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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft einen flüssigkeitsrückhaltenden
Schutzdamm der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
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Stand der
Technik
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Überflutungsphänomene treten
in sehr unterschiedlichen Bereichen und unter sehr unterschiedlichen
Umständen
auf. Ein häufiger
Typ der Überflutung
kann Häuser
treffen, die im Bereich eines Wasserlaufes zu liegen kommen, wie
etwa im Bereich von Seen oder Flüssen,
die vorübergehend ihre
Ufer aufgrund extrem großen
Niederschlags überschwemmen.
Wasser kann daraufhin über
die Oberfläche über dem
Untergrund zu dem Haus fließen
und dort unterschiedliche Beschädigungen
hervorrufen, wie etwa das Überschwemmen
von Kellerräumen
mit Wasser oder das teilweise Überfluten
von Lokalitäten
im Erdgeschoss. Eine derartige Beschädigung durch Wasser ist ausnahmslos
nur unter hohen Kosten beherrschbar. In anderen Fällen können Fluide
anderen Typs als Wasser, beispielsweise Öl, Kraftstoffe bzw. Brandstoffe,
Chemikalien und dergleichen in Bereichen oder Oberflächen infolge
einer Leckage unerwarteten Typs überfließen.
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Ungeachtet des Typs der Überflutung
besteht ein allgemeines Bestreben, Gegenmaßnahmen für die Überflutung zu treffen und ihre
Ausmaße
zu beherrschen, genauer gesagt durch Errichtung eines Typs eines
Schutzdamms, der die Flüssigkeitsströmung aufhält. Der
Hauseigner errichtet einen Damm, der das Haus umgibt, mit dem Zweck,
zu verhindern, dass das Wasser sich dem Haus nähert. Im Fall einer Leckage
wird in umgekehrter Weise der Schutzdamm mit dem Zweck errichtet,
zu verhindern, dass Flüssigkeit
sich von der Leckagequelle entfernt.
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Herkömmliche Verfahren zum Errichten
von Schutzdämmen
nutzen feste Materialien, üblicherweise
mineralischer Natur. Üblicherweise
werden Sandsäcke
in mehr oder weniger hohen Reihen verlegt. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, Dämme aus
Erdreich durch geeignete Maschinen zu errichten. Diese Verfahren
sind jedoch mit Nachteilen behaftet. Soweit mechanisches Nassbaggern
oder Ausbaggern überhaupt
möglich
ist, ist das Verfahren zeitaufwändig
und häufig
nur in einer späten
Stufe am betroffenen Ort möglich.
Außerdem
verursacht es häufig
Mulden und andere Wunden im Untergrund. Das Sandsackverfahren ist
nicht nur zeitaufwändig sondern
auch mühsam.
Häufig
stehen weder Maschinen noch Sandsäcke, in unmittelbarer Umgebung
der Überflutung
zur Verfügung,
weshalb zeitaufwändige
Transporte ausgeführt
werden müssen, bevor
die Errichtung der Sandbank eingeleitet werden kann. Dies bedeutet,
dass der Schutzdamm zu spät
in Position gebracht werden kann.
