DE1170329B

DE1170329B - Verfahren zum lagenweisen Einbau von Kerndichtungen, insbesondere bituminoesen, fuerStaudaemme im Zuge der lagenweise erfolgenden Dammschuettung und Vorrichtung zur Durch-fuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1170329B
Application number: DEST19964A
Authority: DE
Inventors: Alfred Feiner; Dipl-Ing Rudolf Hamann; Clemens Schopf
Original assignee: Strabag Bau AG
Current assignee: Strabag Bau AG
Priority date: 1962-11-14
Filing date: 1962-11-14
Publication date: 1964-05-14
Also published as: CH428587A; US3299642A; GB975670A; US3429130A; AT244246B

Description

Verfahren zum lagenweisen Einbau von Kerndichtungen, insbesondere bituminösen, für Staudämme im Zuge der lagenweise erfolgenden Dammschüttung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum lagenweisen Einbauen von Kerndichtungen, insbesondere bituminösen, für Staudämme im Zuge der lagenweise erfolgenden Dammschüttung und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Beim lagenweisen Einbau von Kerndichtungen benutzte man bisher Schalungskästen oder -wände. Die Dammbaustoffe bzw. feinkörniges Filtermaterial wurden dabei außen an die Schalung angeschüttet, während der Baustoff für die Dichtung in die Schalungskästen oder zwischen die -wände eingebracht wurde. Die Schalung mußte dann angehoben werden, um die nächste Schicht des Dammes einbauen zu können. Diese Bauweise ist jedoch sehr zeitraubend und bei dem Einbau von bituminösen Kerndichtungen mit erheblichen Mängeln behaftet.
Bituminöse Kerndichtungen können bekanntlich infolge ihrer höheren Dichte und gleichmäßigen Zusammensetzung eine wesentlich geringere Dicke aufweisen als solche aus natürlichen Dichtungsstoffen, wie z. B. Ton, Lehm, Tonbeton oder Lehmbeton. Während bei letzteren eine Dicke von einem Drittel bis einem Sechstel der Dammhöhe notwendig ist, kommt man bei bituminösen Baustoffen mit Dicken von einem Zwanzigstel bis einem Fünfzigstel der Dammhöhe aus. Die beim Einschütten des Dichtungsbaustoffes in den Schalungskasten auftretenden Entmischungen durch Schüttkegelbildung wirken sich jedoch bei dünnen Innendichtungen naturgemäß viel stärker aus als bei dicken. Man ist deshalb in hohem Maße auf die Sorgfalt des Personals beim Einbringen des Baustoffes in die Schalungskästen angewiesen, besonders dann, wenn der bituminöse Innendichtungsbaustoff nach dem deutschen Patent 1108 620 eine Zusammensetzung mit einem größeren Anteil grobkörnigen Materials hat.
Nach dem bekannten Verfahren kann die Schalung erst nach geraumer Zeit angehoben werden, nämlich dann, wenn der gesamte Dichtungsbaustoff zwischen die Schalungswände eingebracht, die seitlichen Dammaufschüttungen ausgeführt und die Baustoffschichten planiert sind. Während dieser Zeit erhärtet bituminöser Baustoff, so daß eine innige Verzahnung desselben mit dem Korn der benachbarten Dammaufschüttungen nicht mehr zu verwirklichen ist und sogar die notwendige Verdichtung des bituminösen Baustoffes nur unvollkommen durchzuführen ist.
Gemäß der Erfindung wird so verfahren, daß die Baustoffe für die Kerndichtung und die benachbarten (luft- und wasserseitigen) Dammschüttungen Schicht um Schicht durch zueinander parallele, in Arbeitsrichtung auf dem Planum voranbewegte, senkrechte oder geneigte Trennwände räumlich voneinander getrennt, gleichzeitig in Richtung des: Staudammes fortschreitend aufgeschüttet und auf etwa gleiches Niveau planiert werden, worauf die. in Bewegungsrichtung hinter den Trennwänden sich unmittelbar aneinander anlegenden Aufschüttungen gleichzeitig verdichtet werden.
