Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Schutzelement zum Verbinden mit einem Betonelement eines Tunnelausbaus, das einen Schutzabschnitt aufweist, der eine erste dem Betonelement zugewandte Seite aufweist, an der wenigstens ein Verbindungselement zum Herstellen einer haltenden Verbindung des Schutzabschnitts mit dem Betonelement vorgesehen ist, wobei der Schutzabschnitt aus wenigstens einem Kunststoff besteht.

Derartige Betonelemente bzw. Schutzelemente sind unter anderem aus WO 2005/024183 A1 und aus WO 201 1/085734 A1 bekannt. Eine alternative Ausführungsform ist aus der JP 2004132002 bekannt.

Solche Betonelemente werden in der Fachsprache auch als "Tübbings" bezeichnet und werden z. B. eingesetzt beim maschinellen Tunnelbau mittels Schildvortrieb. Dabei werden beispielsweise Tunnelbohrmaschinen eingesetzt, die einen Bohrkopf umfassen, hinter dem ein zylindrischer Schild mit einem Schildmantel und einem Schildschwanz angeordnet ist. Der Schild weist einen kleineren äußeren Durchmesser als der Bohrkopf auf, so dass kein direkter Kontakt zwischen Tunnelwand und Schild besteht. Wenn die Tunnelbohrmaschine ein bestimmtes Stück vorangetrieben ist, werden im Schildschwanz die Betonelemente am Schildrand positioniert. Sie werden entgegen der Vortriebsrichtung an die benachbarten zuletzt angebrachten Betonelemente gepresst und mit diesen verbunden. Mehrere Betonelemente zusammen bilden einen Ring über den gesamten Umfang des Tunnels. Der Spalt zwischen Ring und Tunnelwand wird ggf. mit Mörtel gefüllt, z. B. um Setzungen vorzubeugen. Hierfür offenbart WO 2005/0241863 A1 im Zentrum des

BESTÄTIGUNGSKOPIE Betonelements ein Injektionsloch, welches als ein die äußere Oberfläche des Betonelements mit der inneren Oberfläche des Betonelements verbindendes Loch ausgestaltet ist. Nachdem das einzelne Betonelement positioniert und mit seinen benachbarten Betonelementen verbunden ist, wird über das Injektionsloch Mörtel zwischen Betonelement und Tunnelwand injiziert. Damit wird Setzungen im Boden, der die Betonelemente umgibt, vorgebeugt. Zusätzlich kann das Betonelement mittels des Injektionslochs durch Eingreifen eines geeigneten Werkzeugs versetzt und positioniert werden. Dieser Art von Tunnelbau wird u. a. auch für den Bau von Abwasserleitungen eingesetzt, insbesondere von größeren Sammelleitungen. Dabei werden, wie bei anderen möglichen Einsatzzwecken auch, erhöhte Anforderungen an die Dichtigkeit der Verkleidung des Tunnels gestellt. Die Innenseite der Tübbings wird mit einer Verkleidung abgedichtet, so dass kein Abwasser und keine aus dem Abwasser aufsteigenden Gase über die Tunnelwände in den Beton gelangen können und diesen beschädigen können (Korrosion).

Bei einem mit Betonelementen gemäß WO 2005/0241863 A1 oder WO 2001 1/085734 A1 verkleideten Tunnel schützt die Schutzschicht aus Schutzelementen den Beton des Betonelements vor der Einwirkung von aggressiven (z.B. korrosiven) Gasen oder Flüssigkeiten. Zusammen mit Dichtungen dichten die Schutzelemente der Betonelemente der Verkleidung den Tunnel somit von innen her ab. Das Betonelement wird vorgefertigt mit dem Schutzelement hergestellt, wodurch ein Abdichten der Verkleidung als separater Arbeitsschritt im Tunnelbau, beispielsweise das Verschweißen der Fugen zwischen den Schutzelementen/Schutzschichten benachbarter Betonelemente entfällt.

Aus WO 2005/024183 A1 , aus WO 201 1/085734 A1 und ebenfalls aus JP2004132002 ist bekannt, dass die für den Tunnelausbau verwendeten Tübbings vorproduziert werden, und dass bereits bei der Produktion der Tübbings eine Verkleidung auf der Innenseite der Tübbings angeordnet wird, durch die im zusammengesetzten Zustand der einzelnen Tübbings zu Ringen eine Abdichtung der Tunnelwand gegen Wasser, Abwässer und Gase erfolgt. Dabei ist auf dem Betonelement eine Schutzschicht vorgesehen, welche eine einer konvexen äußeren Oberfläche gegenüberliegende innere Oberfläche des Tübbings abdeckt. Diese Schutzschicht besteht gemäß WO 2005/024183 A1 aus Glasfaserkunststoff oder Polyethylen (PE), gemäß WO 201 1/085734 A1 aus Polydicyclopentadiene (pDCPD), bzw. gemäß JP2004132002 aus einem synthetischen Harz und hierbei insbesondere aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), PVC, Polyester oder Vinylester und wird mittels mechanischer Verankerung fest im Beton verankert, so dass eine untrennbare Verbindung der Schutzschicht mit dem Beton entsteht. Die Schutzschicht ist dabei so ausgelegt, dass nur die Innenseite des Tübbingelements abgedeckt wird (JP2004132002) oder auch eine Seitenfläche des Betonelements teilweise ebenfalls mit eingeschlossen wird (WO 2005/024183 A1 , WO 201 1/085734 A1 ).

