DE19702781A1 - Wärmeisolierung für eisgefährdete Tunnel - Google Patents

Wärmeisolierung für eisgefährdete Tunnel

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DE19702781A1
DE19702781A1 DE1997102781 DE19702781A DE19702781A1 DE 19702781 A1 DE19702781 A1 DE 19702781A1 DE 1997102781 DE1997102781 DE 1997102781 DE 19702781 A DE19702781 A DE 19702781A DE 19702781 A1 DE19702781 A1 DE 19702781A1
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DE1997102781
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Klaus Dieter Kolossow
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GEFINEX JACKON GmbH
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GEFINEX JACKON GmbH
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/38Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmeisolierung für eisgefährdete Tunnel. Eisgefährdete Tunnel finden sich vorzugsweise in skandinavischen Ländern und in Alpenländer. Die Eisgefahr entsteht durch Gebirgswasser, das im Winter aufgrund der Erdwärme aus dem Berg austritt und im Tunnel gefriert. Es entstehen Eiszapfen, die eine extreme Gefahr für passierende Fahrzeuge und Passanten darstellen. Die Eiszapfen können ein bedeutendes Gewicht erreichen und die Passanten erschlagen. Aufgrund der scharfen Spitze können die Eiszapfen sogar Kraftfahrzeuge durchschlagen und die Insassen töten oder verletzen.
Seit langem ist man deshalb in skandinavischen Ländern und in Alpenländern um eine Wärmeisolierung in eisgefährdeten Tunneln bemüht. Die Wärmeisolierung wirkt mit einer Abdichtung zusammen. Die Abdichtung lenkt das austretende Wasser in eine Dränage am Fuß des Tunnels. Die Wärmeisolierung verhindert, daß das austretende Wasser bei der Drainage gefriert.
Eine beliebte Bauweise sieht vor, daß zunächst die Abdichtung in der Form von Abdichtungsbahnen am Gebirgsausbruch befestigt wird. Die Abdichtungsbahnen werden in Umfangsrichtung des Tunnels verlegt und gleichzeitig befestigt. Zur Befestigung dienen Befestiger. Die Befestiger sind Gebirgsanker, die mit einiger Mühe in das Gebirge eingebracht werden. An den Gebirgsankern werden die Abdichtungsbahnen aufgehängt. Für die Aufhängung sind verschiedene Lösungen bekannt. Manche der Lösungen sehen vor, daß die Gebirgsanker durch die Abdichtung hindurchgeführt werden. Die damit verbundene Durchdringung der Abdichtung muß mit zusätzlichen Abdichtungsmaßnahmen wieder beseitigt werden. Das stellt aus sich heraus bereits eine erhebliche Leckagegefahr dar.
Aber auch von der Aufhängung, die nicht durchdrungen wird, geht eine Leckagegefahr aus, weil weitere Ausbauschichten an der Abdichtung angebracht werden und jedes Ziehen mit entsprechender Kraft zu einem Riß in der Abdichtung führen kann.
Die weiteren Ausbauschichten bestehen vorzugsweise aus einer in-situ aufgebrachten Schaumstoffschicht. Bevorzugt wird Polyurethan. Polyurethan ist aber nur verlegetechnisch ein guter Schaum.
Bei dem Ausbau eisgefährdeter Tunnel ist zu beachten, daß im Tunnel auch Unfälle mit einer Brandgefahr auftreten können. Die Brandgefahr ist extrem, weil der Treibstoff in den Kraftfahrzeugen zu starken Brandlasten führt.
Das heißt, bei starker Brandlast ist mit einem sich explosionsartig verbreitenden Kunststoffschaumbrand und einer zusätzlichen tödlichen Belastung durch die giftigen Brandgase zu rechnen.
Um vor der Brandgefahr zu schützen, ist deshalb innenseitig am Tunnelausbau eine Spritzbetonschicht vorgesehen. Die Spritzbetonschicht wird auf den Kunststoffschaum aufgebracht, der nur eine sehr geringe Haftfähigkeit besitzt. Dadurch fällt ein großer Teil des Spritzbetons auf die Tunnelflur und muß wieder entsorgt werden.
Zwar ist in der Vergangenheit auch vorgeschlagen worden, Paneele aus Kunststoffschaum in den Tunnel einzubringen. Das hat sich jedoch nicht durchgesetzt und wird darauf zurückgeführt, daß die Paneele ganz erhebliche Transport- und Herstellungsprobleme haben. Allein die Herstellung der Paneele ist außerordentlich aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ausbau eisgefährdeter Tunnel zu verbessern. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß eine Sonderfertigung wegen der damit verbundenen Kosten kaum durchsetzbar ist und die Basis für die Fertigung aus Kostengründen Standardplatten sein sollen.
