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Die Erfindung betrifft eine Hochwasserschutzvorrichtung, eine Hochwasserschutzwand und ein Verfahren zum Herstellen einer Hochwasserschutzvorrichtung bzw. einer Hochwasserschutzwand.
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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. Weiter 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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DE 20 2005 016 556 U1 beschreibt einen Steinkorb zur Erstellung eines Deichs, wobei der Steinkorb von Drahtgitterwänden gebildet ist, deren Innenraum in mindestens zwei mit Schüttgut gefüllte Abteilungen geteilt ist, wobei die Abteilungen durch eine wasserdichte Platte getrennt sind.
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DE 20 2005 017 320 U1 offenbart ein Hochwasserschutzsystem für den temporären Hochwasserschutz, das zumindest ein flächiges, quellbares und/oder wasserabsorbierendes Abdichtmittel umfasst.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Hochwasserschutzvorrichtung und eine Hochwasserschutzwand bereitzustellen, die sich flexibel an Setzungen des Untergrundes anpassen kann, weitgehend wartungsfrei ist und ohne ein aufwendig gestaltetes Fundament auskommt. Außerdem sind hierzu geeignete Verfahren anzugeben.
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Die Aufgabe wird gelöst mit den Gegenständen bzw. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 10, 17 und 20. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Der Aufbau der erfindungsgemäßen Hochwasserschutzvorrichtung 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 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 Drahtschotterkörbe 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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Erfindungsgemäß 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 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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Erfindungsgemäß 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. 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 fixerten 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 kam 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, vorzugsweise 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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Ergänzend zur ersten und zweiten Dichtungsschicht kann die Hochwasserschutzwand gemäß einer weiteren Ausführung eine zwischen zwei gegenüberliegenden Außenflächen von zwei hintereinander angeordneten Vorrichtungen angeordnete Dichtungsschicht 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 daruch 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 einen. 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 denn 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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Fehler 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 in einem aus Drahtmatten aufgebauten Drahtschotterkorb angeordneten Stützschichten 1, 1' und einem Dichtungskern 5, der aus Dichtungsschichten 25, 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 denn 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. In 1 ist lediglich der Dichtungskern 5 ohne die Dichtungsschicht 25 und die Füllschicht 26, die Teile des Dichtungskerns 5 bilden, dargestellt.
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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 Dichtungskern 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 bevorzugt 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 ins 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 Außenseite 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 Dichtungsschicht 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.
