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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum temporären Anbringen einer Dichtungsbahn aus thermoplastischen Kunststoff in einem Tunnelgewölbe, dessen Tunnelwandung mit einer Schicht aus geotextilem Material, insbesondere einem geotextilem Vlies, versehen ist, wobei die Dichtungsbahn abschnittsweise und in Umfangsrichtung des Tunnelgewölbes an die Tunnelwandung gelegt wird. Auch betrifft die Erfindung eine Dichtungsbahn zum Durchführen des Verfahrens, insbesondere für Tunnelgewölbe.
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Beim Bau eines Tunnels werden die rohen Felswände des Tunnelgewölbes zunächst mit einer Spritzbetonschicht versehen. Dann wird eine Dichtungsbahn aus Kunststoff aufgebracht, auf welche der Innenbeton mit Stahlbewehrungen eingebracht wird. Die Dichtungsbahn schützt den Innenbeton und den Tunnel vor drückendem Wasser.
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Es muss beim Einbau gewährleistet sein, dass die Dichtungsbahn im Wesentlichen vollflächig wasserdicht ist. Probleme bereiten hier vor allem die Nahtstellen zwischen den Dichtungsbahnen. Auch besteht die Gefahr, dass die Dichtungsbahn beim Einbringen der Bewehrung für den Innenbeton beschädigt wird. Hier werden durch die
EP 1 728 624 B1 und die
EP 0 607 854 B1 mehrschichtige Kunststoffbahnen vorgeschlagen, die Schichten unterschiedlicher Farbe aufweisen. mechanische Beschädigungen können dann leicht optisch erkannt werden.
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Bei der Erstellung der Tunnelwand muss die Dichtungsbahn auf der Spritzbetonschicht solange hängend gehalten werden, bis die Innenbetonschicht eingebracht ist. Dann befindet sich die Dichtungsbahn zwischen der Spritzbetonschicht und der Innenbetonschicht und wird durch diese gehalten. Für den temporären Halt der Dichtungsbahn an dem Spritzbeton ist es aus der
DE 199 25 573 C2 bekannt, die Dichtungsbahn auf ihrer der Tunnelwandung zugekehrten Seite mit einer Schicht aus geotextilem Material zu versehen. Auf dem Spritzbeton befinden sich Klettbänder, die sich in der geotextilen Schicht festkrallen und die Dichtungsbahn an der Wandung bis zum Einbringen des Innenbetons halten. Die Herstellung einer solchen mehrschichtigen Dichtungsbahn ist jedoch relativ aufwändig. Auch muss eine Vielzahl von Haltetellern mit dem Klettband vorgesehen werden, um den Halt der Dichtungsbahn zu gewährleisten.
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Weiterhin ist es bekannt, die Dichtungsbahn mit vorher an der Tunnelwandung montierten Haltetellern zu verkleben. Hier besteht das Problem darin, dass die aus Kunststoff bestehende Dichtungsbahn angeschmolzen werden muss, um einen festen Verbund mit den Haltetellern zu erreichen. Es können unerwünschte Schwachstellen entstehen, die im montierten Zustand der Dichtungsbahn nicht zu erkennen sind. Es besteht dann beim Einbringen des Innenbetons die Gefahr, dass eine Undichtigkeit entsteht. Auch müssen die Halteteller hinter der Dichtungsbahn angeschmolzen werden. Dies ist nur mit einiger Geschicklichkeit möglich.
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Ein anderes Problem besteht darin, dass die Geotextilschicht häufig ein Vlies aus Polypropylen ist. Die Dichtungsbahn besteht häufig aus Polyethylen. Eine direkte Verklebung ist hier nicht ohne weiteres möglich. Es ist daher weiterhin aus der
DE 10 2004 024 472 B4 bekannt, eine mit einer Geotextilschicht versehene Kunststoffbahn mittels Verscheißung mit einer an der Tunnelwandung befindlichen Geotextilschicht zu verbinden. Dieses Verfahren ist sehr aufwändig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschrieben Verfahren so zu verbessern, dass die Verlegung der Dichtungsbahn bis zum Einbringen des Innenbetons einfacher möglich ist. Auch soll die Dichtungsbahn beim Anbringen nicht mehr oder kaum thermisch belastet werden, so dass eine vollflächige Abdichtung der Tunnelwandung ohne beschädigte Dichtungsbahn möglich ist.
