Wannenförmiges Rückhaltebecken für Oberflächenwasser und Verfahren zu seiner Herstellung

Abstract

 Bei einem wannenförmigen, mit einer Kunststoffdichtungsbahn (8) gedichteten Becken (1) für die Rückhaltung von Oberflächenwasser in einem Gebiet mit hohem Grundwasserstand, befindet sich unterhalb des Beckens (1) eine gegen das Grundwasser abgedichtete Wanne (3) mit einer Schüttung (11) aus Ballastmaterial. Die Kunststoffdichtungsbahn (8) für die Abdichtung der Wanne (3) und die Kunststoffdichtungsbahn (20) des Beckens (1) sind im Bereich eines Walles (18) dicht miteinander verbunden. Damit ist die Ballastierung der Beckendichtung zur Verhinderung der Wirkungen des Auftriebs durch das Grundwasser unterhalb des Beckens (1) in einer ebenfalls gegenüber dem Grundwasser gedichteten Wanne wie in einem Kissen eingeschlossen, wodurch es trocken bleibt und seine Funktion als Ballast nicht verlieren kann.

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein wannenförmiges, mit einer Kunststoffdichtungsbahn gedichtetes Becken für die Rückhaltung von Oberflächenwasser in einem Gebiet mit hohem Grundwasserstand, bei dem die Abdichtungssohle unterhalb des Grundwasserspiegels liegt sowie auf ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Beckens.

Stand der Technik

[0002] Das von Straßen oder sonstigen befestigten Verkehrsflächen ablaufende Wasser gilt rechtlich als Abwasser, das als solches zu behandeln ist. Um den stoßweisen Ablauf von nach einem Regenereignis ablaufendem Oberflächenwasser zu vergleichmäßigen, werden Rückhalte- und/oder Abscheidebecken benützt, die entweder als Becken aus Stahlbeton oder auch als mit Kunststoffdichtungsbahnen abgedichtete, wannenartige Erdbecken ausgeführt werden. Solche Becken dienen zur Speicherung der zulaufenden Wassermengen und zu deren gedrosselter Ableitung in eine Kläranlage oder in einen Vorfluter, als Abscheidebecken auch zur Reinigung des Wassers von Schwebstoffen und abscheidbaren Flüssigkeiten.

[0003] Bei der Anlage von Erdbecken in Gebieten mit hohem Grundwasserstand, wie in Flussauen, an Seeufern oder in der Nähe von Moorgebieten, müssen zur Herstellung besondere Maßnahmen ergriffen werden, um die als Beckendichtung verwendeten Kunststoffdichtungsbahnen im Trockenen verlegen und verschweißen zu können. Dazu muss durch Brunnenanlagen mit Pumpen, gegebenenfalls nach Umschließung der Baustelle mit Spundwänden, der Grundwasserspiegel bis unter die Beckensohle abgesenkt werden.

[0004] Wird ein solches Becken für Wartungsarbeiten entleert, dann muss die Beckendichtung gegen Auftrieb gesichert werden. Dies geschieht meist durch den Einbau dicker Bodenschichten, deren Kubatur noch vergrößert werden muss, weil das Material sich im Wasser befindet, dadurch unter Auftrieb steht und deshalb erheblich leichter ist als in trockenem Zustand. Dies bedingt den teuren Aushub einer großen Menge nassen Bodens, der meist beseitigt werden muss. Als Ersatzboden müssen Kiese geliefert werden. Bei Unfällen mit Chemikalien oder mit kontaminiertem Löschwasser nach Fahrzeugbränden werden solche lediglich als Ballast dienenden Bodenschichten verunreinigt; sie müssen dann mit hohen Kosten als Sondermüll beseitigt werden. Auch bei der Entleerung des Beckens für Wartungsarbeiten muss der Grundwasserspiegel immer bis auf die Höhe der Abdichtungssohle abgesenkt werden.

Aufgabe der Erfindung

[0005] Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um den arbeits- und kostenmäßigen Aufwand sowohl für die Errichtung, als auch für die Wartung eines solchen Erdbeckens zu verringern.

Darstellung der Erfindung

[0006] Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein wannenförmiges Rückthaltebecken gemäß Anspruch 1 gelöst.

[0007] Ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Beckens ist in Anspruch 7 angegeben.

