DE19528725A1 - Surface sealing process for earthworks in hydraulic engineering - Google Patents

Abstract

A surface sealing process for structures in the earth in water courses, disposal sites and the like is characterised in that on the ground 12 to be sealed, if necessary after preparatory work such as smoothing, roughening etc, a water permeable non-woven fabric or woven fabric 5 is applied and, before flooding, a pore filler 16 blocking the pores of the fabric is applied to the fabric and possibly a subsequent covering layer 17 is applied. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächendichtung für Erdbaukörper im Wasserbau, Deponiebau und dergleichen.The invention relates to a method for surface sealing for earthworks in hydraulic engineering, landfill construction and the like.

Im Wasserbau für fließende Gewässer tritt das Problem auf, mit möglichst geringen Kosten eine Abdichtung der benetzten Oberfläche eines Erdbaukörpers zu erreichen. Dabei soll ein möglichst breiter Formenspielraum gegeben sein, um den heutigen Erfordernissen an die Gestaltung natürlich aussehender Gerinne Rechnung tragen zu können. Derartige Probleme treten beispielsweise beim Rückbau von Oberwasserkanälen bei Wasserkraftwerken auf. Üblich waren bisher solche Gerinne mit einer Betonhaut oder Asphalthaut versehen. Ein Rückbau derartiger technisch ausehender Gerinne in natürlich aussehende Gerinne erforderte bisher eine relativ lange Absenkung des Wasserspiegels und umfangreiche bauliche Maßnahmen sowie hohen Bauaufwand mit entsprechend hohen Kosten.In hydraulic engineering for flowing water, the problem arises with sealing the wetted surface of a To reach earth structure. The widest possible range of forms be given to today's design requirements to be able to accommodate natural looking channels. Such Problems arise, for example, when dismantling upper water channels at hydropower plants. Up to now, such channels with one were common Provide concrete skin or asphalt skin. A dismantling of such a technical looking gutter into natural looking gutter required so far a relatively long lowering of the water level and extensive construction measures and high construction costs with correspondingly high Costs.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Sohle von Wasserläufen zur Abdichtung mit Geotextilien auszukleiden, wobei die Poren des Geotextils durch die im fließenden Wasser mitgeführten Gesteinsteilchen verstopft werden. Es ist dabei aber Voraussetzung, daß vom Flußwasser genügend feine Geschiebeteilchen mitgeführt werden, die die Poren des Vlieses verstopfen. Der Dichtungseffekt wird also durch eine Selbstdichtung erreicht die erst nach längerer Zeit eintritt.The bottom of watercourses has already been proposed Lining waterproofing with geotextiles, covering the pores of the geotextile blocked by the rock particles carried in the flowing water will. It is a prerequisite that enough of the river water fine attachment particles are carried along, which the pores of the Block the fleece. The sealing effect is therefore a self-sealing reached which occurs after a long time.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, Erdbaukörper auch für ruhende Gewässer abzudichten, wobei es nicht notwendig ist, unter dem Vlies eine besondere abdichtende Schichte anzubringen. Die Abdichtung soll möglichst rasch und sicher erzielt werden.In contrast, the object of the present invention is earthwork also seal for still waters, whereby it is not necessary apply a special sealing layer under the fleece. The Sealing should be achieved as quickly and safely as possible.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß auf den abzudichtenden Untergrund, gegebenenfalls nach Vorarbeiten wie Glätten, Aufrauhen etc., ein wasserdurchlässiges Vlies oder Gewebe und auf das Vlies ein die Poren des Vlieses verstopfender Porenfüller aufgetragen und gegebenenfalls danach eine Abdeckschicht aufgebracht wird. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind den Patentansprüchen, der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.The inventive method is characterized in that on the surface to be sealed, if necessary after preparatory work such as smoothing, Roughening etc., a water-permeable fleece or fabric and on the fleece is applied to a pore filler which clogs the pores of the fleece and optionally a cover layer is then applied.  Further advantageous features of the invention are the patent claims, the following description and the drawings.

