EP0328734A2 - Verfahren im Firstbereich eine Fuge - Google Patents

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EP0328734A2
EP0328734A2 EP88115681A EP88115681A EP0328734A2 EP 0328734 A2 EP0328734 A2 EP 0328734A2 EP 88115681 A EP88115681 A EP 88115681A EP 88115681 A EP88115681 A EP 88115681A EP 0328734 A2 EP0328734 A2 EP 0328734A2
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EP
European Patent Office
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hoses
joint
ribs
tunnel
concrete
Prior art date
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Withdrawn
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EP88115681A
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English (en)
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EP0328734A3 (de
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Aloys Schlütter
Klaus Kaewert
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Huels Troisdorf AG
Original Assignee
Huels Troisdorf AG
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Publication date
Application filed by Huels Troisdorf AG filed Critical Huels Troisdorf AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D31/00—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution
    • E02D31/02—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution against ground humidity or ground water
    • E02D31/04—Watertight packings for use under hydraulic pressure
    • 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
    • E21D11/385—Sealing means positioned between adjacent lining members

Definitions

  • the invention relates to a seal in the ridge area of a joint between two tunnel sections made of concrete with a joint tape which is concreted into the tunnel sections with ribs or webs and is provided with hoses for the subsequent pressing of synthetic resin.
  • Tunnel structures are usually made of concrete. Such concrete structures are subject to load-dependent and load-independent influences. Shrinkage and swelling are among the load-independent influences.
  • the shrinkage of a concrete body as well as the shrinkage depends on the climatic conditions. It results from the release of unbound water from the hardened cement stone into the environment and means a reduction in volume.
  • the shrinkage is influenced by the type of cement selected, the amount of cement and the water / cement ratio, as well as by the concrete processing.
  • Swelling is caused by water absorption and causes a small increase in volume.
  • the load-independent influences also include the change in length with increasing or decreasing temperature.
  • Load-dependent influences must not go unnoticed. Such influences are the main cause of building stresses and movements. Load-dependent influences include elastic structural deformations caused by their own weight, Payload, preload, water pressure, etc. Depending on the type of load, the stress is more or less great. Bending loads are one of the most significant loads.
  • Creep is the time-dependent deformation of the hardened cement block under load. Creep can result in significant volume changes.
  • Soil deformations are particularly frequent loads.
  • the joint tapes provided in the joints are designed differently.
  • the joint tapes can easily consist of band-shaped bodies, but they can also be provided with ribs and / or webs - and this is regularly the case with contemporary joint tapes.
  • the ribs and / or webs increase the sealing effect of the joint tapes, the so-called labyrinth principle being used. That means: if the surface of the grouted joint tape is provided with ribs, there is a sealing effect due to the numerous changes of direction and the lengthened circulation of the leakage water.
  • the ribs and webs lose their importance if porous spots, voids or nests are created in the area of the joint tapes, which open the water to the bypass of the joint tape.
  • Injection joint tapes are especially recommended for high follow-up risks from leaks as well as for high water pressures and pressure changes.
  • Known injection joint tapes each have a parallel injection hose on the outer edge of the tapes on each side of the joint. The injection hoses are led out of the concrete at the ends and can be subsequently treated with the synthetic resin.
  • the risk of cavities or nests is particularly high. This applies primarily to the ridge area of the tunnels.
  • the joint tapes are laid in a curvature and the space between the ribs or webs is only insufficiently filled with concrete due to inadequate ventilation.
  • the use of injection technology therefore provides for injection hoses to be laid transversely to the joint tapes - that is to say in the longitudinal direction of the tunnel - and through the ribs and webs of the joint tape.
  • the injection hoses open up the possibility of ventilation and subsequent sealing by pressing with synthetic resin, the injection hoses weaken their sealing effect to a considerable extent due to their passage through the ribs and webs.
  • the invention is therefore based on the object, using the known injection technique, to come to a reliable solution for the ridge area in the joint tapes without impairing the sealing effect of the joint tapes.
  • the injection hoses can be fixed there by gluing or welding.
  • the injection hoses can also be held mechanically by loops or the like. It is further provided according to the invention that this critical space between the ribs and webs is vented, possibly even with the generation of a vacuum. This ensures that the voids between the ribs and webs are backfilled with concrete. As a result, the amount of subsequent sealing with synthetic resin is reduced.
  • injection hoses which consist of double-layer fabric with an interposed nonwoven fabric and an internal support spiral.
  • Injection hoses of this type are known, also for pressing synthetic resin or for subsequent sealing, but their use for venting, in particular using a vacuum, is new.
  • the ventilation according to the invention has the result that an injection hose is laid in each chamber between two ribs or webs or between rib or web and the middle expansion hose of the joint tape.
  • the different injection hoses of a tunnel section are optionally combined at their ends in manifolds.
  • the joint tape shown as an example in the drawing has a band-shaped base body 1 with a thickness of 5 mm, which has a tubular expansion part 2 in the center.
  • the tubular expansion part 2 continues in a leg 3 pointing downward with webs 4 and 5.
  • the leg 3 has a length of 150 mm.
  • webs 6 are provided on the band-shaped base body 1 at the center distance from the expansion part 2 of 80 mm or at center distances of 45 mm. All bars have a height of approx. 30 mm.
  • the drawing shows an installation situation in a tunnel with external sealing without the surrounding concrete or external sealing.
  • the external seal is a plastic seal that is applied to a shotcrete layer has been laid and is composed of individual plastic sheets welded together.
  • the band-shaped base body 1 has been welded to the side edges with the external plastic seal, not shown.
  • the plastic material for the joint tape has been chosen, in the exemplary embodiment an ethylene copolymer-bitumen mixture.
  • injection hoses 7 After welding, a length of e.g. 2 to 3 m between the webs 6 injection hoses 7 have been laid (glued).
  • the injection hoses 7 have two ends.
  • the front ends and the rear ends have been combined separately in manifolds 8.
  • a transition piece schematically indicated at 9 is provided at the transition point. This is a fitting with connection openings into which the ends of the tubes 7 are inserted or plugged. This also applies to the ends of the manifolds 8.
  • the joint of the two concrete tunnel sections is designated by 10. At each end of the tunnel section there is a half of the joint tape or a set of injection hoses 7, each with a collecting line 8.
  • the collecting line 8 is designed as a normal hose.
  • the manifolds 8 are passed through the casing during the manufacture of the casing. This ensures that the ends of the collecting lines 8 for venting and subsequently injecting synthetic resin are also still accessible if the concrete is placed behind the formwork in the intended manner.
  • a suction When concreting, in particular the final phase of the concreting process in one of the ends of the injection hoses, in particular by closing the other end, a suction. This is done in such a way that one of the manifolds is closed, at least partially closed, while the other end is connected to a pump which generates the necessary negative pressure.
  • injection hoses ensures that neither concrete nor cement slurry is sucked in when the air is sucked in.
  • Such injection hoses are e.g. constructed as follows: support spiral inside, fabric on top, a non-woven membrane on top and a fabric cover on the outside.
  • Resin can be easily injected after a leakage flow has occurred. If there is sufficient pressure, the synthetic resin will blow up the nonwoven membrane and then make its way out through the fabric to the cavities that may be present.