Das neue Verfahren -erlaubt. es, den Staudamm im Bereich der Kerndichtung fortschreitend Schicht um Schicht aufzubauen und dabei eine scharfe Trennung (ohne gegenseitige Überschüttung) zwischen der Aufschüttung für die Innendichtung und für die seitlichen Dammaufschüttungen zu verwirklichen. Dadurch. ist gewährleistet;. daß die Innendichtung eine gleichmäßige Dicke aufweist und kein Fremdmaterial aus den benachbarten Dammaufschüttungen enthält, das ihre Dichtheit und Haltbarkeit beeinträchtigen würde.
Die fortschreitende Arbeitsweise läßt die durch die voranbewegten Trennwände getrennt aufgeschütteten Baustoffe sich schon nach wenigen Sekunden unmittelbar aneinander anlegen. Bei der Verwendung von bituminösem Dichtungsbaustoff besitzt dieser dann noch seine volle Plastizität und läßt sich ohne weiteres durch die unmittelbar anschließende Verdichtung innig mit dem Korn der benachbarten Dammschüttungen verzahnen und selbst nachhaltig verdichten. Auf diese Weise entsteht eine hinsichtlich ihrer Dicke genau maßhaltige Innendichtung, die intensiv verdichtet und dem Verfahren nach dem deutschen Patent 1108 620 entsprechend, mit dem tragenden Korn der benachbarten Dammaufschüttung so innig verzahnt ist, da.ß sich das tragende Mineralskelett des Dammes auch durch die Innendichtung fortsetzt und dadurch dem Damm eine bisher nicht erreichte Stabilität verleiht.
Die Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens besteht erfindungsgemäß aus zwei zueinander parallelen, hochkant stehenden Trennwänden, deren gegenseitiger Abstand (Zwischenraum) gleich der Dicke der Kerndichtung ist, Mitteln zum Voranbewegen der Trennwände auf dem Planum des Staudammes in dessen Längsrichtung, Mitteln zum Aufschütten und Planieren des Baustoffes für die luft-und wasserseitige Dammschüttung außerhalb der Trennwände, Mitteln zum Einbringen und Planieren des Baustoffes für die Kerndichtung zwischen den parallelen Trennwänden und in Bewegungsrichtung hinter den parallelen Trennwänden angeordnete Rüttelverdichter zum gleichzeitigen Verdichten der getrennt aufgeschütteten und planierten Baustoffe.
Die Trennwände erlauben das gleichzeitige, jedoch räumlich getrennte Aufschütten und Planieren der Baustoffe für die Kerndichtung und die benachbarten Dammschüttungen, so daß dabei gegenseitige überschüttungen ausgeschlossen sind. Sie gewährleisten deshalb mit absoluter Sicherheit das notwendige, homogene Gefüge der Innendichtung und eine gleichbleibende Dicke derselben.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist für den Dichtungsbaustoff ein Vorratsbehälter auf die parallelen Trennwände aufgesetzt, dessen Bodenöffnung zwischen den Trennwänden mündet. Hierdurch wird erreicht, daß der Innendichtungsbaustoff in dem Maße aus dem Behälter zwischen die Trennwände austritt, in dem sich diese voranbewegen. Diese Art des Einbringens des Innendichtungsbaustoffes vermeidet die Bildung von Schüttkegeln und damit das Entmischen des Baustoffes vollkommen. Sie gewährleistet ein vollkommen homogenes Gefüge der Innendichtung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt und nachstehend erläutert. Es zeigen F i g. 1 bis 3 eine schematische Darstellung der neuen Vorrichtung zum Einbau einer bituminösen Dichtung im Aufriß, Grundriß und Schnitt nach Linie A-A in F i g. 1, während F i g. 4 und 5 eine selbstfahrende Vorrichtung im Aufriß und Grundriß darstellen.
Die Vorrichtung nach den F i g. 1 bis 3 besteht aus zwei zueinander parallelen, hochkant stehenden, senkrechten oder geneigten Trennwänden 1, 2 aus Blech, deren gegenseitiger Abstand a der Dicke der zu fertigenden Kerndichtung 3 entspricht. Die Trennwände sind durch Querverbindungen fest miteinander verbunden, um ihre Parallelität zu gewährleisten. Sie liegen mit ihren unteren Kanten dicht auf dem Planum auf und werden mit der erforderlichen Arbeitsgeschwindigkeit in der durch den Pfeil F in F i g. 1 angedeuteten Längsrichtung des zu errichtenden Staudammes über das Planum voranbewegt. Die Trennwände können aus mehreren Schüssen bestehen, die mittels Gelenke 4 miteinander verbunden sind. Dadurch vermögen sie sich besser leichten Unebenheiten des Planums anzupassen, ohne sich teilweise mit ihren unteren Kanten von demselben abzuheben.
