DE19628493A1

DE19628493A1 - Multiple layer seal for tunnel sections

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Publication number: DE19628493A1
Application number: DE1996128493
Authority: DE
Original assignee: NIEDLICH THORSTEN
Current assignee: GTBS GMBH, 81825 MUENCHEN, DE
Priority date: 1995-06-12
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 1998-01-22

Abstract

The seal has gasket layers formed of plastics (1,2) with sealing tested using a vacuum. There is at least one enclosure surface (3) between the seal layers, with a chemical or mineral filling resistant to water inflow. This prevents discharge of leakage through self sealing. The sealing paths can have different thicknesses, by which one or both can have different film strengths.

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrlagige Abdichtung für Hohlräume wie Tunnel aus Dich tungsbahnen aus Kunststoff, deren Dichtheit durch Vakuum prüfbar ist.The invention relates to a multi-layer seal for cavities such as tunnels made of you plastic lanes, the tightness of which can be checked by vacuum.

State of the art

Tunnel im Verkehrsbau oder für Ver- und Entsorgungsleitungen, die in wasserführen den Schichten gebaut werden, benötigen eine sogenannte druckwasserhaltende Abdichtung. Nach dem weitgehenden Versagen einlagiger Abdichtungssysteme wurden doppellagige Sy steme entwickelt. Anforderung ist dabei, daß diese Systeme während der Phasen der Tunnel herstellung durch Erzeugen eines Vakuums zwischen den beiden Dichtungslagen geprüft wer den können.Tunnels in traffic engineering or for supply and disposal lines that run in water the layers are built require a so-called pressurized water seal. After the extensive failure of single-layer sealing systems, double-layer Sy steme developed. The requirement is that these systems during the phases of the tunnel production by creating a vacuum between the two sealing layers that can.

Weiter wird gefordert, daß die Abdichtung auch später noch geprüft und bei auftreten den Schäden durch Verpressen der Hohlräume zwischen den Bahnen mittels Einpressen von Harzen oder Gelen saniert werden kann.It is also required that the seal be checked later and occur the damage caused by pressing the voids between the webs by pressing Resins or gels can be cleaned up.

Um diese Forderungen zu erreichen, wird die eine Dichtungsbahn mit einer rillenartigen Profilierung hergestellt und mit einer zweiten, glatten Bahn zu kissenartigen Elementen, die ein- oder mehrteilig sind, verschweißt. An jedes Kissen werden Anschlüsse für die Vakuum- und Verpreßleitungen angeschweißt. Die Kissenbreite wird geringer als die Bahnenbreite ge wählt, um einen seitlichen Überstand zum Verschweißen der beiden Dichtungsbahnen mit den benachbarten Bahnen zu ermöglichen.In order to achieve these requirements, the one sealing membrane with a groove-like Profiling made and with a second, smooth sheet to pillow-like elements that are one or more parts, welded. Connections for the vacuum and Welded compression lines. The pillow width is less than the web width chooses a side overhang for welding the two sealing sheets to the to enable neighboring railways.

Die Schweißnähte werden in bekannter Technik für Doppelnähte hergestellt und geprüft. Die Verlegung der kissenartigen Doppelbahnen erfolgt in herkömmlicher Technik durch An schweißen der bergseitigen Dichtungsbahn an Halterondellen.The welds are produced and tested in known technology for double seams. The pillow-like double sheets are laid using conventional technology welding the sealing membrane on the mountain side to retaining ridges.

Nach Verlegen der Bahnen werden an die Anschlüsse Schlauchleitungen angeschlossen und mit dem später in die Tunnelwand einzubauenden Kontrollgehäuse verbunden. Anschlie ßend werden die einzelnen Kissen mit Vakuum überprüft. Diese Maßnahme kann danach zu jedem Zeitpunkt wiederholt werden. After laying the sheets, hose lines are connected to the connections and connected to the control housing to be installed later in the tunnel wall. Then The individual cushions are checked with a vacuum. This measure can then take place can be repeated at any time.

