DE10359682A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung des Deichwasserdurchflusses bei foliengeschützten Deichen im Hochwasserfall - Google Patents

Abstract

Bei anhaltendem und extremem Flußhochwasser kann im ungünstigsten Fall der Kopplungsvorgang sowie die feste Verankerung des Abrollstabes (3) nicht mehr gewährleistet sein. Des weiteren besteht die Gefahr, daß trotz erfolgreicher Abdichtung die Abdichtungsfolie (4), durch Treibgut geschädigt, undicht wird. DOLLAR A Durch die neuen ergänzenden Verfahren und Vorrichtungen ist das Deichabdichtungssystem (1) nach Patentantrag AZ 10327995.4-25 auch bei anhaltendem extremem Flußhochwasser einsatz-/funktionsfähig. Durch das neuartige mit dem Deichabdichtungssystem (1) kombinierbare Treibgutschutzsystem ist die Abdichtungsfolie (4) effektiv gegen Treibgutschäden geschützt. DOLLAR A Verwendung finden die neuartigen Verfahren und Vorrichtungen bei vom Durchbruch bedrohten Flußdeichen infolge Hochwassers.

Description

• Als Schutzmaßnahme gegen Deichbrüche ist das (nachträgliche) Abdichten von Flußdeichen mittels Kunststoffplanen ein bekanntes Verfahren.
• Gemäß dem Patentantrag AZ 103 27 995.4-25 wird die Dichtigkeit im Überlappungsbereich zweier Folien mittels einer manuell aufrollbaren Kopplungsvorrichtung bewirkt. Bei diesem Vorgang wird wie im Patentantrag AZ 103 27 995.4-25 bereits beschrieben, die mit einem Sand-Wasser-Gemisch beschwerte Multifunktionskammer (5) an ihren Steuergriffen (8) zusammen mit der an ihr haftenden Kopplungsfahne (12) gegen die Flussströmung (19) zum nächsten abgewickelten Folienrohr (2.1) aufgerollt.
• Als problematisch erweisen sich dabei folgende Zusammenhänge:
  Aufgrund der Deichböschungsneigung kann es bei symmetrisch konstruierter Kopplungsfahne zu Störungen im Ankopplungsvorgang zwischen Multifunktionskammer und Kopplungsfahne kommen. Desweiteren muß, um den Flussdeich wasserseitig effektiv abdichten zu können, die Folienbreite der Böschungsbreite weitgehend entsprechen. Bei größeren Böschungsbreiten erreicht daher die Multifunktionskammer (5) Abmessungen, bei denen sie aufgrund ihrer einkammerigen Konstruktion nur noch bedingt bzw. überhaupt nicht mehr handhabbar ist. So kann beim Ankopplungsvorgang das gleichzeitige Befüllen und Entlüften der Multifunktionskammer (5) zu einem Stabilitätsverlust derselben führen. Infolge des dadurch bedingten ungleichmäßigen Absinkens der Multifunktionskammer (5) auf die Kopplungsfahne (12) kann es zu erheblichen Beeinträchtigungen im Ankopplungsvorgang kommen.
• Ebenso ist davon auszugehen, dass bei größeren Abmessungen der Multifunktionskammer (5) und/oder bei stärkerer Flussströmung (19) der in AZ 103 27 995.4-25 beschriebene manuelle Aufrollvorgang kaum noch bzw. nicht mehr durchzuführen ist. Im Extremfall wäre somit ein effektives Abdichten des Überlappungsbereiches zweier Deichabdichtungssysteme (1) nicht mehr möglich.
• Ein weiterer potentieller Schwachpunkt findet sich in der Verankerung des im Patentantrages AZ 103 27 995.4-25 beschriebenen Abrollstabes (3). So ist davon auszugehen, dass bei zunehmender Aufweichung der wasserseitigen Deichböschung (18) und/oder zunehmender Flussströmung (19) es zu einem Verdriften des eingerammten Abrollstabes (3) kommen kann. Ebenfalls wäre ein Verkippen von Folienrolle (2) und Abrollstab (3) möglich, was das Abrollen der Abdichtungsfolie (4) erschweren bzw. unmöglich machen würde.
