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Die Erfindung betrifft ein Fugendichtungselement
für zwei
nebeneinander liegende Betonabschnitte im Tunnelbau, bei dem zwischen
den Betonabschnitten und dem Untergrund wenigstens eine wasserundurchlässige Schicht
aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Kunststoffpaneelen
oder -bahnen und im Bereich der Fuge zwischen zwei Betonabschnitten
ein Fugenband vorhanden ist, das eine streifenförmige Grundplatte aus Kunststoff
aufweist. Die Grundplatte erstreckt sich in der eingebauten Lage
unterhalb und parallel zur Fuge und weist auf ihrer den Betonabschnitten
zugekehrten Flachseite wenigstens einen aufrechten Steg auf, der
parallel zur Fuge verläuft
und im Beton verankert ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein
Verfahren und eine Heizkeilschweißvorrichtung zum Herstellen
eines solchen Fugendichtungselements.
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Im Tunnelbau oder auch in anderen
unterirdischen Bauwerken, wie unterirdischen Lagerstätten, Cavernen,
Bunkern oder dergleichen, ist es erforderlich, die innen liegenden
Räume gegen
eindringendes und drückendes
Wasser zu schützen.
Hierzu ist es bekannt, zwischen der rohen Tunnelwandung und der
zu schützenden
Räume wenigstens
eine wasserundurchlässige
Kunststoffschicht vorzusehen. Eine solche Kunststoffschicht besteht
in der Regel aus einer Vielzahl von Kunststoffpaneelen oder Kunststoffbahnen,
die die Innenwandung der rohen Tunnelwandung vollständig auskleiden.
Gegen diese Schicht aus Kunststoff wird der innen liegende Beton in
einem weiteren Arbeitsgang aufgebracht. Die rohe Tunnelwandung wird
in der Regel vor dem Einbringen der Kunststoffdichtungsbahnen mit
einer Spritzbetonschicht versehen.
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Das Verfahren zum Anbringen derartiger Dichtungsbahnen
an Tunnelwandungen ist allgemein bekannt und beispielsweise in der
DE 199 25 573 C2 beschrieben.
Grundsätzlich
können
einlagige Kunststoffbahnen ausreichend sein. Es ist aber auch bekannt,
doppellagige Kunststoffbahnen einzusetzen. Diese erlauben eine Überprüfung der
Dichtheit auch nach dem Anbringen der innen liegenden Betonschicht.
Derartige doppellagige Kunststoffpaneele sind beispielsweise in
der
DE 199 16 815
C1 beschrieben.
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Die innen liegende Betonschicht wird
in der Regel in nebeneinander liegenden Betonabschnitten eingebracht.
Zwischen zwei Betonabschnitten befinden sich demnach Fugen, die
in Längsrichtung
des Tunnels oder entlang dem Umfang des Tunnels verlaufen können. Sofern
die Kunststoffdichtung hinter der Betonschicht undicht werden sollte,
ist man bemüht,
den Schaden auf einen Betonabschnitt zu begrenzen oder zu gewährleisten,
dass drückendes Wasser
sich nur in einem Betonabschnitt bemerkbar macht. Dann braucht nämlich nur
der betreffende Betonabschnitt entfernt und die darunter liegende Kunststoffschicht
repariert zu werden. Alternativ braucht nur der betreffende Abschnitt
verpresst zu werden.
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Zu diesem Zweck sind Fugenbänder bekannt,
die im Bereich der Fuge auf die bereits vorhandene Tunnelwandauskleidung
aus Kunststoff aufgebracht werden. Ein Fugenband umfasst eine Grundplatte,
die mit einer Flachseite auf den Kunststoffbahnen aufgeschweißt wird.
Auf der gegenüberliegenden
Flachseite sind mehrere aufrechte Stege vorgesehen, die in der eingebrachten
Lage des Betons jeweils in einen Betonabschnitt hineinragen. Es
wird somit eine wasserundurchlässige
Barriere entlang der Fuge gebildet, so dass eintretendes Wasser
nicht von einem Betonabschnitt zum nächsten gelangen kann. Vielmehr
wird sich das Wasser einen Weg durch Haarrisse oder dergleichen
in dem betreffenden Betonabschnitt zur Oberfläche suchen. Der betreffende
Betonabschnitt wird entfernt, und die defekte Stelle kann repariert
werden.
