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Abdichtung mit
Geomembran
Das Becken von Barlovento
Für die Abdichtung des Beckens von Barlovento (Kanarische Inseln) musste der Nachweis
erbracht werden, dass PVC-Geomembranen auch unter besonders schwierigen Bedingungen
halten: eine riesige Fläche mit knapp 250.000 m 2 ; riesige auf der Membran lastende Wasserhöhe
mit einer maximalen Tiefe von 27 m; vorherbestimmte (allgemeine und spezielle)
Erdbewegungen von beträchtlichem Ausmaß; extreme Klimabedingungen: der Standort
liegt in den Subtropen, und die Membran konnte aus Etatgründen des Auftraggebers nicht
geschützt werden.

Allgemeine Beschreibung
1. Lage und technische Daten
Das Becken liegt auf der Insel La Palma (Kanarische Inseln), nahe dem Meer in 700 m Höhe. Es dient zu Bewässerungszwecken.
Seine wichtigsten technischen Daten sind :
• Fassungsvermögen : 5,5 Millionen m 3
• Maximale Höhe : 37 m (30 m Böschungshöhe und 7 m Höhenunterschied zwischen dem tiefsten Punkt und
dem Böschungsfuß)
Die ursprüngliche Lehmabdichtung ist vor kurzem mit einer Dichtungsbahn aus PVC erneuert worden. Ihre technischen
Daten sind :
• Oberfläche : 250.000 m 2 (Grund: 80.000 m 2 , Böschung: 170.000 m 2 )
• Maximale Höhe : 27 m (die Membran wurde nicht bis zum oberen Rand der Böschung durchgezogen)
• Geomembran : PVC mit 1,5 mm Stärke, auf dem Grund gewebelos und an der Böschung mittels eines aus PES-
Gitters verstärkt, nicht geschützt.
2. Vorgeschichte und technische Eigenschaften des Standorts
Errichtet wurde das Bauwerk zwischen Oktober 1971 und Oktober 1975. Die Abdichtung wurde mit einer Lehmschicht
ausgeführt. Trotz Labor-Tests, die für den Lehm sehr gute Abdichtungseigenschaften ergaben, zeigten sich
sofort wesentlich höhere Leckverluste als vorherberechnet. Diese waren zu hoch, um das Bauwerk nutzen zu können.
Dabei handelt es sich keineswegs um ein einmaliges Phänomen, sondern in der Literatur werden zahlreiche
gleiche oder ähnliche Fälle beschrieben. Allerdings wurde das Problem hier durch die besonderen technischen
Eigenschaften des vulkanischen Lehms verschärft, insbesondere infolge einer großen Rissbildung bis auf den
Grund. Nach zahlreichen ergänzenden Tests im Labor und vor Ort entschied die Verwaltung, eine Abdichtung mit
Hilfe einer Geomembran durchzuführen.
Aus Kostengründen wurde eine ungeschützte Geomembran gewählt. Die Fundamente des Untergrunds bestehen
aus vulkanischem Lehm mit gelegentlichen basaltischen Einsprengseln; die erwarteten Erdbewegungen liegen in
der Größenordnung von 1 m (sowohl bei speziellen als auch allgemeinen Erdbewegungen).
Um die Erdbewegungen auf diesen Wert zu begrenzen und die Gefahr eines Einsturzes der vulkanischen Materialien
unter einer übermäßigen Belastung zu verhindern, wurde von der Verwaltung entschieden, die Böschung, in
einem ersten Schritt, nur auf einer Höhe von 20 m (statt der 30 m Gesamthöhe) abzudichten, wodurch sich, unter
Berücksichtigung der Neigungen des Grundes, eine maximale Wassertiefe von 27 m ergibt. Darüber hinaus wird
der Wasserzufluss laufend beobachtet und entsprechend gesteuert. Die Auskultation erfolgt mittels Bodenverdichtungsmessern,
Ritzen-Druck-Zellen und Messung des Durchsatzes der Ablaufrohre. Die Leitung des Projekts hat der
Servicio Hidraulico de las Canarias (Herr P. Calderon und Herr J.M. Medina).
Abdichtungssystem mit PVC-Geomembran
1. Auswahl der Geomembran
Die Auswahl der Geomembran ergab sich aus folgenden wichtigen Anforderungen :
a) Anforderungen auf dem Grund des Beckens :
• Der hohe Wasserdruck bedingt eine beachtliche Perforationsgefahr (Perforation durch einzelne Kieselsteine
unter der Membran, die sich trotz strengster Kontrolle auf einer derart großen Fläche nicht ausschließen lassen).
Die Geomembranen aus homogenem PVC sind hinsichtlich dieser Anforderung den meisten anderen Materialien
weit überlegen. Repräsentative Labor-Tests bestätigen das, und praktische Erfahrungen über eine lange Zeit:
- Staudamm von Codole: Höhe 29 m, PVC-Geomembran, Flexsom, mit 2 mm Stärke, auf Geotextil gedoppelt; -
Staubecken von Castreccioni: Höhe 30 m, PVC-Geomembran, Alkorplan, mit 1,2 mm Stärke, auf nicht-gewobenes
Geotextil von 400 g/m aufgesetzt.