• Von großer Bedeutung ist auch die Verletzungsgefahr der Abdichtungsfolie (4) durch Treibgut (32). Schon kleinere Risse oder Löcher können den Abdichtungseffekt der Folie (4) deutlich mindern. Um diese Schäden so gering wie möglich zu halten, werden Abdichtungsfolien (4) mit entsprechender Dicke und/oder Gewebeeinlagen verwendet. Dadurch erhöht sich leider auch das Gewicht der Folie (4), was aus Gründen der Handhabbarkeit der Folienrolle (2) zu einer Verkleinerung der abdichtenden Folienfläche führt. Kurz: je stabiler und schwerer die Abdichtungsfolie (4) desto kleiner die abzudichtende Fläche.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Verfahren und Vorrichtungen zu entwickeln, die den Kopplungsvorgang optimieren, den Abrollstab (3) mit der Folienrolle (2) besser als bisher gegen Verdriften und Verkippen sichern und die Abdichtungsfolie (4) gegen Treibgutschäden schützen.
• Die nun vorliegende Erfindung kann sich gegenüber den bereits oben erwähnten nachträglichen deichsichernden Verfahren und Vorrichtungen des Patentantrages AZ 103 27 995.4-25 durch folgende Vorzüge auszeichnen:
  Durch die neuartige Konstruktion von Kopplungsfahne (12) und Multifunktionskammer (5) sowie den Einsatz einer zusätzlichen Kopplungsfahne (5.1), zusätzlicher Kopplungskammern (22) und zusätzlicher Bänder (24)(26) läßt sich der Kopplungsvorgang deutlich effektiver handhaben und ist auch bei größeren Böschungsbreiten und/oder starker Flussströmung durchführbar. Desweiteren läßt sich durch den Einsatz neu konstruierter Schwenkflügel (3.5), Sicherungsösen (34) und Stabilisatoren (3.1)(3.3) das Verdriften und/oder Verkippen von Abrollstab (3) und Folienrolle (2) deutlich reduzieren (1 und 2).
• Durch die neuartigen Treibgutbarrieren (27)(28) wird die Abdichtungsfolie (4) auch bei schwankenden Flußhochwasserpegeln effektiv gegen Treibgut (32) geschützt (8). Das hat den Vorteil, dass auch dünnwandigere Abdichtungsfolien als bisher zum Einsatz kommen können. Infolge der dadurch erzielten Gewichtseinsparung können mit einer Folienrolle (2) bei unverändertem Folienrollengesamtgewicht größere Deichflächen als bisher abgedicht werden.
• Das Verfahren und die Vorrichtungen der weiterentwickelten Deichabdichtung im Einzelnen:
  Gemäß den Patenten DE 197 35 944 und DE 199 26 702 sowie dem Patentantrag AZ 103 27 995.4-25 werden in den gefährdeten Deichabschnitten (Lecks; fortgeschrittene Durchweichung) stromabwärts beginnend in gleichmäßigen Abständen (der Länge eines Deichabdichtungssystems (1) entsprechend – z. B. 25–50 m) die Abrollstäbe (3) vorbereitet.
• Nach Sicherung des unteren und oberen Abrollstabendes mittels an den Sicherungsösen (34) befestigter Sicherungsleinen (30) werden die Abrollstäbe (3) von der Deichkrone (17) aus vertikal in die wasserseitige Deichböschung (18) eingerammt bis ein fester Widerstand spürbar wird. Der Widerstand ist bedingt durch die neuen paddelartigen Stabilisatoren (3.3), die beidseits der Basis der Ankerspitze (3.2) quer zum Abrollstab (3) angebracht und über eine starre Achse miteinanander verbunden sind. Die Achse ist beweglich gelagert, so dass die Paddel-Stabilisatoren (3.3) im vorgegebenen Winkel leicht schwenkbar sind (2). Dadurch können die Paddel-Stabilisatoren (3.3), weitgehend unabhängig von der jeweiligen Böschungsneigung mit einem Maximum an Stabilisatorenfläche auf der Deichböschung zum liegen kommen.
