Tunnelbauten: Offene und geschlossene Bauweisen

Tunnelbauten: Offene und geschlossene Bauweisen

 

Die ersten »richtigen« Tunnel, die der Verkehrsverbindung dienten, waren von den Römern gebaute Straßentunnel. Ein Beispiel ist der 690 Meter lange Tunnel zwischen Neapel und Pozzuoli, der im Jahr 36 vor Christus vollendet wurde und auch heute noch befahrbar ist. Tunnelbau war bis zur Neuzeit nur in tragfähigem Fels möglich, zu dessen Abtrag man sich der thermischen Spallation bediente: Das Gestein wurde durch Feuer erhitzt und anschließend mit kaltem Wasser abgeschreckt, wobei es zerplatzte. Im Mittelalter kam der Tunnelbau jedoch wegen der unzulänglichen Technik fast völlig zum Erliegen. Er lebte erst im 17. Jahrhundert mit der Einführung des Schwarzpulvers zum Gesteinsprengen wieder auf. In erstmaliger Anwendung dieses Sprengstoffs wurde so zwischen 1679 und 1681 in Frankreich der 157 Meter lange, sieben Meter breite und 8,4 Meter hohe Malpas-Tunnel für einen Schifffahrtskanal, den »Canal du Midi« (auch Languedoc-Kanal genannt), angelegt. Eine weitere bedeutende Innovation stellte das von dem britischen Ingenieur Marc Isambard Brunel entwickelte Schildverfahren dar, das Tunnelbau auch in weicherem Material als Fels ermöglichte und erstmals in den Jahren 1824 bis 1842 zum Bau des 1,1 Kilometer langen Tunnels unter der Themse in London zum Einsatz kam. Bei diesem nachfolgend auch im Bergbau verwendeten Verfahren wurde ein über die gesamte Tunnel- bzw. Grubenbreite ragender Stahlschild mit Schraubwinden vorangepresst, unterhalb dessen die Bergleute das Material durch Klappen hindurch abtrugen. Der entstehende Tunnel wurde hinter dem Schild ausgemauert. Ein großes Problem stellten die bei der Flussuntertunnelung häufig auftretenden Wassereinbrüche dar. Der britische Ingenieur James Henry Greathead ersann 1874 beim Bau des zweiten Themse-Tunnels eine Abhilfe, indem er den vordersten Tunnelabschnitt mit Druckluft füllte. Arbeiter und Material wurden durch Druckluftschleusen transportiert. Um die von Tauchern bekannte Druckfallkrankheit zu vermeiden, mussten die Arbeiter beim Verlassen des Hochdruckbereichs einer langwierigen Dekompression unterzogen werden. Trotz dieser Nachteile wurde der Greathead-Schild 75 Jahre lang ohne nennenswerte Änderungen nachgebaut und eingesetzt. Der zweite Themse-Tunnel konnte dank der neuen Technik in nur einem Jahr fertig gestellt werden.

 

Die ersten Verkehrstunnel dienten der Schaffung neuer Straßen- und Schifffahrtsverbindungen, den größten Aufschwung erhielt der Tunnelbau damals jedoch von der Eisenbahn. In Deutschland wurde der erste Eisenbahntunnel 1839 bei Oberau östlich von Meißen (Strecke Leipzig —Dresden) fertig gestellt (512 Meter lang, erste Abtragungsarbeiten 1933).

 

Die frühesten großen Alpentunnel sind der über 13 Kilometer lange Mont-Cenis-Tunnel von 1857/71, der 15 Kilometer lange Gotthard-Tunnel von 1872/82 (erste Druckluftbohrmaschine, erstmals Dynamit als Tunnelsprengmittel) und der 20 Kilometer lange Simplon-Tunnel von 1898/1906. Bisher längster Tunnel mit 53,85 Kilometern Länge ist der 1971 bis 1988 erbaute Seikan-Tunnel (Untermeerestunnel) in Japan. Der 50 Kilometer lange Eurotunnel (Kanaltunnel) zwischen Fréthun bei Calais und Cheriton bei Folkestone, Baubeginn 1987, Eröffnung 1993, hat eine lange Vorgeschichte. Obwohl Pläne dazu von französischer Seite bereits 1802 vorgelegt wurden, stellte sich England aus Furcht um die Sicherheit seiner Inselstellung fast 200 Jahre lang dagegen.

