| Dokumentenidentifikation |
DE102005054330A1 24.05.2007 |
| Titel |
Verfahren und Vorrichtung zum Abdichten der Wandungen von Ingenieurbauwerken aus Beton, insbesondere von unterirdischen Tunnelbauwerken |
| Anmelder |
MUEG Mitteldeutsche Umwelt- und Entsorgung GmbH, 06242 Braunsbedra, DE |
| Erfinder |
Saal, Wolfgang, 06255 Schafstädt, DE; Engelmann, Roland, 06217 Beuna, DE |
| Vertreter |
Zinken-Sommer, R., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 80939 München |
| DE-Anmeldedatum |
11.11.2005 |
| DE-Aktenzeichen |
102005054330 |
| Offenlegungstag |
24.05.2007 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
24.05.2007 |
| IPC-Hauptklasse |
E21D 11/38(2006.01)A, F, I, 20051111, B, H, DE
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| Zusammenfassung |
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten der Wandungen von Ingenieurbauwerken aus Beton, vorzugsweise von unterirdischen Tunnelbauwerken, wobei ein Verlegewagen mit einem schwenkbaren Andrückbalken zum Einsatz kommt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, die auf einem fahrbaren Verlegewagen angeordnet ist und mittels eines schwenkbaren Auslegerarmsystems automatisch sowie in mehrstufiger Ausführung Dichtungsbahnen bzw. Geotextilien auf die Tunnelwandung aufbringen kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass am Verlegewagen ein hydraulisch angesteuertes, schwenkbares Auslegerarmsystem befestigt ist, welches mindestens einen Hebelarm sowie mindestens einen Hydraulikzylinder und ein Weg-Messsystem aufweist, wobei zwischen den Hebelarmen der als Zentralrohr ausgebildete, flexibel gelagerte und über mindestens ein Kardangelenk mit dem Auslegersystem verbundene Andrückbalken angeordnet ist, der zum einen mit mindestens einer Halterung, mindestens einer Schwenk- und Haltevorrichtung sowie mindestens einer Anpressrolle ausgestattet ist sowie zum anderen über ein Halteprofil mit mindestens einer Halte- und Ausfahrvorrichtung und mit mindestens einer Rollvorrichtung mit Aufnahmen für mindestens einen Industriefön verbunden ist. Die benötigte Luftmenge für die Industrieföne wird über ein Zentralgebläse zugeführt.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten der Wandungen
von Ingenieurbauwerken aus Beton, vorzugsweise von unterirdischen Tunnelbauwerken,
wobei eine Verlegewagen mit einem schwenkbaren Andrückbalken zum Einsatz kommt.
Derartige Isolierungen werden derzeit fast ausschließlich zwischen
einem äußeren Gewölbe aus Spritzbeton, geschaltem Ortsbeton oder
Betontübbingen und einem eigentlich tragenden Innengewölbe eingebaut.
Für Folienisolierungen im Tunnel- und Stollenbau werden vornehmlich Folien
in einer Stärke von 1,0 bis 3 mm verwendet. Eine große Schwierigkeit bereitet
dabei das Befestigen der Folien an der sehr oft nassen Innenwand. Für die Befestigung
der Folie an der äußeren Auskleidung aus Beton, Spritzbeton oder Naturstein
wurden bereits mehrere Lösungen durch Anhängen mit Hilfe von Rondellen
oder Schienen oder durch Aufspannen bzw. durch Einschießen von Nägeln
gefunden. Die Folien werden oft geschädigt und sind nicht mehr dicht gegen
Sicker- und/oder Druckwasser.
Bei einem weiteren Verfahren werden Stahlgitterbögen in einem
bestimmten Abstand zur Betondecke abgespannt, an denen die Folie befestigt wird.
Alle diese Verfahren sind arbeitsaufwendig und qualitativ wenig zufriedenstellend.
Der derzeitige Stand der Technik wird darüber hinaus durch verschiedenste
Verfahrensvarianten des bekannten „Hot-Melt-Verfahrens" gebildet. Dabei werden
unterschiedliche Folien bzw. Folienbahnen auf der Betonwandung durch das Aufbringen
von Heissleim befestigt (CH 441 417,
CH 652 448, CH
560 811).
