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Baustelle eines Wasserkraftwerks mit einem teilweise gefüllten Speicherbecken, an dessen Ufer Erdarbeiten und Dammdichtung mit Naue Bentofix® stattfinden.

Wasserkraftanlagen abdichten

Geobaustoffe für Dämme, Böschungen und Speicherbecken

Die Abdichtung von Wasserkraftbauwerken beschreibt den Einsatz geosynthetischer Dichtungsbahnsysteme an Dämmen, Böschungen von Speicherbecken und wasserbaulichen Bauwerken. Hydraulische Druckhöhe, Sickerwasser und Böschungserosion führen zu langfristigen Risiken. Carbofol® HDPE-Kunststoffdichtungsbahnen und Bentofix® geosynthetische Tondichtungsbahnen bieten bewährte, undurchlässige Lösungen für Laufwasserkraftwerke, Speicherbecken und Pumpspeicherkraftwerke.

Auf einen Blick

  • Abdichtung und Schutz von Dämmen, Beckendämmböschungen und Wasserbauwerken in Wasserkraftanlagen mit geosynthetischen Dichtungsbahnsystemen
  • Carbofol®, Bentofix®, Secutex®, Secudrain®, Secumat®
  • Verdichteter Dammschüttboden, natürliche Böschungen, Betonbauwerke, felsiger Untergrund
  • DIN 18195, EN 13361, ICOLD Bulletin 135, DVWK 113, GRI GM13, BAM-Zulassung (Carbofol® HDPE 510 No. 08/BAM IV.3/08/15)
  • Laufwasserkraftwerke, Pumpspeicherbecken, Absetzanlagen für Aufbereitungsrückstände, Hochwasserschutzdämme, Einlaufbauwerke

Abdichtung von Wasserkraftbauwerken: zentrale Herausforderungen, Lösungen und Resultate

Herausforderungen

  • Hohe hydraulische Druckhöhe verursacht Sickerwasserströmung durch den Dammbaukörper und die Bauwerke des Speicherbeckens
  • Böschungserosion an Speicherbeckenböschungen und Dammaußenseiten infolge Wellengang und Strömung
  • Auftriebskräfte und Dränung hinter der Kunststoffdichtungsbahn verursachen mechanische Beanspruchungen
  • Steile felsige Böschungen erfordern die Verankerung des Dichtungssystems in schwierigem Gelände
  • Erfordernis einer mineralischen Abdichtung, wenn die Beschaffung von Ton unwirtschaftlich oder nicht praktikabel ist

Lösung

  • Carbofol® HDPE-Kunststoffdichtungsbahn als primäre undurchlässige Barriere für Dammaußenseiten und Böschungen von Speicherbecken
  • Secumat® Erosionsschutzmatten mit Begrünungsunterstützung auf Böschungen bis 1:1,5
  • Secudrain® Dränmatten zur Entlastung des Porenwasserdrucks hinter der Dichtungsbahn
  • Bentofix® GTD-Verbund mit mechanischer Felsankerbefestigung durch zertifizierte Installateure (ersetzt eine verdichtete Tondichtung)

Ergebnis

  • Permeation auf ca. 2,59 × 10⁻¹³ m³/s pro Defekt reduziert (Kunststoffdichtungsbahn- + GTD-Verbundsystem)
  • Wurzelbewehrte Deckschicht; dauerhafter Erosionsschutz ohne hartes Deckwerk
  • Kontrollierte Dränung verhindert hydrostatische Beanspruchung des Abdichtungssystems
  • Reduzierung von Materialtransport und Bauzeit

Typische Anwendungen in der Wasserkraft: Einsatzbereiche für Geobaustoffe

Geobaustoffe von Naue werden überall dort eingesetzt, wo Undurchlässigkeit, Böschungsstabilität und eine lange Nutzungsdauer entscheidend sind.

  • Dams and dykes overflow protection

    Staumauervorderseiten

    Dauerhafte Abdichtung von Dammaußenflächen gegen hydraulische Druckhöhe und Sickerwasserverluste mit Carbofol® HDPE-Kunststoffdichtungsbahnen

  • Ponds reservoir

    Böschungen von Speicherbecken

    Erosionsschutz- und Dichtungssysteme für Dämme von Speicherbecken und Einlaufkanälen mit Bentofix® GTD und Secumat®

  • Water storage

    Pumpspeicherkraftwerke

    Verbundabdichtung für Ober- und Unterbecken bei zyklischen Wasserspiegelschwankungen mit Carbofol® HDPE mit geprägter Oberfläche

  • Dykes levees waterways canals

    Hochwasserschutzdämme

    Geosynthetische Tondichtungsbahn an Damm/Deich (Binnenland)-Böschungen zur Kontrolle von Sickerwasser während Hochwasserereignissen mit Bentofix®-GTD Systemen

  • Canal construction

    Einlaufbauwerke und Kanäle

    Undurchlässige Abdichtung von Triebwasserkanälen und Einlaufbauwerken zur Verhinderung von Wasserverlusten mit Carbofol® HDPE-Kunststoffdichtungsbahnen

Baustelle eines Wasserkraftkanals, bei der Bentofix® GTD und die Carbofol® Kunststoffdichtungsbahn als Abdichtungskomponenten eingebaut sind.
Baustelle eines Wasserkraftkanals, bei der Bentofix® GTD und die Carbofol® Kunststoffdichtungsbahn als Abdichtungskomponenten eingebaut sind.