[0008] Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

[0009] Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Ballastierung der Beckenabdichtung zur Verhinderung gegen die Wirkungen des Auftriebs durch das Grundwasser bei leerem Becken nicht innerhalb, sondern unterhalb des eigentlichen Beckens in einer ebenfalls gegenüber dem Grundwasser gedichteten Wanne anzuordnen. Das zur Füllung dieser Wanne verwendete Ballastmaterial ist so einerseits durch die Abdichtung gegenüber dem Grundwasser und andererseits durch die eigentliche Beckendichtung wie in einem Kissen eingeschlossen, so dass es trocken bleibt und seine Funktion als Ballast nicht verliert. Dadurch braucht keine Abminderung für Auftrieb angesetzt zu werden, wodurch sich für diesen Bereich die erforderliche Aushubtiefe deutlich verringert. Schließlich kann die Ballastschüttung nicht durch etwa kontaminiertes Oberflächenwasser verunreinigt werden.

[0010] Die Erfindung eröffnet eine weitere, sehr vorteilhafte Möglichkeit zur Herstellung eines solchen Beckens, nämlich unter Verzicht auf eine Absenkung des Grundwasserspiegels. So ist es ohne weiteres möglich, den Aushub für das Becken und die unterhalb des Beckens befindliche Wanne für die Ballastschüttung unter Wasser vorzunehmen, die Kunststoffdichtungsbahn für die Abdichtung der Wanne gegenüber dem Grundwasser über der wassergefüllten Baugrube auszulegen und sie durch fortlaufende Schüttung des Ballastmaterials unter Verdrängung des die Baugrube füllenden Wassers abzusenken. Das Profil des herzustellenden Beckens wird dann in der Ballastschüttung ausgeformt, so dass die eigentliche Beckendichtung im Trockenen verlegt und eingebaut werden kann.

[0011] Die Erfindung eröffnet aber noch einen weiteren Vorteil, nämlich dann, wenn als Füllmaterial für die Ballastschüttung zur Auftriebssicherung Schlacke aus Elektrostahlwerken, sogenannte Elektroofenschlacke mit einer Wichte größer 30 kN/m³ verwendet wird. Elektroofenschlacke enthält etwa 30 bis 35 % Eisen und ist deshalb sehr schwer. Infolge dieser Zusammensetzung hat dieses Material eine um 50 % höhere Einbaudichte als mineralisches Material. Daraus resultiert als Vorteil, dass die erforderlichen Aushubmengen gegenüber einer herkömmlichen Ballastierung aus mineralischem Material beträchtlich reduziert werden können; es wird hierdurch etwa ein Drittel der sonst notwendigen Aushubtiefe eingespart.

Beschreibung der Zeichnung

[0012] Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1

einen Schnitt durch ein Rückhaltebecken nach der Erfindung und

Fig. 2

einen Ausschnitt aus Fig. 1 in größerem Maßstab.

[0013] Zur Errichtung des in Fig. 1 in einem Querschnitt dargestellten Rückhaltebeckens 1 wird zunächst eine über die spätere Beckengröße hinausgehende Fläche mit geometrisch einfacher Form etwa 1 bis 2 m über die planmäßige Beckensohle 2 hinaus ausgehoben, so dass eine Wanne 3 mit einer Sohle 4 und Böschungen 5 entsteht, deren Oberflächen geglättet werden. Der hierdurch entstandene Aushubraum 6 füllt sich bis zum natürlichen Grundwasserspiegel 7 mit Wasser auf. Auf die Böschungen 5 werden vorsorglich Sickerrohre ausgelegt und Saugschläuche für Pumpen vorgesehen.

[0014] Im nächsten Schritt wird eine werkseitig oder neben dem zu erstellenden Becken 1 hergestellte Abdichtungsplane 8 aus flexiblen, miteinander verschweißten Kunststoffdichtungsbahnen über den Aushubraum 6 gezogen und provisorisch gesichert. Anschließend wird eine Schutzschicht 9, z.B. eine Faservliesmatte aus miteinander vernähten Einzelbahnen, über die bereits verlegte Dichtungsplane 8 gezogen. Im Bereich der Wannensohle 4 können noch Stabilisierungselemente 10 ausgelegt werden, die beim nachfolgenden Aufbringen der Ballastschüttung 11 ein Abrutschen der ersten Ballastschicht verhindern (Fig. 2).

