EP0143918B1 - Vorrichtung zum Befestigen einer Kunststoffolie - Google Patents

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EP0143918B1
EP0143918B1 EP84110744A EP84110744A EP0143918B1 EP 0143918 B1 EP0143918 B1 EP 0143918B1 EP 84110744 A EP84110744 A EP 84110744A EP 84110744 A EP84110744 A EP 84110744A EP 0143918 B1 EP0143918 B1 EP 0143918B1
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EP
European Patent Office
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plastic sheet
plastic film
fastening
recesses
head
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EP84110744A
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French (fr)
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EP0143918A3 (en
EP0143918A2 (de
Inventor
Bernd Kopp
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Fusione huls Troisdorf AG
Original Assignee
Niederberg-Chemie GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/38—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating
    • E21D11/383—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating by applying waterproof flexible sheets; Means for fixing the sheets to the tunnel or cavity wall
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/38—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating

Definitions

  • the invention relates to a device for fastening a plastic film, in particular to a tunnel wall, nails or screws being provided for fastening the device, the heads of which can be countersunk in a recess provided in the device and the plastic film to be introduced can be fastened to the device by welding, and wherein the device has predetermined breaking points which, in the event of excessive load, leads to a shearing off of part of the device with the plastic film, remnants of the device remaining around the head of the fastening means, which protect the plastic film from damage by the head.
  • the attachment is usually punctiform, d. H. a number of fastening points are provided for each film evenly distributed over the fastening surface.
  • a large number of devices are known for the actual fastening, which essentially consist of plates or disks of different shapes and cross sections and are usually fastened to the tunnel wall with nails or screws.
  • the devices consist of plastic-coated metal plates.
  • the plastic film laid over it is welded by means of a high-frequency field, which is generated between the metal plate acting as an auxiliary electrode and the end faces of the electrodes pressed against the film.
  • a disadvantage of these devices is that the plastic-coated metal plates require a considerable amount of construction and materials.
  • this risk of damage is to be counteracted by a plastic film which is provided with assembly tabs.
  • the film is attached to the mounting tab.
  • a predetermined breaking point is provided between the flaps and the plastic film, so that tensile stress on the film merely causes the plastic film to shear off the mounting tabs without damaging the plastic film.
  • DE-C-2 532 664 assumes that the device consists of a material of lower strength than the plastic film. This creates a predetermined breaking point within the device holding the plastic film. In the event of excessive stress, the plastic film tears off with part of the device holding the device.
  • Such devices have two disadvantages. One disadvantage is the relatively high cost of materials and labor for the manufacture of such devices with an internal predetermined breaking point. The other disadvantage is the release of the nail or screw holding the device to the tunnel wall. The nail or screw head which protrudes after tearing off a part of the device damages the plastic film which slides over the screw head when sheared off.
  • DE-A-3 204 411 shows a holding body for fastening sealing foils made of plastic to a base, in particular on a tunnel wall, which consists of two interconnected and essentially parallel disks, one of which has a base surface rests on the base and the other is connected to the plastic film with a cover surface.
  • This device also has a predetermined breaking point that runs parallel to the tunnel wall.
  • the known device has the same disadvantages as the device known from DE-C-2 532 654. After cracking, there is a risk of the sealing membrane being damaged by protruding nail or screw heads.
  • the invention is based on the object of specifying a device of the generic type with which damage to the sealing membrane can be avoided and which can be produced with little labor and material expenditure.
  • the outer part of the device shears off and a part of the device protecting the plastic film from the nail head remains.
  • the recesses have any cross section. They are either drilled as holes or molded in the device manufacturing process.
  • the cross-section is selected so that a minimum cross-sectional weakening of approximately 50% occurs in a device which would have the same strength in relation to the plastic film without the cross-sectional weakening. In the case of stronger devices, a greater minimum cross-sectional weakening results from the recesses according to the invention in a simple ratio calculation.
  • Oblique recesses which lead to an approximately conical shape of the remaining rest of the device after shearing off part of the device, facilitate the shearing process.
  • a shotcrete layer 2 is first applied to the excavation.
  • the devices designated as rondelles 4 are fastened thereon.
  • the rondelles 4 have a round shape and are fastened to the rock 1 or the shotcrete layer 2 by means of fastening nails 5.
  • a protective layer 3, z. B. made of nonwoven fabric, and then a plastic film 6.
  • the plastic film 6 is laid in webs, which are then welded together.
  • the rondelles 4 are made of the same material as the plastic film 6. This allows the plastic films to be easily welded to the rondelles 4. Warm air-generating welding devices are suitable for the welding.