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Das Fugenband wird nachträglich manuell auf
die Kunststoffbahnen aufgeschweißt. Es sind hierzu zwei parallele
Verschweißungen
erforderlich, nämlich
entlang der jeweiligen Längsseite
der Grundplatte. Diese Arbeit ist sehr mühsam und muss mit größter Sorgfalt
auch über
Kopf an der Decke des Tunnels durchgeführt werden. Dies ist sehr zeitaufwändig, und
es kann nicht immer gewährleistet
werden, dass die Verschweißungen
mit der erforderlichen Dichtheit durchgeführt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Fugendichtungselement der eingangs geschilderten Art so auszubilden,
dass eine Fugendichtung zwischen zwei benachbarten Betonabschnitten
leichter herstellbar ist.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung
dadurch gelöst,
dass die Grundplatte des Fugenbands mit ihrer dem Steg abgekehrten
Flachseite auf einem Kunststoffstreifen befestigt wird, dessen Breite
größer ist
als die Breite der Grundplatte, so dass auf beiden Längsseiten
der Grundplatte Seitenränder
des Kunststoffstreifens hervorstehen, die mit freien Seitenrändern der
Kunststoffpaneele oder Kunststoffbahnen verbindbar sind. Diese Ausbildung
hat den Vorteil, dass das Fugendichtungselement vorkonfektionierbar
ist. Es besteht nicht mehr die Notwendigkeit, die Fugenbänder nachträglich auf
der bereits angebrachten Kunststoffdichtung an der Tunnelwandung
aufzubringen. Vielmehr bildet das Fugendichtungselement ein Teil
der Abdichtung der Tunnelwandung und wird in eine entsprechende
Lücke zwischen den
Kunststoffbahnen eingebracht. Die Verbindung zwischen den einzelnen
Kunststoffbahnen und dem Kunststoffstreifen ist in einfacher Weise
mittels Heizkeilverschweißung
möglich
und allgemein bekannt.
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Die unterhalb der Grundplatte hervorstehenden
Seitenränder
des Kunststoffstreifens sind dabei so bemessen, dass eine gute und
problemlose Verschweißung
mit den freien Seitenrändern
der bereits an der Tunnelwandung befestigten Kunststoffpaneele möglich ist.
Demnach ist die Lücke
zwischen den bereits montierten Kunststoffpaneelen oder Kunststoffbahnen
etwas kleiner als die Breite des Kunststoffstreifens, so dass die
für eine
Heizkeilverschweißung
erforderliche Überlappung
der einander zugekehrten Seitenränder
vorhanden ist.
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Es kann vorgesehen werden, dass das
Fugenband in etwa mittig zum Kunststoffstreifen angebracht wird.
Alternativ kann vorgesehen werden, dass das Fugenband asymmetrisch
zum Fugenband näher
an einer Längsseite
des Kunststoffstreifens angebracht wird. Es muss lediglich darauf
geachtet werden, dass die freien Seitenränder des Kunststoffstreifens
ausreichend breit bleiben.
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Günstig
kann es auch sein, wenn der Kunststoffstreifen die Abmaße eines
Kunststoffpaneels oder einer Kunststoffbahn hat oder als ein solches beziehungsweise
eine solche ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass das Fugendichtungselement
zusammen mit dem Einbringen der ohnehin erforderlichen Tunnelwandabdichtung
eingebracht wird. Ein zusätzlicher
Arbeitsgang oder zusätzliche
Verschweißungen
aufgrund eines weniger breiten Kunststoffstreifens sind nicht erforderlich.
Selbstverständlich
ist es auch möglich,
an den betreffenden Fugenabschnitten einen schmaleren Kunststoffstreifen
mit dem Fugenband unmittelbar im laufenden Montagevorgang der Tunnelabdichtung
vorzusehen.
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Die Vorkonfektionierung eines derartigen
Fugendichtungselements hat den Vorteil, dass das Fugenband nicht
mehr an der Tunnelwandung und insbesondere nicht mehr über Kopf
manuell mit einer Kunststoffbahn verschweißt werden muss. Vielmehr kann
vorgesehen werden, dass die Grundplatte mittels Heizkeilverschweißung mit
dem Kunststoffstreifen verschweißt wird. Dies kann beispielsweise
auf dem Boden des Tunnels oder aber auch im Werk erfolgen.