• Desweiteren entfalten sich die an den Ankerflügeln (3.4) angebrachten Schwenkflügel (3.5) im weichen Deichböschungsboden durch die Schwerkraft oder durch Zug/Rucken am Abrollstab (3), was zu einer Vergößerung der verankernden Flügelfläche führt.
• Nach dem Daraufführen der Folienrolle (2) werden die oberen Stabilisatoren (3.1) im Bereich der modifizierten Kernstabspindel (35) mit dem Abstandhalter (31) verbunden. Wahlweise können diese bereits im Abstandhalter (31) integriert sein (1 und 9).
• Nach der vollständigen Entfaltung der Abdichtungsfolie (4) und Ankopplung der beiden Deichabdichtungssysteme durch die Kopplungsfahnen (5.2)(12) stehen folgende zwei weiterentwickelte Kopplungsverfahren mit unterschiedlichen Vorrichtungen zur Auswahl:
• A) Aufrollen der Kopplunaseinheit (36)
• Wenn zum Ende des Abrollvorganges die Multifunktionskammer (5) über das Wickelrohr (2.1) des nächsten flussabwärts befindlichen Deichabdichtungssystems (1) hinweggezogen wird (3), werden die Aufrollbänder (24=B), die unterhalb des Kopplungsfahnenansatzes (12) im gleichmäßigen Abstand zueinander an der hinteren Anpresskammer (15) befestigt sind (3), als Bündel vom Wickelrohr (2.1) entfernt und mittels Karabinerhaken mit den Multifunktionsleinen verbunden (3a). Dadurch werden die Aufrollbänder (24=B) seitlich unter der Kopplungsfahne (12), die durch eine neuinstallierte kleine Auftriebkammer (12.1) im Wasser schräg schwebt, in Richtung Fahnenende (12.2) hinweggezogen (3a).
• Anschließend werden die neuartigen Kopplungskammern (22), die die Multifunktionskammer (5) ringförmig umschließen (4), mit einem Sand-Wasser-Gemisch befüllt. Die mittig gelegene Multifunktionskammer (5) bleibt auch während dieses Vorganges prall mit Gas befüllt, so das sie während des gesamten Kopplungsvorganges ihre aufspannende und stabilisierende Funktion beibehält. Dank dieser funktionellen Trennung von Kopplungs- (22) und Multifunktionskammer (5) ist nunmehr ein kontrolliertes Absinken der kombinierten Kammern (5)(22) möglich. Zusätzlich gesteuert wird dieser Vorgang durch die obere (9.1=A) und untere (9.2=C) Multifunktionsleine im Verbund mit den neuartigen Aufrollbändern (24=B).
• Nach dem Ankletten der prall befüllten rollenartigen Kopplungs- (22)/Multifunktionskammern (5)-Kombination auf der Kopplungsfahne (12) werden die neuartigen Aufrollbänder (24=B) von den Multifunktionsleinen (9) und die obere (9.1=A) von der unteren Multifunktionsleine (9.2=C) gelöst. Danach werden die Multifunktionsleine (9.1=A)(9.2=C) und die gebündelten Abroll bänder (24=B) mit ihrem entsprechenden außen am Wickelrohr (2.1) angebrachten Hilfsband (25) mittels Karabinerhaken befestigt (3b).
• Die Hilfsbänder (25) sind derart angeordnet, dass ihre Anschlußenden für die Multifunktionsleinen (9) und die Aufrollbänder (24) sich am oberen Wickelrohrende (2.1.1) außerhalb des Wickelrohres (2.1) befinden. Von dort verlaufen sie weiter entlang außerhalb des Wickelrohres (2.1) bzw. auf der hinteren Anpresskammer (15) bis zu ihren an der hinteren Anpresskammer angebrachten Umlenkösen (33). Von hier aus ziehen die Hilfsbänder (25) im weiteren Verlauf durch die untere Öffnung (2.1.2) des Wickelrohres in den Bandschacht (2.3) und enden eingeklinkt an Ösen im Bereich des oberen Wickelrohres (2.1.1)(3).