Robustheit und Einbausicherheit

Dichtungen von Wasserkraftdämmen und Speicherbecken müssen einer permanenten hydraulischen Druckhöhe, Temperaturschwankungen und Bauwerkslasten standhalten. Carbofol® HDPE-Kunststoffdichtungsbahnen und Bentofix® geosynthetische Tondichtungsbahnen sind genau für diese Bedingungen ausgelegt. Ihr Einbau hat sich bei Großprojekten mit steilen und felsigen Böschungen bewährt, einschließlich Abschnitten mit mechanischer Felsankerbefestigung.

Praktische Vorteile:

  • Carbofol® HDPE ist mit geprägter Oberfläche (MF/MF) für den Reibungsverbund auf steilen Böschungen erhältlich.
  • Vernadelte Faserbrücken der Bentofix® GTD halten Natriumbentonit unter hydraulischer Druckhöhe ohne Extrusionsrisiko zurück.
  • Das Secutex® Schutzvlies schützt die Kunststoffdichtungsbahn vor Durchstoß durch Gesteinskörnung der Unterlage und Einbaugeräte.
  • Secudrain® Dränmatte verhindert schädliche Wasseransammlungen hinter der Dichtungsbahn an steilen Dämmen.
  • Alle Produkte erfüllen die Anforderungen der BAM-Zulassung und internationalen Qualitätsstandards.

Wasserkraftwerke im Wasserbau: häufig gestellte Fragen

Geobaustoff-Abdichtungen für Wasserkraftanlagen bezeichnen den Einsatz von HDPE-Kunststoffdichtungsbahnen und geosynthetischen Tondichtungsbahnen (GTDs), um Sickerwasser durch Dammkörper, Beckenschrägen und Wasserbauwerke zu verhindern. Sie sind überall dort erforderlich, wo eine dauerhafte hydraulische Druckhöhe, wechselnde Wasserstände oder erosive Strömungsbedingungen ein unzulässiges Sickerwasserrisiko erzeugen, das nicht allein mit verdichtetem Ton oder Beton beherrscht werden kann.

Wählen Sie Carbofol® HDPE-Kunststoffdichtungsbahn als primäre polymerische Barriere für ebene oder vorbereitete Untergründe mit hoher hydraulischer Druckhöhe. Wählen Sie Bentofix® GTD, wenn eine selbstheilende mineralische Schicht ist erforderlich, wenn verdichteter Ton unwirtschaftlich ist oder wenn eine sekundäre redundante Barriere vorgesehen ist. Für eine maximale Abdichtungsleistung werden beide Produkte in einem Verbundsystem kombiniert.

Relevante Normen sind DIN 18195 (Abdichtung von Bauwerken), EN 13361 (Kunststoffdichtungsbahnen für Speicherbecken), ICOLD Bulletin 135 (Kunststoffdichtungsbahnen in Dämmen), DVWK 113 und die BAM-Zulassungsanforderungen für Deutschland. Carbofol® HDPE 510 2.5 MF/MF besitzt die BAM-Zulassung Nr. 08/BAM IV.3/08/15. Projektspezifische Normen und nationale Vorschriften sind vom planenden Ingenieur zu prüfen. Für Unterstützung wenden Sie sich bitte über unser Kontaktformular an unser Engineering-Team.

Eine 10 mm dicke, hydratisierte Bentofix® GTD-Schicht erreicht die gleiche Abdichtungsleistung wie eine 600 mm dicke verdichtete Tondichtung, jedoch bei deutlich geringeren Kosten. Einsparungen ergeben sich aus dem geringeren Materialvolumen, reduzierten Transportbewegungen, kürzerer Bauzeit und einem geringeren Erdbaubedarf. Die genauen Einsparungen hängen von der Projektgröße und den lokalen Materialkosten ab.

Der Einbau an steilen Böschungen erfordert Fachunternehmen mit zertifizierter Schweißausrüstung. Bei felsigen Oberflächen sichert eine Felsankerbefestigung (typischerweise 0,6 m lange zementierte Anker mit 20 mm Durchmesser) den oberen Bereich der Dichtungsbahn. Die Schweißnähte der Kunststoffdichtungsbahn werden als Doppelnaht ausgeführt und mittels Druckprüfung geprüft. Naue stellt Einbauservice, Handbücher, QA-Pläne und technische Bauüberwachung zur Verfügung.