Der vordere Teil der Trennwände 1, 2 weist ein ihren Zwischenraum überdachendes Satteldach 5 und vorn ein winkelförmiges Räumblech 6 nach Art eines Schiffsbugs auf. Ein heb- und senkbares Planierschild 7 übergreift im Bereich des Satteldaches die Trennwände 1, 2 quer und bestreicht die Räume an den beiden Außenseiten derselben.
Auf dem hinteren Teil der parallelen Trennwände ist ein Vorratsbehälter 8 für den Dichtungsbaustoff angeordnet, dessen Austrittsöffnung nach unten in den Raum zwischen den parallelen Trennwänden 1, 2 mündet. Hinter dem Vorratsbehälter 8 und zwischen den Trennwänden ist ein in der Höhe einstellbarer Regulierschieber 9 vorgesehen, der die Schütthöhe für den Dichtungsbaustoff bestimmt.
Am Ende der Trennwände 1, 2 ist ein Querjoch 10 befestigt, an das drei Rüttelverdichter 11, 12, 13 von beliebiger, bekannter Bauart angehängt sind. Von diesen Rüttelverdichtern bewegen sich die beiden außenliegenden, 11, 13, im Bereich des vom Planierschild 7 planierten Baustoffes, während der mittlere, 12, den vom Regulierschieber 9 planierten Dichtungsbaustoff verdichtet. Der mittlere Rüttelverdichter12 besitzt eine mittels Gas- oder Ölbrenner beheizte Bodenplatte, um ein Ankleben an den von ihm zu verdichtenden, bituminösen Baustoffen der Innendichtung 2u vermeiden.
Die Schwingungsrichtung der Rüttelverdichter 11 bis 13 verläuft vorzugsweise zur Horizontalen geneigt, so daß den Verdichtern eine Bewegungskomponente in Bewegungsrichtung der parallelen Trennwände erteilt wird. Hierdurch werden Baustoffstauungen an den Vorderkanten der Verdichter vermieden, die zu unerwünschten seitlichen Verdrückungen des Baustoffes besonders im Bereich der Oberfläche führen könnten. Arbeitsweise Während die Trennwände 1, 2 in Pfeilrichtung F voranbewegt werden, wird der Baustoff für die luft-und wasserseitige Dammschüttung, im allgemeinen grobkörniges Gestein, z. B. durch einen Greifbagger 14 vor dem Planierschild 7 auf den überdachten Teil der parallelen Trennwände aufgeschüttet. Der Baustoff böscht sich, wie in F i g. 3 dargestellt, zu beiden Seiten der Trennwände in den Bereich des Planierschildes 7 ab und wird durch dasselbe auf eine bestimmte Schichthöhe von etwa 20 bis 25 cm planiert. Gleichzeitig tritt Innendichtungsbaustoff, vorzugsweise nach dem deutschen Patent 1108 620 zusammengesetzt, aus dem Vorratsbehälter 8 in den Raum zwischen den Trennwänden in dem Maße aus, in dem diese sich voranbewegen und wird dort durch den Regulierschieber 9 auf etwa die gleiche Schichthöhe planiert wie die Dammschüttungen beiderseits der Trennwände. In Bewegungsrichtung hinter den Trennwänden legen sich die Schichten unmittelbar aneinander. Da sie auf etwa gleiche Schichthöhe planiert sind, sind dabei gegenseitige überschüttungen ausgeschlossen. Die Schichten gelangen schon nach wenigen Sekunden in den Bereich der Rüttelverdichter 11, 12, 13 und werden von denselben gleichzeitig und gleichmäßig verdichtet. Dabei liegen die Nahtstellen benachbarter Schichten je zwischen zwei benachbarten Rüttelverdichtern. Das tragende Mineralkorn benachbarter Schichten wird deshalb im Bereich der Naht nachhaltig gegeneinandergepreßt und vollkommen ineinander verzahnt, so daß nach der Lehre des deutschen Patents 1108 620 ein einheitliches, tragendes Skelett im gesamten Staudamm entsteht, das demselben vorzügliche statische Eigenschaften verleiht. In der geschilderten Weise wird der Staudamm Schicht um Schichtaufgebaut.
