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Die Erfindung betrifft eine Tunnelentwässerungsrinne sowie ein Tunnelentwässerungssystem nach Patentanspruch 1 bzw. Patentanspruch 5.
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Bei Tunnelbauwerken bestehen besondere Probleme hinsichtlich der Oberflächenentwässerung. Zum einen fallen regelmäßig relativ geringe Wassermengen an, so dass eine Verschmutzung der Rinnen durch Feststoffe nicht ohne weiteres durch anfallendes Oberflächenwasser entfernt werden kann. Andererseits müssen im Havarie-Fall, wenn z. B. brennbare Flüssigkeiten auslaufen, diese – auch wenn es sich nur um relativ geringe Mengen handelt – möglichst schnell entfernt werden, um Bränden vorzubeugen und um eine eventuelle Brandlast zu verringern. Hierbei steht oftmals nur ein sehr geringes Gefälle zur Verfügung. Darum werden oftmals so genannte Gefälle-Rinnen mit einer geringen und integrierten Sohlneigung (kleiner als 0,5%) verwendet, was allerdings mit einem erheblichen baulichen Aufwand verbunden ist und in der Unterhaltung einen Mehraufwand durch die erhöhte Anzahl an Anschlüssen mitbringt.
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Aus der
US 2006/0086377 A1 ist ein Reinigungssystem für Abwasserrinnen bekannt, das es ermöglicht, im Falle einer Verschmutzung die Abwasserrinnen durch Ausstoß eines Fluids zu reinigen. Dieses ist in aufwändiger Weise fest installiert. Die
DE 102 60 693 A1 schlägt ein Reinigungssystem vor, das bei Bedarf in die Rinne eingesetzt werden muss. Bei Tunnels ist das umständlich, oft auch unmöglich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tunnelentwässerungsrinne sowie ein Tunnelentwässerungssystem dahingehend aufzuzeigen, dass die Funktionsfähigkeit einer Flüssigkeitsableitung verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Tunnelentwässerungsrinne nach Anspruch 1 bzw. ein Tunnelentwässerungssystem nach Anspruch 5 gelöst.
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Insbesondere wird die Aufgabe durch eine Tunnelentwässerungsrinne zum Abführen von Oberflächenwasser und/oder Havarie-Flüssigkeiten aus einem Tunnelbauwerk, z. B. einem Straßentunnel, gelöst, welche ein Revisionsrinnenelement umfasst, an welches ein Rinnenstrang anschließbar ist, ein Befüllungsventil, das an eine Zufuhrleitung zum Zuführen von Spülflüssigkeit anschließbar und über eine Signalleitung steuerbar ist und eine Einspritzvorrichtung, über welche bei geöffnetem Befüllungsventil Spülflüssigkeit in das Revisionsrinnenelement derart einspritzbar ist, dass das Revisionsrinnenelement und der ggf. angeschlossene Rinnenstrang zumindest teilweise mit Spülflüssigkeit befüllt werden. Wenn die Rinne also bei Öffnen des Befüllungsventils über die Einspritzvorrichtung teilgefüllt wird, so entsteht hierdurch bereits „ein Alternativgefälle”, das vom Befüllungspegel abhängig ist. Dadurch werden schon Feststoffe aus der Rinne abgeschwemmt und die Einfüllgeschwindigkeit oder Strömungsgeschwindigkeit der Spülflüssigkeit sowie der Havarie-Flüssigkeit erhöht. Weiterhin werden dadurch einfallende Havarie-Flüssigkeiten sofort mitgenommen, verdünnt und abtransportiert. Dies ist insbesondere bei Kleinstflüssigkeitsmengen ein besonders hilfreicher Effekt. Schließlich werden auch die in derartigen Tunnelentwässerungssystemen vorhandenen Siphonbögen und Tauchwandschächte mit Spülflüssigkeit gefüllt, so dass diese ihre Funktion als Schott erfüllen können. Restmengen von Havarie-Flüssigkeit, die aus der Tunnelentwässerungsrinne sonst nur langsam abfließen würden, können durch die Steigerung der Fließgeschwindigkeit durch die Spülflüssigkeit schneller abtransportiert und entfernt werden.
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Durch die installierte Strömung als Alternative zum Längsgefälle lassen sich die Haltungslängen von derartigen Tunnelentwässerungsrinnen mit Gefälle von derzeit etwa 20 m auf bis zu 50 m mit Standardrinnen ohne oder mit einem sehr geringen Sohlgefälle (Entformungsschräge) erhöhen.