 

Zum Tunnelbau gibt es verschiedene Verfahren, deren Wahl sich nach den örtlichen Gegebenheiten richtet. Grundsätzlich unterscheidet man beim Tunnelbau offene und geschlossene Bauweisen.

 

 Offene Bauweisen

 

Wenn bei geringer Bodenüberdeckung ein Öffnen der Baugrube nach oben möglich und verkehrstechnisch vertretbar ist, werden Tunnel in offener Bauweise erstellt. Die Baugruben werden durch Spund-, Schlitz- oder Pfahlwände gestützt oder frei abgeböscht. Unterhalb des Grundwasserspiegels wird aus dichten Baugrubenwänden und Abdichtungsinjektionen oder Unterwasserbetonsohlen ein dichter Trog erstellt. Von der Stirnseite eindringende kleinere Wassermengen können abgepumpt werden. Die Wände lassen sich zur Stabilisierung während der Bauarbeiten auch vereisen.

 

Bei der Deckelbauweise werden zunächst nur die Wände der Baugrube hergestellt, die sogleich mit einer Abdeckung aus Fertigteilplatten versehen wird, um die Fläche über dem Deckel dem Verkehr wieder zugänglich zu machen. Der Bau des eigentlichen Tunnels unterhalb des Deckels erfolgt erst danach.

 

Für Tunnel unter Gewässern werden Teilstücke der späteren Tunnelröhre an Land betoniert, an den Einsatzpunkt geschleppt und dort abgesenkt, zusammengekoppelt und abgedichtet. Zur Auftriebssicherung wie auch als Schutz beispielsweise gegen havarierte Schiffe werden Unterwassertunnel meist überschüttet. Dieses Verfahren bietet sich jedoch nur an, wenn hierdurch der Schiffsverkehr nicht empfindlich gestört wird. Ist dies der Fall, so müssen geschlossene Bauweisen angewendet werden.

 

 Die Spreequerung als Beispiel für offene Bauweise

 

Im Bereich des Berliner Spreebogens entstehen zurzeit verschiedene Parlaments- und Regierungsbauten, die eine bequeme Verkehrsanbindung erfordern. Der knapp einen Kilometer nördlich davon gelegene Lehrter Bahnhof, eine ehemalige S-Bahn-Station, wird zu einem zentralen Großbahnhof ausgebaut. Ringsum entstehen neue Büro-, Verwaltungs-, Hotel- und Wohnungsbauten.

 

Zur Verkehrsanbindung des Knotenpunkts Lehrter Bahnhof werden die im Entstehen begriffenen Verkehrswege Bundesstraße 96, die vom zukünftigen Regionalbahnhof Potsdamer Platz nordwärts führende Eisenbahnlinie und die U-Bahn-Linie 5 in benachbarten Tunneln unter der Spree hindurchgeführt.

 

Die Arbeiten an diesen als Spreequerung bezeichneten Tunnelbauten wurden im Wesentlichen 1999 abgeschlossen. Das Projekt stellte eine enorme technische und planerische Herausforderung dar.

 

Von der Seite der Verkehrsplanung war es anspruchsvoll, da die Baugrube für die Spreequerung eine zentrale Baustelle war, an die sich zur Fortführung der Verkehrstunnel weitere Baustellen direkt anschließen. Die Versorgung der Baustellen mit Material, die zum größten Teil per Bahn und Schiff erfolgt, und die Aufrechterhaltung des normalen Straßen-, Schienen- und Schiffsverkehrs erfordert ein wohl durchdachtes Konzept und eine strikte Koordinierung sämtlicher Baumaßnahmen, die in allen Phasen und Details aufeinander abgestimmt werden müssen.

