Dichtungssysteme in Deichen - DWA

DWA-
Themen
DWA-Arbeitsgruppe WW-7.3
"Dichtungssysteme in Deichen"
Dichtungssysteme
in Deichen
April 2005
ISBN 3-937758-65-8
Herausgeber/ Vertrieb:
Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V.
Theodor-Heuss-Allee 17 . D-53773 Hennef . Tel.: + 49 (0) 22 42/ 8 72-3 33
Fax: + 49 (0) 22 42/ 8 72-1 00 . E-Mail: info@dwa.de . Internet: www.dwa.de

Dichtungssysteme in Deichen
Die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall, DWA, ist in Deutschland Sprecher
für alle übergreifenden Wasserfragen und setzt sich intensiv für die Entwicklung einer sicheren und nachhaltigen
Wasserwirtschaft ein. Als politisch und wirtschaftlich unabhängige Organisation arbeitet sie fachlich
auf den Gebieten Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall und Bodenschutz.
In Europa ist die DWA die mitgliederstärkste Vereinigung auf diesem Gebiet und nimmt durch ihre fachliche
Kompetenz bezüglich Normung, beruflicher Bildung und Information der Öffentlichkeit eine besondere Stellung
ein. Die rund 15.000 Mitglieder repräsentieren die Fachleute und Führungskräfte aus Kommunen,
Hochschulen, Ingenieurbüros, Behörden und Unternehmen.
Der Schwerpunkt ihrer Tätigkeiten liegt auf der Erarbeitung und Aktualisierung eines einheitlichen technischen
Regelwerkes sowie der Mitarbeit bei der Aufstellung fachspezifischer Normen auf nationaler und
internationaler Ebene. Hierzu gehören nicht nur die technisch-wissenschaftlichen Themen, sondern auch
die wirtschaftlichen und rechtlichen Belange des Umwelt- und Gewässerschutzes.
Impressum
Herausgeber/Vertrieb:
Satz und Druck:
DWA Deutsche Vereinigung für
DPS Vasen, Hennef
Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V.
Theodor-Heuss-Allee 17
D - 53773 Hennef
Tel. 02242/872-333
ISBN
Fax: 02242/872-100 3-937758-65-8
E-Mail: vertrieb@dwa.de
Internet: www.dwa.de
Gedruckt auf 100 % Recyclingpapier.
© DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V., Hennef 2005
Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in andere Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieser Publikation
darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form – durch Fotokopie, Mikrofilm
oder irgendein anderes Verfahren – reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsmaschinen,
verwendbare Sprache übertragen werden.
Die wissenschaftliche Richtigkeit der Texte, Abbildungen und Tabellen unterliegt nicht der Verantwortung
des Herausgebers.
2 DWA April 2005