Nachteilig ist die Vielzahl von Leitungen und Anschlüssen, die bei den weiteren Ausbau arbeiten beschädigt werden können. Außerdem entsteht durch im Beton eingebundene Leitun gen und Anschlüsse eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Tunnelinnenschale und der Tunneldichtung, die über Rodelle auch an der Spritzbetonsicherung des Gebirges befestigt ist. Bewegungen, die besonders durch Temperatureinflüsse im Bereich der Tunnelmündungen ent stehen, führen zu einem Eintrag von Spannungen in die Tunnelabdichtung, was sich negativ auf ihre Dauerhaftigkeit auswirkt.A disadvantage is the large number of lines and connections required for further expansion work can be damaged. In addition, conduction is created in the concrete connections and connections a non-positive connection between the inner tunnel shell and the Tunnel seal, which is also attached to the shotcrete protection of the mountains via toboggans. Movements caused especially by temperature influences in the area of the tunnel mouths stand, lead to an entry of stresses in the tunnel seal, which is negative affects their durability.

Zum Stand der Technik zählt außerdem ein Verfahren (DE 29 49 475 A1), nach dem ei ne Feuchtigkeitsabdichtung aus einer mit einem aufquellenden Gel getränkten Faservliesmatte zwischen zwei Schalen einer Tunnelwandung eingebaut wird und bei Bedarf mit Folien abge deckt wird. Diese sollen überwiegend ein Abschwemmen und damit eine Verminderung des Abdichtungspotentials verhindern.The prior art also includes a method (DE 29 49 475 A1), according to which ne moisture seal made of a fleece mat soaked with a swelling gel is installed between two shells of a tunnel wall and if necessary covered with foils is covered. These are mainly intended to wash away and thus reduce the Prevent sealing potential.

Alle beschriebenen Lösungen können nicht nach dem heutigen Stand der Abdichtungs technik geprüft werden. Die Befestigung der Abdichtung an der Ausbruchsfläche oder an dem nach dem Stand der Technik erforderlichen Schutzvlies zwischen Ausbruchssicherung und Dichtungsbahn im allgemeinen und besonders am Tunnelfirst ist mit der dort angegebenen Adhäsion des Abdichtungsmaterials nicht zu erreichen. Weiter ist keine Lösung für den Einbau in Sickerwasser führende Tunnel mit dem sofort einsetzenden Quellprozeß ersichtlich.All of the solutions described cannot be based on the current state of sealing technology checked. The attachment of the seal to the excavation area or to the according to the state of the art protective fleece between breakout protection and Sealing membrane in general and especially at the tunnel ridge is with the one specified there Adhesion of the sealing material cannot be achieved. Furthermore, there is no solution for the installation tunnel leading into leachate can be seen with the swelling process immediately starting.

Aufgabe der vorliegenden ist es demgegenüber, eine mehrlagige Abdichtung zu schaffen, die nur bis zum Einbau der Betoninnenschale durch Vakuum geprüft werden kann und später auftretende Beschädigungen selbsttätig ohne Zutun von außen dauerhaft in ihrem Schaden sumfang begrenzt.In contrast, the object of the present is to create a multilayer seal, which can only be checked by vacuum until the concrete inner shell is installed and later Any damage that occurs automatically, without any external action, will be permanently damaged limited scope.

