DE102008005992A1

DE102008005992A1 - Verfahren zur Herabsetzung der Versinterung von Drainagerohren

Info

Publication number: DE102008005992A1
Application number: DE200810005992
Authority: DE
Inventors: Helmuth Gall; Tobias Dipl.-Ing. Dr. Gamisch; Andreas Dr. Saxer; Stephan Jürgen Dipl.-Geoökol. Köhler PhD; Martin Prof. Dr. Dietzel; Gerhard Prof. Dr.-Ing. Girmscheid
Original assignee: U C M HEIDELBERG GmbH; Ucm Heidelberg GmbH
Current assignee: U C M HEIDELBERG GmbH; Ucm Heidelberg GmbH
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2009-07-30
Also published as: WO2009092353A1

Abstract

Verfahren zur Herabsetzung von Drainagerohren in Entwässerungssystemen von Bauwerken, wie Eisenbahn- oder Straßentunneln oder dergleichen, durch Härtestabilisierung des Drainagewassers, bei dem in das/die Drainagerohr(e) an ausgewählten Konditionierungspositionen Depotsteinbeutel aus netzartigem, wasserdurchlässigem Material eingelegt werden, die mit Depotsteinen mit einem Gehalt an Polysuccinimid als Konditionierungswirkstoff in loser Schüttung gefüllt sind, wobei das Polysuccinimid durch das den/die Depotsteinbeutel umströmende Drainagewasser unter zumindest teilweiser hydrolytischer Umwandlung zu Polyasparaginsäure allmählich herausgelöst und hierdurch der Wirkstoff sukzessive freigesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Depotsteinbeutel innerhalb des freien, im wesentlichen kreisrunden Querschnittes der/des Drainagerohre(s) derart abgelegt bzw. geschichtet werden, daß der Drainagerohrquerschnitt in Längsrichtung des Drainagerohres mindestens über eine Länge von 10 cm und über eine Füllhöhe von mindestens 5% des Innendurchmessers mit Depotsteinbeuteln ausgefüllt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herabsetzung der Versinterung von Drainagerohren in Entwässerungssystemen von Bauwerken, wie Eisenbahn- oder Straßentunneln oder dergleichen durch Härtestabilisierung des Drainagewassers, bei dem in das/die Drainagerohr(e) an ausgewählten Konditionierungspositionen Depotsteinbeutel aus netzartigem, wasserdurchlässigem Material eingelegt werden, die mit Depotsteinen mit einem Gehalt an Polysuccinimid als Konditionierungswirkstoff in loser Schüttung gefüllt sind, wobei das Polysuccinimid durch das den/die Depotsteinbeutel umströmende Drainagewasser unter zumindest teilweiser hydrolytischer Umwandlung zu Polyasparaginsäure allmählich heraus gelöst und hierdurch der Wirkstoff sukzessive freigesetzt wird.
Aus dem grundlegenden Werk von Dr. Tobias Garmisch und Prof. Dr.-Ing. Gerhard Girmscheid „Versinterungsprobleme in Bauwerksentwässerungen", Berlin, 2007, ISBN 978-3-89931-170-8, insbesondere Seiten 421–426, ist ein Verfahren der gattungsgemäßen Art bekannt, bei dem die Depotsteinbeutel je nach Gutdünken des Verlegers in den Drainagerohren von z. B. Eisenbahn-Tunnelbauwerken abgelegt werden. Die Praxis hat gezeigt, daß es dabei häufig zu Schwierigkeiten kommt, weil ungeachtet der Verwendung von qualitativ hochwertigen mit Depotsteinen in loser Schüttung gefüllten Depotsteinbeuteln der vorstehend beschriebenen Art, wie sie beispielsweise durch die Firma U.C.M. Heidelberg GmbH vertrieben werden, häufig nicht der gewünschte Grad an Versinterungsherabsetzung bzw. -verhinderung erzielt wird.