Dichtungssysteme in Deichen
Vorwort
Bestätigt durch Fachleutebefragung in den betroffenen Gremien der technisch-wissenschaftlichen Vereinigungen
Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. (DWA),
Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V. (DGGT) und
Hafenbautechnische Gesellschaft e.V. (HTG)
war vor dem Hintergrund technischer Weiter- und Neuentwicklung von Bauprodukten und Bauweisen eine
Überarbeitung der DVWK-Merkblätter
Nr. 215/1990: Dichtungselemente im Wasserbau
Nr. 221/1992: Anwendung von Geotextilien im Wasserbau
Nr. 223/1992: Asphaltdichtungen für Talsperren und Speicherbecken
Nr. 225/1992: Anwendung von Kunststoffdichtungsbahnen im Wasserbau und für den Grundwasserschutz
Nr. 237/1996: Deponieabdichtungen in Asphaltbauweisen
dringend erforderlich. Hierzu wurde im Juli 2002 der Fachausschuss/Arbeitskreis "Dichtungssysteme im
Wasserbau" unter kooperativer Obmannschaft als Fachausschuss WW-7 im DWA bzw. als Arbeitskreis
AK-5.4 in der DGGT mit paralleler Anbindung an die Arbeitsgremien der HTG gegründet. Hierdurch wird
den sich bei diesem Thema überschneidenden Arbeitsfeldern von DWA, DGGT und HTG Rechnung getragen.
Der Fachausschuss/Arbeitskreis begann seine Arbeit unmittelbar in zwei Untergruppen/Arbeitsgruppen
WW-7.1 Innen-/Untergrunddichtungen (Leitung: Dr.-Ing. Kleist)
WW-7.2 Oberflächendichtungssysteme (Leitung: BOR Dipl.-Ing. Fleischer)
Auf der Basis aktueller Erkenntnisse, besonders aus der Katastrophenflut im Elbegebiet im August 2002,
dass viele Deiche der Belastung nicht standhielten oder akut in ihrer Standsicherheit gefährdet waren,
müssen sehr viele Deiche kurzfristig ertüchtigt oder ggf. neu gebaut werden. Aufgrund der hierdurch gegebenen
Aktualität wurde der Fachausschuss WW-7 / AK-5.4 beauftragt, das Spezialthema "Dichtungssysteme
in Deichen" in einer zusätzlich zu gründenden weiteren Untergruppe vorrangig zu bearbeiten, um zügig
für die Praxis ein Werk herauszubringen, das sich speziell mit den Dichtungssystemen in Deichen befasst
und jüngste Erfahrungen aus Erkundung, Entwurf und Bauausführung berücksichtigt.
Da das DVWK-Merkblatt 210 "Flussdeiche" zur Zeit vom DWA-Fachausschuss WW-4 "Talsperren und
Flusssperren" (Obmann: Prof. Dr.-Ing. Th. Strobl) in der Arbeitsgruppe WW-4.3 überarbeitet wird, wurde
der vorliegende Text zu Dichtungssystemen in Deichen zwischen den Fachausschüssen WW-4 und WW-7
abgestimmt, um bei der Neufassung des Merkblattes 210 auf das WW-7.3-Werk direkt zurückgreifen zu
können.
DWA April 2005 3

Dichtungssysteme in Deichen
Bei der Erstellung des Berichtes haben die folgenden Mitglieder in der Arbeitsgruppe WW-7.3 "Dichtungssysteme
in Deichen" mitgewirkt:
Dipl.-Ing. Eckehard Bielitz
Dipl.-Ing. Jens Breitenstein
BOR Dipl.-Ing. Petra Fleischer
Dr.-Ing. Jörg Franke
Dipl.-Ing. Ronald Haselsteiner
Prof. Dr.-Ing. Georg Heerten
Akad. Dir. Dr.-Ing. Dirk Heyer
Prof. Dr.-Ing. habil. H.-B. Horlacher
Dr.-Ing. Frank Kleist
Dipl.-Ing. Christian Schmutterer
Dr.-Ing. Barbara Tönnis
Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen, Pirna
RMD Wasserstraßen GmbH, München
Bundesanstalt für Wasserbau (BAW), Karlsruhe
IGB Ingenieurgesellschaft mbH, Hamburg
TU München, Lehrstuhl für Wasserbau und Wasserwirtschaft,
München
Naue GmbH & Co. KG, Espelkamp
TU München, Zentrum Geotechnik, München (Sprecher)
TU Dresden, Institut für Wasserbau und Technische
Hydromechanik, Dresden
Ingenieurbüro SKI, München
Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen, Pirna
Hydroprojekt Ingenieurgesellschaft mbH, Bad Vilbel
Dresden/Lübbecke, im Dezember 2004
Prof. Dr.-Ing. H.-B. Horlacher
(Obmann für DWA)
Prof. Dr.-Ing. G. Heerten
(Obmann für DGGT/HTG)
4 DWA April 2005