Nach der Hauptanmeldung wird auf eine glatte Dichtungsbahn (1) aus Polyolefinen ein Einlagevlies (3) mit einer Füllung aus im Wasser quellenden Mineralstoffen oder Chemikalien in geringerer Breite, bevorzugt 2/3 der verwendeten Dichtungsbahnen, aufgeschweißt oder aufgeklebt. Um zu vermeiden, daß beim Kalandrieren der Einlagevliesschicht (3) auf die noch heiße Dichtungsbahn (1) Spannungen in diese eingetragen werden, muß das Vlies (3) vorher durch Temperatureinwirkung geschrumpft werden. An allen Rändern des Einlagevlieses (3) werden runde oder rechteckige Kunststoffprofile (4) mit einer Dicke, die dem Vlies (3) ent spricht, zugeführt und ebenfalls angeschweißt. Anschließend wird eine zweite Dichtungsbahn (2), die innen eine ebenfalls glatte oder leichtprofilierte Oberfläche besitzt, und deren andere, künftig in den Tunnel zeigende Oberfläche mit einer koextrudierten Signalschicht versehen ist, aufgeschweißt.After the main application, an interlining fleece ( 3 ) with a filling of water-swelling minerals or chemicals of a smaller width, preferably 2/3 of the used sealing sheets, is welded or glued onto a smooth sealing sheet ( 1 ) made of polyolefins. In order to avoid that: (1) voltages are added to this in the calendering of the liner fabric layer (3) on the still hot sealing sheet, the nonwoven fabric must be (3) previously shrunk by the action of temperature. At all edges of the interlining ( 3 ), round or rectangular plastic profiles ( 4 ) with a thickness that speaks to the fleece ( 3 ) are supplied and also welded on. A second sealing membrane ( 2 ) is then welded on, which likewise has a smooth or lightly profiled surface on the inside and whose other surface, which will in future point into the tunnel, is provided with a coextruded signal layer.

In einem anderen Verfahren wird das Einlagevlies (3) mit einem später bei Wasserzutritt wieder aufquellenden Stoff getränkt. Nach dem Austrocknen wird die so imprägnierte Vlies schicht mit beidseitigen Abdeckvliesen vernäht. Durch das Vernähen entsteht eine zugfeste Verbindung zwischen den beiden Oberflächen. Das Fasermaterial der Vliese besteht aus dem gleichen Kunststoff wie die Dichtungsbahnen (1) und (2), bevorzugt also aus PE.In another process, the interlining fleece ( 3 ) is impregnated with a substance that later swells again when water is ingress. After drying, the fleece layer impregnated in this way is sewn with cover fleece on both sides. Sewing creates a tensile connection between the two surfaces. The fiber material of the nonwovens consists of the same plastic as the sealing sheets ( 1 ) and ( 2 ), so preferably of PE.

Zur besseren Verbindung des Einlagevlieses (3) mit der Dichtungsbahn (1) bzw. (2) sind 30-50% des Fasermaterials als Schmelzfasern beizugeben. Durch Kalandrieren mit Wärme und unter Druck entsteht somit eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Dichtungsbah nen (1) und (2) und dem Einlagevlies (3).For better connection of the interlining fleece ( 3 ) with the sealing membrane ( 1 ) or ( 2 ), 30-50% of the fiber material should be added as melt fibers. Calendering with heat and pressure creates a positive connection between the sealing membranes ( 1 ) and ( 2 ) and the interlining ( 3 ).

Die Bahnen werden in der herkömmlichen Technik verlegt und an den Halterondellen (7) thermisch befestigt.The sheets are laid using conventional technology and thermally fastened to the holding nipples ( 7 ).

Andere Befestigungsverfahren durch Verhaken, Kleben oder Anknöpfen an der Schutz lage sind möglich. Zuerst werden an der bergseitigen Dichtungsbahn (1) die beidseitig über das abgedichtete Kissen überstehenden, nicht mit Vlies kaschierten Streifen überlappt und mit ei ner Doppelnaht (5) verschweißt.Other fastening methods by hooking, gluing or buttoning on the protective layer are possible. First, on the mountain-side sealing membrane ( 1 ), the protruding on both sides over the sealed cushion, not covered with fleece strips and overlapped with a double seam ( 5 ) welded.

Nach deren Prüfung wird ein Streifen (6) des mit Dichtungsstoff gefüllten Einlagevlie ses (3) in den zwischen den beidseitigen Kunststoffprofilen (4) vorhandenen Raum eingelegt und thermisch oder mit Klebebändern angeheftet. Danach erfolgt das Verschweißen und Prü fen der tunnelseitigen Dichtungsbahn (1) in gleicher Weise. Das so entstandene Kissen kann hierauf durch Vakuum auf Dichtheit geprüft werden.After testing them, a strip ( 6 ) of the filler fleece ( 3 ) filled with sealant is inserted into the space between the plastic profiles ( 4 ) on both sides and attached thermally or with adhesive tapes. The tunnel-side sealing membrane ( 1 ) is then welded and tested in the same way. The resulting cushion can then be checked for leaks using a vacuum.