In einer besonderen Ausführungsform dieses Hot-Melt-Verfahrens
wird in EP 1 192 332 B1 eine Vorrichtung
und ein dazugehöriges Verfahren beschrieben, wobei auf einem speziellen Transportgestell
ein Arbeitsspeicher mit Heissleim und die Folienbahnen zum Einbauort transportiert
werden. Die Folienbahnen werden nach dem Aufbringen von Heißleim an der Wandung
über einen Leimbalken und eine Anpressrolle befestigt.
Auch diese Verfahren sind kostenaufwendig.
Letztlich ist eine Dichtungsbahn für unterirdische Bauwerke und
dergleichen mit einer wenigstens einschichtigen Kunststoffbahn bekannt, wobei die
Dichtungsbahn auf einer Flachseite zumindest abschnittsweise mit einer Geotextilschicht
verbunden ist (EP 1 057 940 A1).
Die Dichtungsbahn kommt teilweise mehrschichtig, jedoch als mehrschichtige Variante
vorgefertigt zum Einsatz und wird in einem Zuge durch Verklebung auf die Tunnelwandung
aufgebracht.
Allen vorgenannten Dichtungsbahnen und Verfahren ist gemeinsam, dass
Sie in einem einstufigen Verfahren auf die Tunnelwandung vorzugsweise über
Heißleimverklebung aufgebracht werden.
Darüber hinaus ist eine Abdichtung von Wandungen gegen Druck-
und Sickerwasser durch das Aufbringen einer mehrschichtigen Dichtungsbahn aus Schaumkunststoff
und PVC bekannt, die das Befestigen dieser einen Verbundschicht auf der Betonwandung
durch Aufschmelzen realisiert (DE 28 37 333).
Das Aufschmelzen erfolgt mittels Heißgas oder offener Flamme, wobei die Dichtungsbahn
über das Erhitzen der PVC-Schicht an der Betonwandung direkt und in einem einstufigen
Verfahren aufgeschmolzen wird. Dabei wird die PVC-Schicht und die Schaumstoffschicht
relativ oft verletzt, so dass sich Schmelzlöcher bilden, durch die Wasser über
die Schaumstoffschicht und die PVC-Schicht in den Beton eindringt und durch diesen
langsam hindurchdringt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln,
die auf einem fahrbaren Verlegewagen angeordnet ist und mittels eines schwenkbaren
Auslegerarmsystems automatisch sowie in mehrstufiger Ausführung Dichtungsbahnen
bzw. Geotextilien auf die Tunnelwandung aufbringen kann.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass
am Verlegewagen ein hydraulisch angesteuertes, schwenkbares Auslegerarmsystem befestigt
ist, welches mindestens einen Hebelarm, sowie mindestens einen Hydraulikzylinder
und ein Weg-Messsystem aufweist, wobei zwischen den Hebelarmen der als Zentralrohr
ausgebildete, flexibel gelagerte und über mindestens ein Kardangelenk mit dem
Auslegersystem verbundene Andrückbalken angeordnet ist, der zum einen mit mindestens
einer Halterung, mindestens einer Schwenk- und Haltevorrichtung sowie mindestens
einer Anpressrolle ausgestattet ist sowie zum anderen über ein Halteprofil
mit mindestens einer Halte- und Ausfahrvorrichtung und mit mindestens einer Rollvorrichtung
mit Aufnahmen für mindestens einen Industriefön verbunden ist.
Das schwenkbare Auslegerarmsystem ist am Verlegewagen vorzugsweise
über einen zentralen Bolzen befestigt ist.
Die Hebelarme sind vorzugsweise als Parallelogramm-Hebelarme ausgeführt.
Die Zylinder des Hauptauslegers des Verlegearmsystems sind nur gemeinsam
ansteuerbar und mit den notwendigen Sicherheitsventilen ausgestattet.
Die gleichmäßige Bewegung der beiden Zylinder wird mit dem
in den Zylindern integrierten Wegmesssystem überwacht. Die beiden Zylinder
für die Parallelogramm-Hebelarme sind einzeln ansteuerbar, damit Ungleichheiten
des Felsens angesteuert werden können.
Die Hebel mit den Anpressrollen werden mittels Luft-Balgzylindern
an die Felswand gepresst. Die Balgzylinder sind parallel geschaltet, können
jedoch zusätzlich mit einem Handhebelventil ein- und ausgeschaltet werden.
