Kerndichtung in Dammbauwerken für Talsperren

Abstract

 Kerndichtungen in Dammbauwerken, insbesondere bei Talsperren, bestehend aus bituminösen Schichten (11), die in heißem Zustand auf die jeweils vorgefertigte Schicht aufgebracht werden. Um diese Kerndichtung kostengünstig und mit einem geringen Maschinenpark zu erstellen, wird die Kerndichtung aus zwei mit Abstand einander gegenüberliegenden und aus übereinandergeschichteten Verbundsteinen (3) bestehenden Wänden hergestellt, zwischen denen die Dichtungsmasse eingefüllt und verdichtet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kerndichtung in Dammbauwerken, insbesondere für Talsperren, mit bituminöser Dichtung, die aus zwei mit Abstand einander gegenüberliegenden und aus aufeinandergeschichteten Steinen bestehenden Wänden gebildet ist, zwischen denen die Dichtungsmasse eingefüllt und verdichtet ist.

[0002] Bei Dammbauwerken der vorstehend genannten Art besteht der Damm aus einer Erdschüttung, wobei zur Dichtung eine bituminöse Kernschicht eingebracht wird. Diese Kernschicht wird auf einer auf der Sohle gefertigten Herdmauer aufgebracht und in Schichten von Höhen von ungefähr 20 cm mit Fertigern aufgebracht. Die Breite dieser bituminösen Kernschicht beträgt in der Regel 50 - 60 cm. Seitlich der Kernschicht wird je eine Schicht aus Übergangsschotter aufgebracht, die in der Regel etwa 1,20 m jeweils beträgt. Kernschicht und die beiden Schotterschichten haben somit eine Breite von etwa 3 m. Die bituminöse Kernschicht wird von einem Fertiger in einem Arbeitsgang in Höhe von etwa 20 cm aufgebracht, wobei der Fertiger über Ladegeräte mit dem bituminösen Material beladen wird, die seitlich auf der Dammkrone fahren. Des weiteren wird die Schotterschicht mittels weiterer Lader aufgebracht und verdichtet. Seitlich an die Schotterschicht wird dann die Erdschüttung des Dammes aufgebracht. Nach Vervollständigung dieser Arbeiten wird dann die nächste bituminöse Kernschicht aufgebracht, und so fort. Die bituminöse Kernschicht muß vergleichweise stark gehalten werden, da durch die seitlichen Schotterschichten die Toleranzen nicht sehr eng gewählt werden können. Hinzu kommt, daß die bituminöse Schicht in die Schotterschicht eindringt, was einen um etwa 20 % höheren Verbrauch an bituminösem Material bedingt. Bei kleineren Dämmen, bei denen die Dammkrone vergleichsweise klein ist, besteht in der Regel kein ausreichender Platz für die verschiedenen Fertiger und Lader, so daß die Arbeiten nicht gleichzeitig, sondern hintereinander ausgeführt werden müssen. Dies bedeutet einen erheblich höheren Zeitaufwand. Darüber hinaus erfordert die bekannte Art der Herstellung des Kerns in Dammbauwerken einen erheblichen maschinellen Aufwand.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kerndichtung in Dammbauwerken, insbesondere für Talsperren vorzuschlagen, die wesentlich kostengünstiger zu fertigen ist, weniger bituminöse Masse und zu ihrer Erstellung einen geringeren Maschinenpark erfordert.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steine aus Verbundsteinen bestehen, die eine Verzahnung mit ihren Nachbarsteinen derart eingehen, daß diese seitlich gegeneinander fixiert gehalten sind und daß die beiden Seitenflächen der Verbundsteine glatt ausgebildet sind und gegenüberliegende Stirnseiten mit Vorsprüngen bzw. entsprechenden Aussparungen versehen sind.

[0005] Die Herstellung einer erfindungsgemäßen Kerndichtung erfolgt so, daß zunächst die zwei Reihen Verbundsteine auf die Herdmauer aufgelegt werden, die einen bestimmten Abstand zueinander haben. Die unterste Steinreihe ist in einer ents^pre- chenden Aussparung der Herdmauer eingesetzt. Diese Steinreihen haben einen definierten Zwischenraum, der mit der bituminösen Kernschicht ausgegossen wird. Anschließend wird die Erdbauschicht seitlich der Verbundsteine bis in die vorbestimmte Höhe aufgebracht. Danach werden zwei neue Verbundsteinreihen aufgesetzt und die Zwischenräume wiederum mit der bituminösen Schicht ausgefüllt und anschließend die Erdbauschicht aufgebaut. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis die Dammkrone erreicht ist.