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Abstract

Nach der Erfindung werden die Zwischenräume zwischen den Rippen an Fugenbändern im Tunnelbau mit Hilfe von zwischenliegenden ringförmig geführten Injektionsschläuchen (7) entlüftet und ggf. nach dem Betonieren mit Kunstharz verpreßt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abdichtung im Firstbe­reich einer Fuge zwischen zwei aus Beton erstellten Tunnelabschnitten mit einem Fugenband, das mit Rippen oder Stegen in die Tunnelabschnitte einbetoniert wird und mit Schläuchen zum nachträglichen Verpressen von Kunstharz versehen ist.
  • Tunnelbauwerke werden üblicherweise in Beton ausge­führt. Solche Betonbauwerke unterliegen lastab­hängigen und lastunabhängigen Einflüssen. Zu den lastunabhängigen Einflüssen gehört das Schwinden und Quellen. Das Schwinden eines Betonkörpers sowie das Schwindmaß ist abhängig von den klimatischen Verhält­nissen. Es entsteht durch die Abgabe ungebundenen Wassers aus dem gehärteten Zementstein an die Umgebung und bedeutet eine Volumenverringerung. Darüber hinaus wird das Schwinden durch die gewählte Art des Zementes, die Zementmenge und das Verhältnis Wasser/Zement sowie durch die Betonverarbeitung beeinflußt.
  • Quellen wird durch die Wasseraufnahme hervorgerufen und verursacht eine geringe Volumenvergrößerung.
  • Zu den lastunabhängigen Einflüssen gehört auch die Längenänderung mit zunehmender oder abnehmender Temperatur.
  • Lastabhängige Einflüsse dürfen nicht unbeachtet bleiben. Derartige Einflüsse sind die Hauptursache für Bauwerksbeanspruchungen bzw. Bauwerksbewegungen. Zu den lastabhängigen Einflüssen gehören elastische Bauwerksverformungen, verursacht durch Eigengewicht, Nutzlast, Vorspannung, Wasserdruck usw. Je nach Belastungsform ist die Beanspruchung mehr oder weniger groß. Zu den besonders bedeutenden Be­lastungen gehören Biegebelastungen.
  • Lastabhängige Einflüsse sind auch das sogenannte Kriechen und Baugrundverformungen. Mit Kriechen wird die zeitabhängig wachsende Verformung des gehärteten Zementsteins unter Belastung bezeichnet. Das Kriechen kann erhebliche Volumenänderungen zur Folge haben.
  • Baugrundverformungen (Setzungen) sind besonders häufige Belastungen.
  • Selbst wenn ein Tunnelbauwerk vollständig aus wasser­undurchlässigem Beton gefertigt würde, so wäre aus obigen Bedingungen doch eine abschnittsweise Er­stellung des Betonbauwerks erforderlich. Die Erfah­rung hat gezeigt, daß Tunnelabschnitte von etwa 10 m Länge optimal sind. Zwischen den Tunnelabschnitten sind üblicherweise in den Fugen sogenannte Fugen­bänder vorgesehen. Das gilt auch dann, wenn alle Tunnelabschnitte in eine außenliegende Kunststoff­abdichtung oder andere Abdichtung eingehüllt werden. Die Einhüllung geht in der Weise vor sich, daß nach Ausbruch des Gebirges und ggf. nach Aufbringen einer ersten Spritzbetonschicht zunächst auf der Gesamt­fläche des Tunnelquerschnittes eine Abdichtung verlegt wird, bevor die Betonierungsarbeiten folgen.
  • Je nach Fuge sind die in den Fugen vorgesehenen Fugenbänder unterschiedlich ausgebildet. Im Tunnel ist bei üblicher Bauweise nur zwischen Dehnungsfugen und Arbeitsfugen zu unterscheiden. Die Fugenbänder können ganz einfach aus bandförmigen Körpern bestehen, sie können jedoch auch - und das ist bei zeitgemäßen Fugenbändern regelmäßig der Fall - mit Rippen und/oder Stegen versehen sein. Die Rippen und/oder Stege erhöhen die Dichtwirkung der Fugenbänder, wobei das sogenannte Labyrinthprinzip genutzt wird. D.h.: wenn die Oberfläche der einbetonierten Fugenbandschenkel mit Rippen versehen ist, ergibt sich eine Dichtwirkung durch die zahlreichen Richtungswechsel und den damit verlängerten Umlaufweg des Leckwassers.
