AT392104B

AT392104B - Staudamm sowie verfahren und vorrichtung zur herstellung eines ventils in der dichtwand dieses staudamms

Info

Publication number: AT392104B
Application number: AT186587A
Authority: AT
Inventors: Anton Richter; Heinrich Salzmann
Original assignee: Porr Allg Bauges
Priority date: 1987-07-23
Filing date: 1987-07-23
Publication date: 1991-01-25
Also published as: ATA186587A

Description

AT 392 104 B

Die Erfindung betrifft einen Staudamm, welcher mit einer Dichtwand ausgebildet ist, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Ventils in der Dichtwand dieses Staudammes.

Es ist bekannt, Staudämme, wie Schutzdämme oder Rückstaudämme, mit Dichtwänden auszubilden. Die Errichtung solcher mit Dichtwänden ausgebildeter Staudämme erfolgt dabei derart, daß diese vollständig 5 aufgeschüttet werden, worauf nach deren Fertigstellung innerhalb derselben mindestens eine Dichtwand hergestellt wird, welche sich von der wasserundurchlässigen Sohle des Staudammes vertikal nach oben erstreckt Derartige Dichtwände können eine Höhe bis zu 50 m aufweisen.

Durch mit Dichtwänden ausgebildete Staudämme erfolgt eine vollständige Abdichtung der innerhalb der Dämme befindlichen, Wasser führenden Gebiete gegenüber den außerhalb der Dämme befindlichen Gebieten. Der 10 gegenständlichen Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, um die außerhalb der Dämme liegenden Gebiete von den innerhalb der Dämme liegenden, Wasser führenden Gebieten, insbesondere in Abhängigkeit von der Höhe des Grundwasserspiegels, mit Wasser dotieren zu können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß im Staudamm ein die Dichtwand in einem spitzen Winkel durchsetzendes, beiderseits der Dichtwand mit perforierten Bereichen und zwischen diesen in dessen Innenraum mit einem Ventil ausgebildetes 15 Rohr angeordnet ist.

Vorzugsweise ist die Außenseite des Rohres gegenüber der Dichtwand mittels eines in Wasser quellfähigen Materials abgedichtet. Weiters ist vorzugsweise der Ventilkörper des Ventils von einer das perforierte Rohr durchsetzenden Ventilstange, welche unter Einsatz einer Programmsteuerung bewegbar ist, getragen. Schließlich kann sich im Innenraum des Rohres unterhalb des Ventils ein Filterkörper, z. B. ein Kohlefilter, befinden. 20 Der Erfindung liegt weiters die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Ventils zu schaffen, wobei berücksichtigt werden muß, daß die Dichtwände, da sie erst nach der Herstellung der Staudämme in diese eingebaut werden, nicht direkt zugänglich sind und daß sie zudem sehr große Höhen aufweisen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Staudamm eine die Dichtwand durchsetzende, mit dieser einen spitzen Winkel einschließende Bohrung eingebracht wird, in welche ein mit in zwei voneinander getrennten 25 Bereichen mit Perforierungen ausgebildetes Rohr, in dessen Innenraum zwischen den perforierten Bereichen ein Ventil angeordnet ist, so eingesetzt wird, daß sich die beiden perforierten Bereiche jeweils auf einer Seite der Dichtwand befinden.

Durch das anmeldungsgemäße Verfahren wird demnach dadurch ein Ventil hergestellt, daß die sich innerhalb des Staudammes befindliche, fertige Dichtwand mit einer Durchbrechung versehen wird, in welche ein Rohr 30 eingesetzt wird, welches beiderseits der Dichtwand mit Perforierungen ausgebildet ist, wobei sich innerhalb des Rohres zwischen den perforierten Bereichen ein Ventil befindet. Bei in Offenstellung befindlichem Ventil kann Wasser durch einen ersten Bereich der Perforierungen in das Rohr eintreten, durch das Rohr hindurch die Dichtwand durchsetzen und durch die Perforierungen des anderen Bereiches hindurch aus dem Rohr austreten. Sofeme sich hingegen das Ventil in Schließstellung befindet, kann durch die Dichtwand kein Wasser 35 hindurchtieten.