Wie bereits erwähnt, kommen für die Innendichtung bevorzugt bituminöse Baustoffe in Betracht, die bekanntlich heiß eingebaut werden müssen. Der Vorratsbehälter 8 ist deshalb mit einer Wärmeisolierung ausgestattet. Um eine gute Bindung zwischen der im vorhergehenden Arbeitsgang eingebauten, bereits erkalteten und verdichteten Baustoffschicht und der nächst folgenden zu erreichen, sind im vorderen Teil zwischen den Trennwänden 1, 2 Heizkörper 15, z. B. Infrarotstrahler, angeordnet, die ihre Wärmestrahlung gegen die beim vorhergehenden Arbeitsgang verdichtete, bituminöse Baustoffschicht richten und dieselbe bis auf eine Tiefe von 2 bis 3 cm- erweichen. Dadurch wird erreicht, daß die Schichten innig miteinander verschmelzen und sich gleichzeitig mit ihren tragenden Mineralkörnern vollkommen ineinander verzahnen, so daß eine nahtlose Innendichtung entsteht.
Anstatt für die seitlichen Dammaufschüttungen, wie dargestellt und beschrieben, den gleichen Baustoff zu verwenden, kann, wenn es die Umstände erfordern, für den wasserseitigen Dammteil auch eine andere Baustoffzusammensetzung verwendet werden als für den luftseitigen. Der Greifbagger 14 hat dann die verschiedenen Baustoffe rechts bzw. links neben den Trennwänden 1, 2 abzuwerfen. Hierbei werden gegenseitige überschüttungen vermieden, wenn auf den Grat des Satteldaches 5 eine senkrechte Trennwand 51 aufgesetzt ist, die strichpunktiert in F i g. 3 angedeutet ist.
Um den von den Trennwänden durch ihr Eigengewicht auf das Planum ausgeübten Flächendruck zu vermindern, können die Wände, wie in F i g. 3 dargestellt, an ihren unteren Kanten mit Gleitkufen 16 versehen sein.
Die in F i g. 4 und 5 dargestellte Vorrichtung ist selbstfahrend und entspricht im übrigen der in F i g. 1 bis 3 schematisch dargestellten. Die Bezugszeichen dieser schematischen Darstellung sind deshalb, soweit es sich um gleiche Bauteile handelt, in die F i g. 4 und 5 übernommen.
Die Trennwände 1, 2 sind mit dem Vorratsbehälter 8 für den Dichtungsbaustoff fest verbunden und mitsamt dem Regulierschieber 9 vermittels der Hydraulikzylinder 17 im Fahrzeugrahmen 18 heb-und senkbar aufgehängt. Die Zugkräfte zum Voranbewegen der Trennwände werden vom Fahrzeugrahmen über besondere Zugstangen 19 übertragen, die gelenkig am Fahrzeugrahmen und an den Trennwänden 1, 2 befestigt sind. Das Planierschild 7 ist ebenfalls am Fahrzeugrahmen 18 angelenkt und wird mittels der Hydraulikzylinder 20 zum Einstellen der Planierhöhe gehoben und gesenkt.
Die Rüttelverdichter 11, 12, 13 sind gelenkig an das Transportfahrzeug angekuppelt und vermittels der am Fahrzeugrahmen 18 befestigten Ausleger 21 und der Hydraulikzylinder 22 heb- und senkbar.