  • Die Rippen und Stege verlieren ihre Bedeutung, wenn im Bereich der Fugenbänder poröse Stellen, Hohlräume oder Nester im Beton entstehen, die dem Wasser einen Weg zur Umgehung des Fugenbandes öffnen.
  • Die Verlegeanleitung bekannter Hersteller von Fugen­bändern gehen davon aus, daß sich der Beton auch bei großer Sorgfalt nicht immer ganz frei von Nestern, Poren und Hohlräumen verlegen läßt. Für diesen Fall wird die Verwendung von Injektionsfugenbändern empfohlen. Bei den Injektionsfugenbändern können nachträglich evtl. undichte Stellen des Betons mit Kunstharz verpreßt werden.
  • Injektionsfugenbänder sind vor allen Dingen bei hohen Folgerisiken aus Undichtigkeiten sowie bei hohen Wasserdrücken und Druckwechsel empfohlen. Bekannte Injektionsfugenbänder besitzen z.B. am äußeren Rand der Bänder auf jeder Seite der Fuge je einen parallel­laufenden Injektionsschlauch. Die Injektionsschläuche sind an den Enden aus dem Beton herausgeführt und können nachträglich mit dem Kunstharz beaufschlagt werden.
  • Im Tunnelbau ist die Gefahr der Hohlraumbildung bzw. Nesterbildung besonders groß. Das gilt in erster Linie für den Firstbereich der Tunnel. Dort sind die Fugenbänder in einer Wölbung verlegt und wird der Raum zwischen den Rippen bzw. Stegen wegen unzureichender Entlüftung nur unzureichend mit Beton verfüllt. In Anwendung der Injektionstechnik ist deshalb nach einem älteren Vorschlag vorgesehen, quer zu den Fugenbändern - also in Tunnellängsrichtung- und durch die Rippen und Stege des Fugenbandes hindurch Injektionsschläuche zu verlegen. Zwar eröffnen die Injektionsschläuche die Möglichkeit der Entlüftung und des nachträglichen Abdichtens durch Verpressen mit Kunstharz, jedoch schwächen die Injektionsschläuche aufgrund ihrer Durchführung durch die Rippen und Stege in ganz erheblichem Umfang deren Dichtwirkung.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, in Anwendung der bekannten Injektionstechnik auf den Firstbereich im Tunnel bei den Fugenbändern zu einer zuverlässigen Lösung zu kommen, ohne die Dichtwirkung der Fugenbänder zu beeinträchtigen.
  • Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß mehrere Injektionsschläuche in Umfangsrichtung des Tunnels - also parallel zu den Rippen und Stegen- und zwar je ein Schlauch in jeden Zwischenraum verlegt werden. Die Injektionsschläuche können dort durch Kleben oder Schweißen fixiert sein. Die Injektionsschläuche können auch mechanisch durch Schlaufen oder dergleichen gehalten sein. Ferner ist nach der Erfindung vorgesehen, daß dieser kritische Raum zwischen den Rippen und Stegen entlüftet wird, ggf. sogar unter Erzeugung eines Unterdruckes. Das bewirkt eine gesicherte Betonverfüllung der Hohlräume zwischen den Rippen und Stegen. Infolgedessen verringert sich der Umfang der nachträglichen Abdichtung mit Kunstharz.
  • Die o. b. Fähigkeit zur Entlüftung wird durch Ver­wendung von Jnjektionsschläuchen erreicht, die aus doppellagigem Gewebe mit zwischenliegendem Vliesstoff und innenliegender Stützspirale bestehen. Derartige Injektionsschläuche sind zwar bekannt, auch zum Verpressen von Kunstharz bzw. nachträglichem Ab­dichten, ihre Verwendung zum Entlüften, insbesondere unter Anwendung eines Unterdruckes ist jedoch neu.