Bei der Herstellung der Bohrung muß berücksichtigt werden, daß diese bei einem geringen Winkel gegenüber der Horizontalen eine sehr große Länge aufweisen müßte, wodurch ein hoher Aufwand in der Herstellung bedingt werden würde. Sofeme hingegen die Bohrung gegenüber der Dichtwand einen geringen Winkel aufweist, können bei der Herstellung der Bohrung in der Dichtwand Schwierigkeiten bedingt werden. Demnach muß für den 40 Winkel, welchen die Bohrung mit der Dichtwand einschließt, unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausführungen ein optimaler Wert gewählt werden. Vorzugsweise schließt die Bohrung mit der Dichtwand einen Winkel von 10° bis 50°, insbesondere einen Winkel von 30°, ein.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Bohrung mittels eines Rammrohres, innerhalb dessen sich das perforierte Rohr befindet, in den Staudamm und in die Dichtwand eingebracht, wobei am Ende des 45 Rammvorganges das Rammrohr entfernt wird und das perforierte, die Dichtwand durchsetzende Rohr im Staudamm belassen wird.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Ventils in der Dichtwand eines Staudamms besteht vorzugsweise darin, daß sich innerhalb eines Rammrohres ein in zwei voneinander getrennten Bereichen mit Perforierungen und in dessen Innenraum zwischen den perforierten Bereichen mit einem Ventil ausgebildetes Rohr 50 befindet

Dabei kann innerhalb des perforierten Rohres eine Ventilstange angeordnet sein, von deren freiem Ende ein Ventilkörper getragen ist. Zudem können die Perforierungen des Rohres mit Filtern ausgebildet sein, welche insbesondere die Außenseite des Rohres umschließen. Weiters ist vorzugsweise an der Außenseite des Rohres zwischen den perforierten Bereichen ein in Wasser quellfähiges Material vorgesehen. So können an der Außenseite 55 des Rohres in einem Netz befindliche Tonkugeln angeordnet sein. Das quellfähige Material dient dazu, nach Einbringung des Rohres in den Staudamm die erforderliche Abdichtung von dessen Außenseite gegenüber der Bohrung in der Dichtwand zu gewährleisten.

Nach weiteren vorzugsweisen Merkmalen ist der Ventilkörper gegenüber der Stellstange verschiebbar und steht er gegebenenfalls unter Wirkung einer Feder. Hierdurch wird ermöglicht, daß der Ventilkörper in 60 Abhängigkeit von dem das Rohr durchsetzenden Wasser entgegen der Wirkung der Feder verstellbar ist, wodurch eine Regulierung der Wasserströmung in Abhängigkeit von den Wasserständen auf den beiden Seiten des Staudammes bzw. der Dichtwand bewirkt wird. -2-

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Weiters kann in den zwischen den perforierten Bereichen befindlichen Innenraum des Rohres ein weiteres Filter, wie ein Kohlefilter, eingesetzt sein, durch welches eine bakterielle Filterung des das Rohr durchsetzenden Wassers bewirkt wird. Dieses Filter kann auswechselbar sein. Schließlich kann das Rohr an seinem oberen Ende mit einem Stutzen für einen Rückspülanschluß ausgebildet sein. Hierdurch kann eine Rückspülung des Rohres 5 bewirkt werden, wodurch eine Reinigung der an der Außenseite des Rohres befindlichen Filter vorgenommen werden kann.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen: 10 Fig. 1 einen mit einer Dichtwand ausgebildeten Staudamm, in vertikalem Schnitt,

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Herstellung eines Ventils in der Dichtwand dieses Staudammes, in achsialem Schnitt,

Fig. 3 ein Ventil in der Dichtwand des Staudammes, in vertikalem Querschnitt,

Fig. 4 ein Detail der Anordnung gemäß Fig. 3, im Schnitt nach der Linie (A-A) der Fig. 3, und 15 Fig. 5 ein Detail der Anordnung gemäß Fig. 3 in einer Ausführongsvariante, gleichfalls im Schnitt.