Standardplatten sind Bauplatten, die in einer Länge bis 260 cm und einer Breite bis 60 cm angeboten werden. Breite und Länge können variieren. Entscheidend ist, daß die Platten aus einer vorhandenen Produktion entlehnt werden. Die bekannten Bauplatten dienen vorzugsweise dem Innenausbau von Gebäuden. Z.B. lassen sich mit solchen Platten hervorragend Rohrdurchführungen in Räumen verkleiden oder vorteilhafte Grundlagen für Fliesen bzw. Kacheln schaffen. Auch für die Außenisolierung voll Gebäuden haben die Bauplatten erhebliche Bedeutung, desgleichen für die Wärmeisolierung von Dächern.
Die bekannten Bauplatten werden extrudiert oder formteilgeschäumt angeboten.
Beim Extrudieren wird der Kunststoff in einem Extruder plastifiziert, mit einem Treibmittel vermischt und durch ein Extrusionswerkzeug ausgetragen, so daß der Kunststoff in einer gewünschten Form aufschäumt. Als Ausgangsprodukt für Bauplatten ist das ein Strang mit rechtförmigem Querschnitt. Üblicherweise wird der Kunststoffschaumstrang dann mit Hilfe von Fräswalzen konfektioniert. Die Fräswalzen bearbeiten alle Flächen. Anschließend wird der Kunststoffschaumstrang abgelängt, so daß die Platten mit der bekannten Länge entstehen.
Beim Formteilschäumen werden kleine Kunststoffschaumpartikel unter Druck in eine Form gefüllt. Die Form wird danach geschlossen und mit Heißdampf beaufschlagt. Dadurch erwärmen sich die Partikel und Expandieren. Zugleich wird die Oberfläche der Partikel angeschmolzen, so daß die aneinander gedrückten Partikel miteinander verschweißen, zumindest aber miteinander verkleben.
Die bekannten extrudierten Bauplatten zeichnen sich durch eine größere Festigkeit als die formteilgeschäumten Platten aus. Deshalb werden die extrudierten Platten auch verwendet, um sie beidseitig mit einer glasfaserarmierten Mörtelschicht zu versehen. Die Mörtelbeschichtung erfolgt zunächst einseitig, möglichst dünn. In die Mörtelschicht wird dann ein Glasfasertextil als Armierung eingedrückt. Besonders bewährt haben sich Gittergewebe. Nach dem Trocknen der ersten Mörtelschicht werden die Platten gedreht und die zweite Mörtelschicht aufgebracht.
Mit solchen Bauplatten läßt sich auf sehr vorteilhafte Weise eine Innenschale aus Kunststoffschaum im Tunnel aufstellen. Die Bauplatten können dabei unverändert verwendet oder noch zusätzlich bearbeitet werden. Bei unveränderter Verwendung entsteht ein geringfügig kantiger Innenausbau. Statt der Kantenbildung ist auch eine weitgehende Anpassung an den gekrümmten Tunnelquerschnitt möglich. Das geschieht z. B. durch eine Flexibilisierung der Platten, auf die unten noch eingegangen wird.
Die Bauplatten sind auf Wunsch bereits von Haus aus am Rand mit einem Stufenfalz oder sogar mit einer Nut-Feder-Verbindung versehen. Vorteilhafterweise weisen die Platten einen systemgleichen Stufenfalz bzw. eine systemgleiche Nut-Feder-Verbindung auf. Das wird dadurch erreicht, daß zwei aneinanderstoßende Plattenränder den gleichen Stufenfalz bzw. die gleiche Nut bzw. Feder besitzen, während die beiden anderen Plattenränder den korrespondierenden Stufenfalz bzw. Nut oder Feder aufweisen.
Diese Randausbildung kann an den Tunnelseitenwänden weitgehend unverändert genutzt werden. Im Bereich der Tunnelfirste ist eine mehr oder weniger ausgeprägte Wölbung zu berücksichtigen. Das kann auf verschiedenen Wegen erfolgen:
Entweder werden an Ort und Stelle an den Stoßstellen der Platten Gehrungsschnitte angebracht und anschließend die so behandelten Plattenränder neu mit einem entsprechenden Stufenfalz oder Nut bzw. Feder versehen. Dazu können schon leichte Säge und Fräseinrichtungen ausreichend sein.