  • Die erfindungsgemäße Entlüftung hat zur Folge, daß in jede Kammer zwischen zwei Rippen oder Stegen bzw. zwischen Rippe oder Steg und dem mittleren Dehnschlauch des Fugenbandes ein Injektionsschlauch verlegt ist. Die verschiedenen Injektionsschläuche eines Tunnelabschnittes werden wahlweise an ihren Enden in Sammelleitungen zusammengefaßt.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
  • Das in der Zeichnung beispielhaft dargestellte Fugenband besitzt einen bandförmigen Basiskörper 1 mit 5 mm Dicke, der mittig einen schlauchförmigen Dehnteil 2 besitzt. Der schlauchförmige Dehnteil 2 setzt sich in einem nach unten weisenden Schenkel 3 mit Stegen 4 und 5 fort. Der Schenkel 3 hat eine Länge von 150 mm.
  • Beiderseits des Dehnteiles 2 sind im Mittenabstand vom Dehnteil 2 von 80 mm bzw. in Mittenabständen von 45 mm Stege 6 an dem bandförmigen Basiskörper 1 vorgesehen. Alle Stege haben eine Höhe von ca. 30 mm.
  • Die Zeichnung zeigt eine Einbausituation in einem Tunnel bei außenliegender Abdichtung ohne den um­gebenden Beton bzw. die außenliegende Abdichtung. Bei der außenliegenden Abdichtung handelt es sich um eine Kunststoffabdichtung, die auf einer Spritzbeton­ schicht verlegt worden ist und sich aus einzelnen miteinander verschweißten Kunststoffbahnen zusammen­setzt. Der bandförmige Basiskörper 1 ist an den Seitenkanten mit der nicht dargestellten außenliegen­den Kunststoffabdichtung verschweißt worden. Dement­sprechend ist das Kunststoffmaterial für das Fugenband gewählt worden, im Ausführungsbeispiel ein Äthylen­copolymer-Bitumengemisch.
  • Nach dem Verschweißen sind im Firstbereich über eine Länge von z.B. 2 bis 3 m zwischen den Stegen 6 Injektionsschläuche 7 verlegt (geklebt) worden. Die Injektionsschläuche 7 haben zwei Enden. Die vorderen Enden und die hinteren Enden sind separat in Sammelleitungen 8 zusammengefaßt worden. An der Übergangsstelle ist ein bei 9 schematisch angedeutetes Übergangsstück vorgesehen. Dabei handelt es sich um ein Formstück mit Anschlußöffnungen, in das die Enden der Schläuche 7 eingesteckt oder aufgesteckt werden. Das gilt auch für die Enden der Sammelleitungen 8.
  • Der Stoß der beiden nicht dargestellten Betontunnelab­schnitte ist mit 10 bezeichnet. Zu jedem Tunnelab­schnittsende gehört eine Hälfte des Fugenbandes bzw. ein Satz Injektionsschläuche 7 mit jeweils einer Sammelleitung 8. Die Sammelleitung 8 ist als Normalschlauch ausgeführt.
  • Die Sammelleitungen 8 werden bei der Herstellung der Verschalung durch die Verschalung hindurchgeführt. Damit ist sichergestellt, daß die Enden der Sammel­leitungen 8 zum Entlüften und nachträglichen Injizieren von Kunstharz auch noch zugänglich sind, wenn der Beton in der vorgesehenen Weise hinter die Schalung gebracht wird. Beim Betonieren wird insbesondere in der Endphase des Betoniervorganges in einem der Enden der Injektionsschläuche, insbesondere unter Verschließen des anderen Endes ein Saugzug angebracht. Das geschieht in der Weise, daß eine der Sammelleitungen geschlossen, zumindest teilweise geschlossen wird, während das andere Ende an eine Pumpe angeschlossen wird, welche den notwendigen Unterdruck erzeugt.
  • Durch Verwendung von besonderen Injektionsschläuchen wird sichergestellt, daß beim Ansaugen der Luft weder Beton noch Zementschlempe mit angesaugt wird. Derar­tige Injektionsschläuche sind z.B. wie folgt aufgebaut: Innen Stützspirale, darauf Gewebe, darauf eine Vliesstoffmembrane und außen eine Gewebehülle.
  • Nach Auftreten einer Leckwasserströmung kann problem­los Kunstharz injiziert werden. Der Kunstharz sprengt bei ausreichendem Druck die Vliesstoffmembrane und bahnt sich danach durch das Gewebe seinen Weg nach außen zu den ggf. vorhandenen Hohlräumen.

