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Staudamm mit geneigter bituminöser Innendichtung Die Erfindung betrifft
einen Staudamm mit geneigter bituminöser Innendichtung, an deren Rückseite in Etagen
übereinander angeordnete, mit Querneigung und Längs- sowie Längsgegengefälle verlegte
Sickerwasserabfangdichtungen zur feldweisen Erfassung von durch die Hauptdichtung
hindurchdringendem Sickerwasser angeschlossen sind, von deren Tiefpunkten Sickerwasserableitungen
zu Meßvorrichtungen führen.
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Derartige bituminöse Innendichtungen haben gegenüber den auf der wasserseitigen
Böschung des Staudammes angeordneten Außendichtungen eine Reihe von Vorteilen: a)
Die Dichtung ist gegen mechanische und klimatische Einwirkung durch den flachgeböschten
wasserseitigen Teil des Staudammes geschützt; b) der Stau kann bereits stufenweise
entsprechend der Fertigstellung des Dammes vorgenommen werden, wobei eventuell noch
vorhandene Undichtigkeiten sofort ohne größere Kosten zu beheben sind; c) die Einspannung
des zur Herstellung der Hauptdichtung normalerweise verwendeten und plastisch bleibenden
Bitumenbetons zwischen den beiden Dammteilen schließt die Gefahr einer Beschädigung
der Dichtung bei Setzbewegungen des Dammes weitgehend aus.
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Bei derartigen Innendichtungen ist aber ein möglichst einwandfreies
feldweises Erfassen von Sickerwasser notwendig, um eventuelle Gefahren für die Standsicherheit
des Staudammes rechtzeitig in jeder Phase des Anstauens erkennen und beseitigen
zu können.
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Die bisher bei Staudämmen mit bituminösen Innendichtungen ausgeführten
Etagen-Sickerwasserabfangdichtungen, die sich mit einer Neigung zur Hauptdichtung
hin in den luftseitigen Dammkörperteil erstrecken, bieten keine Gewähr für die einwandfreie
örtliche Erfassung des Sickerwassers. Die Abfangdichtungen können während der Verdichtungsmaßnahmen
beim Herstellen des luftseitigen Dammteiles und durch nachfolgende Setzungen und
Verschiebungen so stark verformt werden, daß Undichtigkeiten entstehen, Sickerwasser
von einer Etage zur anderen durchtropft und so Anlaß zu falschen Schlüssen hinsichtlich
der örtlichen Lage der Durchsickerung und deren Ausmaß gibt. Um das Sickerwasser
möglichst vollkommen zu erfassen, müssen die etagenartig angeordneten Abfangdichtungen
sehr weit in den luftseitigen Dammbereich hineinreichen, damit sie sich bis zu der
äußeren luftseitigen, nur schwer theoretisch berechenbaren Begrenzungslinie der
Sickerwasserströme erstrecken. Diese Forderung bedingt unwirtschaftliche Breiten
der Sickerwasserabfangdichtungen, insbesondere im unteren Teil des Dammes.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obenerwähnten
Nachteile der bituminösen Innen-Dammdichtungen mit Sickerwasserabfangdichtungen
zur feldweisen Erfassung des Sickerwassers durch geeignete konstruktive Anordnungen
der Dichtungen zu beseitigen. Dabei soll gleichzeitig besondere Rücksicht auf die
Sicherheit der Unterlieger genommen werden, was die Ausbildung des Dammes mit einem
großen, nicht durch eine Kerndichtung geteilten Stützkörper bedingt.
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Der eine Lösung dieser Aufgaben bringende erfindungsgemäße Staudamm
mit geneigter bituminöser Innendichtung, an deren Rückseite in Etagen übereinander
angeordnete, mit Querneigung und Längssowie Längsgegengefälle verlegte Sickerwasserabfangdichtungen
zur feldweisen Erfassung von durch die Hauptdichtung hindurchdringendem Sickerwasser
angeschlossen sind, von deren Tiefpunkten Sickerwasserableitungen zu Meßvorrichtungen
führen, ist dadurch gekennzeichnet, daß die bituminöse Innendichtung auf einer vor
der nicht steiler als etwa 1:0,8 verlaufenden inneren Böschung eines ungeteilten
Damm-Stützkörpers angeordneten Grobfilterschicht aufliegt, daß die in die Innendichtung
eingebundenen, mattenartigen Sickerwasserabfangdichtungen im Anschluß an ihre durch
die Filterschicht mit Querneigung zur Stützkörperböschung hindurchführenden Teile
auf dieser Böschung bis etwa zur nächsthöheren Etage hochgezogen sind und daß ihre
Tiefpunkte über längsgerader Fallinien der Stützkörperböschung in diese eingebauten
Meßschächten liegen, welche in einen den Fuß der Dichtung bildenden Kontrollgang
münden und die Sickerwasserableitungen und -meßvorrichtungen aufnehmen.