Oder es wird statt der Plattenrandbearbeitung ein Gehrungsschnitt in einigem Abstand von dem Plattenrand eingebracht. Der Gehrungsschnitt besteht - wenn er tunnelinnenseitig angebracht wird - aus zwei Schnitten, die einen Zwickel aus der Bauplatte heraustrennen. Der Gehrungsschnitt wird vorzugsweise nicht durchgehend ausgeführt, so daß ein Materialsteg verbleibt, der die Positionierung sicherstellt. Es ist günstig, wenn als Materialsteg die armierte Mörtelschicht genutzt wird.
Nach Fertigstellung des Gehrungsschnittes findet eine Verbindung der Plattenteile beiderseits des Gehrungsschnittes zur Wiederherstellung der ursprünglichen Plattenfestigkeit statt. Die Verschweißung kann mit einem Heißluftgebläse oder mit einem Heizkeil durchgeführt werden. Mit beiden Geräten werden die Schweißflächen angeschmolzen. Durch anschließendes Andrücken findet die Verschweißung statt. Statt der Verschweißung eignet sich auch eine Heißklebung als Verbindung.
Die Verschweißung und Verklebung können entfallen, wenn in noch zu erläuternder Form eine Verbindung mit einer Betonschicht oder dergleichen hergestellt wird.
Der Gehrungsschnitt kann auch an der Gebirgsseite der Platten angebracht werden. Dieser Schnitt sperrt bei einer Plattenkrümmung in Anpassung an die Tunnelwölbung auf Wahlweise wird der Raum durch einen eingelegten bzw. eingeschweißten oder eingeklebten Zwickel wieder geschlossen.
Der Zwickel kann entfallen, wenn an dieser Seite in noch zu erläuternder Form eine Verbindung mit Beton oder dergleichen stattfindet.
Mit Verschweißung oder Verklebung können die Bauplatten auch ohne Stufenfalz und Nut- Feder-Verbindung an den Stoßstellen verbunden werden.
Anstelle der ebenflächigen Bauplatten können auch geformte Platten erzeugt werden. Z.B. eignen sich dazu besonders dicke Bauplatten, aus denen Platten mit dem gewünschten genauen Profil herausgeschnitten werden. Es gibt Bauplatten mit Standarddicken von 140 mm, die in der Regel schon ausreichend sind, um daraus die gewünschten Platten herauszuschneiden. In Extremfällen sind auch Plattendicken von 200 mm verfügbar. Alternativ können beliebige Plattendicken durch die Verbindung mehrerer Platten hergestellt werden.
In der Regel sind die extremen Plattendicken nicht erforderlich, weil die Ausgangsplattenbreite von z. B. 600 mm auch bei stärkeren Krümmungen aus z. B. 140 mm Plattendicke alle gewünschten Platten ermöglicht. Die Bauplatten werden dabei vorzugsweise mit parallel zur Tunnellängsachse verlaufender Längsachse eingebaut.
Die Flexibilisierung der Platten kann mit Einschnitten herbeigeführt werden. Durch einige nebeneinanderliegende Einschnitte läßt sich die Bauplatte krümmen und jeder Tunnelform anpassen. Die Einschnitte können bezogen auf die Krümmung innen und/oder außen liegen. Wenn die Einschnitte außen liegen, ist ein einfacher Schnitt ausreichend und findet eine Aufweitung des Schnittes bei der Plattenwölbung statt.
Bei einem innenseitig angebrachten Schnitt ist ein Schnitt nach Art des oben erläuterten, innen liegenden Gehrungsschnittes vorgesehen.
Die beidseitig mörtelbeschichteten Platten bilden zwar ein optimales Baumaterial. Jedoch ist in vielen Anwendungsfällen auch die Verwendung einseitig mörtelbeschichteter Kunststoffschaumplatten ausreichend. Solche einseitig mörtelbeschichteten Platten bedürfen keiner Sonderfertigung. Sie können aus beidseitig beschichteten Platten durch Trennung der Platten hergestellt werden. Die Plattentrennung erfolgt in einfacher Weise mit einem Heizdraht. Durch Berührung mit dem Draht schmilzt der Kunststoffschaum genau an dieser Stelle. Aufgrund der extrem schlechten Wärmeleitfähigkeit des Schaumes werden die Umgebungsbereiche des Drahtes nicht in Mitleidenschaft gezogen und entsteht eine relativ saubere Schnittfläche. Für den thermischen Schnitt wird der Draht üblicherweise elektrisch beheizt. Die elektrische Beheizung läßt sich sehr genau mittels der Stromspannung bzw. Stromstärke einstellen.