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Mit dem Ziel, die mit Erddämmen und Schutzdämmen aus
Sandsäcken
verbundenen Nachteile zu überwinden,
sind in jüngster
Zeit Schutzdämme
entwickelt worden, die aus mobilen Rückhaltevorrichtungen in Form
schlauchartiger Gehäuse
errichtet worden sind, die bevorratet, gehandhabt und transportiert
werden in zusammengefaltetem bzw. zusammengelegtem Zustand und die
mit Flüssigkeit
gefüllt
werden können, üblicherweise
mit Wasser unmittelbar am Ort der Überflutung. Beispiel derartiger
Schlauchgehäuse
sind in der Patentliteratur zahlreich offenbart. Siehe beispielsweise
FR 1 375 854,
EP 496 519 ,
US 3 246 474 ,
US 3 855 800 ,
US 4 799 821 und
US 5 040 919 . Ein großer Vorteil derartiger
Schlauchgehäuse
ist, dass sie in zusammengefaltetem Zustand wenig Platz erfordern,
wobei gleichzeitig das schwergewichtige Material, das erforderlich
ist, die Gehäuse
in einem Schutzdamm zu verankern, üblicherweise am Ort der Überflutung
in Form von Wasser im Überfluss
vorhanden ist. Eine nahezu ungeschränkte Anzahl von Rückhaltevorrichtungen
in Form von Schlauchgehäusen
kann deshalb rasch und problemlos an einen Ort gebracht werden, der
von der Überflutung
betroffen ist, und sie können vor
Ort durch die einfache Maßnahme
aktiviert werden, mit eben diesem Wasser gefüllt zu werden. Der Hauptteil
der bislang bekannten Rückhaltevorrichtungen
in Form von Schlauchgehäusen
umfasst außerdem
eine in Richtung zur Überflutungsseite
gedrehte Schürze
von mehr oder weniger ausladender Breite, die üblicherweise mittels nagel-
oder bolzenartiger Verankerungselemente mit dem Zweck verankert werden,
wobei der Zweck der Schürze
darin besteht, eine Abdichtung gegenüber der Oberfläche bereitzustellen.
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Eine weitere bewegliche Rückhaltevorrichtung,
die kommerziell unter der Marke PORTADAM erhältlich ist, verwendet ihre
undurchlässige,
schürzenartige
Membran, die mit einem langen Seitenteil an einer Oberfläche anliegt,
einen gegenüberliegenden
Langseitenteil aufweist, der an einem Rahmen anliegt, der in Verteidigungslinie
errichtet ist, und aus mehreren schräg verlaufenden Tragschenkeln
besteht.
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Gemeinsam ist es bislang bekannten Schutzdämmen, welche
bewegliche oder tragbare Rückhaltevorrichtungen
aufweisen, dass das Element des Schutzdamms, das an der Oberfläche anliegt,
in Anlage an diese über
die gesamte Fläche
gebracht wird, und zwar mit dem sehr erstrebenswerten Zweck, größtmögliche Dichtheit
gegenüber
der Fläche
zu erbringen. Die bislang be kannten Konstruktionen beruhen dadurch
auf der grundsätzlichen
Idee, dass, je größer die
Kontaktfläche
gegenüber
der Oberfläche
ist, desto zuverlässiger
der Schutzdamm wird. Diese Grundidee beruht teilweise auf fehlerhaften
Annahmen. D. h., wenn Wasser, wie es in der Praxis häufig der
Fall ist, trotzdem beginnt, unter beispielsweise einer Schürze hereinzulecken,
die gegen die Oberfläche
durch den Hydraulikdruck gehalten ist, der auf die Oberseite der
Schürze
einwirkt, die Druckdifferenz zwischen der Oberseite und der Unterseite
der Schürze
deutlich verringert wird. Dies bedeutet, dass die Fläche der
Schürze,
die von unten durch denselben Hydraulikdruck wie an der Oberseite
beeinflusst wird, ihre Verankerungsfähigkeit verliert, wenn Sickerwasser
sich unter Hydraulikdruck unter der Schürze und/oder dem Schlauchgehäuse von
der Überflutungsseite
zur trockenen Seite hinweg ausbreitet. Dabei verliert der Schutzdamm
allmählich
seine Verankerungsfähigkeit
und dadurch seine Dichtfähigkeit
gegenüber
der Oberfläche
und kommt schließlich
von seiner Verteidigungslinie frei. Dieselbe Verringerung der Druckdifferenz
existiert selbstverständlich
auch in solchen Fällen,
in denen ein Schlauchgehäuse
ohne Schürze
(siehe beispielsweise
EP 496 519 )
verwendet wird, um den Schutzdamm zu errichten. Sobald Wasser unter
der Oberfläche
des Schutzgehäuses,
das auf dem Untergrund anliegt, hereinzulecken beginnt, wird die
gesamte Verankerungsfähigkeit
allmählich
verringert; das bedeutet, dass in einem Zustand, in welchem die
horizontale Verschiebungskraft von dem Überflutungswasser die Verankerungskraft übertrifft,
das Gehäuse schlicht
und einfach auf dem Wasser wegschwimmt, das darunter zu liegen kommt.