• Durch Zug an den aus der oberen Bandschachtöffnung (2.1.1) austretenden Hilfsbändern (25) werden die Multifunktionsleinen (9) wie auch die gebündelten Aufrollbänder (24=B) durch die Umlenkösen (33) der hinteren Anpresskammer (15) gezogen. Mit Straffung der Aufrollbänder (24=B), oberer (9.1=A) und unterer (9.2=A) Multifunktionsleine beginnt durch weiteren Zug die im befüllten Zustand rollenartige Kopplungs- (22)/Multifunktionskammer(5) Kombination die an ihr haftende Kopplungsfahne (12) gegen die Flussströmung (19) aufzurollen (3c). Der abdichtende Effekt wird durch das Aufrollen erzielt.
• B) Falten der Kopplungseinheit (36)
• Wie bei der Abdichtungsoption A wird die Multifunktionskammer (5) über die durch eine Auftriebsvorrichtung (12.1) schräg nach oben zur Wasseroberfläche aufgespannte Kopplungsfahne (12) gezogen (7a). Nach Ankopplung durch Klettmechanismus, ggf. durch vorheriges Beschweren der Kopplungskammern (22), wird durch Zug an den aus der oberen Bandschachtöffnung (2.1.1) heraushängenden Auffaltbändern (26) die Kopplungseinheit (36) nach unten zum Wickelrohr (2.1) hin gezogen (7b–c).
• Durch anschließendes Beschweren der einzelnen Anpresskammern (10) der nunmehr sandwichartig geschichteten Kopplungseinheit (36) kommt es zum gewünschten abdichtenden Effekt (7d).
• Der Verlauf der Auffaltbänder (26) gestaltet sich wie folgt:
  Am freien breiten Rand der Kopplungsfahne (12) in gleichmäßigen Abständen zueinander befestigt ziehen die Auffaltbänder (26), z.T. über Umlenkösen (33) der hinteren Anpresskammer (15), z.T direkt durch die Seitenwandung des Wickelrohres (2.1) in den Bandschacht (2.3) hinein (5). Im Sinne einer effektiven Abdichtung sollte die untere Öffnung (2.1.2) des Bandschachtes (2.3) verschlossen sein (6).
• Nach Installation eines Deichabdichtungssystems (1) werden die Treibgutbarrieren zum Schutze der Abdichtungsfolie (4) installiert (8). Dazu werden pro Deichabdichtungssystem (1) mindestens zwei teleskopartige Barrierestangen (27) mit dem dazu gehörigen Schlauchelement (28) auf der Deichkrone (17) in Stellung gebracht. Danach werden die Barrierestangen (27) mit ihrer schlauchfreien Seite z. B. an den Abstandhaltern (31) befestigt (9). Nach Aufblasen der schwimmfähigen Schlauchelemente (28) werden diese über die einachsig gelagerten Barrierestangen (27) ins Wasser geschwenkt. Durch die einachsige Lagerung sowie dem Teleskopmechanismus können die Treibgutbarrieren trotz schwankendem Hochwasserpegel die Abdichtungsfolie (4) vor Treibgut (32) schützen.
• Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
• 1: den weiterentwickelten mit Sicherungsleinen (30) gegen Verdriftgesicherten Abrollstab (3).
• 2: den unteren Teil des Abrollstabes (3) mit seinen paddelartigen Stabilisatoren (3.3), Sicherungsösen (34) und die Ankerspitze (3.2) mit ihren an den Ankerflügeln (3.4) befestigten ausgeklappten Schwenkflügel (3.5).
• 3: die Kopplungsvorrichtung zum Aufrollen (im Stadium der Ankopplung der Multifunktionskammer (5) an die Kopplungsfahne (12)).
• 3a–c: den schematischen Kopplungsvorgang durch Aufrollen.
• 4: die Multifunktionskammer mit Abrollachse ringfömig umgeben von den Kopplungskammern.
• 5: die Kopplungsvorrichtung zum Zusammenfalten.
• 6: das untere Ende des Wickelrohres mit verschlossenem Bandschacht.
• 7a–d: den schematischen Kopplungsvorgang durch Zusammenfalten.
• 8: die Treibgutbarrieren in Vorbereitung und im Einsatz.
• 9: den oberen Teil des Abrollstabes (3) mit seinen Stabilisatoren (3.1) in Verbindung mit dem Abstandhalter (31).