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Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Dichtungsbahn auf ihrer der Tunnelwandung zugekehrten Seite zumindest bereichsweise mit einer Haftfolie beschichtet wird, dass die Dichtungsbahn vor dem Anlegen an die geotextile Schicht zumindest im Bereich der Haftfolie erhitzt wird, so dass die Haftfolie zumindest teilweise plastifiziert wird, und dass die Dichtungsbahn mit der plastifizierten Haftfolie an die Wand gedrückt wird. Die geotextile Schicht wird demnach in die aufgeschmolzene Haftfolie eingepresst, so dass ein fester mechanischer Verbund zwischen Dichtungsbahn und geotextiler Schicht erzeugt wird. Dieser reicht aus, die Dichtungsbahn bis zum Einbringen des Innenbetons an der geotextilen Schicht zu halten.
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Da durch das Erhitzen lediglich die Haftfolie erhitzt und aufgeschmolzen wird, wird die Dichtungsbahn nicht thermisch belastet. Spätere Schwachstellen der Dichtungsbahn werden zuverlässig vermieden.
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Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass die Dichtungsbahn auf diese Weise nahezu ohne aufwändige Handarbeit an der Tunnelwand angebracht werden kann. Das Erhitzen der Haftfolie kann maschinell beim Abwickeln der Dichtungsbahn von einer Vorratsrolle erfolgen. Dann wird die Dichtungsbahn gegen die geotextile Schicht gedrückt. Dies kann im Zuge einer Arbeitsbewegung der Arbeitsbühne im Tunnelbau erfolgen. Da nur die Haftfolie angeschmolzen, plastifiziert oder aktiviert wird, kühlt diese nach dem Andrücken an die geotextile Schicht schnell ab, so dass unmittelbar der gewünschte Halt gewährleistet ist.
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Es ist günstig, wenn die Haftfolie streifenförmig in Längserstreckung der Dichtungsbahn auf die Dichtungsbahn aufgebracht wird. Dies hat den Vorteil, dass das Erhitzen der Haftfolie in Abwickelrichtung der Dichtungsbahn kontinuierlich erfolgen kann. Es wird eine ausreichend große Haftfläche erzielt.
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Es ist zweckmäßig, wenn die Haftfolie bei der Herstellung der Dichtungsbahn auf diese aufgebracht wird. Dann braucht vor Ort, also im Tunnel, lediglich die Dichtungsbahn zumindest im Bereich der Haftfolie erhitzt zu werden. Anschließend wird die Dichtungsbahn mit der somit aktivierten Haftfolie an die geotextile Schicht auf Tunnelwandung gedrückt. Hier können Anpressrollen vorgesehen werden, die die Dichtungsbahn auf der der Tunnelwandung abgewandten Seite im Bereich der Haftfolie gegen die Tunnelwandung drücken.
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Das Erhitzen kann mittels Heißluft oder mit Heizstrahlern erfolgen. Es kann damit ein örtlich begrenzter Bereich der Dichtungsbahn und insbesondere lediglich die Haftfolie erhitzt werden. Eine weitere thermische Belastung der Dichtungsbahn wird hiermit vermieden. Es ist dann weiterhin zweckmäßig, wenn die Temperatur so gewählt ist, dass die Haftfolie nur auf ihrer freien Oberfläche plastifiziert wird. Auch hierdurch wird die Gefahr von thermischen Überbeanspruchungen der Dichtungsbahn zuverlässig vermieden. Die Temperatur an der Haftfolie kann im aktivierten Zustand beispielsweise 100°C bis 130°C betragen.
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Ein anderer Vorteil der Haftfolie ist darin zu sehen, dass das Material der Haftfolie an das Material der geotextilen Schicht einerseits und das der Dichtungsbahn anderseits angepasst werden kann. Es ist daher möglich, mit einer derartigen Haftfolie zwei an sich nicht verbindbare Kunststoffe miteinander zu verbinden. So kann die Dichtungsbahn aus einem Kunststoff, beispielsweise PVC oder Polyethylen bestehen. Die der Dichtungsbahn zugekehrte Schicht der Haftfolie besteht dann aus einem mit diesem Kunststoff kompatiblen Material. Die gegenüberliegende Schicht der Haftfolie besteht aus einem Kunststoff, die mit dem Material an der zu verkleidenden Wandung verbindbar ist. Das Wandmaterial ist häufig ein geotextiles, beispielsweise ein Vlies aus Polypropylen.