Der Heizdraht kann zugleich die Aufgabe übernehmen, innenseitige und/oder außenseitige Einschnitte vorzunehmen. Besonders vorteilhaft lassen sich dabei Zwickel ausschneiden. Die Zwickel können nicht nur die unten spitz zulaufende Form sondern auch andere Formen besitzen. In Betracht kommende Formen sind z. B. Pyramidenstümpfe.
Ganz besondere Vorteile ergeben sich, wenn eine mehrschalige Wärmedämmung aufgebaut wird. Vorteilhafterweise können die Bauplattenschalen einer zweischaligen Wärmedämmung in einen Abstand voneinander gebracht werden. Nach der Erfindung wird die Wärmedämmung hinterfüllt und/oder der Zwischenraum verfüllt. Als Füller eignet sich Beton oder ein vergleichbarer Baustoff. Der Beton kann mit einem Füller versehen sein. Der Füller kann durch Abfallstoffe gebildet werden. Als solch ein Stoff sind zerkleinerte Schaumstoffreste geeignet. Es läßt sich aber auch Partikelschaum einsetzen. Der Partikelschaum kann ein neuer Schaum oder ein Schaum aus zerkleinerten Formteilen sein. In diesem Sinne verwendbarer alter Kunststoffschaum fällt z. B. aus Verpackungsmaterial in erheblichem Umfang an.
Mit dem hinterfüllten Beton bzw. dem in den Zwischenraum zweier Wärmedämmschalen eingefüllten Beton werden zugleich alle vorhandenen Hohlräume und Zwickelräume ausgefüllt. Durch die Ausfüllung der Zwickelräume erlangen die Platten eine Versteifung. Durch die Betonfüllung wird eine besondere Festigkeit der Kunstoffschaumschalen entbehrlich. Das gilt besonders für eine Armierung der Füllung. Eine Betonstahlarmierung wird zweckmäßigerweise zur Aufnahme von Zugkräften innenseitig angeordnet, um dort eine maximale Zugwirkung zu entfalten.
Die Ausnehmungen im Kunststoffschaum können Zwickelräume mit dreieckigem Querschnitt sein, oder viereckigen oder gekrümmten Querschnitt besitzen. Zu den gekrümmten Querschnitten gehören ovale und runde Querschnitte. Ferner können die Zwickelräume voneinander Abstand besitzen. Je größer die Zwickelräume sind, desto besser füllen sich die Zwickelräume mit Beton oder anderem Baustoff.
Die Heizdrahtbearbeitung der Kunststoffschaumplatten kann alle gewünschten Zwickelräume herstellen, sowohl aneinanderliegende Ausnehmen, die eine Zick-Zackführung des Heizdrahtes ermöglichen, als auch Ausnehmungen, die Abstand voneinander besitzen.
Bei gleichmäßiger Zick-Zackführung können aus einer Bauplatte mit Hilfe des Heizdrahtes in einem Schnitt zwei gleiche Platten für die erfindungsgemäße Wärmedämmung hergestellt werden. Die Platten werden vorzugsweise so angeordnet, daß die Platte in der einen Wärmedämmschale in der Tunnelumfangsrichtung versetzt zu der gegenüberliegenden Platte in der anderen Wärmedämmschale angeordnet ist. Das Versatzmaß kann gering sein. Günstig ist ein Maß, bei dem die eine Platte in die Zwickelräume der anderen Platte ragt. Dann ist ein durchgängiger Betonkörper gewährleistet, obwohl der Abstand so gering ist, daß die Spitzen der einen Platte in die Zwickelräume der anderen Platte ragen.
Wahlweise ist auch ein Plattenversatz in Tunnellängsrichtung vorgesehen. Der Versatz in Tunnellängsrichtung kann genutzt werden, um ein Formteil anzubringen, mit dem eine Aussparung in der Betonschicht bewirkt wird.
Vorteilhafterweise bewirken die Zwickelräume eine Brandsperre. Das heißt, die mit inertem Baustoff gefüllten Zwickelräume verhindern ein Übergreifen des Brandes von einem durch Zwickelräume eingeschlossenen Kunststoffschaumfeld auf ein anderes. Eine Eingrenzung von Kunststoffschaumfeldern entsteht durch oben erläuterte Zwickel zur Plattenkrümmung, aber auch aus bewußt gesetzten Zwickeln zur Brandsperre.
Sofern Ausnehmungen in der Wärmedämmschale für Durchtrittsöffnungen usw. erforderlich sind, wird die korrespondierende betonseitige Fläche der Platte abgedeckt. Eine geeignete Abdeckung sind z. B. PE-Folien oder silikonisierte Trennstreifen. Ferner kann mittels Formteilen eine Aussparung in dem Beton bewirkt werden. Wie die Ausnehmung kann das Formteil mit einer Abdeckung versehen sein.