Gemäß WO 2005/024183 A1 und WO 201 1/085734 A1 wird anschließend an der Seitenfläche eine Dichtung, die über der Schutzschicht hinaussteht, vorgesehen. Die Dichtung ist aus einem elastischen Material hergestellt, so dass bei Zusammensetzen der einzelnen Tübbings zum Tunnelausbau die Fugen zwischen den benachbarten Betonelementen durch die Dichtung verschlossen werden. Alternativ kann das Verschließen der Fugen durch ein Verschweißen der einzelnen auf der Innenseite der Betonelemente vorgesehenen Schutzschichten erfolgen.

Das Betonelement selbst wird Gemäß WO 2005/024183 A1 mittels einer Schalung hergestellt. In die Schalung wird eine Schutzschicht auf den Schalungsboden aufgelegt. Des Weiteren werden, sofern vorgesehen, an die Seitenwände der Schalung ebenfalls Schutzschichtelemente gestellt. Des Weiteren weist die Schalung, sofern vorgesehen, eine Aussparung auf, in die die Dichtung eingesetzt wird. Anschließend wird in Verbindung mit Bewehrung der Beton in die Schalung eingebracht. Nach Aushärten des Betons wird der Tübbing als Tunnelausbau eingesetzt.

In der Praxis hat sich ergeben, dass im Übergang zwischen Schutzschicht und Dichtung gemäß WO 2005/024183 A1 immer dann Undichtigkeiten auftreten können, wenn die hinreichende Sorgfalt bei der Herstellung des Betonelements beim Einsetzen der Dichtung in die Schalung nicht aufgewendet wurde und/oder beim Anordnen der Dichtung in Bezug auf die Schutzschicht. Hiergegen schlägt WO 201 1/085734 A1 vor, dass das Schutzelement aus einem spritzgussfähigen Kunststoff hergestellt wird und dass eine einstückige Verbindung zwischen Dichtung und Schutzelement bereitgestellt wird, indem die Dichtung beim Herstellen des Schutzelements durch Umspritzen mit diesem verbunden wird.

Steht beispielsweise im Bereich des Tunnels Grundwasser an, besteht die Gefahr, dass dieses unter Druck steht oder sich ein entsprechender Druck gemäß der Teufe des Tunnels ergibt. Liegen Risse im Beton vor bzw. dringt das Grundwasser durch den Beton hindurch, steht dieses an der Innenseite der Schutzschicht/der Schutzelemente an, so dass diese/dieses druckbeaufschlagt ist und entsprechend dimensioniert werden muss, um einem Versagen der Schutzschicht entgegenzuwirken. Dieses trat insbesondere bei Tunneln mit Tübbings gemäß WO 2005/024183 A1 auf, bei dem sich die Verankerungen aus dem Beton lösten. Hier gegen sah WO 201 1/085734 A1 eine andere Dimensionierung der Anker vor. Dieses ist sicher, führt ggf. zu einem erhöhten Aufwand bei der Herstellung der Schutzelemente bzw. der fertigen Betonelemente. Werden die Schutzelemente miteinander verschweißt, was meistens händisch geschieht, muss auf eine entsprechende Güte der Schweißnähte geachtet werden.

Bei einer zweischaligen Bauweise, bei der auf die Tübbings eine Innenschale vor Ort aufgebracht wird, wird ggf. nicht der gesamte Ring mit eine Schutzschicht verkleidet, sondern im Sohlenbereich wird die Schutzschicht in dem Bereich ausgespart, der nicht trocken fällt. Das anstehende Wasser kann dann an der den Betonelementen zugewandten Seite zur Sohle hin abfließen und dort dann in den Tunnel eintreten und über diesen abfließen. Dieses ist möglich, wenn dieser Bereich nicht trocken fällt, so dass keine Korrosion des Betons entsteht. Ein solcher Aufbau ist nicht möglich, wenn die Abwässer für sich genommen nicht verdünnt werden dürfen oder wenn die Abwässer für sich genommen bereits so aggressiv sind, dass der Beton beeinträchtigt wird. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schutzelement bereitzustellen, mit dem Korrosion des Betons durch Gase und Flüssigkeiten sicher vermieden werden kann und gleichzeitig ein Ablösen des Schutzelements vom Beton vermieden wird.

Hinsichtlich des Schutzschichtelements wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, dass der Schutzabschnitt wenigstens ein Drainageelement aufweist, durch das eine Flüssigkeit von der ersten Seite des Schutzabschnitts hin zur gegenüberliegenden dem Betonelement abgewandten Seite des Schutzabschnitts hindurchtreten kann.