Das Leistungsverhalten von Kunststoffdichtungsbahnen im Wasserbau wird durch ICOLD Bulletin 135, EN 13361-1 und DVWK 113 geregelt. Bemessungsberechnungen zur Durchströmung für Verbundsysteme (Kunststoffdichtungsbahn + GTD) basieren auf veröffentlichten Leckagemodellen (z.B. Giroud und Bonaparte, 1989). Naue stellt Bemessungsunterstützung gemäß aktuellen internationalen Richtlinien und nationalen Anforderungen zur Verfügung. Entsprechende Software steht Ihnen kostenfrei im Naue Portal zur Unterstützung Ihrer Lösungsauswahl und Ihres Bemessungsprozesses zur Verfügung.

Carbofol® HDPE-Kunststoffdichtungsbahnen werden aus HDPE-Granulat in Lebensmittelqualität hergestellt und sind für den Kontakt mit Trinkwasser geeignet. BAM-geprüfte Varianten erfüllen die deutschen regulatorischen Anforderungen für sensible hydraulische Anwendungen. Für projektspezifische Zertifizierungen und Zulassungen in Ihrem Einsatzland wenden Sie sich bitte an den Naue Vertrieb (Kontaktformular).

Secudrain® wird unmittelbar hinter der Kunststoffdichtungsbahn oder der GTD angeordnet, um jegliches Wasser aufzunehmen und abzuleiten, das die primäre Abdichtung passiert. In steilen Dammbereichen verhindert es den Aufbau von Porenwasserdruck, der ein Aufschwimmen oder ein laterales Verschieben der Dichtungsbahn verursachen könnte. Die Dränung wird zu einem kontrollierten Sammelpunkt am Dammfuß geführt. Der Verbund wird entsprechend den Dränungsanforderungen der DVWK 113 vorgesehen.

Alle Kunststoffdichtungsbahn-Schweißnähte werden als Doppel-Extrusionsschweißnähte ausgeführt und nach Fertigstellung mittels Luftlanzen- oder Druckkanalverfahren geprüft. Naue stellt projektspezifische QA-Pläne, Schweißnahtprüfprotokolle und Unterlagen zur Materialrückverfolgbarkeit zur Verfügung. Für BAM-gebundene Projekte wird eine zusätzliche Häufigkeit an Zerstörungsprüfungen vorgesehen. Die zertifizierten Einbauteams von Naue sind sowohl im Schweißen als auch in den Sicherheitsanforderungen für den Einbau an steilen Dammaußenseiten geschult.

Planung Ihres Abdichtungssystems für Wasserkraftanlagen: Normen und Ingenieursberatung

Die Bemessung geosynthetischer Abdichtungssysteme für Wasserkraftbauwerke basiert auf anerkannten internationalen und nationalen Normen. Naue Ingenieure unterstützen Projektteams von der Konzeptphase bis zur Qualifikation des Einbaus.

  • DIN 18195: Abdichtung von Bauwerken: allgemeine Anforderungen an Dichtungssysteme (Deutschland)
  • EN 13361: Kunststoffdichtungsbahnen: Anforderungen an Eigenschaften für die Verwendung in Speicherbecken und Kanalauskleidung (Europa)
  • ICOLD bulletin 135: Kunststoffdichtungsbahnen als Elemente zur Sickerwasserrückhaltung in Dämmen und Speicherbecken (international)
  • DVWK 113: Einsatz synthetischer Dichtungsbahnen im Wasserbau: Hinweise zur Bemessung und zum Einbau (Deutschland)
  • GRI GM13: Prüfverfahren und Eigenschaften für glatte und geprägte HDPE-Kunststoffdichtungsbahnen (USA/International)
  • BAM approval: Zulassung des Bundesinstituts für Carbofol® HDPE 510 (Nr. 08/BAM IV.3/08/15)
Luftbild des Dammbauwerks an der Save, bei dem Naue Bentofix® die Abdichtung innerhalb der Dämme übernimmt und Secutex® H unter der Steinschüttung als Filtrations- und Trennschicht eingebaut ist.
Luftbild des Dammbauwerks an der Save, bei dem Naue Bentofix® die Abdichtung innerhalb der Dämme übernimmt und Secutex® H unter der Steinschüttung als Filtrations- und Trennschicht eingebaut ist.

Einsatz von Geobaustoffen von Naue in Wasserkraftbauwerken

  1. Wasserdichte polymerbasierte Barriere unter permanenter hydraulischer Druckhöhe: Carbofol®
  2. Selbstdichtende Mineralschicht: Bentofix®
  3. Kontrollierte Dränung hinter der Dichtungsbahn zur Verhinderung von Auftrieb: Secudrain®
  4. Durchstoßschutz für die Kunststoffdichtungsbahn während Einbau und Nutzungsdauer: Secutex®
  5. Dauerhafter Erosionsschutz an Böschungen: Secumat®

Downloads und Services

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