Dichtungssysteme in Deichen
Inhalt
Vorwort 3
Abbildungsverzeichnis 6
Tabellenverzeichnis 7
1 Einführung 8
2 Erkundung von Deich und Untergrund 9
2.1 Allgemeines 9
2.2 Zustandserfassung und Erkundungsziele 9
2.3 Aufschlüsse 10
2.4 Grundwasserverhältnisse 11
2.5 Geophysikalische Verfahren zur Erkundung 12
3 Einwirkungen auf Dichtungen in Deichen 13
3.1 Beschreibung von Einwirkungen und Zuordnung zu den Lastfällen der
DIN 19712 13
3.2 Einflüsse auf die Wahl und Bemessung von Dichtungssystemen 14
4 Anforderungen an Dichtungen und Auswahl-kriterien 16
4.1 Permittivität 16
4.2 Weitere Anforderungen 16
4.3 Auswahlkriterien für Dichtungen 17
5 Anordnung von Dichtungen in Deichen 18
6 Wasserseitige Oberflächendichtungen 20
6.1 Allgemeines 20
6.2 Mineralische Dichtungen 20
6.3 Geosynthetische Tondichtungsbahnen 22
7 Innenliegende Dichtungselemente 24
7.1 Allgemeines 24
7.2 Spundwand 24
7.3 Einphasenschlitzwand 25
7.4 Schmalwand 25
7.5 Bodenvermörtelung 26
DWA April 2005 5

Dichtungssysteme in Deichen
8 Maßnahmen bei hydraulisch ungünstiger Untergrundbeschaffenheit
28
8.1 Allgemeines 28
8.2 Landseitiger Auflastfilter 28
8.3 Abdichtung des Vorlandes 28
8.4 Vollkommene/Unvollkommene Abdichtung des Untergrundes 29
8.5 Verringerung der Durchlässigkeit des Untergrundes 29
8.6 Landseitiger Sickerschlitz (Entlastungsschlitz) 29
9 Fallbeispiele 30
9.1 Mineralische Oberflächenabdichtung 30
9.2 Oberflächendichtung mit geosynthetischer Tondichtungsbahn 32
9.3 Spundwand 34
9.4 Schmalwand 35
9.5 Fräs-Misch-Injektions-Verfahren 37
9.6 MIP-Verfahren 40
Literatur 43
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 3.1: Sickerlinie bei fallendem Wasserstand 15
Abbildung 6.1: Deichquerschnitt mit mineralischer Dichtung 21
Abbildung 6.2: Deichquerschnitt mit geosynthetischer Tondichtungsbahn 22
Abbildung 9.1: Elbdeich bei Riesa 30
Abbildung 9.2: Deichbruch und Kolk nach Ablaufen der Hochwasserwelle in der Elbe 31
Abbildung 9.3: Instand gesetzter Deich luftseitig (links) und wasserseitig (rechts) 31
Abbildung 9.4: Kinzigdeiche mit GTD 32
Abbildung 9.5: Verlegte GTD-Bahnen vor dem Aufbringen der Deckschichten 33
Abbildung 9.6: Verlegte GTD-Bahnen mit Deckschichten 33
Abbildung 9.7: Hochwasserschutz Aiterach, Stadt Straubing, Bayern 34
Abbildung 9.8: Winterdeiche an Rhein und Main 35
Abbildung 9.9: Vorlaufgraben und Schmalwandgerät im Einsatz 36
Abbildung 9.10: Rüttelbohle mit Trägergerät 36
Abbildung 9.11: Deich an der Mangfall 37
Abbildung 9.12: Vorbereitetes Arbeitsplanum für Dichtwand und bereit gestellte
Stahlträger 38
Abbildung 9.13: Herstellung der FMI-Wand 39
Abbildung 9.14: Deich an der Donau 40
6 DWA April 2005

Dichtungssysteme in Deichen
Abbildung 9.15: Lage der Entspannungsschlitze 41
Abbildung 9.16: Einbau von Sickerschlitzen in die bestehende Oberflächendichtung 42
Abbildung 9.17: Einbau der MIP-Wand 42
Tabellenverzeichnis
Tabelle 3.1: Übersicht Lastfälle ............................................................................................. 14
Tabelle 5.1: Wirksamkeit verschiedener Dichtungen – dargestellt anhand der
stationären Durchströmungszustände ............................................................... 19
DWA April 2005 7