Wenn in dieser Anmeldung von einem Vlies gesprochen wird, so sind damit alle brauchbaren Geotextilien gemeint. Es kann sich somit um filzähnliche Matten, Vliese im engeren Sinn und um Gewebe handeln. Derartige Geotextilien sind schon bisher bekannt geworden, um lockere Erdhänge zu festigen, z. B. bei der Begrünung nach Straßenbauten. Diese Geotextilien sind nicht nur wegen ihrer verfestigenden Halteeigenschaft bekannt, sondern man nutzt in vorteilhafter Weise die hohe Wasserdurchlässigkeit aus, um das Wachstum von Pflanzen, die Grundwasserverhältnisse etc. nicht ungünstig zu beeinflussen.If this application speaks of a fleece, then so are all usable geotextiles are meant. It can therefore be felt-like Mats, nonwovens in the narrower sense and trade in fabrics. Such Geotextiles have already become known for loose earth slopes to consolidate, e.g. B. in greening after road construction. These Geotextiles are not only because of their solidifying holding properties known, but one uses the high water permeability in an advantageous manner out to the growth of plants, the groundwater conditions etc. not to be adversely affected.

In bevorzugter Weise wird ein Vlies oder Gewebe in einer Stärke von wenigstens 5 mm verwendet. Besonders bevorzugt liegt die Stärke zwischen 5 und 10 mm. Solche Vliese werden üblicherweise in Bahnen hergestellt und sind bevorzugt mit dem Untergrund oder mit jeweils weiteren Vliesabschnitten an den Rändern verklebbar oder verschweißbar. Bevorzugt besteht das Vlies aus Kunststoff und weist einen Schmelzpunkt zwischen 150° und 250°C auf, was das Verschweißen mit herkömmlichen Flämmgeräten ermöglicht, wie sie von der Herstellung von Asphaltdichtungen bekannt sind. Das Vlies kann aber auch eine Matte aus Naturstoff wie z. B. aus Kokosfasern sein. Wichtig ist die ausreichende Festigkeit über einen langen Zeitraum, die Verklebbarkeit oder Verschweißbarkeit oder sonstige Möglichkeit der Verbindung an den Rändern mit anderen Vliesbahnen oder anschließenden Bauwerken und eine Porosität, die für die gewünschten Eigenschaften ausreichend ist.Preferably, a nonwoven or woven fabric is of a thickness of used at least 5 mm. The strength is particularly preferably between 5 and 10 mm. Such nonwovens are usually produced in webs and are preferred with the substrate or with each other Non-woven sections can be glued or welded at the edges. Prefers the fleece is made of plastic and has a melting point between 150 ° and 250 ° C, which means welding with conventional Flaming devices, such as those used in the manufacture of asphalt seals are known. The fleece can also be a mat made of natural material such as B. be made of coconut fibers. Sufficient strength is important over a long period of time, the ability to be bonded or welded or other possibility of connection at the edges with other nonwoven webs or subsequent structures and a porosity, which is sufficient for the desired properties.

Beispiele für geeignete Geotextilien sind z. B. Safecoat 8096/M 270; Novoflor X 0054; Polyfelt TS 013; Polyfelt TS 016. Die Hersteller dieser Geotextilien sind die Firmen Novoflor und Polyfelt.Examples of suitable geotextiles are e.g. B. Safecoat 8096 / M 270; Novoflor X 0054; Polyfelt TS 013; Polyfelt TS 016. The manufacturers of this Novotlor and Polyfelt are geotextiles.

Die Porosität des Vlieses steht in Zusammenhang mit dem verwendeten Porenfüller. Eine bevorzugte wirksame Öffnungsweite O 90 W hat beispielsweise einen Wert um 0,1 mm. Bevorzugte Bereiche liegen zwischen 0,08 mm und 0,12 mm. The porosity of the fleece is related to the one used Pore filler. A preferred effective opening width O 90 W has, for example a value around 0.1 mm. Preferred ranges are between 0.08 mm and 0.12 mm.  

Der Porenfüller für das Vlies ist in bevorzugter Weise eine Suspension eines mineralischen oder überwiegend mineralischen Gemisches in Wasser. Bevorzugt weist das Mineralgemisch eine Korngrößenverteilung zwischen 3 und 300 µ auf. Die Korngrößen von 40 bis 100 µ haben bevorzugt einen Siebdurchgang von 75% und die Korngrößen von 5 bis 20 µ einen solchen von etwa 25%. Der Porenfüller kann weiters Zusatzstoffe enthalten, die die Stabilität, Adhäsion, Erosionsfestigkeit, die Einbaueigenschaften oder andere gewünschte Qualitäten herbeiführen oder verbessern. Durch Zugabe von Bentonit kann beispielsweise eine Versteifung der Suspension erzielt werden.The pore filler for the nonwoven is preferably a suspension a mineral or predominantly mineral mixture in water. The mineral mixture preferably has a grain size distribution between 3 and 300 µ on. The grain sizes of 40 to 100 μ have preferred a sieve passage of 75% and a grain size of 5 to 20 µ one about 25%. The pore filler can also contain additives which the stability, adhesion, erosion resistance, the installation properties or bring about or improve other desired qualities. By adding bentonite, for example, stiffening the suspension can be achieved.