Überraschender Weise hat sich bei einer Suche der Verbesserung des zuvor dargelegten Schutzelements ergeben, dass es möglich ist, statt die Verankerung des Schutzelements gegenüber dem Betonelement zu verstärken, stattdessen gezielt das anstehende Grundwasser abzuführen und dadurch das druckbedingte Ablösen zu verhindern und gleichzeitig die Dichtigkeit der Schutzschicht im Hinblick auf eine mögliche Korrosion des Betons zu gewährleisten. Bisher wurde davon ausgegangen, dass es nicht möglich sein wird, dass Grundwasser, das den Beton von außen bis zum Schutzelement durchdringt, gezielt abgeführt werden kann. Es bilden sich allerdings zwischen Schutzelement und Beton Bereiche in flächigen Abschnitten, die nicht fest mit dem Beton verbunden sind, durch die das Grundwasser fließen kann, insbesondere hin zu wenigstens einem vorgesehenen Drainageelement. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Drainageelement wenigstens eine Öffnung im Schutzelement aufweist. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Drainageelement ein Verschlusselement und bevorzugt eine Aufnahme für ein Verschlusselement zum Verschließen des Drainageelements gegenüber der gegenüberliegenden Seite des Schutzabschnitts, bevorzugt zum Verschließen der Öffnung, aufweist. Hierdurch wird es auf einfache Weise möglich eine hinreichende Korrosionssicherheit zu gewährleisten und gleichzeitig ein Ablösen der Schutzelemente zu vermeiden.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Verschlusselement vorgespannt in der Öffnung angeordnet ist, wobei bevorzugt zur Bereitstellung der Vorspannung ein Federelement oder eine elastische Element vorgesehen ist. Durch ein Vorspannen kann sichergestellt werden, dass die Drainage nur erfolgt, wenn bestimmte Grenzdrücke erreicht werden, ab denen ein kritischer Wert im Hinblick auf die Verankerung des Schutzelements im Beton gegeben ist.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Drainageelement korrespondierend zur Öffnung einen Hohlkörper, bevorzugt in Form einer Hülse, aufweist. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, es sich bei dem Hohlkörper um einen Erektordübel handelt. Durch das Vorsehen eines Hohlkörpers wird sichergestellt, dass ein hinreichendes Abfördern des Grundwassers im Bereich des Schutzelements gewährleistet ist. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass in einer Wandung des Hohlkörpers wenigstens eine Hohlkörperöffnung vorgesehen ist, durch die die Flüssigkeit von der ersten Seite in die Hülse hindurchtreten kann. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass in und/oder vor der wenigstens einen Hohlkörperöffnung ein Verschlusskörper vorgesehen ist, der bevorzugt so ausgelegt ist, dass die Hohlköperöffnung nach Überschreiten eines Grenzdrucks freigebbar ist. Hierbei kann es sich auch um eine Membran handeln. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Schutzabschnitt wenigstens einen Bodenabschnitt aufweist oder wenigstens einen Bodenabschnitt und wenigstens einen Wandabschnitt aufweist. Auf diese Weise wird es möglich, eine besonders hohe Abdichtungswirkung des Schutzelements in Verbindung mit dem Betonelement zu erreichen.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das Schutzelement wenigstens eine Dichtung aufweist, die einstückig mit dem Schutzabschnitt verbunden ist, wobei die Verbindung gasdicht und flüssigkeitsdicht ist. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Drainageelement am wenigstens einen Bodenabschnitt und/oder am wenigstens einen Wandabschnitt vorgesehen ist.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die einstückige Verbindung der Dichtung mit dem Schutzabschnitt durch Spritzgießen mit dem wenigstens einen Kunststoff hergestellt ist. Hierdurch wird es möglich das Spritzgießen im Wesentlichen auf das direkte Verbinden des Bodenabschnitts mit der Dichtung zu beschränken. Durch das einstückige Verbinden der Dichtung und der Verbindungselemente mit dem Schutzabschnitt wird auf besonders einfache Weise eine flüssigkeitsdichte und gasdichte Verbindung hergestellt. Durch das Spritzgießen kann gewährleistet werden, dass die Schutzelemente mit gleichbleibend hoher Qualität hergestellt werden, so dass in Bezug auf das fertige Betonelement die Schutzwirkung des Schutzelements besonders hoch und von gleichbleibend hoher Qualität, unabhängig vom Herstellungsprozess des Betonelements, ist. Das Schutzelement ist dabei so ausgeformt, dass, bezogen auf die Dichtung, eine zumindest auf drei Seiten vorgesehene Umschließung des Dichtungsmaterials mit dem Spritzgussmaterial vorgesehen ist.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Bodenabschnitt wenigstens einen Bereich in Form eines zweite aus wenigstens einem Kunststoff aufweist, dass der zweite Abschnitt im Wesentlichen aus einer Folie, einer Platte oder einer Bahn besteht, die bevorzugt mit Verbindungselementen verbunden ist, und/oder dass der zweiten Abschnitt aus einem weiteren Kunststoff gebildet ist. Hierdurch ist es möglich, wenigstens einen vorbereiteten Abschnitt des Schutzelementes mit dem spritzgussfähigen Kunststoff so zu verbinden, dass eine hinreichende Dichtigkeit des Schutzelements erreicht werden kann. Gleichzeitig lassen sich dadurch auf einfache Weise die Herstellungskosten des Schutzelements senken, da es zum einen möglich wird, die Spritzgussmenge zu reduzieren und dadurch die Herstellung und die Spritzgussform zu vereinfachen.