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In diesem Zusammenhang wird bemerkt, dass Überflutungswasser
seinen Weg nach unten in Hohlräume
im Untergrund unter dessen Oberfläche finden kann, und daraufhin
auf der Oberfläche
wie der auftaucht und einen Hubdruck gegen die Unterseite des Schutzdamms
ausübt.
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Aufgaben und
Merkmale der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf,
die vorstehend genannten Nachteile der bislang bekannten Schutzdämme zu überwinden
und einen verbesserten Schutzdamm zu schaffen. Eine primäre Aufgabe
der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine gute Verankerungsfähigkeit
der Schutzdämme
selbst dann zu schaffen, wenn Überflutungswasser
beginnt, unter einem an einer Oberfläche aufliegenden Gehäuse einzulecken.
In Übereinstimmung mit
der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale gelöst, die
im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 festgelegt sind.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass
für den
Schutzdamm eine kontinuierliche Verankerungsfähigkeit sicher gestellt wird
unter der Voraussetzung, dass die Ablaufeinrichtung zwischen die Oberfläche und
dem Gehäuse
des Damms eingesetzt wird, die an der Oberfläche anliegt bzw. aufliegt, wobei
die Einrichtung gewährleistet,
dass die Kontaktfläche
zwischen dem Gehäuse
und der Oberfläche
partiell "trocken" oder auf Atmosphärendruck
gehalten wird. Mit anderen Worten gewährleistet die Ablaufeinrichtung,
dass möglicherweise
einleckendes Überflutungswasser
nicht über
die gesamte Kontaktfläche
mit der Oberfläche
verteilt wird.
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Kurze Beschreibung
der anliegenden Zeichnungen
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Überflutungsschutzdamms,
der aus Rückhaltefolien in Übereinstimmung
mit der Erfindung errichtet ist, insbesondere in Form von schlauchartigen
Gehäusen,
von denen eines in der Figur geschnitten gezeigt ist,
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2 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht eines kürzeren
Abschnitts des Schlauchgehäuses
in Übereinstimmung
mit 1,
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3 einen
schematischen Querschnitt durch das Gehäuse in Übereinstimmung mit 1 und 2, und
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4 bis 7 analoge Querschnitte unter
Darstellung alternativer Ausführungsformen
der Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung
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In 1 bezeichnet
die Bezugsziffer 1 allgemein eine Rückhaltevorrichtung in Übereinstimmung mit
der Erfindung in Form eines Schlauchgehäuses, das auf einer mit 2 bezeichneten
Oberfläche
angeordnet gezeigt ist, mit dem Zweck, Wassermasse oder Fluidmasse 3 zurückzuhalten.
In der Praxis besteht die Oberfläche 2 üblicherweise
aus dem Untergrund, beispielsweise benachbart zu einem Haus. Dieser
Untergrund kann sowohl eben wie uneben sein. Die trockene Seite
des Untergrunds, die sich rechts von dem Gehäuse 1 befindet, ist
mit der Bezugsziffer 4 bezeichnet.
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Das Gehäuse 1 umfasst drei
unterschiedliche Abschnitte 6 und 7, die durch
interne flexible Verbindungselemente 8 aneinandergehalten
sind. In 1 und 2 sind die Abschnitte 5 und 6 nach
unten zum Untergrund gedreht bzw. weisend gezeigt, wobei diese speziellen
Abschnitte ein Paar von Basisabschnitten bilden, die nebeneinander
auf der Oberfläche
zur selben Zeit angeordnet werden, zu welcher der dritte Abschnitt 7 über und
zwischen den Basisabschnitten 5 und 6 angeordnet
wird.