Mit der Betonhinterfüllung bzw. mit der Betonausfüllung des Zwischenraumes zwischen beiden Plattenschalen entsteht ein standfester Tunnelausbau, der zugleich den Vorteil notwendiger Wärmedämmung hat.
Die Abdichtung kann in herkömmlicher Weise am Gebirgsausbruch befestigt werden. Die Abdichtung wird dann nicht mehr durch den Tunnelausbau belastet.
Besser ist, weil einfacher und zuverlässiger, die Abdichtung unmittelbar auf dem Tunnelausbau zu verlegen. Das kann durch Verlegung der Abdichtungsbahnen in Tunnelumfangsrichtung auf dem Tunnelausbau erfolgen. Jede verlegte Abdichtungsbahn wird mit der vorhergehend verlegten Abdichtungsbahn verschweißt, um an den Nahtsteller die Dichtung zu gewährleisten. Optimale Schweißbedingungen entstehen durch glatte Auflage der Bahnen. Die glatte Auflage wird wahlweise mit Hilfe einer Montagebühne erreicht, die mit einer Zunge versehen ist, welche firstseitig auf dem Tunnelausbau aufliegt. Über die Zunge kann die Abdichtungsbahn leicht herübergeführt werden. Dabei kann die Zunge so positioniert werden, daß sie ein anschließendes Verschweißen nicht behindert.
Der erfindungsgemäße Tunnelausbau erfolgt dann unter der Abdichtung.
Alternativ kann die Abdichtung auch dadurch bewirkt werden, daß die Platten außenseitig bereits mit einer Abdichtungsschicht versehen sind. Das kann z. B. durch Aufkaschieren oder Aufkleben geeigneter Kunststoffschichten erfolgen. Die Dichtschicht kann aus Polethylen und/oder anderem Material bestehen, auch aus Bitumen. Eine vollflächige Verklebung ist in den meisten Fällen nicht erforderlich. Die Verklebung kann auch mit kleinen Klebebandstreifen erfolgen.
Die Dichtschicht der Platten wird nach der Erfindung durch eine Fugenabdichtung ergänzt. Als Fugenabdichtung eignen sich Kunststoffprofile, die in die Stoßstelle zwischen den Platten eingesetzt werden.
Der Tunnelausbau kann innen in herkömmlicher Weise mit einer Spritzbetonschicht versehen werden. Sofern die Mörtelbeschichtung der Platten nach innen ragt, haftet der Spritzbeton wesentlich besser als bei herkömmlicher Spritzbetonbeschichtung.
Wahlweise wird der Spritzbeton auch mit einem Füller versehen. Vorzugsweise hat der Füller eine Schalldämmfunktion. Dazu eignen sich offenporige zerkleinerte Schaumstoffreste oder Partikelschäume. Auch die Verwendung von zerkleinertem Altgummi ist von Vorteil.
Die vorstehend beschriebene Bauweise des Tunnelausbaus geht davon aus, daß die Kunststoffschaumplatten im Tunnel aufgestellt und dort mit Beton oder dergleichen vergossen werden. Alternativ können die Kunststoffschaumplatten auch unabhängig vom Tunnel aufgestellt und mit Beton oder dergleichen vergossen werden. Dadurch entstehen Elemente, die wie Paneele im Tunnel zu dem Tunnelausbau zusammengesetzt werden können. Vorteilhaft ist, wenn die Elemente gleichfalls mit Stufenfalz oder mit Nut-Feder-Verbindung hergestellt werden.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Gebirgsausbruch 1 für einen Tunnel, in dem eine Schale 3 aus wärmedämmendem Kunststoffschaum aufgebaut worden ist. Über der Schale 3 liegt eine Abdichtung 2. Die Abdichtung 2 lenkt das austretende Gebirgswasser zum Fuß des Tunnels, an dem sich eine nicht dargestellte Dränage befindet.
Die Schale 3 setzt sich nach Fig. 2 aus Kunststoffschaumplatten 10 und 11 zusammen. Die Kunststoffschaumplatten 10 und 11 sind identisch und stammen aus einer Bauplattenfertigung. Am Stoß der Platten 10 und 11 befindet sich ein Stufenfalz 12. Als Kunststoffschaum wird im Ausführungsbeispiel Polystyrol verwendet. Das den Schaum kennzeichnende Raumgewicht beträgt 60 kg pro Kubikmeter. In anderen Ausführungsbeispielen variiert das Raumgewicht zwischen 20 und 100 kg pro Kubikmeter. Die Platten haben eine Breite von 600 mm und eine Länge von 2600 mm und sind in liegender Anordnung verbaut. Das heißt, die Plattenlängsrichtung verläuft in Tunnellängsrichtung.