Nach dem Einbau der Bewehrungseisen für die Tunnelinnenschale wird die Abdichtung nochmals durch Vakuum geprüft. Anschließend werden die Leitungsanschlüsse entfernt, der Prüfanschlußstutzen (8) zugeschweißt und mit Folienbahnen so abgedeckt, daß keine Verbin dung zwischen Kunststoffdichtungsbahn (2) und Beton entsteht.After installing the reinforcement bars for the inner tunnel shell, the seal is checked again by vacuum. Then the line connections are removed, the test connection piece ( 8 ) welded closed and covered with foil sheets in such a way that there is no connection between the plastic sealing sheet ( 2 ) and concrete.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht in eben diesem Wegfall der sonst erfor derlichen Prüf- und Verpreßleitungen, denn dadurch werden auch die für die dauerhafte Dich tung sich negativ auswirkenden Spannungen in der Kunststoffbahn vermieden, die durch die kraftschlüssige Verbindung zwischen Tunnelschale und Dichtung bei temperaturbedingten Be wegungen der Tunnelinnenschale entstehen. The main advantage of the invention is precisely this elimination of the otherwise required other test and grouting lines, because this will also ensure that the permanent you tion avoided negative tensions in the plastic sheet caused by the non-positive connection between tunnel shell and seal in case of temperature-related loading movements of the inner tunnel shell arise.

Erfindungsgemäß können bei gleicher Verarbeitungsweise auch Dichtungsbahnen (1) und (2) unterschiedlicher Dicke verwendet werden, wobei die Dicke der einen vorzugsweise im Bereich von 2 bis 3 mm liegt während die andere Folienstärken bis minimal 0,3 mm erhal ten kann.According to the invention, sealing sheets ( 1 ) and ( 2 ) of different thicknesses can also be used with the same processing method, the thickness of one preferably being in the range from 2 to 3 mm while the other film thickness can be up to a minimum of 0.3 mm.

Weiterhin kann nach vorgenanntem Verfahren für eine der Dichtungsbahnen (1) bzw. (2) ein dicht beschichtetes Gewebe verwendet werden.Furthermore, a tightly coated fabric can be used for one of the sealing sheets ( 1 ) or ( 2 ) according to the aforementioned method.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:The invention is described below with reference to an embodiment shown in the drawing Example described in more detail. The drawing shows:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ausführungsmöglichkeit der mehrlagigen Tunnel abdichtung, Fig. 1 shows a section through a possible embodiment seal the multi-layer tunnel,

Fig. 2 die Wirkungsweise des getränkten Vlieses
Nach Fig. 1 besteht eine mehrlagige Tunnelabdichtung aus bergseitigen 1 und tunnelseitigen 2 Kunststoffdichtungsbahnen. Zwischen diesen ist ein mit einem quellfähigen Füllstoff befülltes Einlagevlies 3 befestigt dessen flächenmäßige Abmessungen geringer sind als die der Dichtungsbahnen. Fig. 2 shows the operation of the soaked fleece
According to Fig. 1, a multi-layer tunnel seal consists of mountain-side 1 and tunnel-side 2 plastic sealing sheets. Between these, an inlay fleece 3 filled with a swellable filler is fastened, the areal dimensions of which are smaller than that of the sealing sheets.