[0015] Anschließend wird mit einem Bagger, der einen Ausleger mit entsprechender Reichweite besitzt, die Ballastschicht 11 zunächst auf der Aushubsohle 4 und sodann entlang der Böschungen 5 eingebaut. Das durch die fortschreitende Ballastierung verdrängte Grundwasser drückt sich bei einem Untergrund aus rolligem Material nach außen; bei einem Untergrund aus bindigem Material wird es von Pumpen durch die vorher unterhalb der Abdichtungsplane 8 verlegten Sickerrohre abgesaugt und in einen Vorfluter geleitet. Liegt die Abdichtungsplane 8 unter dem Gewicht der Ballastschüttung 11 vollflächig auf dem Untergrund 4, 5 auf, können die Pumpen abgeschaltet und entfernt werden.

[0016] Zwischen dem Tiefpunkt der Abdichtungsplane 8 und dem Beckenrand wird im Bereich eines Wartungs- und Kontrollschachtes 12 entlang der Böschung ein geschlossenes Rohr 13 verlegt und außerhalb der Abdichtungsplane 8 zunächst provisorisch befestigt; es dient gegebenenfalls zur Absaugung von etwa in die Ballastschüttung 11 eingedrungenem Wasser. Ein zweites kurzes Rohrstück 14 dient der Belüftung der Ballastschüttung 11, vor allem dann, wenn Wasser abgesaugt wird.

[0017] Das Zulaufrohr 15 zum Becken sowie das Auslaufrohr 16 werden oberhalb des Grundwasserspiegels 7 durch die Abdichtungsplane 8 geführt und in an sich bekannter Weise gedichtet. In den Böschungsflächen 5 können hierzu um die Rohrleitungen herum Betonkragen hergestellt und die Oberflächen geglättet werden. Auf diesen Oberflächen wird die Abdichtungsplane 8 in an sich bekannter Weise mit Klemmschienen und Dichtungsband befestigt.

[0018] Etwa 2 m außerhalb des Beckenrandes wird der Außenrand der Abdichtungsplane 8 in einem Ankergraben 17 verlegt, der anschließend verfüllt und das Füllmaterial verdichtet wird. Zwischen dem Ankergraben 17 und dem Rand der Aushubwanne 4 ist ein umlaufender Wall 18 angeordnet, der etwa 15 cm höher sein soll als der rückwärtige Rand der Abdichtungsplane 8 im Ankergraben 17. Damit wird vermieden, dass aufgestautes Wasser etwa aus dem Gelände unter die Beckendichtung 20 sickern kann.

[0019] Anschließend wird mit zusätzlichem Schüttmaterial die gewünschte Form des Rückhaltebeckens 1 hergestellt und zur Egalisierung der Flächen mit gleichartigem Sandmaterial abgedeckt. Auf die Sandschicht wird dann als untere Schutzschicht 19 für die Beckendichtung eine Faservliesmatte mit 500 g/m² Flächengewicht verlegt.

[0020] Anschließend erfolgt der Einbau der Beckendichtung 20. Sie besteht zweckmäßig ebenfalls aus miteinander verschweißten Kunststoffdichtungsbahnen aus modifiziertem Polyethylen oder thermoplastischen Olefinen, die eine ausreichende Beständigkeit gegen die im Straßenabwasser nach Unfällen vorkommenden Chemikalien besitzen. Die Beckendichtung 20 wird an die Rohrleitungen des Zu- und Ablaufs 15 bzw. 16 dicht angeschlossen. Anschließend wird außerhalb des Beckens 1 ein Kontroll- und Wartungsschacht 12 für den Ablauf erstellt. An diesen werden das Entwässerungsrohr 13 sowie das Belüftungsrohr 14 der Ballastschicht 11 angeschlossen.

[0021] Die Kunststoffdichtungsbahn der Beckendichtung 20 wird mit der Abdichtungsplane 8 hinter dem umlaufenden Erdwall 18 am Beckenrand durch Handschweißung verschweißt (21), um den Zutritt von Sickerwasser zu verhindern.