• Die speziellen Erdbewegungen führen zu beträchtlichen biaxialen Verformungen. Auch für diese Anforderung
weist PVC deutliche Vorteile auf: höhere Verformbarkeit als die meisten anderen Produkte ohne teilweisen Dickeverlust;
gutes Langzeitverhalten der Schweißnähte unter Dauer-Zugbelastung.
Diese Punkte haben dazu geführt, dass die Wahl für die Abdichtung des Beckengrundes letztendlich auf eine Geomembran
aus homogenem PVC mit 1,5 mm Stärke gefallen ist. Hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegen den
hydraulischen Druck hätte eine Stärke von 1,2 mm ausgereicht; eine solche Bahn ist seit 8 Jahren im Staubecken
von CASTRECCIONI in Italien mit einer Wasserhöhe von 30 m erfolgreich im Einsatz. Allerdings erschien hier eine
Erhöhung der Stärkte angeraten, um ihre eventuelle spätere Verringerung infolge von örtlichen Verformungen
durch differentielle Erdbewegung zu berücksichtigen.
b) Anforderungen an den Böschungen :
An den Böschungen war, da sie sich weniger verformen, die Widerstandsfähigkeit gegen Wind und Wellen das ausschlaggebende
Kriterium. Angesichts der Durchlässigkeit des Bodens und der Länge der Abhänge (60 m) wurde für
die Widerstandsfähigkeit gegen Wind kein Ansaug-System gewählt, sondern ein System mit Verankerung an der
Böschung vorgezogen. Das hat dann zur Auswahl einer mit einem Polyester-Gitter verstärkten PVC-Geomembran
geführt. Sie ist auf einer Unterlage aus Porenbeton angebracht, die dank der geringeren Verformbarkeit der
Böschungen möglich war und Folgendes bietet:
• Widerstandsfähigkeit der Böschung gegen Verformung durch Wellen;
• Eine gleichmäßige Unterlage für die verstärkte Geomembran (Da diese Membranen bei hydraulischem Durchdrücken
weniger Ausdehnungsvermögen haben als homogene Membranen, muss für sie eine glattere Unterlage
geschaffen werden).
Was die Widerstandsfähigkeit von PVC-Membranen gegenüber UV-Strahlung anbelangt, so verfügt der Servicio
Hidraulico de las Canarias über langjährige Erfahrung mit zahlreichen Becken, insbesondere auf der Insel Teneriffa.

2. Aufbau auf dem Beckengrund
• verdichteter Lehm
• Geotextil mit 500 g/m 2 , mit durchgehenden PP-Fasern als Vlies und mit einer Bitumen-Emulsion getränkt, um
die Filter-Eigenschaften zu erreichen
• Drainage-Schicht mit einer durchschnittlichen Korngröße von 8/40 mm, Stärke 0,40 m. Da dieses Material vor
Ort nicht in ausreichender Menge zu beschaffen war, musste der größte Teil mit einem Material von 8/100 mm
und mehr ausgeführt werden. Die unregelmäßigsten Bereiche erhalten eine Schicht aus feineren Materialien, die
von Hand verteilt werden, um die langfristige Dichtigkeit dieser Bereiche zu gewährleisten. Diese Schicht wird
durch eine Netz aus Drainage-Sammelsträngen ergänzt.
• Geotextil, mit durchgehenden Fasern von 500 g/m 2 als Vlies (wurde gegenüber der ursprünglichen Planung verstärkt.)
• Schicht aus verdichtbarem Sand 0/6 von 0,1 m Stärke
• Geotextil, mit durchgehenden PP-Fasern von 280 g/m 2 als Vlies
• Geomembran aus homogenem PVC, mit 1,5 mm Stärke
3. Aufbau auf den Böschungen
• Neigung der Böschungen: 2,75/1
• Abgedeckte Höhe : 20 m
• Länge der Abhänge : 60 m
• Einebnung und Verdichtung der Lehm-Unterlage
• Anbringen einer Drainage-Schicht auf Porenbeton, als Unterlage für die Geomembran
• Geotextil, mit durchgehenden PP-Fasern von 500 g/m 2 als Vlies
• PES-verstärkte Geomembran von 1,5 mm Stärke
Der Servicio Hidraulico de las Canarias verfügt über langjährige positive Erfahrungen mit Systemen dieses Aufbaus.
Neben den Verankerungen am oberen Rand und am Fuße existieren 3 bis 4 Zwischen-Verankerungen auf den
Böschungen. Oberhalb einer jeden Verankerung ist eine Drainage vorgesehen, um Wasseransammlungen hinter
den Verankerungen zu verhindern. Das Abflussrohr wird mit einem Längsgefälle von 1% angelegt, um den Abfluss
des Wassers in Richtung Entwässerungspunkt zu gewährleisten. Die Abstände zwischen den Verankerungen nehmen
von oben nach unten zu; die Maximalwerte dieser Abstände betragen 14,10 m, 15,20 m und 18,80 m.