  • the welding temperature is preferably between 160 and 200 ° C.
  • the tunnel expansion has the shape shown in FIG. 1. Then there is more or less space between the protective layer 3 and the shotcrete layer 2 on the one hand and the plastic film 6 and the protective layer 3 on the other.
  • the concrete layer 7 is introduced, the plastic film 6 and the protective layer 3 are finally pressed against the rock eruption 1. This causes the plastic film 6 to stretch between two fastening points 8 each. If the fastening points 8 are subjected to excessive stress, they yield by shearing, further plastic material is used and excessive stress on the plastic film between the two fastening points 8 is excluded.
  • Rondelles of FIGS. 3-6 are optionally provided for the expansion according to FIGS. 1 and 2.
  • the rondelle 4 has a round shape which is meandering in cross section, the rondelle 4 resting on the protective layer 3 with a foot 11 and with a web 12. At the base 11, the roundel 4 is nailed onto the protective layer 3. For this purpose, there is an opening 13 in the center of the rondelle for the nail.
  • a wreath 14 rises above the foot 11 to such an extent that the head of the nail holding the rondelle 4 is covered.
  • the wreath 14 is provided close to the base 11 with recesses 15 arranged uniformly distributed over a circumference.
  • the recesses 15 in turn have a circular cross section and weaken the cross section of the rondelle 4 by approximately 50%.
  • the ring 14 of the rondelle 4 is torn off at 16.
  • the shearing or tear-off movement runs in the plane of the plastic film 6.
  • the ring 14 welded to the plastic film 6 slides over the base 11, which remains in its original position at the rock eruption.
  • the foot 11 surrounds the nail head with a remaining residue 17, so that damage to the plastic film 6 sliding over it is prevented.
  • a secure shearing of the ring 14 is z. B. achieved in that the rondelle 4 is welded exclusively on the rim 14 outside the recesses.
  • the recesses run as obliquely inclined bores 18.
  • the oblique inclination leads to inclined separating surfaces between the torn off rondelle part and the rest. This makes it easier for the torn off rondelle part 14 to slide over the remaining rest 11.
  • the 5 has instead of the recesses 15 at 19 a notch in the form of a circumferential groove triangular cross-section.
  • the notch can also have any cross-section and on the underside or on the top of the rondelle 4 lie.
  • the notch 19 serves the same purpose as the recess 15.
  • the rondelle according to FIG. 6 is formed at 20 in such a way that the rondelle surface lies behind the surface of the collar 14 and consequently does not weld to the plastic film 6, even if the welding machine presses the plastic film 6 against the rondelle in an uncontrolled manner.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen einer Kunststoffolie, insbesondere an einer Tunnelwandung, wobei zur Befestigung der Vorrichtung Nägel oder Schrauben vorgesehen sind, deren Köpfe in einer in der Vorrichtung vorgesehenen Ausnehmung versenkbar sind und die einzubringende Kunststoffolie durch Verschweißung an der Vorrichtung befestigbar ist und wobei die Vorrichtung Sollbruchstellen aufweist, die bei übermäßiger Belastung zu einem Abscheren eines Teils der Vorrichtung mit der Kunststoffolie führt, wobei um den Kopf des Befestigungsmittels Reste der Vorrichtung verbleiben, die die Kunststoffolie vor einer Beschädigung durch den Kopf schützen.
  • Die Befestigung erfolgt in der Regel punktförmig, d. h. für jede Folie sind gleichmäßig verteilt über der Befestigungsfläche eine Anzahl Befestigungspunkte vorgesehen. Für die eigentliche Befestigung ist eine Vielzahl von Vorrichtungen bekannt, die im wesentlichen aus Platten oder Scheiben unterschiedlicher Formen und Querschnitte bestehen und zumeist mit Nägeln oder Schrauben an der Tunnelwandung befestigt werden. Nach DE-A-1 658 883 bestehen die Vorrichtungen aus kunststoffbeschichteten Metallplatten. Die darüber verlegte Kunststoffolie wird mittels eines Hochfrequenzfeldes verschweißt, das zwischen der als Hilfselektrode wirkenden Metallplatte und den Stirnseiten der gegen die Folie gepreßten Elektroden erzeugt wird. Bei diesen Vorrichtungen ist von Nachteil, daß die kunststoffbeschichteten Metallplatten einen erheblichen baulichen Aufwand und Materialaufwand erfordern. Weiter hat sich gezeigt, daß eine gleichmäßige Verschweißung zwischen den kunststoffbeschichteten Metallplatten und der Folie nur schwer erzielt werden kann. Das wird auf die im Tunnelbau häufig auftretende Feuchtigkeit und damit verbundene Kriechströme zurückgeführt. Schließlich sind zum Verschweißen der Kunststoffolie an den der Folienhalterung dienenden Vorrichtungen noch besondere Hochfrequenz-Schweißgeräte erforderlich. Diese besonderen Schweißgeräte sind neben den üblicherweise zum Aneinanderschweißen der Kunststoffbahnen erforderlichen Schweißgeräten zusätzlich erforderlich.