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Es kann daher vorgesehen werden, dass die geotextile Schicht aus einem Polypropylen-Kunststoff besteht, dass die Dichtungsbahn aus einem Polyethylen-Kunststoff besteht, und dass die Haftfolie wenigstens zwei Schichten aufweist, von denen die der Dichtungsbahn zugewandte Schicht aus einem Polyethylen-Kunststoff besteht und die in der montierten Lage der geotextilen Schicht zugewandte Schicht aus einem Polypropylen-Kunststoff besteht. Damit ist es möglich, die beiden an sich nicht ohne weiteres verbindbaren Kunststoffmaterialien mittels der Haftfolie zu verbinden. Die Polypropylenschicht der Haftfolie lässt sich gut mit der geotextilen Schicht verbinden. Die andere Schicht aus Polyethylen kann fest mit der Dichtungsbahn verbunden werden. Es wird ein sicherer Halt der Dichtungsbahn an der geotextilen Schicht bewirkt.
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Bei der Dichtungsbahn gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Dichtungsbahn zumindest auf ihrer in der montierten Lage der Tunnelwandung zugewandten Seite zumindest bereichsweise mit einer Haftfolie versehen ist, die mit einer geotextilen Schicht an der Tunnelwandung verbindbar ist. Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die Haftfolie streifenförmig in Längserstreckung der Dichtungsbahn auf dieser angebracht ist. Dadurch werden die Herstellungskosten reduziert. Auch reicht die streifenförmige Anordnung aus, die Dichtungsbahn ausreichend fest an der vorher an der Tunnelwandung angebrachten geotextilen Schicht zu halten. Es kann aber auch vorgesehen werden, dass die Haftfolie vollflächig oder tellerförmig verteilt auf der Dichtungsbahn angebracht ist.
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Es ist vorgesehen, dass die Dichtungsbahn aus einem Polyethylen-Kunststoff besteht, und dass die Haftfolie wenigstens zwei Schichten aufweist, von denen die der Dichtungsbahn zugekehrte Schicht aus einem Polyethylen-Kunststoff besteht. Damit kann die Haftfolie während der Herstellung der Dichtungsbahn gut auf diese aufgebracht und fest mit dieser verbunden werden.
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Die andere, zunächst freie Seite der Haftfolie kann aus einem Material bestehen, dass entsprechend dem Material, mit dem die Dichtungsbahn verbunden werden soll, ausgebildet ist. Es kann vorgesehen werden, dass die Haftfolie auf ihrer freien, in der montierten Lage der Tunnelwandung zugekehrten Seite eine Schicht aus einem Polypropylen-Kunststoff aufweist. Es kann weiterhin zwischen den Schichten der Haftfolie eine Verbindungsschicht vorhanden sein.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen Querschnitt durch ein Tunnelgewölbe, dessen Tunnelwandung mit einer Dichtungsbahn versehen wird,
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2 die Ansicht auf die Montageseite der Dichtungsbahn und
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3 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 1 mit vergrößerter Darstellung der Dichtungsbahn.
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Die in 1 grob schematisch dargestellte Vorrichtung 10 zum Auskleiden einer Tunnelwandung 11 mit einer Dichtungsbahn 12 weist einen Arm 13 auf, der in der Zeichenebene in Richtung des Pfeils 14 hin- und herverschwenkbar an einem Fahrgestell 15 gelagert ist. Die Länge des Arms 13 kann in radialer Richtung des in etwa teilkreisförmigen Querschnitts des Tunnelgewölbes verändert werden. Auch ist es möglich, dass der Drehpunkt 16 des Arms 13 entlang einer Sehne in Richtung des Pfeils 17 hin- und her verschiebbar am Fahrgestell 15 gelagert ist. Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich, dass der vordere Abschnitt 18 des Arms 13 dem Verlauf der Tunnelwandung 11 in einem vorbestimmten Abstand folgen kann. Das Fahrgestell 15 ist zudem in Längsrichtung des Tunnels auf dem Tunnelboden 36 verfahrbar. Es ist somit möglich, die gesamte Tunnelwandung mit dem Arm 13 abzufahren. Eine derartige Tunnelarbeitsbühne wird beispielsweise von der Bunorm AG, CH-4129 Aarwangen angeboten und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.