[0006] Die Verbundsteine weisen glatte Seitenflächen auf und haben Vorsprünge und entsprechende Aussparungen auf gegenüberliegenden Stirnseiten, so daß ein Verbund mit den darüber und darunter liegenden Steinen wie auch gegenüber den seitlich angrenzenden Steinen erhalten wird. Hierdurch ist es möglich, eine genau definierte bituminöse Zwischenschicht herzustellen, wobei sehr enge Toleranzen hierfür eingehalten werden können.

[0007] Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung können die Verbundsteine an der luftseitigen Außenseite mit einer Filterzone versehen sein, wodurch die Durchsickerungskontrolle sichergestellt ist. Hierdurch ist es möglich, übergangsschichten ganz einzusparen oder aber diese zumindest um 50 % in der Stärke zu reduzieren.

[0008] Die Verbundsteine werden vorteilhaft in einer Höhe von 20 cm ausgebildet, was der normalen Einbauhöhe pro Schicht entspricht. Die Länge der Verbundsteine beträgt vorteilhaft 2 m, so daß diese Steine noch mit einfachen Hebeeinrichtungen versetzt werden können. Gemäß einer vorteilhaften Aus- bildun^gsform der Verbundsteine haben diese auf ihrer Oberseite eine dreiecksförmige Aussparung und auf ihrer Unterseite einen entsprechenden dreieck sförmigen Vorsprung. Die gleichen Aussparungen und Vorsprünge sind auf den beiden Stirnseiten des Verbundsteins vorgesehen, so daß dieser allseitig mit seinen benachbarten Steinen einen festen Verbund bildet, was die Festigkeit der lose übereinandergelegten Steine wesentlich erhöht. Beim Versetzen dieser Verbundsteine auf darunter liegende werden diese somit in ihrer unteren Lage durch die keilförmige Aussparung des darunterliegenden Steins geführt. Der obere Rand der Verbundsteine wird vor dem Ausgießen mit einer Klammer fixiert, so daß anschließend die bituminöse Schicht zwischen die Steine gegossen und verdichtet werden kann. Die Einbaukosten einer erfindungsgemößen bituminösen Kernschicht reduzieren sich in etwa auf die Hälfte der Kosten herkömmlicher Kernschichten.

[0009] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen in Verbindung mit Beschreibung und Zeichnung hervor.

[0010] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in dieser zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kernschicht, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Kernschicht,

Fig. 3a und

Fig. 3b perspektivische Ansichten der erfindungsgemäßen Verbundsteine und

Fig. 4 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kernschicht im Aufbaustadium.

[0011] In Fig. 1 ist in Seitenansicht und im Schnitt eine Kerndichtung eines Staudammes dargestellt. Die Kerndichtung für Staumauern besteht aus zwei Reihen übereinandergestapelter Verbundsteine 3, die einen definierten Zwischenraum einschließen, der mit einer bituminösen Masse 11 ausgefüllt ist. Seitlich der Kerndichtung wird der Erdbaustoff 16 eingebaut, der in Fig. 1 nicht dargestellt ist.

[0012] Der Verbundstein für die Herstellung der Kernschicht ist in den Fig. 3a und 3b dargestellt. Der Stein weist zwei glatte Seitenflächen auf, von denen die eine die Außenwand und die andere die Innenwand bildet. Die übrigen vier Seitenflächen weisen entweder dreiecksförmige Aussparungen 7, 9 oder entsprechend ausgebildete Vorsprünge 8, 10 auf. Einander gegenüberliegende Stirnseiten weisen somit wechselseitig Vorsprünge und entsprechende Aussparungen auf. Durch diese Ausbildung der Verbundsteine wird ein allseitiger Verbund der Steine 3 mit sämtlichen benachbarten Verbundsteinen erhalten.

[0013] Auf der Herdmauer, die auf der Talsohle errichtet wird, wird eine Aussparung 2 vorgesehen, die über die gesamte Länge der Herdmauer verläuft. Diese Breite der Ausnehmung entspricht der Anordnung der Verbundsteine, damit diese den vorbestimmten Abstand zur Einbringung der bituminösen Schicht 11 aufweisen. Für die Erstellung der ersten Lage werden somit die Verbundsteine 3, die in diesem Fall die Besonderheit aufweisen, daß deren Unterseiten eben ausgebildet sind, auf die Herdmauer aufgestellt und mit einem Bügel 12, wie er in Fig. 4 dargestellt ist, auf Abstand gehalten. Der Bügel 12 weist zwei äußere Anschläge 13 auf, die den maximalen Abstand der Verbundsteine 3 zueinander begrenzen. Innere Anschläge 4 dienen zur Fixierung der Verbundsteine bei noch nicht eingefüllter bituminöser Masse 11.