  • Aus der DE-A-1 914174 ist eine Vorrichtung bekannt, die Streifen aus thermoplastischem Kunststoff aufweist, mit denen die Kunststoffolie verschweißt wird.
  • Bei diesen bekannten Vorrichtungen kommt es immer wieder vor, daß die verschweißte Folie beim Einbringen nachfolgender Ausbauschichten, vor allem beim Einbringen von Beton, zwischen verschiedenen Befestigungspunkten so stark gedehnt wird, daß sie zerreißt. An den Rißstellen bilden sich Leckstellen.
  • Dieser Beschädigungsgefahr soll nach der CH-A-515 387 durch eine Kunststoffolie entgegengewirkt werden, die mit Montagelappen versehen ist. Die Folie wird an den Montagelappen befestigt. Zwischen den Lappen und der Kunststoffolie ist eine Sollbruchstelle vorgesehen, so daß eine Zugbeanspruchung der Folie lediglich ein Abscheren der Kunststoffolie von den Montagelappen ohne Beschädigung der Kunststoffolie bewirkt.
  • Die Befestigung dieser bekannten Folie ist ausgesprochen umständlich, da zwischen der Folie und der Wand an den Montagelappen mit Werkzeug gearbeitet werden muß.
  • Deshalb sind verschiedene andere Vorschläge für Vorrichtungen gemacht worden, die im Fall übermäßiger Beanspruchung der Folie deren Abscheren ohne Beschädigung sicherstellen soll. Dabei geht die DE-C-2 532 664 davon aus, daß die Vorrichtung aus einem Material geringerer Festigkeit als die Kunststoffolie besteht. Dadurch entsteht innerhalb der die Kunststoffolie haltenden Vorrichtung eine Sollbruchstelle. Bei Überbeanspruchung reißt die Kunststoffolie mit einem Teil der die Vorrichtung haltenden Vorrichtung ab. Derartige Vorrichtungen haben zwei Nachteile. Der eine Nachteil ist der verhältnismäßig hohe Material- und Arbeitsaufwand zur Herstellung derartiger Vorrichtungen mit innenliegender Sollbruchstelle. Der andere Nachteil liegt im Freiwerden des die Vorrichtung an der Tunnelwand haltenden Nagels oder Schraube. Der nach Abreißen eines Teiles der Vorrichtung hervorragende Nagel- oder Schraubenkopf beschädigt die beim Abscheren über den Schraubenkopf gleitende Kunststoffolie.
  • In der DE-A-3 204 411 ist ein Haltekörper zur Befestigung von Abdichtungsfolien aus Kunststoff auf eine Unterlage, insbesondere an einer Tunnelwandung, gezeigt, der aus zwei miteinander verbundenen und im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Scheiben besteht, von denen die eine mit einer Basisfläche an der Unterlage anliegt und die andere mit einer Deckfläche mit der Kunststoffolie verbunden ist. Auch bei dieser Vorrichtung ist eine Sollbruchstelle gegeben, die parallel zur Tunnelwandung verläuft. Die bekannte Vorrichtung hat jedoch die gleichen Nachteile wie die aus der DE-C-2 532 654 bekannte Vorrichtung. Es besteht nach einer Rißbildung die Gefahr einer Beschädigung der Abdichtungsbahn durch vorragende Nagel- oder Schraubenköpfe.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben mit der Beschädigungen der Abdichtungsbahn vermieden werden und die bei geringem Arbeits-und Materialaufwand herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bei übermäßiger Beanspruchung der Folien schert der äußere Teil der Vorrichtung ab und ein die Kunststoffolie vor dem Nagelkopf schützender Teil der Vorrichtung bleibt stehen.
  • Für ein einwandfreies Abscheren ist es vorteilhaft, wenn sichergestellt ist, daß die Kunststoffolie ausschließlich mit dem abscherenden Teil der Vorrichtung verschweißt wird. Das kann mit Hilfe eines geeigneten Schweißgerätes erreicht werden, welches die Vorrichtung genau erfaßt und in ausreichendem Abstand von dem stehenbleibenden Teil der Vorrichtung eine Schweißnaht legt. Ein von der Lage der Schweißnaht weitgehend unkontrolliertes Verschweißen ist dadurch möglich, daß der im Falle des Abscherens stehenbleibende Teil der Vorrichtung geringfügig gegenüber dem mit der Kunststoffolie zu verschweißenden Teil zurückgesetzt ist.