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Am freien Ende 18 des Arms 13 ist eine Vorratsrolle 19 für die Dichtungsbahn 12 drehbar gelagert. In Arbeitsrichtung 20 hinter der Vorratsrolle befindet sich eine Anpressrolle 21, durch welche die abgewickelte Dichtungsbahn 12 gegen die Tunnelwandung 11 gedrückt werden kann. Die Tunnelwandung 11 ist vor dem Verlegen der Dichtungsbahn 12 mit einer Spritzbetonschicht 22 versehen worden, die auf das rohe Felsgestein 23 aufgebracht worden ist. Auf der Innenseite der Spritzbetonschicht 22 befindet sich eine geotextile Schicht 24, insbesondere eine Vliesschicht, die in herkömmlicher Weise mit Haltetellern 33 in der Spritzbetonschicht 22 verankert ist. Die Dichtungsbahn 12 wird demnach gegen die geotextile Schicht 24 gedrückt.
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Die Dichtungsbahn 12 weist auf ihrer Montageseite 25, die der Tunnelwandung 11 zugekehrt ist, eine Haftfolie auf. Im Einzelnen ist die Anordnung so getroffen, dass mehrere in Längsrichtung der Dichtungsbahn 12 verlaufende Haftfolienstreifen 26 vorgesehen sind. Die Haftfolie 26 weist wenigstens zwei Schichten auf, von denen die der Dichtungsbahn 12 zugekehrte Schicht 27 gut mit dem Material der Dichtungsbahn verbindbar ist. Es kann zum Beispiel vorgesehen werden, dass die Dichtungsbahn und diese Schicht 27 aus Polyethylen bestehen. Die Haftfolie 26 ist demnach fest mit der Dichtungsbahn 12 verbunden.
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Die der Dichtungsbahn 12 abgekehrte Schicht 28 der Haftfolie 26 besteht aus einem Material, das gut mit der geotextilen Schicht 24 auf der Tunnelwandung verbindbar ist. Es ist vorgesehen, dass die Haftfolie erhitzt und somit aktiviert wird, in dem sie aufgeschmolzen wird. In diesem Zustand wird die Haftfolie 26 mit der Dichtungsbahn 12 in die geotextile Schicht 24 mittels der Andruckrolle 21 gedrückt. Die Fasern der Vliesschicht 24 werden in die plastifizierte Schicht 28 der Haftfolie 26 hineingedruckt und dort nach dem Erkalten fest verankert. Diese Art der Befestigung reicht aus, um die Dichtungsbahn 12 zumindest so lange an der Tunnelwandung 11 zu halten, bis die in 3 lediglich gestrichelt angedeutete Innenbetonschicht 29 aufgebracht worden ist. In der fertig installierten Lage wird die Dichtungsbahn 12 somit zwischen der Spritzbetonschicht 22 und der Innenbetonschicht 29 gehalten. In dieser Lage braucht die Dichtungsbahn 12 nicht mehr mit der Haftfolie 26 an der geotextilen Schicht 24 gehalten zu werden.
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Die Dichtungsbahn wird auf ihrer Montageseite 25 mittels eines Heizgebläses 30 zumindest im Bereich der Haftfolie 26 erhitzt. Die Temperatur der austretenden Heißluft ist so gewählt, dass sich die freie Schicht 28 der Haftfolie 26 plastifiziert und somit aktiviert. In diesem teilweise angeschmolzenen Zustand wird die Dichtungsbahn 12 fest auf die geotextile Schicht 24 gepresst. In Arbeitsrichtung 20 hinter der Anpressrolle 21 ist die Haftfolie bzw. deren freie Schicht 28 soweit abgekühlt, dass die in die Schicht eingedrungenen Fasern des Vlieses 24 fest verankert sind. Es wird dadurch der gewünschte feste Halt der Dichtungsbahn auf dem geotextilen Vlies 24 und somit an der Tunnelwandung 11 erreicht.
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Da die Haftfolie 26 streifenförmig in Längsrichtung, also in Arbeitsrichtung 20 verläut, kann auch die Heißluft kontinuierlich zugeführt werden. Es erfolgt ein kontinuierliches Aufschmelzen der Schicht 28 der Haftfolie 26 und ein kontinuierliches Anpressen der Dichtungsbahn durch die Anpressrollen 21, so dass eine kontinuierliche Arbeitsbewegung möglich ist. Die Anpressrollen 21 sind dabei in einem Bereich über den Streifen der Haftfolie 26 auf der freien Seite 31 der Dichtungsbahn an der Arbeitsbühne angeordnet. Damit wird gewährleistet, dass der Anpressdruck gut auf die streifenförmige Haftfolie 26 einwirkt, so dass diese fest in das Vlies 24 eingedrückt wird.