Dichtungssysteme in Deichen
1 Einführung
Der vorliegende Bericht behandelt aus aktuellen Gründen das Thema der Dichtungssysteme in Deichen.
Kennzeichnend für Dichtungssysteme in Deichen ist, dass sie nur zeitweilig eingestaut sind. Ziel des Berichts
ist es, eine Hilfestellung bei der Planung und Ausführung von Dichtungssystemen bei Deichbaumaßnahmen
im Rahmen des Hochwasserschutzes an den Fließgewässern in Deutschland zu geben, wobei
das Dichtungssystem aus der Dichtung an sich und den zusätzlichen angrenzenden Drän-, Filter- oder
Schutzschichten besteht. Es werden zunächst eingehend Art und Umfang der geotechnischen Erkundung
behandelt. Neben den konventionellen Aufschlussverfahren sind Hinweise zu geophysikalischen Erkundungsmethoden
enthalten. Im Weiteren werden die für die Auswahl und Bemessung von Dichtungssystemen
bei Deichbaumaßnahmen relevanten Einwirkungen und die daraus resultierenden Lastfälle angesprochen
sowie Ausführungsbeispiele beschrieben.
Einen Schwerpunkt des Berichts bildet die Behandlung von wasserseitigen und von innenliegenden Dichtungen.
Bei den wasserseitigen Dichtungen werden mineralische Dichtungen und geosynthetische
Tondichtungsbahnen unterschieden. Zu den innenliegenden Dichtungen zählen u. a. Spundwände, Schlitzund
Schmalwände sowie Bodenvermörtelungen. Im Bericht werden die deichbauspezifischen Eigenschaften
der Dichtungssysteme diskutiert.
Darüber hinaus erfolgt eine Beschreibung unterschiedlicher Anordnungen von Dichtungen im Deich und
Untergrund sowie möglicher Verbesserungsmaßnahmen des Untergrundes. Erosions- und Suffosionserscheinungen
im Deichuntergrund und Sohlaufbrüche im Deichhinterland sind eine häufige und kritische
Gefahrenquelle, so dass neben dem Deich an sich auch dem Untergrund und seiner ggf. erforderlichen
Verbesserung ein besonderes Augenmerk geschenkt werden muss.
In den vergangenen Jahren sind eine Vielzahl mobiler Hochwasserschutzsysteme entwickelt worden, die
auch auf Deichkronen zum Einsatz kommen können. Die daraus resultierenden zusätzlichen statischen
Belastungen und veränderten hydraulischen Gegebenheiten sind bei der Planung von Deichen zu berücksichtigen.
Die Aufnahme und Abtragung der auf ein mobiles Hochwasserschutzsystem wirkenden Kräfte
und der damit erzeugten Momente sind nachzuweisen. Dabei ist auch die Gesamtstandsicherheit des Deiches
zu betrachten. Die konstruktiven Elemente zur Befestigung oder Lagerung von mobilen Hochwasserschutzsystemen
sind so zu gestalten, dass sie die Funktionsfähigkeit des Deiches nicht beeinträchtigen. In
diesem Bericht werden mobile Hochwasserschutzsysteme ausgenommen. Detaillierte Hinweise zu dieser
Thematik enthält das Merkblatt 6 des Bundes der Ingenieure für Wasserwirtschaft, Abfallwirtschaft und
Kulturbau (BWK) e.V. „Mobile Hochwasserschutzsysteme, Grundlagen für Planung und Einsatz“ [1].
Im vorliegenden Bericht wird die Notsicherung von Deichen im Zuge von Hochwasserereignissen und deren
Wiederinstandsetzung ebenfalls nicht behandelt. Auch sind die Qualitätssicherung und Bauüberwachung
von Deichbaumaßnahmen nicht Gegenstand dieses Berichts. Daher bleibt die Kenntnis und Beachtung
weiterer insbesondere auch deichspezifischer Regelwerke wie DIN 19712 [10] und das DVWK-
Merkblatt 210 „Flussdeiche“ [11] von dem hier vorliegenden Bericht über Dichtungssysteme in Deichen
unberührt.
8 DWA April 2005