Ein Verfahren zur Konditionierung stehender und fließender Wassersysteme mittels Polysuccinimid der gattungsgemäßen Art ist ferner aus der DE 10 101 671 A1 bekannt, während die EP 0 950 641 A2 die Verwendung von Depotsteinen zur Verhinderung bzw. Verminderung der Bildung von Ablagerungen in Bauwerksentwässerungssystemen betrifft, bei denen die Depotsteine als Wirkstoff nicht Polysuccinimid, sondern vorzugsweise Polyasparaginsäure aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß zuverlässig die Versinterung, d. h. die Bildung von Ablagerungen, in Bauwerksentwässerungssystemen verhindert bzw. vermindert werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in Weiterbildung des gattungsgemäßen Verfahrens dadurch gelöst, daß die Depotsteine innerhalb des freien, im wesentlichen kreisrunden Querschnittes des/der Drainagerohre(s) derart abgelegt bzw. geschichtet werden, daß der Drainagerohrquerschnitt in Längsrichtung des Drainagerohres mindestens über eine Länge von 10 cm und über eine Füllhöhe von mindestens 5% des Innendurchmessers mit Depotsteinbeuteln ausgefüllt ist.
Dabei kann vorgesehen werden, daß die Längserstreckung der (jeweiligen) Depotsteinbelegung im Drainagerohr mindestens 20 cm beträgt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird so vorgegangen, daß die Längserstreckung der (jeweiligen) Depotsteinbelegung im Drainagerohr bis zu 2 m beträgt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Füllhöhe der (jeweiligen) Depotsteinbelegung mindestens 25% des Innendurchmessers des Drainagerohres beträgt.
Dabei kann so vorgegangen werden, daß die Füllhöhe der (jeweiligen) Depotsteinbelegung bis zu 35% des Innendurchmessers des Drainagerohres beträgt.
Die Erfindung schlägt weitergehend ggf. auch vor, daß Depotsteine in Zylinderform verwendet werden, deren Durchmesser 2 bis 3 cm und deren Höhe 5 bis 20 mm beträgt.
Eine besondere Ausführungsform zeichnet sich dabei dadurch aus, daß Depotsteine verwendet werden, deren Durchmesser etwa 2,5 cm und deren Höhe etwa 0,8 mm beträgt.
Die Erfindung schlägt weiterhin auch vor, daß langgestreckte Depotsteinbeutel aus Kunststoff-Schlauchnetzmaterial mit einer Länge von ca. 20 cm und einem Durchmesser von 5 bis 10 cm verwendet werden.
Beim erfindungsgemäßen verfahren kann ferner auch so vorgegangen werden, daß Depotsteinbeutel verwendet werden, die in gefüllten Zustand 250 bis 600 g Depotsteine enthalten.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung schlägt vor, daß Depotsteine mit einer Masse von ca. 5 g verwendet werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann so vorgegangen werden, daß die mit Depotsteinen gefüllten Depotsteinbeutel einen Feinbruchgehalt von 2 bis 8 Gew.-% aufweisen.
Dabei kann auch vorgesehen sein, daß der Feinbruchgehalt etwa 5 Gew.-% beträgt.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß es gelingt, die Versinterung von Drainagerohren und dergleichen in Bauwerksentwässerungssystemen, wie Tunnelbauwerken, dadurch zuverlässig zu verhindern, daß die bereits aus dem gattungsgemäßen Stand der Technik bekannten Depotsteinbeutel in den üblicherweise an ihrer nach dem Verlegen oberen Seite mit Zugangsschlitzen versehenen Drainagerohren nicht willkürlich und nach Gutdünken ggf. unerfahrenen Hilfspersonals verlegt werden, sondern daß dabei streng darauf geachtet wird, daß die erfindungsgemäß vorgesehenen Belegelängen in Längserstreckung der Drainagerohre einerseits und Füllhöhen im Querschnitt der Drainagerohre andererseits eingehalten werden. Hierdurch gelingt es, die Umströmungsintensität der Depotsteine so zu optimieren, daß, ohne daß es zu einer vorzeitigen vollständigen Auflösung der Depotsteine vor Ablauf der üblichen Standzeiten von 6 bis 24 Monaten kommt, die „selbstregelnde" hydrolytische Umwandlung und Freisetzung des die Versinterung bekämpfenden Wirkstoffes Polyasparagin mit einer Rate erfolgt, welche die Bildung harter Ablagerungen im Drainagerohr wirksam unterbindet und auch zur Aufweichung bzw. zur Auflösung bereits bestehender Ablagerungen beiträgt. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei herausgestellt, wenn, wie dies eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorsieht, Depotsteinbeutel mit einem gewissen Feinbruchgehalt verwendet werden, der insbesondere in der Startphase der Drainage zu einer raschen Erzeugung eines wirksamen Wirkstoffpegels im Drainagewasser führt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der schematischen Zeichnung einzeln erläutert ist.