[0014] Nach dem Einsetzen der beiden Reihen Verbundsteine wird der Zwischenraum zwischen diesen Steinen mit bituminöser Masse 11 ausgefüllt, wobei diese mittels eines Gerätes 15 verdichtet wird. Im Anschluß hieran wird der Erdbaustoff 16 zu beiden Seiten der Verbundsteine eingebaut und in üblicher Art und Weise verdichtet.

[0015] Nach Einbau der ersten Schicht wird ein durchlaufendes elastisches Band 5 oder eine Mastixmasse in die keilförmige Fuge der Verbundsteine 3 eingelegt, welches die Aufgabe hat, die Verbundsteine etwas auf Abstand zu halten. Anschließend wird wieder der Bügel 12 in bestimmten Abständen der Steine über diese gelegt, damit diese beim Einfüllen und Verdichten der bituminösen Masse 11 ihre Stellung beibehalten. Im Anschluß hieran wird wieder der Erdbaustoff 16 eingebaut. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis die'Dammkrone erreicht ist.

[0016] Das zwischen die Verbundsteine horizontal eingelegte elastische Band 5 oder die Mastixmasse dient dazu, die auftretenden Setzungen auszugleichen, wobei sich insbesondere Mastix gut eignet.

[0017] Die Verbundsteine 3 haben in etwa eine Höhe von 20 cm, was der Höhe der jeweiligen aufgebrachten Schicht entspricht. Verbundsteine werden vorteilhaft in einer Länge von ca. 2 m ausgeführt, was deren Handhabung mit einfachen Verlegegeräten möglich macht. Die Verbundsteine bilden somit eine Schalung für die innen liegende bituminöse Masse und haben gleichzeitig die Funktion einer äußeren Schutzschicht und Bremszone. Da diese Verbundsteine in genau definiertem Abstand eingebaut werden können, braucht dieser Abstand nur so groß gehalten zu werden, wie es für eine ausreichende Dichtwirkung notwendig ist. Gegenüber der bekannten Herstellung der Kerndichtungen kann hier eine Materialersparnis von über 20 % erreicht werden.

[0018] Auf den Einbau einer Übergangs/one aus Schotter zu beiden Seiten der bituminösen Masse 11 kann ganz verzichtet werden. Für die Kontrolle von Durchsickerungen können die luftseitigen Verbundsteine mit einer außen liegenden Filterplatte 4 versehen sein, die evtl. durchdringendes Wasser nach unten ableitet, so daß dieses in einem Kanal aufgefangen und abgeführt werden kann.

[0019] Die Vorteile einer erfindungsgemäßen Kerndichtung bestehen in der Einsparung von kostenintensiven Materialien durch Querschnittsverminderung und gegebenenfalls durch Einsparung der Übergangszonen aus Natursteinmaterial, Einsparung von aufwendigen Geräten und wesentlich günstigerem Arbeitsablauf bei kleineren Arbeitsflächen. Vor allem wird eine gleichmäßige Einbaustärke und saubere Nahtverbindungen der einzelnen bituminösen Schichten miteinander erhalten.

Ansprüche

1. Kerndichtung in Dammbauwerken, insbesondere für _Tal- sperren, mit bituminöser Dichtung, die aus zwei mit Abstand einander gegenüberliegenden und aus aufeinandergeschichteten Steinen bestehenden Wänden gebildet ist, zwischen denen die Dichtungsmasse eingefüllt und verdichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steine aus Verbundsteinen (3) bestehen, die eine Verzahnung mit ihren Nachbarsteinen derart eingehen, daß diese seitlich gegeneinander fixiert gehalten sind und daß die beiden Seitenflächen (6) der Verbundsteine (3) glatt ausgebildet sind und gegenüberliegende Stirnseiten mit Vorsprüngen (8, 10) bzw. entsprechenden Aussparungen (7, 9) versehen sind.

2. Kerndichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (8, 10) und Aussparungen (7, 9) im Querschnitt dreiecksförmig ausgebildet sind.

3. Kerndichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei übereinanderliegenden Verbundsteinen ein flexibles und eine Fuge zwischen den Steinen bildendes Band eingelegt ist.

4. Kerndichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seitenfläche der Verbundsteine (3) mit einer Filterplatte (4) versehen ist.

5. Kerndichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei übereinanderliegenden Verbundsteinen (3) ein flexibles und eine Fuge zwischen den Steinen bildendes Band eingelegt ist.

6. Kerndichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei übereinanderliegenden Verbundsteinen (3) in die Verzahnung eine Mastix-Masse eingefügt ist.

7. Kerndichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seitenfläche der Verbundsteine (3) mit einer Filterplatte (4) versehen ist.

Zeichnung