DE2032574B2 - Abdichtung von Steindämmen, Erdschüttungen oder natürlichen Böschungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft die Abdichtung von Steindämmen, Erdschüttungen oder natürlichen Böschungen, ins besondere im Talsperren- und Speicherbeckenbau, derart, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben ist.

Wegen seiner Wirtschaftlichkeit ist in den letzten Jahren der Steinschüttdamm immer mehr zur Anwendung gekommen und er wird infolge seiner sowohl auf der technischen als auch ökonomischen Seite liegenden Vorteile auch weiterhin an Bedeutung gewinnen. Der Steindamm ist sehr einfach und sparsam im Querschnitt und wird als einheitlicher Stützkörper aus geschütteten und verdichteten Steinen hergestellt. Die Steine können dabei so groß sein, daß sie sich noch genügend gut durch Gewinnungs- und T^ransportmaschinen bewegen lassen. Vorteilhaft ist, daß bei einer wasserseitigen Oberflächendichtung, die eine Voraussetzung für die Wirtschaftlichkeit des Steinschüttdamms ist. der gesamte Dammquerschnitt statisch voll zur Wirkung kommt, so daß die Dammböschungen verhältnismäßig steil ausgeführt werden können.

Es ist bekannt, bei Steinschüttdämmen die Abdichtung mit auf der Wasserseite aufgebrachten oder mit in den Dammkörper eingebrachten Dichtungsschürzen aus Ton oder Lehm zu bewerkstelligen. In jedem Fall ist es dabei erforderlich, zwischen Dichtung und Dammkörper eine Filterschichl, beispielweise aus Rollkies, bzw. ein Stufenfilter aus Sand und Kies oder aus gebrochenem Steinmaterials, Splitt und Schotter vorzusehen. Der Einbau dieser Filterschicht ist nicht nur sehr kostspielig, sondern er behindert auch die Dammschüttung. Dazu kommt, daß der Lehmeinbau sehr witterungsabhängig ist und daß der Dammquerschnitt sowohl durch die statisch unwirksame Dichtungsschichi als auch durch die erforderliche aus Grubenkies und gebrochenen Steinen oder aus Talschotter und Geröll mit einer abschließenden Packlage hergestellte Schutzschicht stark vergrößert und daher unwirtschaftlich wird. Abgesehen davon, daß die Einbringung einer wasserseitigen Lehmschürze einen wesentlichen Vorteil des Steindammes, nämlich den der steilen Böschung aufheben würde, setzt die wirtschaftliche Herstellung einer Ton- oder Lehmdichtung voraus, daß geeignete Ton- bzw. Lehmvorkommen in nicht zu großer Entfernung von der Einbaustelle vorhanden sind.

Es ist bei Steinschüttdämmen weiterhin bekannt, diese wasserseitig mit einer Betonabdichtung zu versehen, die durch Fugen unterteilt und auf einer Filter- und Ausgleichschicht aufgebracht ist. Diese Betonabdichtung. die sich in vorteilhafter Weise auch auf steilen Dammböschungen aufbringen läßt, ist zwar verhältnismäßig billig, jedoch paßt sie sich im Gegensatz zur Ton- und Lehmabdichtung infolge ihrer Starrheit nur sehr schlecht den Bewegungen des Dammkörpers an. so daß die Gefahr der Rissebildung und damit der Wasserdurchläßigkeit verhältnismäßig groß ist. Darüber hinaus ist die ungeschützte Betondecke den atmosphärischen Einflüssen in vollem Umfange ausgesetzt, weshalb sie auch bei sorgfältiger Herstellung einer gewissen Verwitterung unterliegt. Dort wo mit aggressivem Wasser zu rechnen ist. kann eine Betondichtung grundsätzlich nicht angewendet werden, obwohl sie jederzeit zugänglich ist und auftretende Schaden sich daher mit verhältnismäßig geringem Kostenaufwand beheben lassen.