1

Schutzvorrichtung Deichabdichtungseinheit/-system (= Folienrolle + Abrollstab)

2

Folienrolle

2.1

Wickelrohr

2.1.1

obere Öffnung Wickelrohr/Bandschacht

2.1.2

untere Öffnung Wickelrohr/Bandschacht

2.2

Abrollschacht

2.3

Bandschacht

2.4

seitliche Durchtrittsöffnung am Wickelrohr zum Bandschacht für Bänder/Seile

2.5

Abdichtung untere Leinenschachtöffnung (bei Kopplung durch Faltung)

3

Abrollstab

3.1

obere Stabilisatoren

3.2

Ankerspitze

3.3

untere Paddel-Stabilisatoren (schwenkbar)

3.4

Ankerflügel

3.5

Schwenkflügel

4

Abdichtungsfolie (ggf. mehrlagig gefaltet)

5

Multifunktionskammer (Auftrieb; Aufspannung; Führung)

5.1

Achslager Multifunktionskammer

5.2

Kopplungsfahne der Multifunktionskammer

6

Ventile zur Befüllung bzw. Entlüftung der Kammern

7

Gaspatrone

8

Steuergriffe

9

Multifunktionsleinen (=Reiß-/Führungs-/Kopplungsleinen)

9.1=A

obere Multifunktionsleine

9.2=B

untere Multifunktionsleine

10

Anpresskammern

11

Anpresskammermembran

12

Kopplungsfahne

12.1

Auftriebvorrichtung Kopplungsfahne

12.2

Anpresskammer Kopplungsfahne

12.3

Kopplungsfahnenende

13

Verbindungselemente

14

Dichtungslippen/-elemente der Kopplungsfahne

15

hintere Anpresskammer

16

Pumpe

17

Deichkrone

18

Deichböschung wasserseitig

19

Flußströmung

20

Sandsäcke

21

Strömungstaschen

22

Kopplungskammern

24

Aufrollbänder

25

Hilfsbänder

26

Auffaltbänder

27

Barrierestange

28

Schlauchbarriere- mit Luft befüllt

28.1

Schlauchbarriere- leer

29

Schlauchbarrierehalterungen

30

Sicherungsleinen

31

Abstandhalter

32

Treibgut

33

Umlenkösen

34

Sicherungsösen

35

modifizierte Kernstabspindel

36

Kopplungseinheit (Kopplungsfahnen, Kopplungskammer, Multifunktionskammer)

Claims (17)

