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Verfahren zur Herstellung eines Tiefbehälters für flüssige Gase Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Tiefbehälters für flüssige
Gase, bei dem ein lecksicherer armierter Betonmantel ins Erdreich eingebracht und
das innerhalb des Betonmantels befindliche Erdreich anschliessend ausgehoben wird.
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Ein Verfahren dieser Art ist bereits bekannt (DOS 1 434 593".).
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Hierbei wird äe nach der geplanten Form des Betonmantels einringförniger
oder polygonaler Grabenausgehoben, in den der Betonmantel eingebracht wird. Dieser
Betonmantel bildet nach dem darauffolgenden Ausheben des im Innenraum befindlichen
Erdreichs unmittelbar die Seitenwand des Tiefbehälters, die sowohl den niedrigen
Temperaturen des verflüssigten Gases als auch den mechanischen Beanspruchungen durch
das aussen liegende Erdreich sowie durch das im Tiefbehalter befindliche Gas ausgesetzt
ist. Dies bedingt, dass bereits zu Beginn der Arbeiten die erforderlichen Abmessungen
des Betonmantels in AbhängigkeIt von den Bodenverhältnissen und den zu erwartenden
Beanspruchungen genau festgelegt werden. Eine
solche genaue Festlegung
setzt aber eingehende Bodenprüfungen voraus, dle oft Schwierigkeiten bereiten und
im Einblick auf durch die Aushubarbelten selbst verursachte Bodenveränderungen unrichtige
Ergebnisse liefern können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
von Tiefbehältern der vorstehenden Art vorumschlagen, das eine flexible Anpassung
an unerwartete 30-denverönderungen ermöglicht. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass auf der Sohle des durch das Ausheben erzeugten Innenraumes im Abstand von und
längs der Innenwand des Betonmantels eine Wandung aus Verbundteilen errichtet wird
und dass in den Raum zwischen Wendung und Betonmantel eine Betonschlcht eingebracht
wird, die die wandung und den Betonmantel zu einerEinheit der erforderlichen Festigkeit
verbindet.
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Bei dem erfindungamössen Verfahren wird somit zuerst ein Betonmantel
solcher Stärke in den Boden eingebracht, der auf jeden Fall ein Durchsickern von
Grundwasser in das Innere verhindert und somit die Möglichkeit schafft, unbehinderte
Aushubarbeiten durchzuführen. Sobald die Aushubarbeiten bis zu erforderlichen Tiefe
gelangt sInd, lasse sich feststellen, welche Wandstärke eEektiv für den TiefbehLlter
erforderlich ist. Dementsprechend kann der Abstand
der aus den
Verbundteilen errichteten Wandung vom Betonmantel und damit auch die Dicke der Betonschicht
egestellt werden. Anschliessend ist es ohne weiteres möglich, die Innenwand der
aus Verbundteilen bestehenden Wandung mit Metall-platten zu verkleiden oder die
an den Verbundteilen bereits vorgesehenen Metallplatten miteinander zu verbinden,
um eine gasdichte Auskleidung des Tiefbehälters zu schaffen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist
vorgesehen, dass die Sohle des durch Ausheben erzeugten Tnnenraumes durch wiederholtes
Ausheben, Errichten von Verbundelementen und Einbringen der Betonschicht auf das
vorbestimmte Bodenniveau des Tanks abgesenkt wird. Bei dieser Verfahrensweise wird
für das Errichten der aus Verbundelementen aufgebauten Wand ein Baugerüst od. dgl.
nicht benqtlgt.
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Die Figuren 1 bis 4 zeigen schematisch Schnitte mit denen die einzelnen
Stufen des Herstellungsverfahrens eines erfindungsgemässen Tiefbehälters demonstriert
sind. Bs zeigt: Figur 1 eine zylinderförmige Hülle die so weit in den Erdboden getrieben
ist, bis sie die dichte Sohle erreicht hat; Figur 2 den Aushub des Erdbodens innerhalb
der Hülle le und das Einbringen und Aufeinanderschlichten von Verbundteilen; Figur
3 das einbringen des Betons in den Raum zwi-,schen der Hülle und der Wandung aus
Verbundteilen;
Üigur 4 den fertigen Tiefbehälter bzw. Tieitank;
Figur 5 den Teil eines Schnittes längs der Linie X-X der Figur 4 und Figuren 6 bis
8 vergrösserte Teilschnitte der Bereiche, die durch die Kreise A, B und C in Figur
4 gekennzeichnet sind.