Der Porenfüller kann rein mineralisch als Sand vorliegen, oder auch eine erdige Zusammensetzung mit humosen Bestandteilen haben. Wichtig ist, daß die Poren des Vlieses gut verschlossen werden.The pore filler can be mineral in the form of sand, or else have an earthy composition with humus components. Important is that the pores of the fleece are closed well.

Zur Oberflächendichtung eines Erdbaukörpers wird gemäß Erfindung über die abzudichtende Fläche das Geotextil ausgelegt, das zufolge seiner Geschmeidigkeit leicht den natürlichen Gegebenheiten anpaßbar ist. Durch Verschweißen oder Verkleben der Ränder der Vliesbahnen und durch geeignete Einbaumaßnahmen an den Rändern gegenüber dem Bauwerk wird eine vollflächige Abdeckung mit dem Vlies erreicht. Daraufhin wird die Suspension des Porenfüllers auf das Vlies aufgetragen und der Porenfüller in das Vlies eingeschlämmt. Die hohe Wasserdurchlässigkeit des Vlieses bewirkt unter anderem die Auffüllung der Poren mit dem Porenfüller. Es kommt so zu einer relativ hohen Dichtigkeit schon von Anbeginn der darauffolgenden Flutung des Gerinnes. So kann ad hoc eine Reduktion der Durchlässigkeit auf 10^-7m/sec bewirkt werden, die sich im Lauf der Betriebszeit durch weitere Feinkornanlagerungen noch reduziert.To seal the surface of an earth structure, according to the invention, the geotextile is laid out over the surface to be sealed, and because of its suppleness it is easily adaptable to the natural conditions. By welding or gluing the edges of the nonwoven webs and by suitable installation measures on the edges relative to the building, full coverage with the nonwoven is achieved. The suspension of the pore filler is then applied to the fleece and the pore filler is slurried into the fleece. The high water permeability of the fleece causes, among other things, the filling of the pores with the pore filler. This results in a relatively high level of tightness from the very beginning of the subsequent flooding of the channel. In this way, the permeability can be reduced to 10 ^-7 m / sec ad hoc, which is further reduced in the course of the operating time by further fine grain deposits.

Die Dichtigkeit des Gerinnes erhöht sich im Laufe der Zeit, wenn das Fließwasser Sedimente mit sich trägt, die ebenfalls in die restlichen wassergängigen Poren des Vlieses eingeschlämmt werden. Dadurch kommt es zu einer ständigen Nachdichtung der Oberfläche.The tightness of the channel increases over time if that Running water carries sediments with it, which are also found in the rest water-permeable pores of the fleece. Because of that comes there is a constant re-sealing of the surface.

Als Schutzmaßnahme vor witterungsbedingten oder baulichen Einwirkungen kann vor der Flutung oder vor dem Einstau und als weiteres Angebot an porengängiger Substanz für den Zeitraum nach dem Einstau eine Abdeckung mit Material sinnvoll sein. So kann z. B. eine 10 cm starke Schicht aus trockenem oder bergfeuchtem Erdmaterial vorteilhaft sein, welches wenigstens einen Anteil von 10% Porenfüller aufweist.As a protective measure against weather-related or structural influences can be before the flooding or before the damming and as a further offer  a porous substance for the period after being stowed make sense with material. So z. B. a 10 cm thick Layer of dry or mountain-moist earth material can be advantageous, which has at least a proportion of 10% pore filler.

Wenn das erfindungsgemäße Verfahren im Deponiebau verwendet wird, ist die Befahrbarkeit der Dichtheit z. B. durch eine entsprechende Kiesauflage einfach herstellbar.If the method according to the invention is used in landfill construction, the passability of the tightness z. B. by a corresponding gravel layer easy to manufacture.

Durch die physikalischen Eigenschaften der Vlieses hinsichtlich Verformbarkeit und Reißfestigkeit reduziert oder erübrigt sich bei dem erfindungsgemäßen Bauverfahren eine besondere Behandlung des Untergrundes bezüglich Glätte, Festigkeit und Stabilität. Dadurch sind rasche und flexible Einsätze möglich, die sich in kürzerer Bauzeit und geringeren Baukosten niederschlagen.Due to the physical properties of the fleece with regard to deformability and tear resistance is reduced or no longer necessary construction method according to the invention a special treatment of the substrate in terms of smoothness, strength and stability. This makes them quicker and flexible uses possible, which are shorter in construction time and less Knock down construction costs.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.An exemplary embodiment is described in more detail below with reference to the drawings explained.