Die Druckluftversorgung erfolgt über einen zentralen Kompressor.
Der Verlegewagen weist eine SPS-Steuerung auf. Die Steuerung ist so
aufgebaut, dass im Handbetrieb jede Funktion einzeln angesteuert werden kann. Als
weitere Möglichkeit ist ein Automatikbetrieb vorgesehen. Darin ist ein fester
Ablauf programmiert, welcher automatisch den Anpressbalken an die Felswand bringt
und dort stoppt, wenn die Anpressrollen die Folie an das Geotextil bzw. an den Felsen
presst. Das Querfahren erfolgt mittels Joystick durch das Bedienpersonal.
Die Kinematik des Auslegerarmsystems ist so ausgebildet, dass sie
für das Verschweißen der Folienbahnen untereinander weggeschwenkt werden
können.
Das Zentralstahlrohr ist über Kardangelenke am Auslegerarmsystem
befestigt. Die Kardangelenke schaffen im Zusammenhang mit dem Auslegerarmsystem
die Möglichkeit, Ungenauigkeiten der abzudichtenden Felswand auszugleichen.
Die Halte- und Ausfahrvorrichtung für die Industrieföne
weist einen Aufnehmer (Thermometer oder Sensor) für eine Temperatursteuerung
auf.
Die Industrieföne weisen ebenfalls eine eigene Temperaturregelung
in Form eines Potentiometers auf, welches im Bereich der Medieneinleitung angeordnet
ist.
Die Rollvorrichtung der Industrieföne ist auf die über die
Andrückrollen an die Tunnelwand bzw. die bereits vorhandene Folie bzw. dem
Geotextil aufzusetzen und bewegt sich auf dieser als Abstandshalter für den
Industriefön.
Die Rollvorrichtung ist so ausgeführt, dass sie den Industriefön
in einem minimalen Abstand von 5 cm über die Folie oder das Geotextil führt.
Die Rollvorrichtung ist aus vorzugsweise zwei im äußeren
Bereich geführte Rollen (Durchmesser von 50 bis 150 mm) sowie mindestens einem
Klemmteil ausgeführt. Die Rollenvorrichtung ist vorzugsweise aus Kunststofflaufrollen
gefertigt und wird zusätzlich mittels Vorspanneinheiten an die Folie bzw. das
Geotextil angepresst, damit ein Überkopfarbeiten möglich wird.
Die Industrieföne sind in einem Winkel von 15 bis 45° zur
Oberfläche der Folie oder des Geotextils angestellt. Die Austrittstemperatur
der Industrieföne beträgt 60 bis 650°C.
Die Halte- und Ausfahrvorrichtung für die Industrieföne
ist über jeweils einen Zylinder in einem Winkel von 0 bis 90° schwenkbar
und in einem Bereich von 100 bis 250 mm teleskopartig aus- und einfahrbar ausgeführt.
Auf dem Halteprofil des Andrückbalken ist eine zentrale Luftleitung
mit Zuführungen für jeden Industriefön angeordnet, die mit einem
steuerbaren zentralen Hochdruckgebläse verbunden ist.
Die aufzubringenden Folien bzw. Geotextilien können eine maximale
Breite von 4,5 m aufweisen und sind rechts- wie linksseitig von der Haltevorrichtung
abwickelbar.
Vorteile der Erfindung:
- 1. Die Vorrichtung ist an jede Kontur der Tunnelwandung anpassbar.
- 2. Es erfolgt eine mehrfach variable Anpressbarkeit.
- 3. Durch die Verwendung von steuer- und schwenk- sowie ausfahrbaren Industriefönen
mit einer Temperaturregelung im Bereich zwischen 60 und 650°C ist es möglich,
die Folien bzw. Geotextilien ohne die Verwendung von Heißklebstoff und ohne
Überhitzungsschäden (Schmelzlöcher) passgenau aufzubringen.
- 4. Die Rollvorrichtung der Industrieföne sichert einen gleichmäßigen
Abstand zur aufzubringenden Folie.
- 5. Die schwenk- und anpassbaren sowie geteilt ausgeführten Andrückrollen
gewährleisten im Zusammenwirken mit der Industriefönvorrichtung eine optimale
Verschweißbarkeit der Folien bzw. Textilien mittels Heißluft.