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Gemäß den allgemeinen Vorschriften
im Tunnelbau ist es erforderlich, dass das Fugenband mit wenigstens
zwei parallelen Verschweißungen
auf den Kunststoffbahnen verschweißt wird derart, dass die eine
Verschweißung
unterhalb eines Betonabschnitts und die andere Verschweißung unterhalb des
benachbarten Betonabschnitts verläuft. Es ist daher gemäß der Erfindung
weiterhin vorgesehen, dass die Grundplatte mittels wenigstens zwei
paralleler Heizkeilverschweißungen
mit dem Kunststoffstreifen verschweißt wird. Die Heizkeilverschweißungen beziehungsweise
die Vorrichtungen hierfür
sind allgemein bekannt. Das Anordnen von zwei parallelen Heizkeilen
ist daher ohne weiteres möglich.
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Es ist günstig, wenn die parallelen
Heizkeilverschweißungen
gleichzeitig durchgeführt
werden.
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Dann kann in einem Arbeitsgang das
Fugendichtungselement hergestellt werden.
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Weiterhin kann vorgesehen werden,
dass der Kunststoffstreifen aus dem gleichen Material wie die Kunststoffpaneele
beziehungsweise die Kunststoffbahnen bestehen. Dann lässt sich
eine lückenlose
Dichtung mit gleich bleibenden Eigenschaften einbauen, die jedoch
im Bereich der Fugen bereits das Fugenband trägt.
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Das fertige Fugendichtungselement
weist demnach einen Kunststoffstreifen auf, dessen Breite größer ist
als die Breite der Grundplatte, wobei die Grundplatte des Fugenbands
mit ihrer dem Steg abgekehrten Flachseite mit dem Kunststoffstreifen
verbunden ist, so dass die Seitenränder des Kunststoffstreifens
auf beiden Längsseiten
der Grundplatte hervorstehen. Die Grundplatte ist dabei in Längsrichtung
wasserdicht und mittels zwei paralleler Heizkeilverschweißungen mit
dem Kunststoffstreifen verschweißt. Es kann vorgesehen werden,
dass am stirnseitigen Anfang beziehungsweise am stirnseitigen Ende
des Fugendichtungselementes Bereiche vorgesehen sind, bei denen
Fugenband und Kunststoffstreifen nicht miteinander verschweißt sind.
Dies ist bei der Montage und dem Fertigstellen von Stoßpunkten
im Tunnel erforderlich, damit dort eine dichte Verbindung der aufeinander
stoßenden
Fugenbänder
erzeugt werden kann. Die manuell durchzuführenden Arbeiten werden auf
ein Minimum reduziert.
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Die Abmaße des Fugendichtungselements sind
grundsätzlich
beliebig. Es ist zweckmäßig, wenn das
Fugenband ein herkömmliches
Fugenband mit einer Breite von beispielsweise 250 – 750 mm
ist. Die Breite des Kunststoffstreifens kann beispielsweise 800 – 1200 mm betragen.
Dann bleibt auf beiden Seiten der Grundplatte des Fugenbands ein
ausreichend breiter Bereich vorhanden, der mit einer Heizkeilschweißvorrichtung
mit den freien Seitenrändern der
Kunststoffdichtungsbahnen verschweißt werden kann. Die Länge des
endständigen
Abschnitts, bei dem das Fugenband nicht mit dem Kunststoffstreifen verbunden
ist, kann beispielsweise 200 – 1000
mm betragen. Das Fugenband kann mehrere Stege aufweisen, die so
angeordnet sind, dass jeweils wenigstens einer einem Betonabschnitt
zugeordnet ist. Vorzugsweise sind die Stege paarweise angeordnet, beispielsweise
für jeden
Betonabschnitt zwei oder drei Stege.
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Häufig
besteht das Fugenband aus einem stärkeren Material als die Kunststoffbahnen
oder Kunststoffdichtungspaneele. Demnach und auch aufgrund der aufrechten
Stege weist das Fugenband eine geringere Biegsamkeit auf als die
Dichtungsbahn. Die Verwendung einer herkömmlichen Heizkeilschweißvorrichtung
mit herkömmlichen
Heizkeilen kann daher dann zu Problemen führen, wenn der Neigungswinkel
der Heizflächen
zu steil verläuft,
so dass insbesondere das Fugenband der Neigung nicht mehr folgen
kann.