 

Auf der technischen Seite schied ein unterirdischer Tunnelvortrieb aus, da man die Tunnel hierfür wesentlich tiefer unter der Spree hätte bauen müssen. Die Spreequerung musste somit in offener Bauweise ausgeführt werden. Dabei ergab sich eine Baugrube von außergewöhnlich großen Dimensionen. Ihre Fläche beträgt etwa 200 Meter in Flussrichtung und etwa 170 Meter quer dazu. Die Grube war bis zu 19 Meter tief. Hinzu kommt, dass der Baugrund nichtbindig ist — er besteht zu überwiegenden Teilen aus Sand und Kies — und dass der Grundwasserspiegel nur etwa drei Meter unter der Geländeoberfläche liegt. Eine Absenkung des Grundwasserspiegels kam nicht infrage, weshalb die Wand-Sohle-Bauweise gewählt wurde. Als Baustoff für Grubenwände und -sohle musste wegen der großen Tiefe der Baugrube und des hohen Erd- und Wasserdrucks ein besonders belastbares, verformungsstabiles und wasserdichtes Material gewählt werden. Man entschied sich für Unterwasserbeton, in den zur Stabilisierung Stahlfasern eingelagert wurden.

 

Der Bau der Tunnel und die Schaffung der dazu erforderlichen Baugrube ging in mehreren Schritten vonstatten. Vorbereitend wurde die Spree auf ein Gelände nördlich des vorherigen Verlaufs umgeleitet, damit der Fluss während aller Bauphasen schiffbar blieb. Als erster Schritt wurde die Baugrube bis knapp oberhalb des Grundwasserspiegels ausgehoben. Dann wurden die Grubenwände in Schlitzbauweise hergestellt und mit Injektionsankern als Standsicherung im Boden außerhalb der Grube befestigt. Gleichzeitig wurden vorbereitend mittels Hochdruckinjektion Auftriebsanker für die spätere Unterwasserbetonsohle geschaffen.

 

Jetzt wurde die Baugrube unter Wasser bis zur Endtiefe ausgehoben, die Unterwasserbetonsohle gegossen und dabei an den Auftriebsankern befestigt.

 

Das innerhalb der Baugrube befindliche Grundwasser wurde nun abgepumpt. Anschließend wurden Sohlen, Wände und Decken der einzelnen Tunnel parallel hergestellt. Die Oberfläche der Verkehrstunnel wurde durch eine zusätzliche Stahlplatte gegen Beschädigung durch Ankerwurf, Baggereinwirkung und Schiffsuntergang geschützt, die von einer etwa ein Meter dicken Erdschicht überdeckt ist.

 

Den Abschluss stellte die Verfüllung der Baugrube und die Rückverlegung der Spree in ihre alte Lage dar. Die Gestaltung der Geländeoberfläche und die Arbeiten auf den Anschlussbaustellen dauern zurzeit noch an.

 

 Geschlossene Bauweisen

 

Von besonderer Bedeutung ist für die Wahl einer geschlossenen Bauweise die Art des zu durchdringenden Materials, was geologische Untersuchungen und Probebohrungen zu einer unabdingbaren Voraussetzung macht. Moderne Tunnelbohrgeräte sind bis zu einem gewissen Grad in der Lage, mit wechselnden Boden- bzw. Gesteinsarten fertig zu werden.