Der Stufenfalz 12 der Platten 10 ist nur an zwei aneinander stoßenden Plattenrändern der gleiche wie in Fig. 2. An den übrigen Plattenrändern besitzt die Platte 10 einen Rand wie die Platte 11. Die Konfiguration der Platte 10 läßt sich auch mittels zweier gleicher Platten darstellen, die außermittig aufeinandergelegt sind, wobei das Maß der Mittenabweichung zu allen Seiten gleich ist. Für die Platte 11 gilt das gleiche.
Die Platten 10 und 11 sind am Stoß miteinander verklebt worden. Aufgrund der geringen Plattenbreite können die Platten aufeinander gestellt werden und ohne zusätzliche Maßnahmen der Krümmung der Schale 3 folgen.
Nach Fig. 3 werden anstelle der Platten 10 und 11 Platten 13 und 14 verwendet, die am Stoß eine Nut-Feder-Verbindung aufweisen. Die Nut-Feder-Verbindung gibt einen besseren Halt als der Stufenfalz, weil der eine Plattenrand eine Feder aufweist, die in eine Nut des korrespondierenden Plattenrandes greift. In der Betrachtung der übereinanderliegenden Platten muß von drei übereinanderliegenden gleichen Platten ausgegangen werden, deren mittlere außermittig zu den beiden anderen angeordnet ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine mehrschichtige Schale zur Wärmedämmung vorgesehen. Beide Schalen bestehen aus den gleichen Platten wie nach Fig. 2 oder 3 und besitzen einen Abstand voneinander, der durch Beton ausgefüllt ist.
Nach Fig. 4 wird eine Bauplatte 16 mit Hilfe eines nicht dargestellten Heizdrahtes geteilt. Die Bauplatte besitzt oben und unten eine Mörtelschicht 17, die mit einem Glasfasergewebe armiert ist.
Der Heizdraht wird entlang einer Zick-Zack-Linie 18 geführt und berührt die Mörtelschichten nicht. Durch den von dem Heizdraht verursachten Schnitt fallen zwei Plattenhälften 19 und 20 an, die wie die Platten 10, 11 bzw. 13, 14 und zusätzlich auch in Tunnelumfangsrichtung verbaut werden können.
Die Plattenhälften sind besonders für eine zweischalige Bauweise geeignet. Fig. 5 zeigt die Anordnung der Plattenhälften 19, 20 mit Abstand voneinander und mit einem Einbau, bei dem die Plattenlängsachse in Tunnelumfangsrichtung verläuft. Zugleich sind die Plattenhälften 19 gegenüber den Plattenhälften 20 in Tunnelumfangsrichtung um das Maß eines halben Zwickels versetzt angeordnet. Der Zwischenraum zwischen den Plattenhälften wird mit Beton verfüllt. Die Betonschicht erlangt eine einheitliche Dicke. Die Form der Betonschicht entspricht aber dem zick-zack-förmigen Schnittverlauf.
Bei der Betonverfüllung werden die Plattenhälften 19 und 20 im Ausführungsbeispiel gestützt, um eine unerwünschte Verformung zu verhindern. Tunnelinnenseitig erfolgt das mit der Montagebühne. Gebirgsausbruchseitig kann die Abstützung mit Abstandshaltern erreicht werden.
Fig. 6 zeigt die mit den Zwickeln erreichbare Flexiblisierung. Eine Plattenhälfte 22, die in gleicher Weise wie die Plattenhälften 19 und 20 hergestellt worden ist, ist an einer Stelle 23 abgewinkelt worden, um sie einer besonderen Tunnelform anzupassen. Das Abwinkeln ist unter Brechen der Mörtelschicht erfolgt. Trotz des Bruches ist eine Verbindung der Plattenteile weiterhin durch die Glasfaserarmierung gewährleistet.
Die mit Beton ausgefüllten Zwickelräume bilden zugleich eine Brandsperre. Um auch in Tunnellängsrichtung verlaufende Brandsperren zu erzeugen sind, nach Fig. 7 in einer Plattenhälfte 26 zusätzliche Zwickelräume 25 eingebracht worden. Für die Herstellung der weiteren Zwickelräume 25 wird wiederum der Heizdraht genutzt.
Die Zwickel der Fig. 4 bis 7 besitzen einen dreieckigen Querschnitt. Fig. 8 zeigt eine Plattenhälfte 27 mit oval verlaufenden Zwickeln 28.