In Fig. 1 ist ein Staudamm (1) dargestellt, der sich oberhalb einer wasserundurchlässigen Sohle (2) befindet und der mit einer vertikalen, von der wasserundurchlässigen Sohle (2) ausgehenden Dichtwand (3) ausgebildet ist. Die Herstellung eines mit einer Dichtwand (3) ausgebildeten Dammes (1) erfolgt derart, daß dieser in der erforderlichen Länge, Breite und Höhe aufgeschüttet wird, worauf in diesem nebeneinander liegende Öffnungen 20 hergestellt werden, welche mit einer Mischung aus Bentonit, Zement und Steinmehl ausgefüllt werden, wodurch die Dichtwand hergestellt wird. Um eine derartige Dichtwand, die Höhen bis zu 50 m aufweisen kann, in weiterer Folge mit Ventilen ausbilden zu können, werden von einer Seite her mittels einer von einem Fahrzeug (5) getragenen Rammvorrichtung (6) in den Staudamm (1) die Dichtwand (3) durchsetzende, schräge Bohrungen (7) eingebracht. Vorzugsweise schließen diese Bohrungen (7) mit der Dichtwand (3) einen spitzen Winkel von 25 etwa 30° ein.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht die Rammvoirichtung aus einem Rammrohr (10), welches an seiner Unterseite mit einer verlorenen Spitze (11) ausgebildet ist und in dessen Innerem ein Rohr (20) angeordnet ist, dessen Ausbildung nachstehend erläutert ist. Nachdem das Rohr (20) in die erforderliche Tiefe eingebracht wurde, wird das Rammrohr (10) entfernt, wogegen die Spitze (11) und das Rohr (20), welches die Dichtwand in einer 30 Bohrung durchsetzt, im Damm verleiben.

Das Rohr (20) ist in einem unteren Bereich mit einem ersten Bereich (21) von Perforierungen ausgebildet, welche von einem Filter (22) umgeben sind. Das Rohr (20) ist weiters in einem oberen Bereich mit zwei Bereichen (25) von Perforierungen ausgebildet, welche von einem zweiten Filter (26) umgeben sind. Die Filter (22 und 26) können als Kiesfilter ausgebildet sein. In dem zwischen den beiden Bereichen (21 und 25) der 35 Perforierungen befindlichen Bereieh ist das Rohr (20) an seiner Außenseite von einem Material (24) umgeben, welches unter der Wirkung von Wasser aufquillt, wodurch es eine Abdichtung bewirkt. Beispielsweise ist dieses Material (24) durch in einem Netz gehaltene Tonkugeln gebildet.

Zwischen den beiden Bereichen (21 und 25) der Perforierungen ist weiters im Innenraum des Rohres (20) ein Ventil (30) angeordnet, welches durch einen Ventilsitz (31) und einen von einer Ventilstange (33) 40 getragenen Ventilkörper (32) gebildet ist. Der Ventilstange (33) ist am freien Ende des Rohres (20) eine Betätigungseinrichtung (36) zugeordnet, durch welche ein Öffnen bzw. Schließen des Ventils (30) bewirkt werden kann. Schließlich ist am freien Ende des Rohres (20) ein quer äbragender Stutzen (38) vorgesehen, an den eine Wasserleitung anschließbar ist