 

Vorwiegend für Festgestein wurden die heute weitgehend überholten klassischen Bauweisen entwickelt. Gemeinsam ist ihnen ein Pilotstollen zum Materialtransport und zur Entwässerung, von dem aus an vielen Stellen gleichzeitig ausgebrochen und gesichert (gestützt) werden kann. In standfestem Gebirge ist ein Vollausbruch ohne sofortige Sicherung des Querschnitts möglich, in gebrächem (brüchigem) Gebirge sind mehrere Arbeitsgänge zur Herstellung von Teilausbrüchen notwendig, in druckhaftem Gebirge kann der Querschnitt nur im Schutz eines voreilenden Ausbaus hergestellt werden. Bei den klassischen Bauweisen wurde je nach der Gebirgsfestigkeit mit mechanischen Werkzeugen (beispielsweise Drucklufthammer) oder durch Sprengen ausgebrochen. Nachteilig ist hierbei allerdings, dass die Festigkeit des überlagernden Gesteins durch die Erschütterungen beeinträchtigt wird. Bei der deutschen oder Kernbauweise erfolgt der Abbau durch neben- und übereinander vorgetriebene Stollen unter Belassen eines Erdkerns bis zum Schlussausbruch. Bei der belgischen oder Unterfangungsbauweise wird von einem Firststollen aus die Kalotte ausgebrochen, das Gewölbe eingezogen und anschließend die Strosse stufenweise oder als Ganzes abgebaut.

 

Bei der österreichischen oder Aufbruchbauweise wird der Querschnitt in hintereinander liegenden Abschnitten ausgebrochen, die zunächst mit Holz verbaut und anschließend ausgemauert werden. Bei der englischen oder Vortriebsbauweise wird das volle Profil abgebaut und das Gewölbe sofort eingezogen. Die italienische oder Versatzbauweise (nur für sehr schwieriges Gebirge) sieht die sukzessive Öffnung kleinerer Hohlräume vor, die sofort mit bleibendem oder vorübergehendem Mauerwerk versetzt werden und nur einen kleinen Arbeitsstollen offen lassen. Erst nach dem Schließen des Ausbaugewölbes wird das Lichtraumprofil durch Entfernen des Versatzmauerwerks freigelegt.

 

Die modernen Bauweisen eignen sich sowohl zum Tunnelvortrieb in Felsgestein als auch in lockerem Material. Beim Schildvortrieb wird ein meist kreisrunder Stahlzylinder in der Querschnittsgröße des späteren Tunnels mit hydraulischen Pressen vorgetrieben, die sich gegen das rückwärtig bereits fertig gestellte Gewölbe oder mit Stahlpratzen gegen das Gestein abstützen. Gleichzeitig wird an der in Vortriebsrichtung befindlichen Stirnseite des Zylinders im Schutz des starren Stahlmantels, des Schilds, der eigentliche Bodenabbau oder Gesteinsausbruch vorgenommen, sodass die überlagernden Massen zu keinem Zeitpunkt ungestützt sind. Als Messerschild kann der Vortriebsschild auch aus getrennten stählernen Dielen (Messern) bestehen, die nacheinander in das Gebirge gepresst werden, was die beim Vortrieb hinter dem Schild abzufangenden Reaktionskräfte verringert. Man unterscheidet offene und geschlossene Systeme, je nachdem, ob die Abbaufront (Ortsbrust) direkt zugänglich ist, oder mit einem Medium zur Stützung gefüllt und vom rückwärtigen Schildteil durch ein Druckschott getrennt ist.

 

Beim Hydroschild dient Bentonitschlamm als Stützflüssigkeit, die zusammen mit dem Ausbruchmaterial in Rohrleitungen abgepumpt, durch Siebe und Zentrifugen im Tunnel oder oberirdisch abgetrennt und wieder verwendet wird. Beim Druckluftschild dient, wie bereits von Greathead praktiziert, Druckluft zur Stützung der Ortsbrust und zum Abhalten von Grundwasser. Der Hydroschild ist dem Luftschild jedoch überlegen, da die Stützflüssigkeit für einen ideal angepassten Druckausgleich sorgt. Beim Luftschild hingegen besteht die Gefahr, dass der Überdruck am First des Schilds den darüber liegenden Boden anhebt und es zu einem Ausbläser kommt. In geschlossenen Systemen erfolgt der Abbau heute durch in den Schild eingebaute Tunnelbohrmaschinen (Schildvortriebsmaschinen), indem auf einer rotierenden Scheibe (Schneidrad) sitzende Rollen und Kratzmeißel über die Ortsbrust bewegt werden. Der Durchmesser des Schneidrads entspricht dem Tunneldurchmesser, weshalb der Abbau vollflächig über den gesamten Tunnelquerschnitt erfolgt. Dies bezeichnet man als Vollschnitt.