Eine andere bekannte Art der Dammdichtung ist die Asphaltbetondichtung, die sich in den beiden letzten Jahrzehnten als Aussenhautdichtung von Stein- und Erddämmen im Talsperrenbau, beim Bau von Hochspeicher und Pumpspeicherbecken der Energiewirtschaft sowie im Fluß- und Kanalbau erheblich ausgebreitet hat. Trotz mancher Vorteile kann jedoch auch diese Art der Dammdichtung nicht voll zufriedenstellen, insbesondere in ausführungstechnischer Hinsicht, beispielsweise infolge der Schwierigkeiten, bei räumlicher Beengung, etwa im Falle enger schmaler Täler, große mechanisierte Einbauvorrichtungen an Ort und Stelle zu transportieren und dort aufzustellen. Nachteilig ist auch, daß dieser Methode verschiedene Grenzen hinsichtlich ihrer Anwendung gesetzt sind. So ist es beispielsweise wegen des erforderlichen umfangreichen und kostspieligen Maschinenparks nicht sinnvoll, diese Methode bei kleinen Anlagen anzuwenden. Ebenso ist sie nicht sinnvoll in niederschlagsreichen Gegenden, da der Einbau durch Regen. Schnee und Nebel sehr stark verzögert, wenn nicht gar verhindert werden kann, der qualitätsgerechte Einbau jedoch neben vielen anderen nur schwer zu erfüllenden Bedingungen unter anderem ein schnelles Aufbringen der noch genügend heißen Asphaltmasse voraussetzt. Mit absinkender Temperatur geht in Abhängigkeit von der Viskosität des Bindemittels, nämlich des Bitumens, die Verformungsgeschwindigkeit der Asphaltmasse zurück, wobei sich die erforderliche genügend dichte Unterbringung der mineralischen Bestandteile in der eingebauten Schicht nicht mehr erzielen läßt, es vielmehr zur Bildung von Hohlräumen kommen kann, die die Wasserdichtheit zumindest in Frage stellen.

Zur Überwindung der zahlreichen geschilderten und weiterer vorhandener Nachteile der Asphaltbeton-Dichtung wurde ein Verfahren entwickelt, bei welchem industriell vorgefertigte Dichtungselemente aus einer Kombination von tragenden Betonplatten und einem aufgezogenen dichtenden Faserasphalt aus Außenhautdichtung verwendet werden. Dabei haben die tragenden Platten bei einer Kantenlänge von beispielsweise 1 bis 2 m eine Dicke von 8 bis 20 cm, wogegen die aus einem mit Asbestfasern gefülltem Bitumen, dem sogenannten Faserasphalt, bestehende aufgezogene Außenhaut nur eine Dicke von etwa 1 bis 1,5 cm aufweist. Dabei verleihen die Faserstoffe der Mischung eine große Standfestigkeit, so daß im Gegensatz zu Asphaltbeton praktisch jede Böschungsneigung belegt werden kann. Das geschieht in der Weise, daß die in stationären Werkstätten, sogenannten Feldfabriken, und damit

vor Witterungseinflüssen geschützt vorgefertigten und auf ihre Brauchbarkeit geprüften Dichtungselemente auf die Dammböschung in einen mageren Mörtel verlegt und dann die Fugen mit spachteiförmiger Bitumen-Dichtungsmasse ausgefüllt werden. Die Platten sind an den Stoßflächen mit Nut und Feder versehen, wodurch nach dem Verlegen ein guter Flächen verband entsteht und sich nach dem Ausfüllen der Fugen mit der Bitumen-Dichtungsmasse eine monolithische einheitliche Dichtungshaut ergibt. Trotzdem weist auch diese Verfahrensweise einige wesentliche Nachteile wirtschaftlicher und technischer Art auf. So ist beispielsweise die Errichtung einer Feldfabrik zur Herstellung der Dichtungselemente erforderlich, wofür als F.inrichtung heizbare Tanks, Schmelzkessel, Rührwerke und ein Laboratorium benötigt werden, um die Überzugsmasse aus Faserasphalt aufbereiten zu können. Auch ist das Aufbringen der Faserasphalt-Außenhaut am die anderweitig vorgefertigten Betonplatten sehr schwierig, da das Aufspachteln der zähen und heißen Faserasphalt-Mischung manuell vorgenommen werden muß. Infolge der bei der harten Arbeit beim ausführenden Personal verständlicherweise auftretenden F.rmüdungserscheinungen birgt diese Arbeit erhebliche Fehlerquellen in sich. Die Gefahr von Fehlern, nämlich die Bildung von nachteiligen Blasen im Faserasphalt-Belag ist auch dann gegeben, wenn der 1 bis 1.5 cm dicke Überzug nicht sorgfälltig vollständig dicht und lagenweise aufgebracht wird.