[0022] Die Beckendichtung 20 des Rückhaltebeckens 1 wird zur Beckenseite hin in an sich bekannter Weise durch Faservliesmatten 22 gegen Beschädigung durch Abrieb oder scharfkantige Steine geschützt. Darüber kann eine Krallmatte 23 zur Stabilisierung der Bodenandeckung 24 zumindest im Bereich der Böschungen verlegt werden. Auf der Beckensohle 2 wird als Schutz gegen die mechanische Beanspruchung bei Wartungsarbeiten eine etwa 10 cm dicke Betonschicht 25 in eine wabenartige, als Schalung dienende Matte eingebaut. Schließlich werden die Böschungen mit einer etwa 10 bis 15 cm dicken Bodenschicht 24 bedeckt und anschließend begrünt.

[0023] Der Beckenablauf 16 erfolgt in an sich bekannter Weise über gelochte Rohrleitungen 26, welche mit Filtergeweben und Vliesstoff umhüllt sind und an dichte Rohrleitungen 27 anschließen. Die Rohrleitungen 26 sind in halber Tiefe des Beckens 1 auf Kunststoffstützen montiert; sie können so von allen Seiten angeströmt werden, wodurch sich die Fließgeschwindigkeit im Becken verringert und damit dem Schlammrückhalt dient.

[0024] Diese Konstruktion kann ohne großen Aufwand gewartet werden; im Schadensfall sind nur geringe Mengen kontaminierten Materials zu entsorgen.

Ansprüche

1. Wannenförmiges, mit einer Kunststoffdichtungsbahn gedichtetes Becken für die Rückhaltung von Oberflächenwasser in einem Gebiet mit hohem Grundwasserstand, bei dem die Abdichtungssohle unterhalb des Grundwasserspiegels liegt, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Beckens (1) eine gegen das Grundwasser abgedichtete Wanne (3) mit einer Schüttung (11) aus Ballastmaterial angeordnet ist.

2. Wannenförmiges Becken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttung (11) aus Elektroofenschlacke besteht.

3. Wannenförmiges Becken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung (8) der Wanne (3) gegen das Grundwasser aus einer Kunststoffdichtungsbahn besteht.

4. Wannenförmiges Becken nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder der Abdichtung (8) in einem außerhalb des Beckens verlaufenden Ankergraben (17) angeordnet sind.

5. Wannenförmiges Becken nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ankergraben (17) und dem Rand der Wanne (3) ein umlaufender Wall (18) angeordnet ist, über den die Abdichtung (8) verläuft.

6. Wannenförmiges Becken nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffdichtungsbahn für die Abdichtung (8) der Wanne (3) und die Kunststoffdichtungsbahn (20) des Beckens (1) im Bereich des Walles (18) dicht miteinander verbunden, insbesondere verschweißt (21) sind.

7. Verfahren zum Herstellen eines Rückhaltebeckens nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- die Baugrube (6) für das zu errichtende Rückhaltebecken (1) wird ohne Umschließung oder Absenkung des Grundwasserspiegels (7) ausgehoben,

- über die Aushubfläche (4, 5) wird eine Dichtungsbahn (8) als Bodendichtung gelegt und mit Ballastmaterial (11) beschüttet, bis sie unter Verdrängung des in der Baugrube befindlichen Wassers auf die Aushubsohle (4) abgesunken ist,

- in der Oberfläche des Ballastmaterials (11) wird das Profil des zu errichtenden Rückhaltebeckens (1) ausgeformt,

- über die Oberfläche des Ballastmaterials (11) wird eine Dichtungsbahn als Beckendichtung (20) gelegt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenränder der Boden- (8) und der Beckendichtungsbahn (20) - unter Einschluss des Ballastmaterials (11) - dicht miteinander verbunden, insbesondere verschweißt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Ballastmaterial (11) Elektroofenschlacke verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Bodendichtungsbahn (8) zumindest im Bereich der Beckensohle (4) Stabilisierungselemente (10) zur Fixierung des Ballastmaterials (11) aufgelegt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Beckensohle (2) und/oder die geböschten Seitenwände des Beckens (1) eine Schutz- und/oder Ballastschicht aufgebracht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutz- und/oder Ballastschicht im Bereich der Beckensohle (2) aus einer Betonplatte (25) besteht.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutz- und/oder Ballastschicht im Bereich der geböschten Wände aus Bodenmaterial (24) besteht.

Zeichnung