststoff-, Ton- oder Quellmitteldichtungsbahn dermaßen angebracht,
dass sie die Füllschicht 26 L-förmig umhüllt. Auf
dem unteren Schenkel des L wird die Füllschicht 26, die
bevorzugt in Form einer Betonplatte 51 oder eines schmalen
Drahtschotterkorbes gewählt
wird, der schmaler ist als ein solcher der als Sichtschutz oder
zur Verkleidung von Betonwänden
verwendet wird, angeordnet und mit Verbindungselementen 52 an
der ersten Stützschicht 1 befestigt.
Die Abdichtung zwischen den Stirnflächen 6 mehrerer Vorrichtungen
in einer Hochwasserschutzwand erfolgt analog durch ein Versetzen
der Füllschichten 26 von
zwei hintereinander liegenden Vorrichtungen, so dass eine Füllschicht 26 die
Fuge zwischen zwei Stirnflächen 6 der
Stützwände 1 hintereinander
liegender Vorrichtungen überlappt.
Die Betonflächen
der Füllschicht 26 können von
Verschmutzungen nach einem Hochwasser einfach mit einem Hochdruckreiniger
oder einer anderen geeigneten Methode gesäubert werden.
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Die
Merkmale der Erfindung und insbesondere die unterschiedlichen Ausführungen
der Dichtungsschichten, insbesondere der die Außenflächen bzw. Stützschichten überlagernden
Dichtungsschichten und zusätzlichen
Dichtungsschichten zur Abdichtung der Fuge zwischen zwei Hochwasserschutzvorrichtungen
und zwischen der Hochwasserschutzvorrichtung und dem Untergrund
können
in jeder beliebigen Kombination verwendet werden.
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Des
weiteren können
für alle
Dichtungsschichten der Hochwasserschutzvorrichtung dieselben oder
auch verschiedene Materialien verwendet werden.