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Hier schlägt die Erfindung eine besondere Ausbildung
einer Heizkeilschweißvorrichtung
vor, bei welcher das sich verjüngende
Ende des Heizkeil relativ zu den Flachseiten asymmetrisch ausgebildet
ist derart, dass sich die der Grundplatte zugekehrte Heizfläche zumindest
abschnittsweise in einem flacheren Winkel verjüngt als die dem Kunststoffstreifen zugekehrte
Heizfläche.
Dadurch wird erreicht, dass beim Zusammenführen der Grundplatte mit dem Kunststoffstreifen
die Grundplatte eine geringere Biegung erfährt als der Kunststoffstreifen.
Grundsätzlich ist
es auch möglich,
dass die der Grundplatte zugekehrte Heizfläche eben verläuft, während sich
nur die dem Kunststoffstreifen zugekehrte Heizfläche in Richtung auf die gegenüberliegende
Heizfläche neigt.
Ein sicheres Verbinden der Grundplatte mit dem Kunststoffstreifen
wird somit gewährleistet.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn
wenigstens zwei parallel ausgerichtete Heizkeile vorhanden sind,
um die Grundplatte mit dem Kunststoffstreifen mittels zweier Verschweißungen gleichzeitig
miteinander verschweißen.
Dann kann die Herstellung des Fugendichtungselements in einem Arbeitsgang
und schnell erfolgen.
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Dabei ist es günstig, wenn die Heizkeile in Schweißbewegungsrichtung
auf einer Höhe
liegen. Dann werden das Fugenband und/oder der Kunststoffstreifen
nur um eine Achse quer zur Schweißrichtung gebogen. Eine sichere
Verschweißung
wird so gewährleistet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand
der schematischen Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 im
Querschnitt ein Fugendichtungselement gemäß der Erfindung,
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2 die
Draufsicht auf das Fugendichtungselement gemäß 1,
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3 ein
Fugendichtungselement in der eingebauten Lage und
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4 die
Seitenansicht des Prinzips einer Heizkeilschweißvorrichtung gemäß der Erfindung.
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Das in der Zeichnung dargestellte
Fugendichtungselement weist ein herkömmliches Fugenband 11 auf,
das mit einem Kunststoffstreifen verbunden ist. Das Fugenband umfasst
eine Grundplatte 12, auf dessen einer Flachseite mehrere
aufrechte Stege 13 angeordnet sind. Im Einzelnen ist die
Anordnung so getroffen, dass zwei Gruppen je drei Stege vorhanden
sind, die in der eingebauten Lage jeweils neben der Fuge 14 zweier
benachbarter Betonabschnitte 15, 16 verlaufen.
Die Stege 13 ragen in den eingebrachten Beton hinein und
bilden eine Feuchtigkeitssperre derart, dass eindringendes Wasser
nicht von dem einen Betonabschnitt 15 zu dem benachbarten Betonabschnitt 16 gelangen
kann.
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Die Ausbildung und die Funktion eines
solchen Fugenbands 11 sind allgemein bekannt und bedarf
keiner weiteren Erläuterung.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind jedem Betonabschnitt 15, 16 drei
aufrechte Stege zugeordnet. Es sind aber auch Ausführung mit
jeweils nur zwei oder jeweils nur einem Steg 13 bekannt. Grundsätzlich könnte es
auch als ausreichend erachtet werden, nur einen Steg 13 vorzusehen,
der sich in der eingebauten Lage in der Fuge 14 befindet.
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Das Fugendichtungselement umfasst
ferner einen Kunststoffstreifen 17, auf dem die den Stegen gegenüberliegende
Flachseite der Grundplatte 12 befestigt ist. Im Einzelnen
ist die Anordnung so getroffen, dass die Breite des Kunststoffstreifens
größer ist
als die Breite der Grundplatte des Fugenbands. Die Seitenränder 18 des
Kunststoffstreifens stehen daher über die Längsseiten 19 der Grundplatte
hervor. Die äußeren freien
Randabschnitte 20 der Seitenränder 18 des Kunststoffstreifens 17 können mit freien
Randabschnitten benachbarter Kunststoffbahnen 21 der herkömmlichen
Tunnelwandabdichtung beispielsweise mittels Heizkeilverschweißung befestigt
werden. Dazu besteht der Kunststoffstreifen 17 aus dem
gleichen oder vergleichbaren und mit den Kunststoffpaneel oder -bahn
verschweißbaren
Material wie die Kunststoffpaneele oder -bahnen 12.