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Die zur Vereinigung dienenden Verbindungselemente 8 können in
der Praxis in unterschiedlicher Weise verwirklicht sein. In dem
Beispiel gemäß 2 sind Netze oder perforierte
Stoffe bzw. Gewebe gezeigt, die im Querschnitt dreieckige Konfiguration
aufweisen und sich axial entlang dem gesamten Teil des Gehäuses erstrecken
sollen, das eine dreiblättrigen
kleeblattartigen Querschnitt aufweist. In diesem Zusammenhang wird
bemerkt, dass das Gehäuse
nicht mit einem dreiblättrigen
kleeblattartigen Querschnitt über
seine gesamte Längserstreckung versehen
sein muss. Im Gegenteil kann das Gehäuse sich an seinen beiden gegenüberliegenden
Enden ausgehend von einem dreiblättrigen
kleeblattartigen Querschnitt in einen zunehmend runden Querschnitt ändern. In
diesen verengten Endabschnitten können die Verbindungselemente 8 entweder
vorgesehen oder eingespart werden. Anstelle von Netzen oder perforierten
Stoffen können
auch andere Elemente eingesetzt werden, wie etwa axial getrennte
Sätze aus
Bändern
oder Gurten, die jeweils drei dreieckig angeordnete Einheiten enthalten.
Wesentlich ist lediglich, dass die Verbindungselemente einen freien Hindurchtritt
der in Rede stehenden Füllflüssigkeit zwischen
den unterschiedlichen Abschnitten des Gehäuses zulassen.
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Das Gehäuse selbst ist aus einem undurchlässigen Stoff
bzw. Tuch, beispielsweise desjenigen Typs hergestellt, der kommerziell
unter der Bezeichnung Geomembran erhältlich ist. Dank der Verbindungselemente 8 werden
kontrahierte flötenförmige Bereiche
bzw. Flächen 9 zwischen
den unterschiedlichen Abschnitten 5, 6, 7 ausgebildet,
die sich an die axialen Grenzlinien 10 von diesen in dem
Bereich zwischen zwei benachbarten Abschnitten anschließen. Das
Gehäuse
kann aus drei getrennten längsverlaufenden
bzw. länglichen
Stoffen bzw.
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Stoffbahnen bestehen, die über ihre
gesamten Längsseitenränder aneinander
angebracht sind, während
sie die Grenzlinien 10 bilden. Es ist jedoch auch möglich, das
Gehäuse
aus einem rohrförmigen Ausgangsmaterial
herzustellen, auf dessen Innenseite die Verbindungselemente 8 in
geeigneter Weise angebracht sind. In seinem aktiven, mit Flüssigkeit gefüllten Zustand
nimmt jeder einzelne Gehäuseabschnitt
entlang dem Hauptteil seines Umfangs einen runden, insbesondere
elliptischen Querschnitt ein mit Ausnahme der Bodenteile bzw. unteren
Teile der beiden Basisabschnitte, die in dem geladenen Zustand flach
verlaufen.
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Die unterschiedlichen Abschnitte
des Gehäuses
haben drei unterschiedliche Hauptfunktionen. Die Funktion des ersten
Basisabschnitts 5, der in Richtung zur Überflutungsseite gedreht ist,
besteht darin, gegenüber
dem Untergrund abzudichten, während
der zweite Basisabschnitt 6, der in Richtung zur trockenen
Seite 4 gedreht ist bzw. weist, eine Verankerungsfunktion ausführt. Die
Hauptfunktion des dritten zentralen und oberen Abschnitts 7 besteht
darin, abzudämmen
bzw. zurückzuhalten,
d. h., dem Gehäuse
insgesamt die optimale Höhe über der
Oberfläche
zu verleihen. Durch die Tatsache, dass die Konstruktion in ihrem
Basisabschnitt breiter ist als in ihrem oberen Abschnitt, besitzt
sie in sich Formstabilität.
Außerdem
verläuft
der Kontaktbereich bzw. die Kontaktfläche gegenüber der Wassermasse 3 geneigt
bzw. schräg,
wodurch der Druck des Überflutungswasser
Anlass für
eine vertikale nach unten gerichtet Druckkraftkomponente zusätzlich zu
dem Füllen
von Flüssigkeit
in das Gehäuse
gibt, die zur Verankerung der Konstruktion in ihrer Gesamtheit beiträgt.