Fig. 1 zeigt die Schrägansicht eines Gerinneabschnittes und Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1. Fig. 1 shows the oblique view of a channel section and Fig. 2 shows the section along the line II-II in Fig. 1st

Der Wasserkanal gemäß Fig. 1 umfaßt ein bereits vorhanden gewesenes Fließgerinne 1 mit im wesentlichen trapezförmigem Querschnitt. Auf der linken Seite ist die Uferböschung in der ursprünglich vorgesehenen Höhe eingezeichnet. An der rechten Uferseite wurde ein Rückbau des Gerinnes dadurch vorgesehen, daß die aus Asphalt bestehende Böschung entlang der Schnittkante 2 abgetrennt wurde. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun ein dichtes Flachbettgerinne 3 mit natürlichem Aussehen gebildet.The water channel shown in FIG. 1 comprises an already present Gewesenes Fließgerinne 1 having a substantially trapezoidal cross-section. On the left side, the bank embankment is drawn in at the originally intended height. On the right bank of the river, the channel was dismantled by separating the asphalt embankment along the cutting edge 2 . According to the method according to the invention, a dense flat-bed channel 3 with a natural appearance is now formed.

Die Wasserlinie bei maximaler Füllung ist mit 4 bezeichnet.The water line at maximum filling is labeled 4 .

Das Fließgerinne 1 ist beispielsweise durch die Bitumenwände 7, 8, 9 gebildet. Im Flachbettgerinne 3 sind zwei Vliesbahnabschnitte 5 eingezeichnet, die an einer Kante 6 jeweils mit den benachbarten Vliesabschnitten verklebt oder verschweißt sind. The flow channel 1 is formed, for example, by the bitumen walls 7, 8, 9 . In the flatbed channel 3 , two nonwoven web sections 5 are shown, which are each glued or welded to the adjacent nonwoven sections on an edge 6 .

Durch entsprechende Anordnung von Steinen und Geröll 10 verschiedener Größen kann eine entsprechende Uferbefestigung vorgenommen werden.By appropriate arrangement of stones and rubble 10 different sizes, a corresponding bank attachment can be made.

Die Fig. 2 stellt den Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 dar. Fig. 2 shows the cross section along the line II-II in Fig. 1.

Durch Abschneiden der Wand 9 des Fließgerinnes 1 wurde die Schnittkante 2 ausgebildert. Im Bereich der Flachbettrinne 3 ist das Erdreich 12 abgetragen worden. Das Flachbettgerinne 3 steigt zur Schnittkante 2 wieder etwas an, um durch Schulterbildung die Beständigkeit dieses druckmäßig sensiblen Bereiches zu erhöhen und die notwendige Absenkung des Wasserspiegels beim nachträglichen Ausbau des Flachbettgerinnes so gering wie möglich zu halten.The cut edge 2 was formed by cutting off the wall 9 of the flow channel 1 . In the area of the flat-bed channel 3 , the soil 12 has been removed. The flat bed channel 3 rises again slightly to the cut edge 2 in order to increase the resistance of this pressure-sensitive area by forming shoulders and to keep the necessary lowering of the water level as low as possible when the flat bed channel is subsequently expanded.

Auf dem Erdreich 12 liegt das Vlies bahnförmig in Form der Vliesbahnen 5. Durch entsprechende Anker 13 ist das Vlies böschungsseitig fixiert. Entlang der Schnittkante 2 erfolgt die Befestigung an der Wand 9 durch Aufkleben eines überlappenden Bereiches 14, respektive durch Aufflämmen. Im oberen Bereich entlang der Schnittkante 2 sind die Vliesbahnen gefaltet (Faltung 15), wodurch die Vliesbahnen 5 anfängliche Erdbewegungen, Schrumpfungen etc. ausgleichen können.The fleece lies on the ground 12 in the form of a web in the form of the fleece webs 5 . The fleece is fixed on the embankment side by appropriate anchors 13 . Along the cut edge 2 , the attachment to the wall 9 is carried out by gluing an overlapping area 14 , or by flaming. In the upper area along the cutting edge 2 , the nonwoven webs are folded (fold 15 ), whereby the nonwoven webs 5 can compensate for initial earth movements, shrinkage, etc.