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In den Figuren 1 bis 7 ist eine Hülle aus Beton in eine ringförmige
Bohrung eingebracht, die durch Aushub des Brdbodens 1 bis auf eine Tiefe hergestellt
ist, in der die dichte Sohle 2, beispielsweise der feste Untergrund, gewachsender
Fels oder gefrorenes Erdreich, erreicht wurde.
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Die Wandstärke der Hülle 4 ist so gross, dass ein Durcilsickern oder
Leckschäden vermieaen werden können. Mit herkömmlichen Methoden kann die Hülle 4
bei einer wandstärke von einem Meter bis auf eine Tiefe von fünfzig Metern eingebracht
werden. Falls Leckschäden bzw. ein Durchsickern wegen Schäden der vorfabrizierten
Hülle 4 auftreten, kann chemisches Vergussmaterial in die Spalten, Hüllungen od.
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dgl. eingeführt werden oder es können Schutzwände gegen Unter spülungen
oder die Gefriermethode benützt werden, um den Aushub zu ermöglichen@
Anschliessend
wird das Erdreich 1 innerhalb der Hülle 4 bis zu einer gewünschten Tiefe entfernt,
die benötigt wird,um eine gewünschte Anzahl von Verbundteilen 6 aufzustapeln, deren
:Rinzelheiten im Folgenden noch beschrieben werden. Dann werden von der Bodenfläche
der ausgehobenen Höhlung ausgehend die Verbundteile 6 aufeinander gestanelt. Sie
befinden sich in einem bestimmten Abstand von der Hülle 4 und werden mit den nicht
gezeigten, geflanschten f.!tiitzmauern bzw. Halteplatten so verschweisst, dass sich
die Verbundteile 6 beispielsweise zwischen den nicht gezeigte Halte zapfen ausdehnen
bzw. zusammenziehen können, MI denen die Hülle 4 ausgerüstet ist (sh. Fig. 2).Das
usheheben und Errichten von Verbundteilen 6 wird bis zur Erreichung der Bodentiefe
des Tanks wiederholt.
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Die Verbundteile 6 sind quadratische oder rechteckförmige Verschalungen.
Sie besitzen Seitenflächen, die entsprechend der Krümmung der Hülle gebogen sind.
Im allgemeinen bestehen sie aus einer armierten Betontafel und einer Metallplatte,
die standfest gegen niedrige Temperaturen ist. Diese Metallplatte ist an der Innenfläche
der armierten Betontafel befestigt. Der Raum zwischen den Verbundteilen 6 und der
Hülle 4 ist in Abhängigkeit von den Bodenverhältnissen bestimmt. In diesen Zwischenraum
wird eine armierte Betonschicht eingebracht, die im Folgenden noch beschrieben wird.
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Der Aushub des Erdreichs kann vorzugsweise mit einem mechanisch betriebenen
Bagger erfolgen und die Verbundteile können vorzugsweise mittels eines hydraulisch
betriebenen Krans aufgestapelt werden.
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Die Betonschicht wird vorzugsweise mittels einer Betonpumpe in den
Raum 5 zwischen den Verbundteilen 6 und der Hülle 4 eingebracht. -Die Dach- und
die Bodenfläche der Hülle 4 besitzen die herkömmlichen, wärmeisolierenden Schichten
und ihre Auskleidplatten sind mit den Metallplatten der Verbundteile verschweisst.
Diese Auskleidplatten sind aus einem Metall hergestellt, das tiefen Temperaturen
standhält. Auf diese neise kann der Tiefbehälter für ein bei tiefen Temperaturen
verflüssigtes Gas aufgebaut sein.
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In den Figuren 4 bis 8 ist die Baukonstruktion des erfinduncsgemässen
Tiefbehälters im einzelnen beschrieben.