- 6. Eine thermische Belastung der Kunststoffdichtungsbahn, die zu Strukturänderungen
führen kann, wird durch die Temperatur-Steuerung der Anlage und die Rollvorrichtung
für die Industrieföne vermieden.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert werden.
Dabei zeigen:
1 – das Auslegerarmsystem in der Schräg-Ansicht
2 – den Andrückbalken mit Anpressrollen
und Industriefönen in der Ansicht
3 – Detail Anpressrollen in der Ansicht
4 – Detail Anpressrollen im Querschnitt
5 – Detail Anpressrollen im Längsschnitt
6 – Detail Halte- und Ausfahrvorrichtung Industrieföne
in der Schrägansicht
7 – Detail Halte- und Ausfahrvorrichtung Industrieföne
in der Ansicht
8 – Detail Halte- und Ausfahrvorrichtung Industrieföne
im Querschnitt
Die Auslegerarme 1; 2 und die Zylinder
3; 4; 5; 6 sind über die Befestigungskästen
7; 8 und einen nicht dargestellten zentralen Bolzen mit dem ebenfalls
nicht dargestellten Verlegewagen verbunden, der schienenfahrbar im Tunnel bewegt
wird (1).
Die Auslegerarme 1; 2 sind über die Kardangelenke
9; 10 mit dem als Zentralrohr ausgebildeten Andrückbalken
11 verbunden (2). Am Andrückbalken
11 sind über Laschen 12 die schwenkbaren Ausleger
13 der Anpressrollen 14sowie über die Flansche
15 die Balgzylinder 16 befestigt, die das Bewegen der Anpressrollen
14 bewerkstelligen (3; 4;
5).
Am Andrückbalken 11 ist das Halteprofil 17
befestigt, an dem über Flansche 18 die Halte- und Ausfahrvorrichtung
19 der Industrieföne 20 sowie der Zylinder 21 angeordnet
sind (6; 7;
8). Die Industrieföne 20 werden durch
eine Klemmvorrichtung 22 arretiert, die zusammen mit einem Aufnehmer
23 der Temperatursteuerung in einer Rollvorrichtung 24 eingefasst
sind. Die Rollvorrichtung 24 weist zwei Kunststoffrollen 25;
26 auf, die auf der zu verschweißenden Folie 27 aufliegend
geführt sind und als Abstandshalter dienen.
Der Ausfahrweg liegt zwischen 100 bis 250 mm. Der Zylinder
21 dient zum Verschwenken der Vorrichtung 19 und zum Anpressen
an die Folie 27.
Die benötigte Luftmenge wird über Zentralgebläse
30 erzeugt. Jedes Zentralgebläse 30 erzeugt die benötigte
Luftmenge für vier Industrieföne 20. Die Zentralgebläse
30 sind auf den Auslegerarmen 1 und 2 verschraubt. Der
Transport der Luftmenge zu den Industriefönen 20 erfolgt über
die zentrale Luftleitung 28, die auf dem Andrückbalken 11
angeordnet sind. Von der zentralen Luftleitung 28 zweigen Luft-Zuleitungen
29 zu den einzelnen Industriefönen 20 ab.