1. Ergänzende Verfahren und Vorrichtungen zu Patent DE 197 35 944 , Patent DE 199 26 702 C1 sowie Patentantrag AZ 103 27 995.4, dadurch gekennzeichnet, dass durch verbesserte Verfahren und durch zusätzliche Vorrichtungen der Multifunktonskammer (5), der Kopplungsfahne (12), der hinteren Anpresskammer (15) und des Wickelrohres (2.1) die Handhabbarkeit des Kopplungsvorganges zweier Deichabdichtungssysteme (1) verbessert, durch zusätzliche Vorrichtungen des Abrollstabes (3) die Verankerung des Abrollstabes (3) optimiert und durch eine schwimmende Barriere (28) die Abdichtungsfolien (4) gegen Treibgut geschützt werden.
2. Vorrichtung der Multifunktionskammer (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Multifunktionskammer (5) ringförmig von zwei beschwerbaren Kopplungskammern (22) umgeben sein kann.
3. Vorrichtung der Multifunktionskammer (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufrollen der Kopplungsfahne (12) die Multifunktionskammer (5) an ihren seitlichen Enden Achslager (5.1) aufweisen kann, an denen die Multifunktionsleinen (9) installiert sind.
4. Vorrichtung der Muttifunktionskammer (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Multifunktionskammer zur Optimierung des Kopplungsvorganges eine Kopplungsfahne (5.2) aufweisen kann
5. Vorrichtung der Kopplungsfahne (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende (12.3) der Kopplungsfahne (12) mehrere Aufrollbänder (24) oder Auffaltbänder (26) befestigt sein können.
6. Vorrichtung der Kopplungsfahne (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsfahne (12) mindestens eine mit Gas befüllbare Auftriebkammer (12.1) aufweisen kann.
7. Auffaltbänder (26) nach einen der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie vom freien Ende der Kopplungsfahne (12.3) ausgehend, teilweise durch Umlenkungsösen (33) der hinteren Anpresskammer (15) laufend, seitlich durch das Wickelrohr (2.1) in den Bandschacht (2.3) eintretend und am oberen Ende des Wickelrohres (2.1) wieder austretend, bei Zug das freie Ende der Kopplungsfahne (12.3) mit der angekoppelten Multifunktionskammer (5) nach unten zum Wickelrohr (2.1) hin einziehen.
8. Vorrichtung des Wickelrohrs (2.1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der oberen (2.1.1) und unteren (2.1.2) Öffnung Umlenkösen (33) für Multifunktionsleinen (9) und andere Leinen/Bänder angebracht sein können.
9. Vorrichtung des Wickelrohrs (2.1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandschacht (2.3) am unteren Ende des Wickelrohrs (2.1.2) wasserdicht verschlossen ist.
10. Vorrichtung der hinteren Anpresskammer (15) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf ihr mehrere Umlenkösen (33) für die Aufroll-(24)/Auffaltbänder (26) und Multifunktionsleinen (9) angebracht sind.
11. Vorrichtungen am Abrollstab (3), dadurch gekennzeichnet, dass an ihm im Sinne einer verbesserten Verankerung Sicherungsösen (34), Stabilisatoren (3.1)(3.3) und Schwenkflügel (3.5) angebracht sein können.
12. Sicherungsösen nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie im unteren Bereich des Abrollstabes (3) angebracht mittels Sicherungsleinen (30) dem seitlichen Verdriften des unteren Abrollstabes (3) entgegenwirken.
13. Stabilisatoren (3.1)(3.3) nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Bereich der Ankerspitze (3.2) und der modifizierten Kernstabspindel (35) angebracht sind, um die Kippstabilität des Abrollstabes (3) zu verbessern
14. Schwenkflügel (3.5) nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Gründen einer verbesserten Verankerung der Ankerspitze (3.2) beweg lich an den Ankerflügeln (3.4) angebracht sind und sich durch die Schwerkraft und auf Zug am Abrollstab (3) ausklappen lassen.
15. Kopplungsverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsfahne (12) zusammen mit der Multifunktionskammer (5) durch Zug an den Multifunktionsleinen (9) und den Aufrollbändern (24) aufgerollt oder durch Zug an den Auffaltbändern (26) zusammengefaltet werden kann.
16. Schwimmende, sich dem Flusspegel anpassende Treibgutbarriere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus aufblasbaren, robusten Schlauchelementen (28) besteht, die in vorgegebenen Abständen an schwenkbaren Barrierestangen (27) befestigt wasserseitig vor den Abdichtungsfolien (4) als Schutz gegen Treibgut (32) installiert sind.
17. Barrierestangen (27) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf der Deichkrone (17) einachsig gelagert befestigt und in ihrer Länge teleskopartig verschiebbar sind.