Claims (4)

1. Abdichtung im Firstbereich einer Fuge zwischen zwei aus Beton erstellten Tunnelabschnitten mit einem Fugenband, das mit Rippen oder Stegen in die Tunnelabschnitte einbetoniert wird und mit Schläuchen zum nachträglichen Verpressen von Kunstharz versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche (7) zugleich als Entlüftungs­schläuche ausgebildet sind und/oder in Umfangs­richtung des Tunnels zwischen den Rippen (6) verlegt sind.
2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß mehrere Schläuche (7) in Sammel­leitungen (8) zusammengefaßt sind.
3. Abdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsschläuche aus doppellagigem Gewebe mit zwischenliegendem Vliesstoff und innenliegender Stützspirale bestehen.
4. Abdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß beim Betonieren an die Injektions­schläuche ein Unterdruck angelegt wird.
EP19880115681 1988-02-18 1988-09-23 Verfahren im Firstbereich eine Fuge Withdrawn EP0328734A3 (de)

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DE19883805073 DE3805073A1 (de) 1988-02-18 1988-02-18 Abdichtung im firstbereich einer fuge

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EP0328734A2 true EP0328734A2 (de) 1989-08-23
EP0328734A3 EP0328734A3 (de) 1991-03-06

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Publication number Publication date
DE3805073A1 (de) 1989-08-31
EP0328734A3 (de) 1991-03-06

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