Ungünstig ist auch, daß die zur Verbindung der ein· zelnen Elemente eingebrachte offene Bitumen-Fugendichtung nicht als tragfähige Unterlagen für die Fugenbreite dienen kann. Als bituminöse Dichtung ist sie nur ein scheinbar fester Körper, sie zeigt jedoch unter Dauerbelastung alle Merkmale einer Newtonschen Flüssigkeit, weshalb bei Wasserdruck besondere Vorkehrungen getroffen werden müssen, um ein Durchdrücken der Fugendichtung zu verhüten.

Als Folge der Heterogenität der Stoffe treten bei der Herstellung von Anschlüssen der vorgefertigten Faserasphalt-Dichtung an Kunstbauten die gleichen Schwierigkeiten auf, wie bei der Asphaltbeton-Dichtung, so ,laß schließlich auch diese Methode nie¹ · völlig befriedigen kann.

Weiter ist ei bekannt, bei der Abdichtung von Erdbauwerken mit Böschungen den Damm in einzelnen Lagen zu schütten und zu verdichten, sowie die Oberfläche abzugleichen und standfest zu machen. Gegebenenfalls kann noch eine Sandausgleichsschicht aufgebracht werden. Darauf wird dann die Abdichtungsfolie lose aufgebracht, gegebenenfalls über die Dammkrone gezogen und gegebenenfalls am Fuß der Böschung durch eine Sporndichtung hindurchgeführt. Als Deckschicht über diese Folie ist ein nicht bindiger Boden, d. h. Sand oder Kies, vorgesehen, worauf dann die übliehe Flußschotteranlage oder Betonverbundsteine aufgebracht werden. Die Dichtungsbahn wird also zwischen zwei Schutzlagen aus feinkörnigem Material eingebettet, wobei diese Schutzlagen keine eigene Steifigkeit bzw. Festigkeit aufweisen. Diese bekannten Schutzlagen erfüllen lediglich die Aufgabe, der nachgiebigen Einbettung der lose verlegten Dichtungsfolie, so daß diese bei Belastung sich anpassen, d. h. nachgeben kann. Diese bekannte Ausbildung der Schutzlage für die Dichtungsbahn weist zwei wesentliche Nachteile auf. Der eine Nachteil besteht darin, daß bei steilen Böschungen, beispielsweise bei schlechter Witterung, Regengüssen usw., die lose aufgebrachte Sand- bzw. Kiesschicht abgespült werden kann bzw. abrutscht. Der weitere Nachteil der Schutzschicht aus feinkörnigem Material besteht darin, daß bei mechanisch starken Beanspruchungen, beispielsweise beim Verkanten von aufzulegenden Verbundplastersteinen dieselben durch die Sandschicht hindurch die Dichtungsbahn angreifen und beschädigen können. Diese Gefahr ist noch mehr, beispielsweise durch spitze Gegenstände, wie Steine usw, gegeben, die die Sandschicht durchdringen, bzw. beiseite drücken und die Dichtungsbahn direkt angreiren.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also darin, die geschilderten Nachteile der bekannten Abdichtungen zu vermeiden und einen dauerhaften Schutz gegen mechanische Beschädigungen der Dichtungsbahn bei nachgiebiger Anordnung derselben zu schaffen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist daran zu sehen, daß die zu schaffende Abdichtung rationell und möglichst witterungsunabhängig herstellbar sein soll.

Die erfindungsgemäße Aufgabe bei der Abdichtung von Steindämmen wird dadurch gelöst, daß die zwei Schutzlagen aus lose verlegtem Schaumkunststoff, bestehen.