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Unterhalb des ersten Basisabschnitts 5 findet
sich eine spezielle Abdichtungsschicht 11. Diese Schicht
besteht aus einem Abdichtungsmaterial geeigneten Typs, beispielsweise
Schaumgummi, das verhindert, dass Wasser durch die Poren und Hohlräume gelangt,
die zwischen dem Gehäuseabschnitt 5 und
der mehr oder weniger unebenen Untergrundfläche vorhanden sind, bzw. das
diesen Wasserhindurchtritt hemmt. Anstelle von Gummi sind auch andere
Materialien einsetzbar, beispielsweise in Form einer Betonilmatte,
d. h. einer Matte, die ein Tonmaterial enthält, das sich im Kontakt mit
Wasser ausdehnt.
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Unter dem zweiten Basisabschnitt 6 befindet sich
in Übereinstimmung
mit der Erfindung eine spezielle Ablaufeinrichtung 12.
Diese Ablaufeinrichtung kann in Form einer Schicht vorliegen, die
aus einem profilierten, perforierten oder porösen Material besteht, beispielsweise
aus einer Ablaufmatte (PLA-TON-Matte,
Pac Drain). Ferner können
Spezialabstandhalter geeigneter Form unter dem Basisabschnitt 5 angeordnet
werden. Die Ablaufeinrichtung 12 kann auch aus einer weiteren
großflächigen Einheit
bestehen, wie etwa einer flexiblen Matte oder einer starren Platte,
die Kanäle
oder Hohlräume
zwischen ihren Ober- und Unterseiten aufweist, durch die Wasser
in der Richtung weg von einem Längsseitenrand
der Einheit in Richtung zur gegenüberliegenden Seite gelangen
kann. Dadurch, dass die Einheit eine bestimmte Dicke aufweist, wird
der Basisabschnitt 6, der darüber liegt, auf einem bestimmten
Niveau über
der Oberfläche
gehalten. In der Praxis ist eine Sandwichkonstruktion als Ablaufeinheit
bevorzugt, die obere und untere Schichten aus sogenanntem Geotextil
(einem Textilmaterial, das aus Polymerfasern besteht) und einen
Zwischenkern aus einem steifen oder halbsteifen Material, insbesondere Kunststoff,
aufweist, der mit mehreren becherartigen Vorsprüngen ähnlich zum Boden eines Eierkartons versehen
ist. Während
dieser Kern dazu in der Lage ist, großes Gewicht zu tragen, erlaubt
er außerdem einen
freien Hindurchtritt von Flüssigkeit
zwischen den Vorsprüngen.
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Aus 1 geht
hervor, wie das Gehäuse 1 ein
Loch 13 zum Einfüllen
von Flüssigkeit
und Ausleiten möglicherweise
entstehender eingeschlossener Luft aufweist. Dieses Loch sollte
im Bereich des Gehäuseendes,
gemeinsam mit einem analogen Loch am gegenüberliegenden Ende des Gehäuses angeordnet
sein. Es können
ein oder mehr zusätzliche
Löcher
(nicht gezeigt) ebenfalls im Bereich zwischen den Enden des Gehäuses vorgesehen
sein. In der Praxis sind die Löcher
selbstverständlich
mit geeigneten Ventilen oder Kupplungen versehen, die geöffnet und
geschlossen werden können.
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Ein in Übereinstimmung mit den 1 bis 3 errichteter Schutzdamm arbeitet in
der folgenden Weise. Nachdem die einzelnen Schlauchgehäuse in dem
Schutzdamm in einer gewünschten
Verteidigungslinie angeordnet und mit Wasser gefüllt worden sind, wird das einzelne
Gehäuse
gegen den Untergrund durch eine Kraft entsprechend dem Gewicht des
Wassers gedrückt
gehalten, das in dem Gehäuse
eingesperrt ist. Hierbei wirkt die Schicht 11 abdichtend,
während
die Einheit 1 ableitend wirkt. Wenn das Überflutungswasser 3 beginnt,
unter der Abdichtungsschicht 11 hindurch einzulecken und
den Kontaktbereich gegenüber
dem Grund der Schicht vollständig
durchsetzt, gewährleistet
die Ablaufeinheit 12, dass hindurch dringendes Wasser rasch
in Richtung der Trockenseite des Schutzdamms abgeleitet wird. Auf
diese Weise wird der Atmosphärendruck oder
zumindest ein Druck in der Nähe
des Atmosphärendrucks
auf der Bodenseite bzw. Unterseite des Basisabschnitts 6 aufrechterhalten.