Unter Spritzgießen werden hier sämtliche Verfahren verstanden die sich unter das Spritzgießen subsummieren lassen, also Verfahren, bei denen direkt ein oder mehrere Thermoplaste/Duroplaste/Elastomere beispielsweise als Polymere oder auch Monomere in eine Form alleine, einzeln, nacheinander oder gleichzeitig eingebracht werden, (beispielweise Overmolding/Überspritzen oder Mehrkomponentenspritzgießen), oder bei denen Monomere verarbeitet werden, die erst in der Spritzgussform zu Polymeren werden (beispielsweise reaction overmolding). Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass es sich bei dem Verbindungselement um eine Ankerstruktur, eine Wabenstruktur, einen Steg, einen Stift und/oder ein Flächenelement mit Öffnungen handelt. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass es sich bei dem Verbindungselement um Vorsprünge handelt, die bevorzugt aus dem gleichen Kunststoff bestehen wie der Bodenabschnitt und/oder Wandabschnitt. Weiterhin ist vorteilhaft, dass der Schutzabschnitt einstückig mit dem wenigstens einen Verbindungselement verbunden ist, wobei bevorzugt die einstückige Verbindung durch Spritzgießen des Kunststoffs hergestellt ist. Insbesondere Flächenelemente, wie Wabenstrukturen oder Flächenabschnitte mit durchgehenden Öffnungen, erlauben eine besonders gute Verankerung des Schutzelements mit dem Betonelement über die gesamte Fläche des Schutzelements hinweg. Das zusätzliche Vorsehen von Stiften oder dgl., die ggf. weiter in den Beton des Betonelements hineinreichen, kann eine erhöhte punktuelle Haltekrafterhöhung erreicht werden.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass des Weiteren auch ein Deckenelement vorgesehen ist, so dass ein Hohlkörper erzeugt wird, in den dann anschließend der Beton und ggf. bereits beim Spritzgießen Bewehrung eingebracht wird. Dieses ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Betonelement auch auf seinen Außenseiten gegen aggressive Wässer im Gebirge geschützt werden muss.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass es sich bei dem Kunststoff um ein Polydicyclopentadiene (pDCPD), bevorzugt in einer hochtemperaturfesten Form, oder ein Harz handelt, wobei dem Kunststoffharz ggf. Verstärkungselemente, wie beispielsweise Glasfasern, zugesetzt werden. Mit diesem Kunststoff lässt sich eine hohe Produktgeschwindigkeit aufgrund der schnellen Verarbeitungseigenschaften erreichen. Gleichzeitig ist eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit im Einsatz gegeben. Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass es sich bei dem Kunststoff des Flächenelements um einen Thermoplast, bevorzugt PE, handelt. Hierbei handelt es sich um besonders kostengünstige Kunststoffe. Bauteile aus diesen, wie beispielsweise Platten, Bahnen oder Folien lassen sich dezentral vor Ort direkt herstellen, so dass erheblicher Transportaufwand und ggf. auch Lageraufwand der fertigen Produkte entfällt.

Hinsichtlich des Betonelements zum Erstellen eines Tunnelausbaus sieht die Lehre der Erfindung vor, dass ein vorbeschriebenes Schutzelement verwendet wird. Hierbei handelt es sich dann um ein Betonelement zum Erstellen eines Tunnelausbaus mit einer konvexen äußeren Oberfläche und einer gegenüberliegenden inneren Oberfläche), wobei ein Schutzelement über wenigstens ein Verbindungselement mit der inneren Oberfläche verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement ein vorbeschriebenes Schutzelement ist.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine räumliche Darstellung eines erfindungsgemäßen

Betonelements mit erfindungsgemäßen Schutzelement, Fig. 2 eine Schnittansicht zum Schutzelement gemäß Fig. 1 ,

Fig.3a - 3d Prinzipskizzen in Schnittansichten alternativer Ausführungsformen zu Fig. 2, Fig. 4 einen Ausschnitt in Schnittansicht eines erfindungsgemäßen

Schutzelements einer ersten Ausführungsform eines Drainageelements,

Fig. 5 einen Ausschnitt in Schnittansicht eines erfindungsgemäßen

Schutzelements einer zweiten Ausführungsform eines Drainageelements,

Fig.6a einen Ausschnitt in Schnittansicht eines erfindungsgemäßen

Schutzelements ' einer dritten Ausführungsform eines Drainageelements, Fig. 6b eine Seitenansicht von Bestandteilen des Drainageelements zu Fig. 6a, Fig. 6c eine Draufsicht zu Fig. 6b,

Fig. 6d eine teilgeschnittene Seitenansicht des Drainageelements zu Fig.

6a im montierten Zustand, Fig. 6e eine teilgeschnittene Seitenansicht des Drainageelements zu Fig.

6a im ausgelösten Zustand,

Fig. 7a einen Ausschnitt in Schnittansicht eines erfindungsgemäßen

Schutzelements einer vierten Ausführungsform eines Drainageelements,

Fig. 7b eine vergrößerte Schnittansicht zu Fig. 7a, und

Fig. 8 einen Ausschnitt in Schnittansicht eines erfindungsgemäßen

Schutzelements einer fünften Ausführungsform eines

Drainageelements

Bei einem erfindungsgemäßen Betonelement 10 (Fig. 1 ) handelt es sich um einen Segmentabschnitt (Tübbing) eines Tunnelausbaus. Der Segmentabschnitt weist eine konvexe Oberseite 1 1 auf und eine dazu gegenüberliegend angeordnete Unterseite 12 (in Fig. 1 verdeckt durch ein Schutzelement 20). An der Innenseite 12 des Betonelements ist das Schutzelement 20 angeordnet. Das Schutzelement 20 weist in dieser Ausführungsform einen Bodenabschnitt 21 und Wandabschnitte 22, 23 auf. An diesen Wandabschnitten 22, 23 ist ein Aufnahmebereich 29 vorgesehen, in dem eine Dichtung 30 angeordnet ist. Die Verbindung zwischen Dichtung 30 und Schutzelement 20 erfolgt beispielsweise durch Spritzgießen.