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Die Anpressrollen 21 werden über einen Tragarm 34 mit dem Arm 13 in Arbeitsrichtung in der gewünschten Position in Arbeitsrichtung 20 hinter der Vorratsrolle 19 mitgeführt. Die Heißluftdüse 30 befindet sich in Arbeitrichtung vor dem Berührungspunkt der Dichtungsbahn 12 mit der geotextilen Schicht 24 und kann über eine nicht gezeigte Haltevorrichtung ebenfalls mit dem Arm 13 mitgeführt werden. die Heißluft strömit daher in den Zwickel 35 zwischen der Tunnelwand 11 und der Dichtungsbahn 12. Die Heißlüftdüse 30 oder -düsen können so bemessen und ausgerichtet sein, dass lediglich die äußere Schicht 28 der Haftfolie 26 aufgeschmolzen wird. Eine thermische Belastung der Dichtungsbahn wird zuverlässig vermieden.
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Die Anpressrollen 21 sind in axialer Richtung, also in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene in 1, so an der Arbeitsbuhne befestigt, dass diese über den Streifen 26 angeordnet werden können. Die Anpressrollen können in radialer Richtung nachgiebig ausgebildet sein und beispielsweise Luftreifen aufweisen. Auch kann der Tragarm 34 der Anpressrollen unter federnder Vorspannung gehalten sein. Damit kann ein gleichmäßiger Anpressdruck auch bei Unebenheiten der Tunnelwandung aufrechterhalten werden. Ein gleichmäßiges Andrucken und somit ein definierter Halt der Dichtungsbahn am Tunnelgewölbe wird somit erreicht.
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Die geotextile Schicht kann beispielsweise ein Vlies aus Polypropylen sein. Die Dicke dieser Schicht 24 beträgt vorzugsweise mehr als 5,0 mm, so dass die Unebenheiten des Spritzbetons 22 gut ausgeglichen werden können. Eine mechanische Beschädigung der Dichtungsbahn 12 ist dann nicht zu befürchten.
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Die Dichtungsbahn 12 besteht vorzugsweise aus Polyethylen. Die Dicke beträgt in der Regel 1,5 mm bis 5,0 mm je nach Anwendungsfall. Die Haftfolie 26 weist dann zwei Schichten auf, von denen die der Dichtungsbahn 12 zugekehrte Schicht 27 ebenfalls aus Polyethylen besteht. Dann kann die Haftfolie bereits während der Herstellung der Dichtungsbahn im Werk fest mit der Dichtungsbahn 12 verbunden werden. Die dann freie Schicht 28 der Haftfolie 26 besteht aus Polypropylen, so dass diese gut mit der geotextilen Schicht 24 nach dem Aktivieren der Haftfolie durch Erwärmen verbunden werden kann.
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Zwischen der der Dichtungsbahn 12 zugekehrten Schicht 27 und der freien Schicht 28 der Haftfolie kann eine Verbindungsschicht 32 vorhanden sein, durch die die beiden Schichten aus den unterschiedlichen Materialien zusammen gehalten werden. Ein Ablösen der Dichtungsbahn von der Tunnelwandung ist demnach nicht zu befürchten. Die Haftfolie kann eine Dicke von weniger als 2,0 mm und vorzugsweise weniger als 1,0 mm aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass diese Stärke ausreicht, den gewünschten Halt der Dichtungsbahn an der Tunnelwandung zu gewährleisten. Die Breite der Dichtungsbahn 12 kann beispielsweise bis zu 4,0 m betragen. Hier können vier bis fünf Streifen der Haftfolie vorgesehen werden und ausreichend sein. Die Breite der Haftfolie kann dem 0,1 bis 0,2-fachen der Breite der Dichtungsahn und somit bei einer 4 m breiten Dichtungsbahn etwa 0,4 m bis 0,8 m betragen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1728624 B1 [0003]
- EP 0607854 B1 [0003]
- DE 19925573 C2 [0004]
- DE 102004024472 B4 [0006]