Dies bedeutet, dass die Verankerungskraft, mit welcher der Basisabschnitt 6 auf
den Untergrund einwirkt, aufrechterhalten wird, trotz der Tatsache,
dass Leckwasser die Dichtungsschicht 11 durchsetzt hat.
Mit anderen Worten gewährleistet
die Ablaufeinheit 12 eine zuverlässige Verankerung des Schutzdamms
insgesamt.
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Nunmehr wird auf 4 Bezug genommen, die zeigt, wie eine
Ablaufschicht 12' beträchtlich
breiter als eine Abdichtungsschicht 11' gemacht werden kann. Die Ablaufschicht 12 erstreckt
sich demnach in der Ausführungsform
von 4 nicht nur entlang
der gesamten Bodenseite bzw. Unterseite des Basisabschnitts 6,
sondern auch entlang einem bestimmten Teil der Unterseite des Basisabschnitts 5.
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In
5 ist
ein Schlauchgehäuse
gezeigt, das einen Schutzdamm allgemeiner Art bildet, der in der
EP 496 519 offenbart ist.
In einem Außengehäuse
14 sind
zwei Innengehäuse
15,
15' angeordnet, von
denen jedes mit Wasser gefüllt
ist. In dem früheren
bislang bekannten Schlauchgehäuse
wird die gesamte Unterseite des Außengehäuses
14 am Untergrund
aufgelegt. Im Gegensatz hierzu wird eine Ablaufeinheit
12" unter der Unterseite
des äußeren Schlauchgehäuses eingeführt, dessen
Breite bevorzugt jedoch nicht unabdingbar größer als die halbe Breite des
Außengehäuses
14,
jedoch stets kleiner als die gesamte Breite des Gehäuses ist.
Dies bedeutet, dass ein bestimmter Teil
11'' der
Unterseite des Gehäuses
auf der Oberfläche
anliegt und gegenüber
dieser abdichtet. Wenn Sickerwasser unter diesem Oberflächenteil
11'' hindurchdringt, gewährleistet
die Ablaufeinheit
12",
dass das Sickerwasser rasch in Richtung der trockenen Seite bzw.
Trockenseite des Schutzdamms abgeleitet wird.
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In 6 ist
eine Ausführungsform
gezeigt, in Übereinstimmung
mit welcher ein wiederbefüllbares Schlauchgehäuse 1 zusätzlich durch
eine flexible Schürze 16 auf
seinem Längssei tenrand
vorgesehen ist, der in Richtung zur Überflutungsseite gedreht ist bzw.
weist. In diesem Fall erstreckt sich die Ablaufeinheit 12''' nicht nur entlang der gesamten Breite
eines Schlauchgehäuses 1,
sondern auch geringfügig hinein
unter die Schürze 16.
Die Schürze 16 liegt
jedoch entlang einem Abschnitt 11''' direkt am Untergrund
auf und dieser Abschnitt dichtet gegen die Oberfläche ab.
Die Schürze 16 besteht
in diesem Fall selbstverständlich
aus einem Material, beispielsweise einer Geomembran, das es unterbindet,
dass Wasser hindurchtritt und die Schürze ist undurchlässig mit
dem Schlauchgehäuse 11 selbst
verbunden.
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In sämtlichen vorstehend erläuterten
Ausführungsformen
ist die Ablaufeinheit 12 integriert mit diesen Schlauchgehäusen gezeigt,
die gemeinsam einen Schutzdamm bilden, d. h., die Ablaufeinheit
begleitet stets das einzelne Schlauchgehäuse. Innerhalb des Schutzumfangs
ist es jedoch auch möglich, eine
getrennte Ablaufeinheit unter dem in Rede stehenden Schlauchgehäuse anzubringen,
die auf der Oberfläche
angebracht wird, bevor das Schlauchgehäuse entfaltet und mit Wasser
gefüllt
wird. 7 zeigt demnach,
wie eine Ablaufeinheit 12''' verwendet werden
kann, ohne dass sie mit einem Schlauchgehäuse und einer Schürze hierfür verbunden
wird.