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Durch das Verlegen der Sickerwasserabfangdichtungen in eine vor der
inneren Böschung eines ungeteilten Dammstützkörpers liegende Dammzone, vor der ein
mit relativ flacher Neigung ausgebildeter wasserseitiger Dammkörperteil liegt, ergeben
sich
nicht nur Vorteile für die Standsicherheit des Staudammes und
den Schutz der Dichtung, es wird auch die Erstellung des gesamten, aus Hauptdichtung,
Grobfilterschicht und Sickerwasserabfangdichtungen bestehenden Dichtungskörpers
während der Bauarbeiten in einfacher Weise möglich.
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Die Anordnung der Sickerwasserabfangdichtungen mit einer innerhalb
der Grobfilterschicht von der Hauptdichtung weg gerichteten Neigung und einem anschließenden
Hochziehen dieser Dichtungen auf der inneren Böschung des Stützkörpers in Verbindung
mit den in diese Böschung eingebauten Meßschächten, über denen die Tiefpunkte der
Abfangdichtungsfelder liegen, macht es möglich, frei im Dammkörper verlaufende Sickerwasserableitungen
praktisch ganz zu vermeiden und die Meßvorrichtungen in unmittelbarer Nähe derjenigen
Stellen einzubauen, an denen das Sickerwasser aus den einzelnen Feldern austritt.
Die in den Meßschächten angeordneten Meßvorrichtungen erfassen daher einwandfrei
die Sickerwassermengen aus den einzelnen Feldern und gestatten so eine sichere Beurteilung
der Lage von gegebenenfalls vorhandenen Undichtigkeiten. Die geneigten Meßschächte,
die abschnittsweise aus Fertigbauteilen zusammengesetzt werden können, schützen
weiterhin die in ihnen verlegten Ableitungsrohre gegenüber Setzbewegungen des Dammes,
so daß ein sicheres Abführen des gesamten Sickerwassers über den Kontrollgang möglich
wird und der Stützkörper des Dammes nur mit den üblichen Entwässerungen für Niederschlagswasser
versehen werden muß.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird nunmehr ein in der Zeichnung
veranschaulichtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Staudammes mit geneigter
bituminöser Innendichtung beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen vertikalen Schnitt
durch den mittleren Bereich des Staudammes, in dem die Dichtung angeordnet ist,
F i g. 2 einen ganz schematischen Längs-Teilschnitt in der Ebene der Grobfilterschicht
der Dichtung, F i g. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Schnitt gemäß F i g.
1, F i g. 4 einen senkrechten Schnitt längs der Schnittlinie IV-IV in F i g. 3,
aus dem die gegenseitige Lage der Sickerwasserabfangdichtungen und eines Meßschachtes
ersichtlich ist.
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Der als Ausführungsbeispiel ausgewählte Staudamm gemäß der Erfindung
hat einen besonders kräftig ausgebildeten Stützkörper 1 aus Steinschüttung oder
Grobschotter, der in üblicher Weise durch Rütteln oder Stampfen verfestigt ist.
Die luftseitige Böschungsneigung beträgt etwa 30°, die innere Böschungsneigung des
Stützkörpers ist etwa 45°. In der inneren Böschung 2 bzw. bündig zu dieser inneren
Böschung sind aus einzelnen vorgefertigten Abschnitten aufgebaute Meßschächte 3
eingebettet, die von der Dammkrone aus zugänglich sind und in den am inneren Böschungsfuß
des Stützkörpers vorgesehenen Kontrollgang 4 münden, der in an sich bekannter Weise
in den undurchlässigen Boden- oder Fels-Untergrund eingebunden ist.