Durch die bisher nicht bekanntgewordene beiseitige Verwendung von Schaumkunststoff als Schutzlage wird erreicht, daß der Schaumkunststoff als Puffer bzw. Polster mechanische Einwirkungen der Verlegefläche, z. B. Steine. Splitter usw. kompensiert. Dieses wird durch den Schaumkunststoff insbesondere dadurch bewirkt, daß der Schaumkunststoff Punktbelastungen in Flächenbelastungen umwandelt, also eine Druckverteilung vornimmt.

Vorteilhaft ist dabei, daß die Dichtungsbahn lose zwischen den Schaumkunststoff-Lagen eingebettet ist und dabei durch das weiche, nachgiebige, rückfedernde Verhalten der Schaumkunststoff-Lagen die Gefahr einer punktweisen Belastung der Dichtungsbahn vermieden wird. Entsprechend der homogenen Beschaffenheit der Dichtungsbahnen und der Schaumkunststoff-Lagen sind für ihren dauernden Bestand nachteili ge gegenseitige Einwirkungen ausgeschlossen.

Bei Anwendung der Erfindung können Dämme bei Talsperren und Speicherbecken unter Verwendung von einbaufertig angelieferten homogenen Bauelementen wie Kunststoffbahnen, Kunststoffschaumplatten, Kunststoffugenbändern maßgerecht vorgefertigte Anschluß- und Verbindungsteilen wie Kunststoffwinkel und -ecken unter günstigen Arbeitsbedingungen, d. h. unabhängig von der Witterung und den örtlichen Verhältnissen sowie unter Anwendung verhältnismäßig geringer technischer Mittel und geringen Kosten in kurzer Zeit zuverläßig gedichtet werden können.

In zweckmäßiger weiterer Ausgesfaltung der Erfindung ist vorgesehen, für die Schutzlagcn aus Schaumkunststoff Platten zu verwenden. Bei der Verlegung an einer Böschung können diese einzeln von unten nach oben aufgelegt werden und ein Verrutschen b/.w. Abrutschen ist verhindert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in schematischer Darstellung einen Dammausschnitt, der mit einer Abdichtung gemäß der Erfindung versehen ist.

Nach der Figur ist auf die geebnete und gerüttelte Oberfläche 1 des hier geschütteten Steindamms 2 die Schaumkunststoff-Lage 3 als Unterlage für die in Gefällerichtung rechtwinklig zur Dammkrone 5 lose verlegte Dichtungsbahn 4 unbefestigt aufgelegt. Die Ver-

bindung zwischen benachbarten Dichtungsbahnen 4 tu einer zusammenhängenden Dichtungshaut erfolgt in bekannter Weise durch Quell- und Heißverschweißen, wobei die Überlappung an Nähten und Stoßen zweckmäßig wenigstens 5 cm beträgt. Nähte, Stöße, Ecken usw. werden vorteilhaft unter Verwendung einer Kunststoff-Flüssigfolie zusätzlich abgesichert.

Die Dichtungsbahn 4 ist durch die ebenfalls lose verlegte Schaumkunststoff-Lage 11 abgedeckt und isi damit zwischen den beiden Platten 3 und 11 eingebette und geschützt. Auf die Schaumkunststoff-Lage 11 sim die mit Nut und Feder versehenen IBetonplatten 1 trocken und im Verband verlegt. Die Betonplattcn 1 sind mit der Schottcrabdeckung 13 versehen, wobc sich die Dicke der Betonplatte und der Schoitciabdck kung nach den jeweiligen Bedingungen und Voiaussei zungen richtet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Abdichtung von Steindämmen. Erdschüttungcn oder natürlichen Böschungen, insbesondere im Talsperren- und Speicherbeckenbau, mit auf der geebneten Oberfläche aufgebrachter unbefestigt und nachgiebig zwischen zwei Schutzlagen angeordneter Dichtungsbahn, vorzugsweise aus thermoplastischem Kunststoff, und einer beschwerenden und ge- ίο gen mechanische Beschädigungen schützenden Lage aus Stein, Sand, vorgefertigten Betonplatten od.dgl, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Schutzlagen aus lose verlegtem Schaumkunststoff stehen.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzlagen aus Platten bestehen.