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird das Rohr (20) so in die in der Dichtwand (3) vorgesehene Bohrung 45 eingesetzt, daß sich die beiden Bereiche (21 und 25) der Perforierungen jeweils auf einer Seite der Dichtwand (3) befinden, wogegen sich das Dichtungsmaterial (24) innerhalb der in der Dichtwand (3) vorgesehenen Bohrung befindet In den Innenraum des Rohres (20) kann zusätzlich ein Reinigungsfilter (27), z. B. ein Kohlefilter, eingesetzt sein, das sich unterhalb des Ventils (30) befindet. Das unter der Wirkung von Wasser aufquellende Dichtungsmaterial (24) dient dazu, die erforderliche Abdichtung des Rohres (20) gegenüber der in 50 der Dichtwand (3) vorgesehenen Bohrung zu bewirken, um ausschließen zu können, daß längs des Rohres (20) durch diese Bohrung hindurch Wasser hindurchströmt Demgegenüber kann bei Offenstellung des Ventils (30) Wasser durch die Perforierungen des ersten Bereiches (21) in den Innenraum des Rohres (20) eintreten, kann es durch das Rohr (20) hindurchströmen und kann es durch die Perforierungen des zweiten Bereiches (25) aus dem Rohr (20) austreten. Ebenso kann eine Strömung des Wassers in umgekehrter Richtung erfolgen. Hierdurch sind 55 durch dieses Ventil (30) die beiderseits des Staudammes (3) befindlichen Gebiete miteinander verbindbar. Hingegen ist bei geschlossenem Ventil (30) eine Wasserströmung unterbunden.

Durch die die Perforierungen umgebenden Filter (22 und 26) wird eine mechanische Reinigung des Wassers bewirkt. Sofeme diese Filter (22 und 26) verlegt wurden und gereinigt werden müssen, kann in das Rohr (20) durch den Anschlußstutzen (38) hindurch Wasser eingepreßt werden, das aus dem Rohr (20) durch die 60 Perforierungen austritt, wodurch eine Reinigung der Filter (22 und 26) bewirkt wird. Durch das Filter (27) kann eine bakterielle Reinigung des durch das Rohr (20) hindurchströmenden Wassers bewirkt werden. Nach -3-