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Die innere Böschung 2 des Stützkörpers 1 ist durch Einstreumaterial
ausgeglichen und mit einer flexiblen Asphalt-Unterbetonschicht 5 versehen, die etwa
10 bis 15 cm stark ist. Auf dieser flexiblen Unterbauschicht liegt ein Teil der
Sickerwasserabfangdichtung und darüber eine etwa 1 m starke Grobfilterschicht, die
zur Erhöhung der Stabilität durch geringe Mengen Bindemittel unter Aufrechterhaltung
einer grobporigen Struktur in sich verfestigt ist. Auf dieser Grobfilterschicht
6 liegt die aus Asphaltbeton-gegebenenfalls in mehreren Lagen - hergestellte Hauptinnendichtung
7, auf der der wasserseitige Dammteil 8 aufliegt, der mit einer Neigung von etwa
30° abgeböscht ist und ebenfalls als Steinschüttungs- oder Grobschotterdamm ausgeführt
sein kann.
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Unmittelbar auf der Asphaltbetonschichtkarm eine dünne Lage sehr feinen
Materials, wie Flugasche, vorgesehen sein, das dazu beiträgt, gegebenenfalls vorhandene
geringe Undichtigkeiten in der Hauptdichtung zuzuschlämmen.
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Die Meßschächte 3 sind in der Innenböschung 2 des Stützkörpers 1 mit
Abständen von etwa 40 bis 60 m angeordnet (F i g. 2), und die sich von ihren Einbindelinien
9 in der Hauptdichtung 7 (F i g. 3) mit einer Querneigung von etwa 1:15 durch die
Grobfilterschicht 6 zur Stützkörperböschung 2 hin erstreckenden Sickerwasserabfangdichtungen
10 sind auf der Böschung bis in die Nähe der nächsten Abfangdichtungsetage hochgezogen.
Ihre innerhalb der Grobfilterschicht liegenden Teile oder Abschnitte 10 a sind mit
Längs- und Längsgegengefälle in der aus der F i g. 2 ersichtlichen Weise verlegt;
an den höchsten Stellen zwischen zwei benachbarten Meßschächten sind Grat-Aufkantungen
11 vorgesehen, von denen die Abfangdichtungen ein Längsgefälle von etwa 1:100 nach
beiden Seiten haben.
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In der Übergangskehle 12 zwischen den Teilen 10 a innerhalb der Grobfilterschicht
6 und den an der Stützkörperböschung 2 hochgezogenen Abfangdichtungsteilen 10 b
liegen Porositrohre 13, an die im Bereich der paarweise nebeneinanderliegenden und
durch genau oberhalb der Mitte jedes der Meßschächte angeordnete weitere Aufkantungen
14 gegeneinander abgegrenzten Tiefpunkte 15 der Abfangdichtungen, die jeweils in
geraden Fallinien der Stützkörperböschung über einem der Meßschächte 3 liegen, relativ
kurze, steil verlaufende Sickerwasserableitrohre 16 angeschlossen sind, welche paarweise
direkt in die Meßschächte 3 führen. In jedes Ableitrohr 16 ist innerhalb des Meßschachtes
eine Sickerwassermeßvorrichtung 17 eingebaut, in der das Sickerwasser gemessen wird,
ehe es durch den Sammler 18 in die Kontrollgang-Sammelleitung 19 fließt. Der senkrechte
Abstand zweier übereinander angeordneter Abfangdichtungen beträgt etwa 6m, unter
Berücksichtigung der 1:1-Neigung der Dichtungsanordnung ergeben sich so innerhalb
der Grobfilterschicht getrennt entwässernde Felder von je etwa 200 m2 Fläche.
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In den Meßschächten können auch bekannte Setz-und Spreizpegel zur
Kontrolle von Verschiebungen der Haupt- und Abfangdichtungen vorgesehen sein.
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Die einzelnen Meßschacht-Abschnitte sind mit nachgiebigen Dichtungen,
etwa aus Mastix, aufeinandergesetzt; die untersten Abschnitte stützen sich auf an
dem Betonkörper des Kontrollgangs vorgesehene Meßschacht-Widerlager ab, in denen
Anschluß-Durchbrüche vorgesehen sind.