Abdichtungssystem mit PVC-Geomembran
1. Ausführung
Die Geotextilien wurden ausnahmslos zusammengenäht, unabhängig von ihrer Lage im Aufbau
des Systems. Die Geomembran wurd im Verlege-Betrieb in der Nähe von ALICANTE zu Rollen von circa 6 x
70 m vorkonfektioniert. Diese Planen wurden dann zur Baustelle transportiert und dort gelagert, anschließend auf
dem Grund bzw. an den Böschungen angebracht. Auf den Böschungen wurden sie zunächst entrollt, dann zugeschnitten
und auf die vorher angebrachten Membranen an den Verankerungspunkten aufgeschweißt. Die Verschweißungen
wurden im Wesentlichen mittels automatischer Heizkeil-Geräte durchgeführt, bei Detail-Arbeiten
mit Handgeräten mit Heißluft.
2. Kontrolle
Die Kontrolle der Schweißnähte durch das Unternehmen umfasste:
• Regelmäßige Überprüfung der elektrischen Spannung zur Versorgung der Schweißgeräte, sowie von deren Temperatur
• Schäl-Tests der Schweißnähte an regelmäßig entnommenen Probestücken
• Durchgehende Überprüfung der Schweißnähte mit der Druckluft-Düse
Alle Kontrollergebnisse werden mit Angabe von Datum, Nummer des kontrollierten Feldes und Kontrollergebnis
in ein Heft eingetragen. Das Heft gibt unter anderem Auskunft über die verwendeten Materialien, die Wetterverhältnisse
sowie eventuelle Vorfälle auf der Baustelle. Darüber hinaus überwachte die Bauleitung permanent die
Anbringung der Geomembran. Abschließend wurde vor dem Wassereinlass noch eine umfassende Endkontrolle
unter der Mitwirkung einer unabhängigen Prüfungsstelle vorgenommen:
• Kontrolle aller Schweißnähte mittels Druckluftstrahl
• Ergänzende Kontrollen mittels Vakuumglocke an problematischen Punkten
• Suchen nach Perforationen
Über diese Kontrolle ist ein umfassender Bericht erstellt worden.
3. Verlauf der Arbeiten; Ruhen der Baustelle; Beschwerung
Die Ausführungsarbeiten mit der Geomembran erfolgte zwischen Juli und November 1991 sowie von Juli bis
November 1992. Dieser Zeitplan auf der Baustelle wurde nicht durch die Geomembran verursacht, sondern durch
die Vorbereitung der Unterlage (Beschaffung von Material mit der erforderlichen Körnung). Als die Bauarbeiten im
November 1991 wegen widriger Witterung zeitweilig eingestellt werden mussten, waren 50% der Böschung und gut
die Hälfte des Grundes bereits fertig.
Während dieser Ruhezeit wurden alle nötigen Vorkehrungen getroffen, um eine Beschädigung der Membran und
der nicht-überdeckten Drainage-Schicht durch Wind und Regen zu verhindern.
Auf den Böschungen sind die losen Enden der Geomembran eingegraben worden, um das Eindringen des Windes
unter die Membran zu verhindern. Ihre Widerstandsfähigkeit war darüber hinaus durch die normalen Verankerungen
gewährleistet.
Ausführung der Abdichtungsarbeiten

Ausführung der Abdichtungsarbeiten
(Fortsetzung)
• Der Grund wurde durch Auflast fixiert. Um die Kosten niedrig zu halten und die Wirksamkeit zu erhöhen, wurde
dabei die Neigung des Beckengrundes ausgenutzt (5%): Den Niveaukurven folgend wurden kleine Deiche errichtet
und mittels einer auf den Grund geschweißten Membran abgedichtet. Oberhalb dieser Deiche wurde das
Regenwasser gestaut und wirkte binnen kurzer Zeit als Auflast. Diese Vorrichtung ist übrigens nach dem
Abschluss der Bauarbeiten erhalten geblieben und funktioniert einwandfrei.
• Bei starken Regenfällen haben sich auf der abgedeckten Fläche in kürzester Zeit große Wassermengen gesammelt.
Dieses Wasser wurde auf 8 m breite Auslaufstellen zugeleitet, wodurch ein Abschwemmen des bereits verbrachten
Dichtungsmaterials weitgehend verhindert wurde. Bei der Wiederaufnahme der Arbeiten mussten denn auch
nur wenige Quadratmeter der Drainage-Schicht oberflächlich nachgearbeitet werden.
C2403DX0900 - Inouï Design
Verschweißen auf der
Böschung mittels automatischem
Heizkeil-Gerät.
Kontrolle mittels Druckluft-Düse.
Luftaufnahme der Arbeiten,
Dezember 1991.
RENOLIT EXPORT Department
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