Dabei zeigt:
1 einen bei einer Ausführungform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbaren Depotstein in der Draufsicht;
2 den Depotstein von 1 im Schnitt durch die Längsmittelachse gemäß der Linie II-II von 1;
3 einen mit Depotsteinen gemäß 1 und 2 in loser Schüttung gefüllten Depotsteinbeutel;
4 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt, senkrecht zur Längserstreckung, durch ein mit Depotsteinbeuteln gemäß 3 belegtes Drainagerohr entlang der Linie IV-IV von 5; und
5 einen Ausschnitt des Drainagerohres von 4 in der Seitenansicht, teilweise geschnitten.
In 1 und 2 ist ein Depotstein 10 gezeigt, der, wie auch im gattungsbildenden Stand der Technik z. B. auf Seite 421 beschrieben, einen Durchmesser von 2,5 cm, eine Höhe von 0,8 cm und eine Masse von etwa 5 g hat und im wesentlichen aus Polysuccinimid, dem Zwischenprodukt bei der synthetischen Herstellung der Polyasparaginsäure durch thermische Polykondensation, besteht. Neben Polysuccinimid als Wirkstoff weist der Depotstein von 1 und 2 ein geeignetes Bindemittel auf, wobei ggf., wie aus der EP 0 950 641 A2 , dort insbesondere Spalte 12, bekannt, zusätzlich herkömmliche Härtestabilisatoren, Dispergatoren oder Sequestriermittel zugesetzt werden können.
3 zeigt einen Depotsteinbeutel 12, der aus Schlauchnetz-Kunststoffmaterial hergestellt ist und in loser Schüttung eine Vielzahl von Depotsteinen 10 enthält. Neben intakten Depotsteinen 10 findet sich auch ein Gehalt an Feinbruch 14, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 5% der Gesamtfüllung des Depotsteinbeutels 12 mit Depotsteinmaterial ausmacht. Der in 3 gezeigte Depotsteinbeutel hat eine Länge von etwa 20 cm und einen Durchmesser von etwa 8 cm.
In 4 und 5 ist ausschnittsweise ein Drainagerohr 16 eines Entwässerungssystems für einen Eisenbahntunnel gezeigt, an dessen nach dem Verlegen oben liegenden Seite Drainageschlitze 18, die über einen Teil der Längserstreckung des Drainagerohres 16 verlaufen, vorgesehen sind. Der lichte Querschnitt des Drainagerohres 16 ist bis zu einer Füllhöhe 20 von etwa 30% des Innendurchmessers des Drainagerohres mit Depotsteinbeuteln 12, die übereinander geschichtet sind, angefüllt, wobei die Darstellung nicht–maßstäblich ist. Die Belegung des Bodens des Drainagerohres 16 von 4 und 5 mit Depotsteinbeuteln 12 erstreckt sich über etwa 1,20 m.
Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wie folgt vorgegangen:
Leere Depotsteinbeutel 12 werden zunächst mit Depotsteinen gemäß 1 und 2 in loser Schüttung so gefüllt, daß sich gefüllte Depotsteinbeutel entsprechend 3 ergeben. Durch vorsichtige Anwendung von äußerem Druck wird in den gefüllten Depotsteinbeuteln 12 ein Feinbruchanteil 14 von etwa 5% erzeugt, also durch teilweise Zerkleinerung einer gewissen Anzahl von Depotsteinen 10.
Anschließend werden die Depotsteine in der in 4 und 5 gezeigten Weise so am Boden eines Drainagerohres abgelegt, daß sich an der entsprechenden Konditionierungsposition die Füllhöhe von 30% und die Längserstreckung von etwa 1,2 mm ergibt.
Das das Drainagerohr 16 in Längsrichtung durchströmende Wasser umströmt infolge der erfindungsgemäßen Parameterwahl die Depotsteine mit optimierter Intensität derart, daß eine für die gewünschte Langzeitwirkung, bei gleichzeitig guten Startbedingungen, optimale Hydrolyserate erzielt wird.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Wirkung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungen wesentlich sein.