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Die Einspritzvorrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine Beschleunigung im Revisionselement und/oder im ggf. daran angeschlossenen Rinnenstrang vorhandener Flüssigkeit in Richtung auf ein Abflussende erzielbar ist. Dies wird durch die kinetische Energie der eingespritzten Spülflüssigkeit bewerkstelligt. Des Weiteren kann durch einen vorbestimmten Pegel der Spülflüssigkeit in der Rinne ein vorbestimmbarer hydrostatischer Druck erzeugt werden, der Abflussverhalten der Spülflüssigkeit und/oder der Havarie-Flüssigkeit verbessert.
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Hierbei ist die Einspritzvorrichtung hinsichtlich ihres Einspritzstromes und/oder ihres Einspritzwinkels vorzugsweise einstellbar. Es können natürlich auch mehrere Düsen mit verschiedenen Einspritzwinkeln vorgesehen sein.
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Das Revisionsrinnenelement weist vorzugsweise einen abnehmbaren Revisionsdeckel auf, der derart ausgebildet ist, dass die Einspritzvorrichtung von Hand einstellbar ist. Dadurch kann den örtlichen Gegebenheiten Rechnung getragen werden.
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Das die oben genannte Aufgabe lösende Tunnelentwässerungssystem umfasst eine Tunnelentwässerungsrinne, wie sie zuvor beschrieben wurde. Weiterhin ist ein Steuerungssystem vorgesehen, das an die Signalleitung angeschlossen ist und automatisch oder manuell in einem Havarie-Fall oder zu Wartungszwecken das Befüllungsventil öffnet. Diese Steuerung kann auch schon am Portal des Tunnels bzw. der Leitzentrale des Tunnels vorgesehen sein. Vorteilhafterweise kann das Steuerungssystem mit einem bestehenden Steuerungssystem des Sicherungssystems des Tunnels kombiniert werden. Es ist möglich, dass das Steuersystem kompatibel zu den Steuerungssystemen der Leitzentrale ausgebildet ist.
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Die Dosierung der Spülflüssigkeitszugabe, die über die Düse steuerbar ist, muss keine sehr hohen Werte erreichen. Es dürften Werte von 0,2 bis 10 Liter pro Sekunde im Havarie-Fall genügen. Die Geschwindigkeit der einströmenden Spülflüssigkeit beträgt vorteihafterweise 0,2 bis 15 m/s. Besonders vorteilhafter Weise beträgt die Geschwindigkeit der einströmenden Spülflüssigkeit 3 bis 6 m/s. Mit der vorgehaltenen Strömungsgeschwindigkeit in der Tunnelentwässerungsrinne durch das Einbringen der Spülflüssigkeit ist diese Abflussgeschwindigkeit auch bei Teilfüllung um ein vielfaches höher.
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Die Zugabe von Spülflüssigkeit wird vorzugsweise an ein Feueralarmsystem gekoppelt, so dass bei Auslösung eines Alarms schon eine Präventionsmaßnahme getroffen wurde, falls brennbare Flüssigkeiten auslaufen.
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Die Spülung kann auch im Zuge der Prüfung des Spülflüssigkeitssystems erfolgen. Wenn Polymerbetonrinnen mit ihren bekanntlich sehr glatten Innenflächen verwendet werden, so kann eine Spülung schon durch einen kräftigen Flüssigkeitsstoß erfolgen.
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Insbesondere ist also eine Sicherheitserhöhung im Rinnensystem und dessen Bauteilen zu bemerken. Die Rinnen können besser an die vorgegebene Entwässerungssituation vor Ort angepasst werden und die Haltungslängen der einzelnen Entwässerungsabschnitte können erhöht werden.
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Neben Wasser sind als Spülflüssigkeiten wässrige Lösungen, insbesondere Laugen, Säuren, Frostschutzmittel (nicht brennbar) oder Wasser mit Flockungszusätzen, Salzen zu verstehen.
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigen
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1 eine perspektivische Ansicht eines Revisionsrinnenelementes mit angeschlossenem Rinnenstrang,
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2 eine perspektivische Teildarstellung der Tunnelentwässerungsrinne nach 1 unter Fortlassung des Polymerbetonteiles des Revisionsrinnenelementes und
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3 eine Darstellung ähnlich der nach 2, jedoch in einer anderen Ausführungsform der Tunnelentwässerungsrinne.