Claims

AT392 104 B Entfernung der den Ventilkörper (32) tragenden Ventilstange (33) kann das Filter (27) entfernt und durch ein neues Filter ersetzt werden. Wie weiters aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, kann der Ventilkörper (32) von der Ventilstange (33) mittels eines Zwischenstückes (40) getragen sein, welches mit einem Langloch (41), das von einem von der Ventilstange (33) getragenen Bolzen (42) durchsetzt ist, ausgebildet ist, wodurch eine Beweglichkeit des Ventilkörpers (32) unabhängig von der Bewegung der Ventilstange (33) ermöglicht wird. Dabei kann das Ventil (30) in einer ersten Lage (A) der Ventilstange (33) geschlossen und in einer zweiten Lage (B) der Ventilstange (33) geöffnet sein. Hingegen kann in einer mittleren Lage (C) der Ventilstange (33) der Ventilkörper (32) in Abhängigkeit von den auf beiden Seiten der Dichtwand (3) befindlichen Wasserständen (D, E) (Fig. 1) beweglich sein, wodurch eine Selbstregulierung ermöglicht wird. Insbesondere kann dabei, wie dies in Fig. 5 der Zeichnung dargestellt ist, der Ventilkörper (32) unter Wirkung einer Druckfeder (34) stehen. Hierdurch wird derart eine Selbststregulierung der Wasserströmung bewirkt, daß bei geringen Unterschieden in den Wasserständen beiderseits der Dichtwand (3) das Ventil (30) in der Schließstellung verbleibt, wogegen bei einer großen Differenz in den Wasserständen der Ventilkörper (32) entgegen der Wirkung der Druckfeder (34) in seine Offenstellung bewegt wird, wodurch eine Wasserströmung durch das Rohr (20) hindurch ermöglicht wird. Eine gesteuerte Wasserströmung kann auch dadurch bewirkt werden, daß die Wasserstände (D, E) auf beiden Seiten der Dichtwand gemessen werden und die Ventilstange (33) betätigt wird, wodurch das Ventil (30) in Abhängigkeit von den Erfordernissen geöffnet bzw. geschlossen wird. PATENTANSPRÜCHE 1. Staudamm, welcher mit einer Dichtwand ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in diesem ein die Dichtwand (3) in einem spitzen Winkel durchsetzendes, beiderseits der Dichtwand (3) mit perforierten Bereichen (21, 25) und zwischen diesen in dessen Innenraum mit einem Ventil (30) ausgebildetes Rohr (20) angeordnet ist (Fig. 3).
2. Staudamm nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Rohres (20) gegenüber der Dichtwand (3) mittels eines in Wasser quellfähigen Materials (24) äbgedichtet ist (Fig. 3).
3. Staudamm nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (32) des Ventils (30) von einer das perforierte Rohr (20) durchsetzenden Ventilstange (33), welche unter Einsatz einer Programmsteuerung bewegbar ist, getragen ist (Fig. 3).
4. Staudamm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Innenraum des Rohres (20) unterhalb des Ventils (30) ein Filterkörper, z. B. ein Kohlefilter (27), befindet (Fig. 3).
5. Verfahren zur Herstellung eines Ventils in der Dichtwand eines Staudamms nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Staudamm (1) eine die Dichtwand (3) durchsetzende, mit dieser einen spitzen Winkel einschließende Bohrung (7) eingebracht wird, in welche ein in zwei voneinander getrennten Bereichen (21,25) mit Perforierungen ausgebildetes Rohr (20), in dessen Innenraum zwischen den perforierten Bereichen (21,25) ein Ventil (30) angeordnet ist, so eingesetzt wird, daß sich die beiden perforierten Bereiche (21,25) jeweils auf einer Seite der Dichtwand (3) befinden (Fig. 1 und 3).
6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung mit der Dichtwand (3) einen Winkel von 10° bis 50°, vorzugsweise einen Winkel von etwa 30°, einschließt (Fig. 1).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (7) mittels eines Rammrohres (10), innerhalb dessen sich das perforierte Rohr (20) befindet, in den Staudamm (1) und in die Dichtwand (3) eingebracht wird, wobei am Ende des Rammvorganges das Rammrohr (10) entfernt wird und das perforierte, die Dichtwand (3) durchsetzende Rohr (20) im Staudamm (1) belassen wird (Fig. 1 und 2).
8. Vorrichtung zur Herstellung eines Ventils in der Dichtwand eines Staudammes mittels des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich innerhalb eines Rammrohres (10) ein -4- AT 392 104 B in zwei voneinander getrennten Bereichen (21,25) mit Perforierungen und in dessen Innenraum zwischen den beiden Bereichen der Perforierungen, mit einem Ventil (30) ausgebildetes Rohr (20) befindet (Fig. 2).
9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des perforierten Rohres (20) eine Ventilstange (33), von deren freiem Ende ein Ventilkörper (32) getragen ist, angeordnet ist (Fig. 2).
10. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforierungen des Rohres (20) mit Filtern (22, 26) ausgebildet sind (Fig. 2).
11. Vorrichtung nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (22, 26) die Perforierungen an ihrer Außenseite umschließen (Fig. 2).
12. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Rohres (20) zwischen den perforierten Bereichen (21, 25) des Rohres (20) ein in Wasser quellfähiges Material (24), z. B. in einem Netz befindliche Tonkugeln, vorgesehen ist (Fig. 3).
13. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (32) gegenüber der Ventilstange (33) verschiebbar ist und gegebenenfalls unter Wirkung einer Feder (34) steht (Fig. 5).
14. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zwischen den perforierten Bereichen (21, 25) befindlichen Innenraum des Rohres (20) ein weiteres Filter, wie ein Kohlenfilter (27), vorgesehen ist (Fig. 3).
15. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (20) mit einem Stutzen (38) für einen Rückspülanschluß ausgebildet ist (Fig. 2). Hiezu 3 Blatt Zeichnungen