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Tunnelabdichtungen

Moderne Verkehrstunnel werden heutzutage immer häufiger unter geologisch und bautechnisch schwierigen Gegebenheiten mit einer Funktionstüchtigkeit von mehr als 100 Jahren geplant. Sie müssen daher intensiv gegen die Einwirkung von Grund- und Bergwasser geschützt werden. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an das Bauwerk und an die Abdichtung gerade in Bezug auf die Dauer der Funktionstüchtigkeit.

Die Höhe des hydrostatischen Druckes und die Wasseraggressivität bestimmen den Umfang des notwendigen Bauwerksschutzes für unterirdische Baumaßnahmen. Hinzu kommt die zunehmend aus ökologischen Gründen gewünschte Einschränkung der Bergwasserdränung. Es gibt ein breites Spektrum an technischen sowie ökonomischen Möglichkeiten, das jeweils geeignete Bauwerksschutzsystem auszuwählen. Dabei ist es sinnvoll, an einem Tunnel unterschiedliche bzw. spezielle Lösungsansätze projektweise zu erarbeiten und zu verwirklichen. Für offene und bergmännische Bauweisen, stark unterschiedliche Wasseraggressivitäten oder für Übergänge von Abschnitten mit anstehendem Druck- und Sickerwasser, müssen individuelle Lösungen gefunden werden.

Die Abdichtung dient dabei nicht allein dem Korrosionsschutz für wichtige Einbauten. Auch die Gebrauchstauglichkeit (Vereisung) und die Standsicherheit des Bauwerkes selbst sind durch ausreichenden Feuchtigkeitsschutz sicherzustellen. Die Kosten für die Herstellung einer funktionstüchtigen Abdichtung sind im Vergleich zu den Gesamtkosten eines Tunnelbauwerkes gering – der erzielbare Nutzen dagegen groß. Die Abdichtung schützt und sichert das Bauwerk. Sie reduziert Unterhaltungskosten und Reparaturen. Die Abdichtung ist somit unverzichtbarer Bestandteil eines jeden Tunnelbauwerkes.

Forderungen wie eine lange Nutzungsdauer, niedrige Betriebs- und Instandhaltungskosten als auch ein störungsfreier Betrieb im Tunnel können mit Hilfe eines fachgerecht ausgeführten Dichtungssystems umgesetzt werden. Zudem trägt das Dichtungssystem eines Tunnels aktiv zum Umweltschutz bei. Eingriffe in den Bergwasserhaushalt und damit nicht absehbare Schäden für die Natur können trotz der Erstellung eines Tunnelbauwerks vermieden werden. Umweltverschmutzungen durch Unfälle mit auslaufenden Chemikalien in Tunneln werden durch den gezielten Einsatz von projektspezifisch geplanten Dichtungssystemen verhindert.

Mit den NAUE Abdichtungssystemen werden diese wesentlichen Forderungen zuverlässig und wirtschaftlich erfüllt. Komplettsysteme für den Tunnelbau werden bei NAUE von der Herstellung bis zur Verlegung aus einer Hand angeboten. Zur Sicherstellung der Funktionsfähigkeit wird eine konsequente Qualitätssicherung von der Produktion bis zum Einbau durchgeführt.

Carbofol® Tunnelabdichtungsysteme

Grundsätzliche Unterscheidungen werden im Tunnel bau bei der Abdichtung gegen Druck- bzw. Sickerwasser ge macht. Bei Sickerwasser kommt eine 2 mm dicke Carbofol® Tunnelbahn als Regenschirmabdichtung in Frage. Bei anstehendem Druckwasser ist der Einsatz einer 3 mm dicken Carbofol® Rund um ab dichtung (360°) mit Abschottung unbedingt erforderlich.

Aus den unterschiedlichen Wasserbeanspruchungen resultieren folgende Abdichtungssysteme:

Sickerwasserabdichtung (SWA) / Dränierter Tunnel

Das Bauwerk wird durch eine Carbofol® Tunnelbahn als Regenschirmabdichtung gegen Feuchtigkeit geschützt. Das zulaufende Sickerwasser wird drucklos über die Längsentwässerung am Fuß des Bauwerks abgeführt. Entspricht die Einstufung des Sickerwassers der Expositionsklasse XA3 (stark angreifend), muss aus Korrosionsschutzgründen eine rundum einlagige KDB eingebaut werden.