Alternativ kann das Betonelement auch nur ein Schutzelement 20 mit einem Bodenabschnitt 21 aufweisen (nicht dargestellt). Eine Dichtung 30 kann, muss aber nicht vorgesehen sein. Ist keine Dichtung vorgesehen, werden die Fugen zwischen den einzelnen Schutzelementen 20 der Betonelemente 10 miteinander verschweißt. Das Schutzelement 20 weist, wie in Fig. 2 dargestellt, einen Bodenabschnitt 21 auf, an dessen Außenseiten Wandabschnitte 22, 23 im Wesentlichen rechtwinklig, allerdings auch in beliebiger anderer Anordnung, angeordnet sind. Zur Herstellung einer haltenden Verbindung zwischen dem Schutzelement 20 und dem Betonelement 10 weist die Innenseite des Bodenabschnitts 21 Stiftelemente 17 auf. Alternativ und nicht dargestellt können auch Stege parallel zur einen Außenwand und Stege zur rechtwinklig dazu angeordneten Außenwand angeordnet sein. Die Stege können beispielsweise mit Öffnungen versehen sein, durch die Beton 16 hindurchtreten kann und damit nach Aushärtung eine besonders gut haltende Verbindung erzeugt.

In einem Aufnahmebereich 29 ist die Dichtung 30 angeordnet. Die Dichtung 30 besteht aus einem elastischen Kunststoff. Die Dichtung 30 weist eine Dichtfläche 31 auf, die beim Zusammensetzen der einzelnen Betonelemente entweder auf eine andere Betonfläche oder eine andere Dichtfläche 31 einer Dichtung 30 trifft. Im Inneren weist die Dichtung 30 Kammern 32 auf. Beim Zusammensetzen der Betonelemente 10 wird der elastische Kunststoff der Dichtung 30 verformt und die Kammern 32 werden zusammengedrückt. Gegenüberliegend zur Dichtfläche 31 sind Haltevorsprünge 33 angeordnet, die in den Kunststoff der Seitenwand 22, 23 des Schutzelements 20 eingreifen. Diese und die naheliegenden Seitenwände der Dichtung 30 verbinden sich beim Spritzgießen mit dem Kunststoff des Schutzelements bzw. werden von diesem gasdicht umschlossen.

Ein Schutzelement 20, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, kann beispielsweise durch Spritzgießen hergestellt werden. Alternative Ausführungsformen sind in Fig. 3a bis 3d dargestellt.

Fig. 3a bis Fig. 3d zeigen alternative Ausführungsformen des Schutzelements 20 im Hinblick darauf, dass das Schutzelement 20 bzw. der Bodenabschnitt und/oder der Wandabschnitt wenigstens teilweise eine zweiten Abschnitt 28 aus vorgefertigten Halbzeugen wie Bahnen mit daran angeordneten Vorsprüngen hergestellt sind. Fig. 3a bis 3d zeigen dabei verschiedene beispielhafte Arten der Verbindung des zweiten Abschnitts 28 mit einem ersten Abschnitt 25, der beispielsweise im Spritzgussverfahren hergestellt wurde. Diese Verbindung kann stoßartig erfolgen (Fig. 3a, 3d und 3c) oder der zweite Abschnitte 28 wird von ersten Abschnitt 25 einseitig (nicht dargestellt) oder beidseitig (Fig. 3d) umgriffen. In Fig. 3b ist das den zweiten Abschnitt 28 bildende flächige Element nicht nur als Bestandteil des Bodenabschnitts 21 , sondern auch als Wandabschnitt 22, 23 vorgesehen. Das stoßartige Verbinden, wie in Fig. 3a, 3d und 3c dargestellt, hat sich überraschender weise als hinreichend insbesondere bei der Verbindung von PE als flächigem Element und pDCPD als Spritzguss fähigem Kunststoff des ersten Abschnitts 25 erwiesen. Es ist je nach Anforderung an das Schutzelement auch möglich, mehrere flächige Abschnitte ggf. aus unterschiedlichen Materialien vorzusehen, die dann über mehrere erste Abschnitt 25 miteinander über den oder mehrere unterschiedliche spritzgussfähige/n Kunstsoff/e verbunden werden. Dieses gilt sowohl für Bodenabschnitt 21 , Wandabschnitt 22, 23 als auch Deckenabschnitte.

Fig. 1 weist schematisch ein Drainageelement 40 auf, das in Form einer Öffnung 41 im Schutzelement 20 im Bodenabschnitt 21 dargestellt ist. Wie in Fig. 2 bis 3d schematisch dargestellt ist, weist das Drainageelement 40 einen Hohlkörper 42 auf, der an seinem unteren Ende 43 mit der Öffnung 41 korrespondiert.

Ausführungsformen des Drainageelements sind in den Fig. 4 bis Fig. 6e dargestellt.