10: Depotstein
12: Depotsteinbeutel
14: Feinbruch
16: Drainagerohr
18: Drainageschlitz
20: Füllhöhe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10101671 A1 [0003]
- EP 0950641 A2 [0003, 0025]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Dr. Tobias Garmisch und Prof. Dr.-Ing. Gerhard Girmscheid „Versinterungsprobleme in Bauwerksentwässerungen", Berlin, 2007, ISBN 978-3-89931-170-8, insbesondere Seiten 421–426 [0002]

Claims

Verfahren zur Herabsetzung der Versinterung von Drainagerohren in Entwässerungssystemen von Bauwerken, wie Eisenbahn- oder Straßentunneln oder dergleichen, durch Härtestabilisierung des Drainagewassers, bei dem in das/die Drainagerohr(e) an ausgewählten Konditionierungspositionen Depotsteinbeutel aus netzartigem, wasserdurchlässigem Material eingelegt werden, die mit Depotsteinen mit einem Gehalt an Polysuccinimid als Konditionierungswirkstoff in loser Schüttung gefüllt sind, wobei das Polysuccinimid durch das den/die Depotsteinbeutel umströmende Drainagewasser unter zumindest teilweiser hydrolytischer Umwandlung zu Polyasparaginsäure allmählich herausgelöst und hierdurch der Wirkstoff sukzessive freigesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Depotsteinbeutel innerhalb des freien, im wesentlichen kreisrunden Querschnittes der/des Drainagerohre(s) derart abgelegt bzw. geschichtet werden, daß der Drainagerohrquerschnitt in Längsrichtung des Drainagerohres mindestens über eine Länge von 10 cm und über eine Füllhöhe von mindestens 5% des Innendurchmessers mit Depotsteinbeuteln ausgefüllt ist.
Verfahren in Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längserstreckung der (jeweiligen) Depotsteinbelegung im Drainagerohr mindestens 20 cm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längserstreckung der (jeweiligen) Depotsteinbelegung im Drainagerohr bis zu 2 m beträgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllhöhe der (jeweiligen) Depotsteinbelegung mindestens 25% des Innendurchmessers des Drainagerohres beträgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllhöhe der (jeweiligen) Depotsteinbelegung bis zu 35% des Innendurchmessers des Drainagerohres beträgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Depotsteine in Zylinderform verwendet werden, deren Durchmesser 2 bis 3 cm und deren Höhe 5 bis 20 mm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Depotsteine verwendet werden, deren Durchmesser etwa 2,5 cm und deren Höhe etwa 0,8 mm beträgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß langgestreckte Depotsteinbeutel aus Kunststoff-Schlauchnetzmaterial mit einer Länge von ca. 20 cm und einem Durchmesser von 5 bis 10 cm verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Depotsteinbeutel verwendet werden, die in gefülltem Zustand 250 bis 600 g Depotsteine enthalten.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Depotsteine mit einer Masse von ca. 5 g verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Depotsteinen gefüllten Depotsteinbeutel einen Feinbruchgehalt von 2 bis 8 Gew.-% aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß der Feinbruchgehalt etwa 5 Gew.-% beträgt.