  • Die Ausnehmungen haben beliebigen Querschnitt. Sie werden wahlweise als Löcher gebohrt oder beim Herstellungsvorgang der Vorrichtungen eingeformt. Der Querschnitt ist so gewählt, daß eine Mindestquerschnittschwächung von ca. 50 % bei einer Vorrichtung entsteht, die im Verhältnis zur Kunststoffolie ohne die Querschnittschwächung gleiche Festigkeit hätte. Bei stärkeren Vorrichtungen ergibt sich in einfacher Verhältnisrechnung eine größere Mindestquerschnittsschwächung durch die erfindungsgemäßen Ausnehmungen.
  • Schräg verlaufende Ausnehmungen, die nach Abscheren eines Teils der Vorrichtung zu einer etwa kegeligen Form des verbleibenden Restes der Vorrichtung führen, erleichtern den Abschervorgang.
  • In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1 und 2 eine Tunnelwand mit Kunststoffolie und nachfolgend aufzubringender Spritzbetonschicht
    • Fig. 3 und 4 verschiedene Formen erfindungsgemäßer Vorrichtungen.
  • Beim Herstellen einer Tunnelröhre wird zunächst auf den Ausbruch eine Spritzbetonschicht 2 aufgebracht. Darauf werden die als Rondellen 4 bezeichneten Vorrichtungen befestigt. Die Rondellen 4 besitzen eine runde Form und sind mit Hilfe von Befestigungsnägeln 5 am Gebirge 1 bzw. der Spritzbetonschicht 2 befestigt. Auf die Spritzbetonschicht 2 wird zunächst eine Schutzschicht 3, z. B. aus Faservlies, aufgebracht und danach eine Kunststoffolie 6. Die Kunststoffolie 6 wird in Bahnen verlegt, die danach miteinander verschweißt werden.
  • Die Rondellen 4 bestehen aus dem gleichen Material wie die Kunststoffolie 6. Das erlaubt eine problemlose Verschweißung der Kunststoffolien mit den Rondellen 4. Zur Verschweißung eignen sich warmlufterzeugende Schweißgeräte. Die Schweißtemperatur liegt vorzugsweise zwischen 160 und 200°C.
  • Nach Montage der Kunststoffolie 6 hat der Tunnelausbau die in Fig. 1 dargestellte Form. Dann befindet sich mehr oder weniger viel Hohlraum zwischen der Schutzschicht 3 und der Spritzbetonschicht 2 einerseits und der Kunststoffolie 6 und der Schutzschicht 3 andererseits. Beim Einbringen der Betonschicht 7 werden die Kunststoffolie 6 und die Schutzschicht 3 schließend an den Gebirgsausbruch 1 angepreßt. Das bewirkt eine Dehnung der Kunststoffolie 6 zwischen jeweils 2 Befestigungsstellen 8. Bei übermäßiger Belastung der Befestigungsstellen 8 geben diese durch Abscheren nach, weiteres Kunststoffmaterial wird herangezogen und eine übermäßige Beanspruchung der Kunststoffolie zwischen den beiden Befestigungsstellen 8 ausgeschlossen.
  • Für den Ausbau nach Fig. 1 und 2 sind wahlweise Rondellen der Fig. 3 - 6 vorgesehen.
  • Nach Fig. 3 hat die Rondelle 4 eine runde Form, die im Querschnitt meanderförmig ausgebildet ist, wobei die Rondelle 4 mit einem Fuß 11 und mit einem Steg 12 auf der Schutzschicht 3 aufliegt. Am Fuß 11 wird die Rondelle 4 auf die Schutzschicht 3 aufgenagelt. Dazu befindet sich mittig in der Rondelle eine Öffnung 13 für den Nagel.
  • Über dem Fuß 11 erhebt sich ein Kranz 14 so weit, daß der Kopf des die Rondelle 4 haltenden Nagels überdeckt wird.
  • Dicht am Fuß 11 ist der Kranz 14 mit gleichmäßig verteilt auf einem Kreisumfang angeordneten Ausnehmungen 15 versehen. Die Ausnehmungen 15 haben ihrerseits kreisförmigen Querschnitt und schwächen den Querschnitt der Rondelle 4 etwa um 50 %. Bei gleichem Material wie die Kunststoffolie 6 und etwa eineinhalbfacher Dicke d wie die Kunststoffolie 6 ergibt sich eine Sollbruchstelle an der Rondelle 4 im Bereich der Ausnehmungen 15.