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In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Bauteile dieselben Bezugsziffern verwendet.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst die hier gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tunnelentwässerungsrinne bzw. des hier gezeigten Tunnelentwässerungssystems ein Revisionsrinnenelement 10, an welches handelsübliche Rinnen 1, 2 angeschlossen sind. Das Revisionsrinnenelement 10 besteht aus einem Polymerbeton-Körper 13, dessen Querschnitt dem eines Rinnenelementes 1, 2 entspricht. Auf dem Körper 13 ist ein Rahmen 11 angebracht, in welchem ein Revisionsdeckel 12 abnehmbar, aber über Verschlüsse 14, 14' (s. 2 und 3) gesichert ist.
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Neben dem Rinnenstrang (oder auch in ihm) ist eine Zufuhrleitung 21 vorgesehen, die an einem Druckanschluss für Spülflüssigkeit angeschlossen ist.
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Darüber hinaus ist eine Signalleitung 22 vorgesehen, die (s. 2 und 3) zu einer Steuerung 35 führt.
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Die Zufuhrleitung 21 ist über eine Stichleitung 32 mit einer Düse 31 verbunden, wobei ein elektrisch steuerbares Befüllungsventil 16, das über die Signalleitung 22 angesteuert wird, den Spülflüssigkeitsstrom zwischen der Zufuhrleitung 21 und der Stichleitung 32 (bei der Ausführungsform nach 2) oder zwischen der Stichleitung 32 und einer Düse 31 einstellt.
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Die Düse 31 ist nach Entfernen des Revisionsdeckels 12 von oben von Hand hinsichtlich des Einspritzwinkels wie auch des Volumenstromes (bei geöffnetem Befüllungsventil 16) einstellbar.
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Die Steuerung 35 ist mit einem Notschalter 36 verbunden, der im Havarie-Fall betätigt wird. Selbstverständlich ist auch eine Fernsteuerung von einer Zentrale aus möglich, welche den Tunnel über ein TV-System überwacht. Darüber hinaus ist die Steuerung 35 auch über einen Wartungsschalter 37 betätigbar.
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Dann, wenn eine Havarie auftritt und die Steuerung 35 über die Signalleitung 22 ein Steuerungssignal an das Befüllungsventil 16 (oder mehrere derartige Befüllungsventile 16 bei mehreren Revisionsrinnenelementen 10) abgibt, wird das Befüllungsventil 16 vorzugsweise mindestens über einen vorbestimmten, einstellbaren Zeitraum geöffnet und Spülflüssigkeit aus der Zufuhrleitung 21 strömt über die Stichleitung 32 in die Düse 31 und von dieser zunächst in das Revisionsrinnenelement 10 und dann weiter in die angeschlossenen Rinnen 1 und 2 (und natürlich auch in alle weiteren, daran angeschlossenen Rinnen). Dadurch füllen sich zunächst im Rinnenstrang üblicherweise vorhandene Siphonbögen bzw. Tauchwandschächte mit Spülflüssigkeit. Die im Revisionselement zugeführte Spülflüssigkeit 10, die sich weiter in die angeschlossenen Rinnen 1 und 2 (und natürlich auch in alle weiteren, daran angeschlossenen Rinnen) erstreckt, erzeugt eine erhöhte Fließgeschwindigkeit durch den entstehenden Flüssigkeitspegel und durch die gegebene Einfüllgeschwindigkeit der Spülflüssigkeit. Eventuell einströmende Havarie-Flüssigkeiten – und zwar auch sehr geringe Mengen hiervon – werden mit dem Spülflüssigkeitsstrom mitgenommen. Im Fall einer Wartung des Systems, das auch zugleich die Funktionsfähigkeit feststellen lässt, wird die Steuerung über den Wartungsschalter 37 betätigt, so dass eine Rinnenreinigung erfolgt.
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Aus Obigem geht hervor, dass die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben eines Tunnelentwässerungssystems beschreibt, bei welchem es darauf ankommt, dass im Havarie-Fall (oder auch im Wartungsfall) ein Tunnelentwässerungssystem derart „aufgefüllt” wird, dass auch bei geringem oder evtl. keinem Gefälle eine hinreichende Strömung entsteht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rinne
- 2
- Rinne
- 10
- Revisionsrinnenelement
- 11
- Rahmen
- 12
- Revisionsdeckel
- 13
- Körper
- 14, 14'
- Verschluss
- 16
- Befüllungsventil
- 21
- Zufuhrleitung
- 22
- Signalleitung
- 30
- Einspritzvorrichtung
- 31
- Düse
- 32
- Stichleitung
- 35
- Steuerung
- 36
- Notschalter
- 37
- Wartungsschalter