Fig. 4 zeigt dabei die Öffnung 41 im Schutzelement 20. An dem Schutzelement 20 ist ein Hohlkörper 42 angeordnet, der an den Bodenabschnitt 21 über eine Schweißnaht 43' fest (einstückig) angebracht ist. Der Hohlkörper 42 weist einen Innenraum 44 auf, der durch die Wandung 45 und ein Deckelelement 46 definiert wird. Beispielsweise kann es sich bei dem Hohlkörper 42 um einen Erektordübel handeln, über den ein Handling des Betonelements beim Einbau vor Ort im Tunnel erfolgt. Die Wandung 45 weist eine Vertiefung 47 auf, die auf der Innenwandung 48 angeordnet ist. In dieser Vertiefung sind Hohlkörperbohrungen 50 vorgesehen, über die das Grundwasser von der Innenseite A des Schutzelements 20 in den Innenraum 44 dem Hohlkörper 42 gelangt. Von hier gelangt es dann durch die Öffnung 41 zur Außenseite B des Schutzelements 20. In den Hohlkörperbohrungen 50 sind Verschlusselemente 49 vorgesehen. Hierbei kann es sich beispielsweise um Elemente handeln, die beweglich in der Bohrung 50 vorgesehen sind und die aber aufgrund der Reibung zwischen Verschlusselement 49 und Bohrung 50 dem Grundwasser einen Widerstand entgegensetzen und erst nach Erreichen eines Grenzdruck durch das Grundwasser aus der Bohrung 50 in den Innenraum 44 bewegt werden. Alternativ kann das Verschlusselement 49 einstückig mit der Bohrung 50 verbunden ein, wobei dann die Verbindung beim Überschreiten des Grenzdrucks aufbricht.

Fig.5 zeigt die Öffnung 41 im Schutzelement 20. Korrespondierend an dem Schutzelement 20 ist ein Hohlkörper 42 angeordnet. Hierbei kann es sich wiederum um einen Erektordübel handeln. Am Schutzelement 20 ist ein Anschlusselement 51 mit einem Innengewindeabschnitt 52 vorgesehen. Die Verbindung des Anschlusselements 51 mit dem Schutzelement 20 oder auch des Hohlkörpers 42 mit dem Schutzelement 20 kann bei einem Drainageelement 40 beispielsweise über Schweißen, Kleben erfolgen. Es ist auch möglich, den Hohlköper 42 einstückig und integral mit dem Schutzelement vorzusehen, indem der Hohlköper 42 direkt mit dem Schutzelement zusammen hergestellt wird, beispielsweise durch Spritzgießen. In Fig. 5 weist der Hohlkörper 42 an seine Außenwandung 53 einen zum Innengewindeabschnitt 52 korrespondierenden Außengewindeabschnitt 54 auf. Der Hohlkörper 42 wird dann mit seinem Außengewindeabschnitt 54 in den Innengewindeabschnitt 52 des Anschlusselements 51 eingeschraubt.

An der Innenwandung 48 ist eine Vertiefung 55 vorgesehen, die hier beispielsweise umlaufend ausgeführt ist. Eine weitere Ausführungsmöglichkeit wäre, dass die Vertiefung 55 nur abschnittsweise an der Innenwandung 48 vorgesehen ist. Die Vertiefung 55 dient zur haltenden Aufnahme wenigstens eines Abschnitts 56 des Verschlusselements 49. Das Verschlusselement 49 ist hier deckeiförmig mit einem Hohlraum 57 ausgeführt. Es weist einen Bodenabschnitt 58 und eine Wandung 59 auf. Eine Ausführung als Vollkörper ist beispielsweise ebenfalls möglich. Über den Abschnitt 56 ist das Verschlusselement 49 im Innenraum 44 des Hohlkörpers 42 so in der Vertiefung 55 angeordnet, dass die Öffnung 41 verschlossen ist. Das Verschlusselement 49 wird über den Abschnitt 56 in der Vertiefung 55 eingeklemmt. Alternativ kann das Verschlusselement auch über ein Gewinde in die Öffnung 41 oder in den Hohlkörper 42 oder in die Öffnungen 50 eingeschraubt sein. Das Grundwasser drückt nach Überschreiten eine Grenzdrucks das Verschlusselement 49 aus dem Hohlkörper 42 bzw. aus der Öffnung 41 , so dass das Grundwasser zum Innenraum gelangen kann. Der Verschlusselement 49 löst sich vom Drainageelement 40 und gelangt dabei in den Tunnel. Fig. 6a bis 6e zeigen eine weitere Ausführungsform eines Drainageelements 40. Hierbei ist wiederum die Öffnung 41 im Schutzelement 20 angeordnet. Korrespondierend an dem Schutzelement ist ein Hohlkörper 42 angeordnet. Hierbei kann es sich wiederum um einen Erektordübel handeln. An der Innenwandung 48 ist eine Vertiefung 55 vorgesehen, die hier beispielsweise umlaufend ausgeführt ist. Weiterhin ist eine Vertiefung 47 mit den Hohlkörperbohrungen 50 vorgesehen. In Fig. 6a ist in der Vertiefung 47 ein Verschlusselement 60 beispielsweise in Form eines O-Rings gezeigt, der die Bohrungen 50 verschließt. Das Verschließen kann beispielsweise während des Verbindens des Schutzelements 20 mit dem Beton 16 beim Herstellen des Betonelements 10 sinnvoll sein, damit kein Beton in das Drainageelement 40 gelangt.