  • Bei übermäßiger Belastung der Kunststoffolie 6 wird der Kranz 14 der Rondelle 4 bei 16 abgerissen. Die Scher- bzw. Abreißbewegung verläuft in der Ebene der Kunststoffolie 6. Beim Abscheren schiebt sich der mit der Kunststoffolie 6 verschweißte Kranz 14 über den Fuß 11, der in seiner ursprünglichen Lage am Gebirgsausbruch verbleibt. Zugleich umgibt der Fuß 11 mit einem verbleibenden Rest 17 schützend den Nagelkopf, so daß eine Beschädigung der darübergleitenden Kunststoffolie 6 verhindert wird.
  • Ein gesichertes Abscheren des Kranzes 14 wird z. B. dadurch erreicht, daß die Rondelle 4 ausschließlich am Kranz 14 außerhalb der Ausnehmungen verschweißt ist.
  • Nach Fig. 4 verlaufen die Ausnehmungen als schräg geneigte Bohrungen 18. Die schräge Neigung führt zu schrägen Trennflächen zwischen dem abgerissenen Rondellenteil und dem verbleibenden Rest. Das erleichtert dem abgerissenen Rondellenteil 14, über den verbleibenden Rest 11 zu gleiten.
  • Die Rondelle nach Fig 5 besitzt anstelle der Ausnehmungen 15 bei 19 eine Einkerbung in Form einer umlaufenden Nut dreieckförmigen Querschnitts. Die Einkerbung kann aber auch beliebigen Querschnitt aufweisen und an der Unterseite oder an der Oberseite der Rondelle 4 liegen. Die Einkerbung 19 erfüllt den gleichen Zweck wie die Ausnehmung 15.
  • Die Rondelle nach Fig. 6 unterschiedet sich von den übrigen Rondellen in zweifacher Hinsicht. Zunächst ist die Rondelle nach Fig. 6 bei 20 so ausgebildet, daß die Rondellenoberfläche gegenüber der Oberfläche des Kranzes 14 zurückliegt und infolgedessen nicht mit der Kunststoffolie 6 verschweißt, auch dann, wenn das Schweißgerät unkontrolliert die Kunststoffolie 6 gegen die Rondelle drückt.
  • Der weitere Unterschied besteht darin, daß bei 21 durch Absetzen, d. h. Querschnittsverminderung, eine Querschnittsschwächung der Rondelle entstanden ist, die die gewünschte Sollbruchstelle bewirkt.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Befestigen einer Kunststoffolie (6), insbesondere an einer Tunnelwandung, wobei zur Befestigung der Vorrichtung Nägel oder Schrauben (5) vorgesehen sind, deren Köpfe in einer in der Vorrichtung vorgesehenen Ausnehmung versenkbar sind und die einzubringende Kunststoffolie (6) durch Verschweißung an der Vorrichtung befestigbar ist und wobei die Vorrichtung Sollbruchstellen aufweist, die bei übermäßiger Belastung zu einem Abscheren eines Teils der Vorrichtung mit der Kunststoffolie (6) führt, wobei um den Kopf des Befestigungsmittels (5) Reste der Vorrichtung verbleiben, die die Kunststoffolie (6) vor einer Beschädigung durch den Kopf schützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung im Schnitt meanderförmig ausgebildet ist, wobei zur Auflage an der Wandung ein mit der Ausnehmung versehener mittiger Fuß (11) sowie ein konzentrisch darum angeordneten Steg (12) mit einem dazwischenliegenden Kranz (14) vorgesehen ist, der nahe am Fuß (11) mit Ausnehmungen (15, 18, 19, 21) versehen ist, die senkrecht und/oder schräg zur Vorrichtungsebene angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ausnehmungen (19) in Form einer Einkerbung.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine zusätzliche konzentrische Absetzung (20) um die für die Versenkung des Nagelkopfes vorgesehene Ausnehmung im Kranz (14).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeit an den Ausnehmungen (15, 18, 19) mindestens 50 % geringer als die Festigkeit an dem mit der Kunststoffolie (6) verschweißten Teil (14) ist.
EP84110744A 1983-10-05 1984-09-08 Vorrichtung zum Befestigen einer Kunststoffolie Expired EP0143918B1 (de)

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EP0143918A3 EP0143918A3 (en) 1986-11-05
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DE (2) DE3336134A1 (de)

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