Durch eingeschweißte Profile 4 wird ein luftdichtes, mit dem Einlagevlies befülltes Kissen ge bildet, das über die Anschlüsse 8 mittels Vakuum auf Dichtheit geprüft werden kann. Die bergseitige Dichtungsbahn 1 wird an herkömmlichen Halterondellen 7 an der Tunnelwandung befestigt. Zur dichten Verbindung der seitlich anschließenden Dichtungsbahnen werden die bergseitigen Dichtungsbahnen 1 durch eine Doppelnaht 5 verschweißt und geprüft. Anschlie ßend wird ein Streifen eines mit dem Einlagevlies 3 gleichartigen Vlieses 6 in den vorhandenen Hohlraum eingelegt. Die tunnelseitigen Dichtungsbahnen 1 werden nun ebenfalls mit einer Doppelnaht 5 verschweißt.Welded-in profiles 4 form an airtight cushion filled with the interlining fleece, which can be checked for leaks via the connections 8 by means of a vacuum. The sealing membrane 1 on the mountain side is fastened to conventional retaining ridges 7 on the tunnel wall. For the tight connection of the laterally adjacent sealing sheets, the mountain-side sealing sheets 1 are welded and checked by a double seam 5 . Subsequently, a strip of a nonwoven 6 similar to the interlining 3 is inserted into the existing cavity. The sealing sheets 1 on the tunnel side are now also welded with a double seam 5 .

Fig. 2 zeigt ein Detail der Fig. 1: Durch ein scharfkantiges Korn 9 der Spritzbetonausklei dung wurde die bergseitige Schutzvlieslage 10 durchdrungen und die bergseitige Dichtungs bahn 1 beschädigt. Das eindringende Wasser aktiviert den quellfähigen Füllstoff im Einlage vlies 3, der das Wasser absorbiert und aufquillt. Durch den entstehenden Quelldruck werden ge quollene Partikel 3a und die Vliesfasern so an die Dichtungsbahnen 1 bzw. 2 und auf die Scha densstelle gepreßt daß ein weiteres Vordringen des Wassers ausgeschlossen ist. Das absorbierte Wasser bleibt an das Partikel chemisch gebunden und aktiviert damit keine weite ren Füllstoffpartikel. Damit wird eine weitere Ausbreitung der Feuchtigkeit verhindert. Fig. 2 shows a detail of Fig. 1: Through a sharp-edged grain 9 of the shotcrete lining, the mountain-side protective fleece layer 10 was penetrated and the mountain-side sealing sheet 1 was damaged. The penetrating water activates the swellable filler in the fleece insert 3 , which absorbs and swells the water. Due to the resulting pressure source ge swollen particles 3 a and the nonwoven fibers so pressed on the sealing sheets 1 and 2 and to the saddle dens point that a further advance is excluded the water. The absorbed water remains chemically bound to the particle and thus does not activate any further filler particles. This prevents the moisture from spreading further.

BezugszeichenlisteReference list

1 bergseitige Dichtungsbahn
2 tunnelseitige Dichtungsbahn
3 Einlagevlies
3a gequollene Partikel
4 Kunststoffprofile
5 Doppelnaht
6 mit Einlagevlies (3) gleichartiges Vlies
7 Halterondelle
8 Prüfanschluß
9 scharfkantiges Korn
10 bergseitige Schutzvlieslage 1 sealing membrane on the mountain side
2 sealing membrane on the tunnel side
3 interlining fleece
3 a swollen particles
4 plastic profiles
5 double seams
6 with interlining fleece ( 3 ) similar fleece
7 retaining ridges
8 test connection
9 sharp-edged grain
10 protective fleece layer on the mountain side

Claims

1.Multi-layer sealing for cavities such as tunnels made of sealing sheets ( 1 ) and ( 2 ) made of plastics, the tightness of which can be checked by vacuum, and at least one insert layer ( 3 ) between the sealing sheets ( 1 ) and ( 2 ), into which water can enter strongly swelling chemical or mineral filler is incorporated, which automatically seals leaks due to the pressure generated during swelling and prevents the water from spreading between the sealing membranes, according to patent application 195 21 350.5, since it is characterized in that the sealing membranes ( 1 ) or ( 2 ) have different thicknesses, one of the two being thick.

2. Seal according to claim 1, characterized in that instead of one of the two sealing sheets ( 1 ) or ( 2 ) a tightly coated fabric is used.