Mit der punktierten Linie ist der Porenfüller 16 angedeutet. Das Material des Porenfüllers ist teilweise in den Poren des Vlieses 5 eingeschlämmt und wird zu einem anderen Teil durch aufliegendes Material oder frisch herangeschwemmtes Sediment gebildet. Über dem Vlies mit dem Porenfüller liegt eine Abdeckschicht 17 aus Material verschiedener Körnungen, bevorzugt mit einem Anteil Sediment einer Korngröße, die den Porenfüllern entspricht. Die Abdecksteine 10 dienen der Uferbefestigung, Festigung der Auflage des Vlieses 5 und auch der Verschönerung.The pore filler 16 is indicated by the dotted line. The material of the pore filler is partially slurried in the pores of the fleece 5 and is partly formed by material lying on top or freshly washed sediment. Over the fleece with the pore filler is a covering layer 17 made of material of different grain sizes, preferably with a proportion of sediment with a grain size that corresponds to the pore filler. The cover stones 10 serve to fortify the banks, strengthen the support of the fleece 5 and also to embellish.

Claims (13)

1. Verfahren zur Oberflächendichtung für Erdbaukörper im Wasserbau, Deponienbau und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß auf den abzudichtenden Untergrund, gegebenenfalls nach Vorarbeiten wie Glätten, Aufrauhen etc., ein wasserdurchlässiges Vlies oder Gewebe aufgetragen wird und vor der Flutung auf das Vlies ein die Poren des Vlieses verstopfender Porenfüller aufgetragen und gegebenenfalls danach eine Abdeckschicht aufgebracht wird.1. A method for surface sealing for earthworks in hydraulic engineering, landfill construction and the like, characterized in that a water-permeable fleece or fabric is applied to the surface to be sealed, if necessary after preparatory work such as smoothing, roughening, etc. and the pores before flooding onto the fleece of the nonwoven clogging pore filler and, if necessary, a cover layer is then applied. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies oder Gewebe eine Stärke von wenigstens 5 mm, bevorzugt 5 bis 10 mm aufweist.2. The method according to claim 1, characterized in that the fleece or fabric a thickness of at least 5 mm, preferably 5 to 10 mm having. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies abschnittsweise, insbesondere an seinen Rändern, mit dem Untergrund oder mit weiteren Vliesabschnitten verklebbar oder verschweißbar ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Non-woven in sections, especially at its edges, with the substrate or can be glued or welded to other fleece sections is. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies aus Kunststoff ist und einen Schmelzpunkt zwischen 150 und 250°C aufweist.4. The method according to claim 3, characterized in that the fleece is made of plastic and has a melting point between 150 and 250 ° C. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies eine Matte aus Naturstoff wie z. B. Kokosfasern ist.5. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the Fleece a mat made of natural material such. B. is coconut fiber. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Öffnungsweite O 90 W einen Wert zwischen 0,08 mm und 0,12 mm aufweist, bevorzugt um 0,1 mm. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the effective opening width O 90 W has a value between 0.08 mm and 0.12 mm, preferably by 0.1 mm.   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Flutung als Porenfüller ein Mineralgemisch aufgetragen wird, dessen Korngrößenverteilung die Poren des Vlieses verlegt.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a mineral mixture was applied as a pore filler before the flooding whose grain size distribution displaces the pores of the fleece. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngrößenverteilung zwischen 3 und 300 µ liegt.8. The method according to claim 7, characterized in that the grain size distribution is between 3 and 300 µ. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngrößenverteilung so gewählt ist, daß ein Siebdurchgang von etwa 75% der Korngrößen von etwa 5 bis 20 µ vorliegt.9. The method according to claim 8, characterized in that the grain size distribution is selected so that a sieve passage of about 75% of the grain sizes of about 5 up to 20 µ. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Porenfüller als wäßrige Suspension auf das Vlies aufgetragen wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the pore filler is applied as an aqueous suspension to the fleece becomes. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch geekennzeichnet, daß dem Porenfüller Zusatzstoffe wie Stabilisatoren, adhäsionssteigernde Stoffe, Emulgatoren, Farbstoffe etc. beigemengt werden.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the pore filler additives such as stabilizers, adhesion increasing Substances, emulsifiers, dyes etc. can be added. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckschicht wenigstens 10 Gew.-% Porenfüller enthält und im übrigen aus Schotter, Erdmaterial oder Kies besteht.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the cover layer contains at least 10 wt .-% pore filler and otherwise consists of gravel, earth material or gravel. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckschicht Bauelemente wie Betonplatten vorgesehen sind.13. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that components such as concrete slabs are provided as a covering layer are.