Nach Fig. 9 verlaufen die Zwickel einer Platterhälfte 30 rund. Die zusätzlichen Zwickel 31 für die in Umfangsrichtung verlaufenden Brandsperren besitzen gleichfalls eine runde Form.
Fig. 10 zeigt den Systemaufbau erfindungsgemäßer Plattenhälften für die Wärmedämmung im Tunnel. Kern der Platten ist die Kunststoffschaumschicht 33. Die Plattenhälfte besitzt außerdem eine Mörtelschicht 34 mit eingelegtem Glasvlies bzw. Glasgewebe oder Glasmatte. Zur Tunnelinnenseite hin ist zusätzlich eine Spritzbetonschicht mit Schalldämmwirkung vorgesehen. Der Spritzbeton ist mit zerkleinerten Altgummiteilen oder zerkleinertem Kunststoffschaum oder Partikelschaum gefüllt.
Fig. 11 zeigt eine weitere erfindungsgemäße zweischalige Wärmedämmung mit zwei Plattenhälften 37 und 38. In den Plattenhälften befinden sich wie bei der Plattenhälfte nach Fig. 7 weitere Zwickel 40 und 41. Der Zwischenraum ist mit Beton ausgefüllt. In jedem Zwickelraum wird eine Brandsperre gebildet.
Die beiden Plattenhälften 37 und 38 liegen sich einander genau gegenüber.
Im Unterschied zu den anderen Ausführungsbeispielen sind die Plattenhälften 37 und 38 zunächst an anderer Stelle als im Tunnel aufgestellt und mit Beton vergossen worden. Dadurch entstehen nach Verfestigung des Betons Elemente, die wie Betonpaneele im Tunnel verbaut werden können.
Die erfindungsgemäßen Elemente werden am Rand mit einem Stufenfalz hergestellt. Zur Einformung von entsprechenden Absätzen sind die Plattenhälften 37 und 38 jeweils an einem Rand eingekürzt und sind dort Formteile 42 und 43 positioniert. Die Formteile werden nach Aushärten des Betons 39 wieder entfernt. Das ist relativ leicht, weil die Formteile mit einem Trennmittel, z. B. Silikon, abgedeckt sind.
In einem anderen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Formteilen um Kunststoffschaum, der mit einem Messerschnitt entfernt wird.
Nach Entfernen der Formteile werden die Berührungsflächen im Stufenfalz mit einer Dichtmasse versehen. Als Dichtmasse eignet sich z. B. eine Biturnendickschicht.
Alternativ ist es auch möglich, die Dichtmasse auf dem Formteil anzuordnen und in den Beton einzugießen, so daß die Dichtmasse nach Herauslösen des Formteiles in dem Element verbleibt.
Fig. 12 zeigt eine alternative Einformung des Stufenfalzes. Danach ist eine Plattenhälfte am Rand mit einem PE-Folienstreifen 51 abgedeckt. Der Folienstreifen 51 ist mittels kleiner Klebestreifenstücke befestigt. Die Klebestreifenstücke tragen die Bezeichnung Patchworksets. An der Oberseite sind die Folienstreifen vollflächig mit einer Bitumenschicht versehen, so daß die Bitumenschicht nach ausreichender Verfestigung des Betons an dem Beton verbleibt, wenn der mit dem Folienstreifen abgedeckte Plattenteil zur Herstellung einer Stufenfalz herausgeschnitten wird.

Claims (37)

1. Wärmeisolierung für eisgefährdete Tunnel, bestehend aus Kunststoffschaum, der im Tunnel innenseitig montiert wird, vorzugsweise mit einer zusätzlichen Abdichtung, gekennzeichnet durch die Verwendung von Kunststoffschaumplatten (10, 12, 13, 14, 16) die vor der Montage im Tunnel mindestens einseitig mit einer Mörtelschicht (17) versehen sind und/oder zur Anpassung an die Tunnelkonfiguration auf Gehrung geschnitten sind und/oder mit einer gekrümmten Form versehen sind und/oder flexibel sind und bei der Montage der Tunnelkonfiguration angepaßt werden.
2. Wärmeisolierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Stufenfalz (12) oder eine Nut-Feder-Verbindung (15) an den Plattenrändern.
3. Wärmeisolierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Platten den systemgleichen Stufenfalz (12) bzw. die systemgleiche Nut-Feder-Verbindung (15) besitzen.
4. Wärmeisolierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte an zwei aneinanderstoßenden Seiten den gleichen Stufenfalz (12) oder die gleiche Nut bzw. die gleiche Feder besitzt, während die beiden anderen aneinanderstoßenden Seiten den korrespondierenden Stufenfalz (12) bzw. die korrespondierende Nut bzw. die korrespondierende Feder besitzen.
5. Wärmeisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten mit einem Heizdraht in Kontur geschnitten werden.
6. Wärmeisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten durch Einschnitte verformbar gemacht werden.
7. Wärmeisolierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten einseitig eine armierte Mörtelschicht (17) besitzen und die Einschnitte bis zur Mörtelschicht (17) reichen.
8. Wärmeisolierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einseitig beschichteten Platten durch Trennung von beidseitig mörtelbeschichteten Platten (16) hergestellt werden.
9. Wärmeisolierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung mittels Heizdraht erfolgt.
10. Wärmeisolierung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Trennung zugleich die Einschnitte (18) hergestellt werden.
11. Wärmeisolierung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine mehrschichtige Wärmeisolierung.
12. Wärmeisolierung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Abstand zwischen beiden Schichten (19, 20).
13. Wärmeisolierierung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Hinterfüllung der Platten und/oder eine Füllung des Zwischenraumes.
14. Wärmeisolierung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Betonfüllung (39).
15. Wärmeisolierung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Beton mit Kunststoffschaumfüllern.
16. Wärmeisolierung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch zerkleinerte Schaumreste und/oder Partikelschaum als Füller.
17. Wärmeisolierung nach den Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte zugleich Ausnehmungen bilden, in welche die Füllung eindringt.
18. Wärmeisolierung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Zick-Zackführung (18) des Heizdrahtes bei der Plattentrennung.
19. Wärmeisolierung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausnehmungen (40, 41) Abstände sind.
20. Wärmeisolierung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen eine eckige oder gekrümmte Form besitzen.
21. Wärmeisolierung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch dreieckige oder viereckige oder ovale oder runde Ausnehmungen.
22. Wärmeisolierung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten der einen Schicht (19) in Ausnehmungen der anderen Schicht (20) ragen.
23. Wärmeisolierung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten der einen Schicht zu den Platten der anderen Schicht in Umfangsrichtung des Tunnels und/oder in Längsrichtung des Tunnels versetzt angeordnet sind.
24. Wärmeisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten ausgeschnitten werden und/oder in den zu Hinterfüllung bzw. zur Füllung bestimmten Raum Hohlräume eingeformt werden.
25. Wärmeisolierung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine Abdeckung der auszuschneidenden Fläche und/oder eine Befestigung eines Formteiles zur Herstellung der Hohlräume an den Platten.
26. Wärmeisolierung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung und/oder das Formteil mit einem Trennmittel versehen ist.
27. Wärmeisolierung nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch einen PE-Folienstreifen als Abdeckung und/oder durch einen silikonisierten Trennstreifen.
28. Wärmeisolierung nach einem der Ansprüche 12 bis 27, gekennzeichnet durch eine Armierung der Füllung.
29. Wärmeisolierung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch eine Betonstahlarmierung.
30. Wärmeisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten innenseitig mit einer Spritzbetonschicht versehen werden.
31. Wärmeisolierung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzbeton mit offenporigen, zerkleinertem Kunststoffschaum und/oder Partikelschaum und/oder mit gebundenen Altgummiteilchen gefüllt ist.
32. Wärmeisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten außenseitig mit einer Abdichtungsschicht und an den Stoßstellen mit einer Fugenabdichtung versehen sind oder mit einer Kunststoffabdichtung überdeckt sind.
33. Wärmeisolierung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffabdichtung sich aus Bahnen zusammensetzt, die auf der Wärmeisolierung oder auf einer Montagehilfe liegend miteinander verschweißt werden.
34. Wärmeisolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, gekennzeichnet durch Kunststoffschaum aus Polystyrol oder Polyethylen oder Polypropylen oder Mischungen davon.
35. Wärmeisolierung nach einem Ansprüche 1 bis 34, gekennzeichnet durch in Tunnelumfangsrichtung und/oder in Tunnellängsrichtung verlaufende Zwickelräume (25) als Brandsperren.
36. Wärmeisolierung nach einem der Ansprüche 12 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten an der Baustelle zunächst im Abstand angeordnet und mit Beton gefüllt werden und die entstandenen Elemente nach ausreichender Verfestigung des Betons zu dem Tunnelinnenausbau zusammengesetzt werden.
37. Wärmeisolierung nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch die Herstellung der Elemente mit Stufenfalz oder Nut-Feder-Verbindung.
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