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Der Aufbau des Innendichtungskörpers des erfindungsgemäßen Dammes
erfolgt jeweils etagenweise in horizontalen Streifen während der Damm-Aufschüttung
und Damm-Verdichtung. Hat die Schüttung und Verdichtung des Damm-Stützkörpers und
der gleichzeitig damit durchgeführte Aufbau der Meßschächte
den
Höhenbereich einer »Etage« der Sickerwasserabfangdichtung erreicht oder etwas überschritten,
so wird nach dem Abgleichen der inneren Böschung 2 des Stützkörpers 1 auf diese
Böschung die etwa 15 cm starke Vermörtelungs- oder Asphaltunterbetonschicht 5 aufgebracht,
die sich auch mit leichter Steigung über dem Grobfilterabschnitt der darunter liegenden
»Dichtungsetage« bis zur Asphaltbeton-Hauptdichtung 7 erstreckt und in die unterhalb
der Kehle 12 der Sickerwasserabfangdichtung 10 der obere Rand der unteren Abfangdichtung
eingebunden wird. Auf diesen Asphaltunterbeton werden dann die Abfangdichtungsmatten
oder -folien aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt, und an den Tiefpunkten 15 die
nach unten unmittelbar in die Meßschächte 3 führenden Sickerwasserrohrleitungen
16 dichtend eingebaut. Anschließend werden in den Kehlen, die mit Längs- und Längsgegengefällen
von etwa 1.:100 in den einzelnen Feldern geneigt sind, die Porositrohre 13 zur Aufnahme
des Sickerwassers verlegt. Dann erfolgt die Aufschüttung des nächsten Abschnitts
der Grobfilterschicht, die gegebenenfalls durch leichte Vermörtelung in sich gebunden
werden kann.
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Inzwischen wird das Aufschütten und Rütteln des Stützkörpermaterials
fortgeführt.
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Nach äußerem Abgleich der Grobfilterschicht wird die Hauptdichtung
7 aus Asphaltbeton eingebracht, vorzugsweise maschinell in zwei oder drei übereinanderliegenden
Lagen, die als Längsstreifen eingebaut und verdichtet werden. Auf die Außenseite
der Hauptdichtung wird sodann der wasserseitige Dammkörperteil in seiner gesamten
Breite bis zur Höhe der betreffenden Etage aufgeschüttet und verdichtet. Die Massen
dieses wasserseitigen Dammkörperteils ergeben eine starke Auflast für die gesamte
Dichtung, die dadurch zusammengedrückt und gewissermaßen eingespannt wird, so daß
bei den weiteren Arbeiten ein Abgleiten dieser Dichtung oder ihrer Teile nicht eintritt.
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Nach vollständiger Fertigstellung einer Etage der Dichtung kann bereits
während der Arbeiten an der nächsten Dichtungsetage mit dem Stau begonnen bzw. die
Stauhöhe um eine Etage weiter gesteigert werden; dabei lassen sich Fehler oder Undichtigkeiten
in der gesamten Dichtung erkennen und beseitigen, wenn die betreffenden Teile der
Dichtung noch ohne größere Mühe zugänglich sind.
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Im oberen Teil des Staudammes wird die Dammkrone 20 derart über die
Dichtung angeordnet, daß der größte Teil der Dammkronenbreite wasserseitig vor der
Asphaltbetondichtung 7 liegt und so auch im oberen Teil dieser Dichtung eine relativ
große Auflast vorhanden ist, die zu Vermeiden eines Abgleitens der Dichtung erwünscht
ist.
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Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäß ausgebildeten Staudammes
mit geneigter Innendichtung ergeben sich aus der durch die relativ große Stützkörperbasis
bedingten Sicherheit des Stützkörpers, der nicht durch weit in ihn hinragende Sickerwasserabfangdichtungen
unterteilt ist; die nur in der inneren Böschung des Stützkörpers in relativ großen
Abständen voneinander angeordneten Meßschächte gestatten eine sichere Verlegung
der Sickerwasserabführleitungen und eine Unterbringung der Meßvorrichtungen jeweils
in unmittelbarer Nähe derjenigen Stellen, an denen das Sickerwasser aus den betreffenden
Feldern abfließt, was eine sehr genaue Lokalisierung von gegebenenfalls auftretenden
Undichtigkeiten möglich macht; die Meßschächte gestatten ferner eine genaue Beobachtung
der Verschiebebewegungen der Dichtung innerhalb des Dammes. Die in die Meßschächte
hineinführenden Ableitungsrohre für das Sickerwasser sind relativ kurz und verlaufen
steil, so daß sie bei Setzbewegungen des Dammes nicht gefährdet sind, zumal wenn
sie aus elastischem oder nachgiebigem Material hergestellt werden.