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Die Grundplatte 12 des Fugenbands
wird an ihren äußeren und
dem Kunststoffstreifen 17 zugekehrten Randbereichen der
Flachseite mit dem Kunststoffstreifen verschweißt. Dies kann über zwei parallele
Heizkeilverschweißungen 28 erfolgen,
die vorzugsweise mit einer Heizkeilschweißvorrichtung mit zwei parallel
angeordneten Heizkeilen ausgestattet ist. Die Verbindung zwischen
Fugenband 11 und Kunststoffstreifen 17 kann daher
in einem Arbeitsgang erfolgen. Die Heizkeilverschweißungen erstrecken
sich vorzugsweise im Randbereich 19 der Grundplatte, in
dem kein aufrechter Steg 13 verläuft. Die Heizkeilverschweißungen haben
eine Breite von 20 bis 60 mm. Der Abstand zwischen äußerer Längskante
und dem ersten Steg ist dementsprechend bemessen, damit der Heizkeil
und die auf die Grundplatte wirkende Andruckrolle der Heizkeilschweißvorrichtung
angesetzt werden können.
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Die Heizkeilverschweißvorrichtung
zum Durchführen
der Verschweißungen
der Grundplatte 12 mit dem Kunststoffstreifen 17 für jede Verschweißung 28 einen
Heizkeil 22 auf. Für
zwei parallele Verschweißungen
sind dementsprechend zwei parallel nebeneinander liegende Heizkeile
entsprechend der Breite der Grundplatte an einem Rahmen befestigt. Es
sind Stützrollen 23 und
Andruckrollen 24 vorhanden, welche die Grundplatte und
den Kunststoffstreifen während
des Schweißvorgangs
zusammenpressen und führen.
Der Aufbau einer derartigen Heizkeilschweißvorrichtung mit nur einem
Heizkeil ist allgemein bekannt und bedarf daher keiner weiteren
Erläuterung.
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Aufgrund der aufrechten Stege ist
das Fugenband 11 jedoch weniger biegsam als der Kunststoffstreifen 17.
Hinzu kommt, dass die Grundplatte 12 selbst häufig eine
größere Dicke
aufweist als das flächige
Kunststoffstreifenmaterial. Der Heizkeil 22 ist daher an
seinem sich verjüngenden
Ende 25 in Bezug auf die Schweißebene asymmetrisch ausgebildet.
Im Einzelnen ist die Anordnung so getroffen, dass die der Grundplatte 11 zugekehrte
Heizfläche 26 weniger
geneigt ist als die dem Kunststoffstreifen 17 zugekehrte
Heizfläche 27.
Dadurch wird erreicht, dass sich das Fugenband 11 weniger
biegen muss, während
der Kunststoffstreifen mehr in Richtung auf die Grundplatte bewegt
wird. Eine sichere Verschweißung
ist damit möglich.
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Die Heizkeilschweißvorrichtung
kann in üblicher
Weise Führungseinrichtungen
aufweisen, mit der die Heizkeile entlang der Grundplatte geführt werden.
Es können
weiterhin Führungselemente
vorhanden sein, mit der die Heizkeile in einem vordefinierten Abstand
zu den freien Randabschnitten 20 des Kunststoffstreifens
geführt
werden. Damit ist eine exakte Ausrichtung des Fugenbands 11 auf
dem Kunststoffstreifens möglich.
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Durch diese Ausbildung des Fugendichtungselements
ist die Montage eines Fugenbands zwischen zwei Betonabschnitten
wesentlich einfacher möglich.
Es ist nur erforderlich, die freien Ränder 18 des Kunststoffstreifens
mit den bereits montierten Kunststoffbahnen 21 zu verschweißen. Hier kann
die Heizkeilverschweißung
eingesetzt werden, wodurch sich der Arbeitsaufwand verringert. Das
Fugenband selbst kann in der Halle am Boden liegend oder im Werk vorkonfektioniert
werden. Das aufwändige
manuelle Anschweißen
des Fugenbands an die fertige Kunststoffabdichtung der Tunnelwandung
entfällt.