- 1
- Auslegerarm
- 2
- Auslegerarm
- 3
- Zylinder
- 4
- Zylinder
- 5
- Zylinder
- 6
- Zylinder
- 7
- Befestigungskasten
- 8
- Befestigungskasten
- 9
- Kardangelenk
- 10
- Kardangelenk
- 11
- Andrückbalken
- 12
- Laschen
- 13
- Ausleger
- 14
- Anpressrolle
- 15
- Flansch
- 16
- Balgzylinder
- 17
- Halteprofil
- 18
- Flansch
- 19
- Halte- und Ausfahrvorrichtung
- 20
- Industriefön
- 21
- Zylinder
- 22
- Klemmvorrichtung
- 23
- Temperaturaufnehmer
- 24
- Rollvorrichtung
- 25
- Kunststoffrollen
- 26
- Kunststoffrollen
- 27
- Folie
- 28
- zentrale Luftleitung
- 29
- Luft-Zuleitung
- 30
- Zentralgebläse
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| Anspruch[de] |
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Vorrichtung zum Abdichten der Wandungen von Ingenieurbauwerken aus Beton,
vorzugsweise von unterirdischen Tunnelbauwerken, wobei die erste Dichtungsschicht
als Geotextil an der Bauwerks-/Tunnelwandung angeordnet und darauf eine zweite,
mittels einer Heißluftvorrichtung aufzubringende, kombinierte Schicht aus einem
weiteren Geotextil und einer Kunststoffbahn aufgebracht ist, wobei die Dichtungsbahnen
auf einem schienenfahrbaren Verlegewagen als abwickelbare Rollen angeordnet sind
und der Verlegewagen einen schwenkbaren Andrückbalken aufweist, gekennzeichnet
dadurch, dass am Verlegewagen ein hydraulisch angesteuertes, schwenkbares Auslegerarmsystem
befestigt ist, welches mindestens einen Hebelarm (1; 2), sowie
mindestens einen Hydraulikzylinder (3; 4, 5;
6) und ein Weg-Messsystem aufweist, wobei zwischen den Hebelarmen (1;
2) der als Zentralrohr ausgebildete, flexibel gelagerte und über mindestens
ein Kardangelenk (9; 10) mit dem Auslegersystem (1;
2) verbundene Andrückbalken (11) angeordnet ist, der zum
einen mit mindestens einer Halterung (12), mindestens
einer als Ausleger (13) ausgebildeten Schwenk- und Haltevorrichtung sowie
mindestens einer Anpressrolle (14) ausgestattet ist sowie zum anderen über
ein Halteprofil (17) mit mindestens einer Halte- und Ausfahrvorrichtung
(19) und mit mindestens einer Rollvorrichtung (24) mit Aufnahmen
(22) für mindestens einen Industriefön (20) verbunden
ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das schwenkbare
Auslegerarmsystem am Verlegewagen über einen zentralen Bolzen befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Hebelarme
(1; 2) als Parallelogramm-Hebelarme ausgeführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Zylinder
(3; 4) des Auslegerarmsystems nur gemeinsam ansteuerbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Verlegewagen
eine SPS-Steuerung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Halte-
und Ausfahrvorrichtung (19) für die Industrieföne (20)
und einen Aufnehmer (23) (Thermometer oder Sensor) für eine Temperatursteuerung
aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6, gekennzeichnet dadurch, dass die
Industrieföne (20) eine Temperaturregelung aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Rollvorrichtung
(24) auf die über die Andrückrollen (14) an die Tunnelwand
bzw. die bereits vorhandene Folie (27) bzw. dem Geotextil aufzusetzen ist
und sich auf dieser als Abstandshalter für den Industriefön (20)
bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 8, gekennzeichnet dadurch, dass die
Rollvorrichtung (24) so ausgeführt ist, dass sie den Industriefön
(20) in einem minimalen Abstand von 5 cm über die Folie (27)
oder das Geotextil führt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 8, gekennzeichnet dadurch, dass die
Rollvorrichtung (24) aus vorzugsweise zwei im äußeren Bereich
geführte Rollen (25; 26) (Durchmesser von 50 bis 150 mm)
sowie mindestens einem Klemmteil (22) ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 6, 7 und 9, gekennzeichnet dadurch, dass
die Industrieföne (20) in einem Winkel von 15 bis 45° zur Oberfläche
der Folie (27) oder des Geotextils angestellt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 6, 7, 9 und 11, gekennzeichnet dadurch,
dass die Austrittstemperatur der Industrieföne (20) 60 bis 650°C
beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 6, 7, 9, 11 und 12, gekennzeichnet dadurch,
dass auf dem Halteprofil (17) des Andrückbalken (11) eine
mit einem steuerbaren Zentralgebläse (30) verbundene zentrale Luftleitung
(28) mit Zuführungen (29) für jeden Industriefön
(20) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 6, 7, 9, 11,12 und 13, gekennzeichnet dadurch,
dass jeweils ein Zentralgebläse (30) für vier Industrieföne
(20) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 6, 7, 9, 11, 12 und 13, gekennzeichnet
dadurch, dass die Halte- und Ausfahrvorrichtung (19) für die Industrieföne
(20) über jeweils einen Zylinder (21) in einem Winkel von
0 bis 90° schwenkbar und in einem Bereich von 100 bis 250 mm aus- und einfahrbar
ausgeführt ist.
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