Druckwasserabdichtung (DWA) / Rundumabdichtung mit Schottfugenbändern

Bei Druckwasser, insbesondere wenn die Einstufung des Sickerwassers der Expositionsklasse XA3 (stark angreifend) entspricht, ist eine Konstruktion aus wasserundurchlässigem Ortbeton (WUB-KO) mit einer Carbofol® Tunnelbahn eine empfohlene Regelbauweise.

Druckwasserhaltende Abdichtung mit integriertem Injektionssystem (DWA-I) /Ringsumabdichtung mit Schottfeldern einschließlich Injektionsvorrichtungen zum Verpressen nach Druckwasserbeanspruchung

Ab einem hydrostatischen Druck von 10 m Wassersäule (1 bar) sollte ein integriertes Injektionssystem zur gezielten Reparatur möglichkeit vorgesehen werden. Das Abdichtungssystem ent spricht ansonsten dem Aufbau der Druckwasserdichtung (DWA).

Sichere Tunnelabdichtung

Im modernen Verkehrstunnelbau übernehmen Tunnelabdichtungen im Wesentlichen zwei Funktionen. Sie halten das Bergwasser von der Tunnelkonstruktion fern und schützen die Tragkonstruktion vor möglichen aggressiven Bestandteilen des Wassers. Diese Dichtungs- und Schutzfunktion soll über die Lebensdauer des Tunnelbauwerkes erhalten bleiben. Dabei kommen Kunststoffdichtungsbahnen, insbesondere aus flexiblen Polyolefinen, mit Dicken bis 4 mm zum Einsatz. Die Wahl des Abdichtungssystems wird z. B. durch die Faktoren Geologie, Hydrologie und Beanspruchung der Abdichtung nach Höhe des Druckwassers bzw. Sickerwassers und der Aggressivität des Bergwassers bestimmt. Diese Vorgaben sind in den Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten (ZTV-ING), der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) und der Richtlinie 853 (Ril) der Deutschen Bundesbahn enthalten und klassifiziert.

Effektiver Schutz der Tunnelabdichtung durch Vliesstoffe und spezieller Tunnelbahn

Kunststoffdichtungsbahnen müssen vor mechanischen Beschädigungen geschützt werden. Ohne Schutz können Beschädigungen beispielsweise durch scharfkantige Unebenheiten des Abdichtungsträgers oder durch den nicht fachgerechten Einbau der Bewehrung entstehen. Als Schutzschicht zwischen Abdichtungsträger und Dichtungsbahn kommen Vliesstoffe (z. B. Secutex®) nach DGGT AK 5.1 zum Einsatz. Als Schutz der eingebauten Dichtung wird im Sohlbereich auch die 3 mm dicke Carbofol® Tunnelbahn eingesetzt. Vorteile einer solchen Schutzbahn gegenüber eines Schutzbetons sind ihre wirtschaftliche und rationelle Verlegung sowie eine vollflächige Kontrollmöglichkeit durch eine helle Signalschicht. Sofern der Sohlbereich befahren wird, ist der Einsatz eines bewehrten Schutzbetons unumgänglich.

Sichere Drainage im Tunnelbau

Bei dräniert konzipierten Tunnelbauwerken muss die Funktionsfähigkeit des Dränageelements (z. B. Secudrain®) auf Dauer zuverlässig sichergestellt sein.

Dränen ist die flächige Fassung und Ableitung von Niederschlag, Grund- bzw. Bergwasser. Vollflächig eingebaute geosynthetische Dränagematten leiten das dem Tunnel zufließende Bergwasser so ab, dass eine Nutzung des Bauwerks durch Wasser weder gestört noch verhindert wird. Beide Funktionen sollen über die Lebensdauer des Tunnelbau werkes erhalten bleiben.

Zur Anwendung kommen Vliesstoffe mit einer Dränfunktion, Drainagegitter und Drainagematten. Die Dimensionierung dieser Dränelemente wird in der ZTV-ING und Ril 853 vorgegeben. Sie übernehmen bei dränierten Tunneln die Schutz- und Dränage funktion.

Sicherheit beim Einbau der Tunnenabdichtung durch spezielle Signalschicht

Um das Erkennen von eventuellen Beschädigungen der Kunststoffdichtungsbahnen während des Bauzustandes optisch sicherzustellen, sind diese mit einer einseitigen Signalschicht in einer Stärke von ca. 0,1 mm versehen. Durch die Signalschicht wird eine visuell vollflächige Kontrolle der Dichtungsbahn möglich und gleichzeitig eine deutliche Verbesserung der Lichtverhältnisse im Tunnel erzielt.

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