Der in Fahrtrichtung vor dem Planierschild 7 liegende Teil der parallelen Trennwände ist, wie in F i g. 4 strichpunktiert dargestellt, hochklappbar. Das Transportfahrzeug läuft mit seinen Raupen 23 oder luftbereiften Rädern auf dem vom Planierschild 7 erzeugten Planum der beiderseitigen Dammaufschüttungen und besitzt einen eigenen Kraftantrieb durch einen Dieselmotor, der auch die Energie für die Hydraulikpumpe zum Betrieb der Hydraulikzylinder 17, 20; 22 und über einen von ihm angetriebenen Stromerzeuger die elektrische Energie für die Heizkörper 15 liefert, Die Arbeitsstellung der selbstfahrenden Vorrichtung entspricht der Darstellung in F i g. 4 und 5 und die Arbeitsweise derselben der mit Bezug auf die schematische Darstellung in F i g. 1 bis 3 beschriebenen. Beim Fahren zu einer anderen Arbeitsstelle und beim Wenden an den Einbauendpunkten wird der vordere Teil der Trennwände 1, 2, wie in F i g. 4 strichpunktiert angedeutet, hochgeklappt. Sodann werden die Trennwände 1, 2 mittels der Hydraulikzylinder 17 und die Rüttelverdichter 11 bis 13 mittels der Hydraulikzylinder 22 so weit vom Boden abgehoben, daß das Fahrzeug 18, 13 zum Fahren auch mit ,größeren Geschwindigkeiten die notwendige Bodenfreiheit besitzt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch bei der Herstellung von Dichtungsschürzen zur Anwendung gelangen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum .lagenweisen Einbau von Kerndichtungen, insbesondere bituminösen, für Staudämme im Zuge der lagenweise erfolgenden Dammschüttung, dadurch gekennzeichn e t, daß die Baustoffe für die Dichtung und die dieser benachbarten Dammschüttungen durch zueinander parallele, in Arbeitsrichtung auf dem Planum voranbewegte, senkrechte oder geneigte Trennwände räumlich voneinander getrennt, in Richtung des Staudammes fortschreitend gleichzeitig aufgeschüttet und auf etwa gleiches Niveau planiert werden, worauf die in Bewegungsrichtung hinter den Trennwänden sich unmittelbar aneinander anlegenden Aufschüttungen gleichzeitig verdichtet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verdichtete Oberfläche des bituminösen Baustoffes der Dichtungsschürze vor erneuter Aufschüttung von Baustoffen durch Erwärmen in plastischen Zustand versetzt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zwei zueinander parallele, hochkant stehende Trennwände (1, 2), deren gegenseitiger Abstand (a) gleich der Dicke der Kerndichtung (3) ist, Mittel zum Voranbewegen der Trennwände auf dem Planum des Staudammes in dessen Längsrichtung, Mittel (14, 7) zum Aufschütten und Planieren des Baustoffes für die Luft- und wasserseitige Dammschüttung beidseitig der Trennwände, Mittel (8, 9) zum Einbringen und Planieren des Baustoffes für die Kerndichtung zwischen den Trennwänden und in Bewegungsrichtung hinter den Trennwänden angeordnete Rüttelverdichter (11, 12, 13) zum gleichzeitigen Verdichten der getrennt aufgeschütteten und planierten Baustoffe.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (1, 2) im Bereich der Mittel (14, 7) zum Aufschütten und Planieren des Baustoffes für die Dammaufschüttung durch ein ihren Zwischenraum überdachendes Satteldach (5) und vorn durch ein winkelförmiges Räumblech (6) miteinander verbunden sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Grat des Satteldaches (5) eine senkrechte Trennwand (51) aufgesetzt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (1, 2) zum Zweck der besseren Anpassung an Unebenheiten des Planums in mehrere Teilschüsse quer unterteilt und durch Gelenke (4) miteinander verbunden sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorratsbehälter (8) für den Innendichtungsbaustoff so auf die Trennwände (1, 2) aufgesetzt ist, daß seine Bodenöffnung zwischen den Trennwänden ausmündet. B. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Trennwänden (1, 2) Heizkörper (15), z. B. Infrarotstrahler, angeordnet sind, die ihre Wärmestrahlung gegen die beim vorhergehenden Arbeitsgang verdichtete Schicht des bituminösen Innendichtungsbaustoffes richten. 9. Als selbstfahrendes Fahrzeug ausgebildete Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (1, 2) mit dem an ihnen befestigten Vorratsbehälter (8) für den Dichtungsbaustoff und dem zugehörigen Regulierschieber (9) heb- und senkbar am Fahrzeugrahmen (18) eines Transportfahrzeugs aufgehängt und über an den Trennwänden gelenkig angreifende Zugstangen (19) mit dem Fahrzeugrahmen (18) verbunden sind. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Planierschild (7) für die Dammaufschüttungen am Fahrzeugrahmen (18) des Transportfahrzeuges heb- und senkbar angelenkt ist. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rüttelverdichter (11, 12, 13) gelenkig an das Transportfahrzeug angekuppelt und vermittels Ausleger (21) des Transportfahrzeugs und mittels vorzugsweise hydraulischer Hubzylinder (22) heb- und senkbar sind. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil der Trennwände (1, 2) hochklappbar ist.