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In den Figuren .4 bis 8 ist mit 1 das Erdreich bezeichnet, das den
Tiefbehälter umgibt. Mit 4 ist die Betonhülle, mit 5 die Betonzwischenschicht und
mit 6 die Verbundteile der Wandung bezeichnet, die mit einer wärmeisolierenden Schicht
7 versehen ist. Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet eine dünne Metallwand, die die
innerste Wand des Tiefbehälters
ist. 9 (sh. Fig. 8) bezeichnet
den Boden des Tiefbehälters, der sich unten an die dünne Metallwand anschliesst
und aus Beton, Sand, wärmeisolierendem Material und ähnlichem besteht. Mit 12 ist
eine isolierende Decke bezeichnet, die vom Dach 3 über Stempel 13 getragen wird.
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Die Figur 8 zeigt, dass der Boden des Tiefbehälters die isolierende
Schicht 7 unterhalb der dünnen Metallband 8 und eine Schicht 9 aus feinem Sand aufweist,
in der mehrere Heizspule 11 zur Erwärmung des Bodens und mehrere ntwässerungsröhren
10 zur Ableitung des Grundwassers angeordnet sind. Die Entwässerungsröhren 10 münden
in eine Leitung. Wasser, das sich in dieser Leitung befindet, wird über eine Stichleitung
zur Erdleitung gepumpt.
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Befindet sich viel Slckerwasser in der Sohle unterhalb des Bodens
des Tiefbehälters, so wird das Wasser in der Nähe des Bodens zusammen mit den intwSisserungsröhren
gefroren, da die Temperatur des verflüssigten Gases sehr niedrig ist.
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Damit wird es unmöglich, Grundwasser abzuleiten. Der Druck des Grundwassers
wirkt dann direkt auf den Boden des Tiefe hälters undesbesteht die Gefahr, dass
dieser Boden zerstört wird. Um dieses Problem zu lösen, sind bei dem er-Zindungsgemässen
Tank Heizspule vorgesehen, mit denen verhindert wird, dass das Grundwasser in den
Entwässerungsröhren einfriert. Selbstverständlich können nicht nur Ileizspulen
vorgesehen
sein, sondern es können alle geeigneten Heizelemente benützt werden.
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Es wu rde bereits beschrieben, dass die Verbundteile auf dem Boden-
der- ausgehobenen sohle eines über das andere aufgestapelt werden. Ein Baugeriist
oder etwas ähnliches ist daher nicht''erforderlich. Die Dicke der Zwischenschicht
aus Beton kann in Abhängigkeit von den Bodenverhaltnissen bestimmt werden'. Die
Dicke dieser Schicht wird durch den Raum zwischen der Hülle und den Verbundteilen
eingestellt, der wiederum durch die Stellung der Verbundteile gegeben ist. Dadurch
kann eine grosse 'iiärmeeinströmung in den Tiefbehälter vermieden werden. Ausserdem
wirken die @ülle, die Zwischenschicht aus Beton und die Verbundteile zusammen, um
dem Boden-,dem Grundwasserdruck und dem Druck des verflüssigten Gases standzuhalten.
Insbesondere können die Metallplatten sich ausdehnen und zusammenziehen in Abhängigkeit
vom Druck und von der Temperatur des verflüssigten Gases, so dass die mechanische
Standfestigkeit erheblich vergrössert ist. Ausserdem sind die Entwässerungsröhren
und die Heizelemente zur Erwärmung der Entwässerungsröhren im Boden des Tiefbehälters
angeordnet, so dass ein Einfrieren der Entwässerungsröhren verzielen wird. Daher
kann, auch wenn viel Grundwasser in die Schicht unter dem Boden des Tiefbehälters
einsickert, dieses Grundwasser-leicnt abgeführt werden, so dass der Druck
des
Grundwassers immer konstant gehalten werden kann. Der erfindungsgemässe Tiefbehälter
für verflüssigtes Gas ist daher äusserst betriebssicher und zuverlässig und besitzt
eine nohe zulässige Deansprucllungsgrenze.