Fig. 6b und Fig. 6c zeigen eine Ausführungsform des Verschlusselements 50. Das Verschlusselement 60 weist einen Verschlussabschnitt 61 auf, der mit einem Widerlagerelement 62 verbunden ist. Hier weist das Widerlagerelement 62 einen Stababschnitt 63 auf, der beweglich und verschiebbar mit dem Verschlussabschnitt 61 vorgesehen ist. Hier ist im Verschlussabschnitt ein Sackloch 64 vorgesehen, in das der Stababschnitt eingreift. Am Sackloch oder auch am Verschlussabschnitt 61 auf der einen Seite und am Widerlagerelement 62 ist eine jeweils Auflagerfläche 65 vorgesehen, an und zwischen denen ein Federelement 66 vorgespannt angeordnet ist, wobei es hier um den Stababschnitt 6 angeordnet ist. Es ist hier vorteilhaft, wenn das Federelement 66 den Verschlussabschnitt 61 und das Widerlagerelement 62 zueinander ziehen, so dass das auf den Verschlussabschnitt 61 wirkende Grundwasser diesen von dem Widerlagerelement 62 weg bewegen muss. Fig. 6c zeigt eine Draufsicht auf das Widerlagerelement 62, das einen umlaufenden Außenabschnitt 67 aufweist, an dem Verbindungsabschnitte 68 für den Stababschnitt 63 vorgesehen sind. Zwischen dem Außenabschnitt 67, den Verbindungsabschnitten 68 und dem Stababschnitt 63 sind Öffnungen 69 vorgesehen, durch die das Grundwasser hindurchtreten kann.

Weiterhin ist eine Vertiefung 70 zur Aufnahme des Widerlagerelements 62 in der Innenwandung 48 umlaufend vorgesehen. In Fig. 6d ist gezeigt, wie das Verschlusselement 50 im Drainageelement 40 angeordnet ist. Dabei ist das Widerlagerelement 62 in der Vertiefung 70 angeordnet. Weiterhin ist der Verschlussabschnitt 61 über Abschnitte 56 in der Vertiefung 55 angeordnet. Gleichzeitig zieht das Federelement 66 den Verschlussabschnitt 61 und das Widerlagerelement 62 zueinander und spannt damit das Verschlusselement 61 vor. Der O-Ring 60 ist aus dem Hohlkörper 42 aus der Vertiefung 47 entfernt und die Hohlkörperbohrungen 42 sind frei.

In Fig. 6e ist der ausgelöste bzw. offene Zustand des Drainägeelements 40 gezeigt. Durch das Grundwasser wurde das Verschlusselement 61 aus der Vertiefung 55 gelöst und gegen die Federkraft des Federelements aus dem Hohlkörper 42 und durch die Öffnung 41 hindurch bewegt. Die Öffnung 41 ist freigegeben und das Grundwasser kann von der Innenseite A zur Außenseite B fließen. Das Verschlusselement 61 wird aber durch das Federelement 66 gehalten und fällt nicht in den Tunnel. Bei einer Begehung des Tunnels kann dann, nachdem der Grundwasserdruck zurück gegangen ist, das Verschlusselement 61 wieder in das Drainageelement 40 hineingedrückt werden, bis der Abschnitt 56 des Verschlusselements 61 wieder in die Vertiefung 55 eingreift, so dass das Drainageelement 40 wieder von einem offenen in einen geschlossenen Zustand überführt werden kann.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform ist in den Fig. 7a und 7b dargestellt. Im Schutzelement 20 ist wiederum die Öffnung 41 vorgesehen, an der ein Drainageelement 40 vorgesehen ist. Korrespondierend an dem Schutzelement 20 ist ein Hohlkörper 42 angeordnet, bei dem es sich hier ein Anschlusselement 51 handelt mit einem Innengewindeabschnitt 52. Die Verbindung des Anschlusselements 51 mit dem Schutzelement 20 kann bei einem solchen Drainageelement 40 beispielsweise über Schweißen, Kleben erfolgen. Es ist auch möglich, den Hohlköper 42 einstückig und integral mit dem Schutzelement vorzusehen, indem der Hohlköper 42 direkt mit dem Schutzelement zusammen hergestellt wird, beispielsweise durch Spritzgießen.

In Fig. 7a wird in das Innengewindeabschnitts 52 des Anschlusselements 51 ein weiterer Hohlkörper 42' beispielsweise wiederum ein Erektordübel oder eine Verschlussschraube, mit einem an seiner Außenwandung 53 angebrachten zum Innengewindeabschnitt 52 korrespondierenden Außengewindeabschnitt 54 eingebracht. I

Die wenigstens eine Öffnung 50 ist hier im Anschlusselement 51 vorgesehen. Weiterhin ist ein Dichtelement 71 , beispielsweise in Form eines Gummielements, vorgesehen, dass die wenigstens eine Öffnung 50 verschließt. Das Dichtelement 71 kann dabei auf dem Hohlkörper 42' angeordnet sein, beispielsweise durch Kleben oder dergleichen, oder wie in Fig. 7 gezeigt, ist am Anschlusselement 51 vorgesehen. Hier kann es auch durch Kleben oder dergleichen mit dem Anschlusselement 51 verbunden sein, oder es weist ein Anschlusselement 72 auf, das eine haltende Verbindung mit dem Anschlusselement 51 eingehen kann. In Fig. 7a ist das Dichtelement mit einem rechtwinklig hervorspringenden Anschlusselement 72 gezeigt, dass im montierten Zustand in eine Vertiefung 73 im Anschlusselement 51 hineinragt und dadurch das Dichtelement 71 am Anschlusselement 51 anordnet.

Zwischen Anschlusselement 51 und Hohlkörper 42' befindet sich ein Abstand 74, der kanalartig zur Entwässerung genutzt werden kann. Der Abstand ist im Bereich der wenigstens einen Öffnung 50 mit dem Dichtelement 71 verschlossen. Oberhalb ist ein weiteres Dichtelement 75 vorgesehen, hier beispielsweise in Form eines O-Rings, mit dem eine dauerhafte Abdichtung des Abstands 74 zwischen Anschlusselement 51 und Hohlkörper 42' erreicht wird, um einen unkontrollierten Austritt von Gasen oder Flüssigkeiten hier zu verhindern.

Die anstehende Flüssigkeit gelangt durch die wenigstens eine Öffnung 50 gegen das Dichtelement 71. Dieses ist durch seine aterialeigenschaft quasi vorgespannt. Wird der Druck größer als die Widerlagerkraft/Federkraft des Dichtelements 71 , dann verformt sich das Dichtelement 71 und löst sich von der Innenwand 48 (Fig. 7b), so dass sich ein Spalt D bildet, der in den kanalartigen Abstand 74 mündet. Die Flüssigkeit kann dann in Abschlussrichtung C durch den Spalt D und den Abstand 74 in den Innenraum abließen.

Verringert sich der Druck der anstehenden Flüssigkeit dehnt sich das Dichtelement 71 wieder aus und liegt wieder an der Innenwand 48 an, so dass sich der Spalt D wieder schließt und das Dichtelement wieder gas- und flüssigkeitsdicht verschlossen ist.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform ist in den Fig. 8 dargestellt. Im Schutzelement 20 ist wiederum die Öffnung 41 vorgesehen, an der ein Drainageelement 40 vorgesehen ist. Korrespondierend an dem Schutzelement 20 ist ein Hohlkörper 42 angeordnet, bei dem es sich um eine Hülse oder ein Anschlusselement 51 handeln kann. Der Hohlkörper 42 weist in der Wandung 45 im Innenraum 44 wenigstens eine Öffnung 50 zum Durchtreten der anstehenden Flüssigkeit und eine Vertiefung 76 auf. Im Innenraum 44 und insbesondere in der Vertiefung 76 ist ein elastisches Dichtelement 71 vorgesehen. Das Dichtelement 71 ist des Weiteren so ausgeführt, dass es die wenigstens eine Öffnung 50 abdeckt und damit verschließt.

In das Dichtelement 71 bevorzugt in Verbindung mit der Vertiefung, ist haltend ein Verschlusselement 49 vorgesehen. Dieses weist hier beispielhaft Vorsprünge 77 auf, die in die Vertiefung eingreifen und damit das Verschlusselement im Hohlkörper 42 halten. Die Entwässerung erfolgt wie zuvor beschrieben. Die anstehende Flüssigkeit gelangt durch die wenigstens eine Öffnung 50 gegen das Dichtelement 71 . Dieses ist durch seine Materialeigenschaft quasi vorgespannt. Wird der Druck größer als die Widerlagerkraft/Federkraft des Dichtelements 71 , dann verformt sich das Dichtelement 71 und löst sich von der Innenwand 48 (Fig. 7b), so dass sich ein Spalt D bildet, der in den kanalartigen Abstand 74 mündet. Die Flüssigkeit kann dann in Abschlussrichtung C durch den Spalt D und den Abstand 74 in den Innenraum abließen. Verringert sich der Druck der anstehenden Flüssigkeit dehnt sich das Dichtelement 71 wieder aus und liegt wieder an der Innenwand 48 an, so dass sich der Spalt D wieder schließt und das Dichtelement wieder gas- und flüssigkeitsdicht verschlossen ist.

Zusätzlich wird das Verschlusselement nach unten zum Innenraum hin gedrückt in Pfeilrichtung E. Dadurch erfolgt eine Zusätzliche Dichtwirkung innerhalb der Vertiefung im Bereich der horizontalen Abschnitte 78 der Vertiefung 76. Steigt die Flüssigkeit im Betonelement 10 weiter an und erhöht sich der Druck weiter über ein Maß hinaus, so dass die anstehende Flüssigkeit nicht über die Öffnung 50 abgeführt werden kann. So kann das Verschlusselement 49 aus dem Dichtelement 71 und der Vertiefung 76 und dann aus dem Hohlköper 42 in Pfeilrichtung E in den Innenraum gedrückt werden, um einen stärkeren Flüssigkeitsaustritt zu ermöglichen und eine Beschädigung des Schutzelements 20 zu verhindern.

Bezugszeichenliste

55 Vertiefung

10 Betonelement 56 Abschnitt

1 1 Oberseite 57 Hohlraum

12 Unterseite 58 Bodenabschnitt

59 Wandlung

16 Beton 60 Verschlusselement

17 Stiftelement 61 Verschlussabschnitt

62 Widerlager

20 Schutzelement 63 Stababschnitt

21 Bodenabschnitt 64 Sackloch

22 Wandabschnitt 65 Auflagerfläche

23 Wandabschnitt 66 Federelement

67 Außenabschnitt

25 Abschnitt 68 Verbindungsabschnitt

28 Abschnitt 69 Öffnung

29 Aufnahmebereich 70 Vertiefung

30 Dichtung 71 Dichtelement

31 Dichtfläche 72 Anschlusselement

32 Kammer 73 Vertiefung

74 Abstand

40 Drainageelement 75 Dichtelement

41 Öffnung 76 Vertiefung

42 Hohlkörper 77 Vorsprung

42' Hohlkörper 78 horizontaler Abschnitt

43 unteres Ende

43' Schweißnaht A Innenseite

44 Innenraum B Außenseite

45 Wandung C Abflussrichtung

46 Deckelelement D Spalt

47 Vertiefung E Pfeilrichtung

48 Innenwand

49 Verschlusselement

50 Hohlkörperbohrung

51 Anschlusselemente

52 Innengewindeabschnitt

53 Außenwanderung

54 Außengewindeabschnitt