 

Beim offenen Schildvortrieb wird meist ein mobiles oder mit dem Schild verbundenes Abbaugerät verwendet, das die Ortsbrust abschnittsweise bearbeitet (Teilschnitt). Diese Teilschnittmaschinen bestehen hauptsächlich aus einem beweglichen Ausleger, an dessen Ende zum Beispiel ein meißelbesetzter Bohrkopf oder ein Löffelbagger das Gestein abträgt. Das abgebaute Material wird mit einem Förderband und durch schienengebundene oder gleislose Fördersysteme von der Ortsbrust wegtransportiert.

 

Der Ausbau hinter dem Schild besteht in der Regel aus vorgefertigten gewölbten Beton- oder Stahlsegmenten, den Tübbings, die auf Gleisen bis zum Schild herangekarrt werden. Ein Greifarm (Erektor) setzt sie an der Einbaustelle zu einem Ring zusammen, wo sie mit Bolzen an dem vorigen Ring befestigt werden. Dichtungsbänder in den Fugen der Tübbings verhindern das Eindringen von Grundwasser. Etwaige Hohlräume, die zwischen dem Gewölbe und dem umgebenden Material entstehen können, werden unter Druck mit Zementmörtel verfüllt.

 

Beim Rohrvortrieb werden, wie bereits beim Kanalbau erwähnt, vorgefertigte Rohrstücke von etwa zwei bis vier Meter Länge in einem Vorpressschacht aneinander gereiht und taktweise unter manuellem oder mechanisiertem Aushub an der Ortsbrust vorgetrieben. Dies ist auch im Grundwasser möglich, wenn die Vortriebsrohre abgedichtet und unter Druckluft gesetzt werden.

 

Die weiteste Verbreitung besitzt die Spritzbetonbauweise oder neue österreichische Tunnelbauweise (NÖT). Sie findet bei allen Tunneln der Bundesbahn-Neubaustrecken Anwendung. Hierbei wird durch günstige Formgebung des Querschnitts sowie schnelles Einbringen eines Spritzbetongewölbes mit Stahlmatten und stählernen Bögen die Entfestigung des Gebirges unterbunden und damit seine Tragwirkung erhalten. Teilweise wird zunächst die Kalotte und erst später die Strosse vorgetrieben, bei langen Tunneln auch gleichzeitig in großem Abstand. Durch vorlaufende Sicherungen wurde die Anwendung der Spritzbetonbauweise auf immer weniger tragfähige Böden ermöglicht. Beim Gefrierverfahren zirkuliert in vorher eingebohrten Gefrierrohren um den Tunnelquerschnitt eine stark abgekühlte Flüssigkeit und gefriert das Porenwasser, sodass eine tragfähige temporäre Schale entsteht. Alternativ kann das Gebirge durch Poreninjektionen (Einpressen erhärtender Flüssigkeiten in die Poren des Gebirges) oder durch Hochdruckinjektionen voreilend gesichert werden. Bei dieser Zementierung des Gebirges reißt eine aus der Düse des vorgetriebenen Injektionsrohrs austretende Zementsuspension den Boden auf, vermischt sich mit ihm und härtet anschließend aus.

 

Meist wird der vorläufige Ausbau (Tübbings, Extrudierbeton, Spritzbeton) durch eine Innenschale, teilweise auch abgedichtet, ergänzt.

 

 Die vierte Elbtunnelröhre als Beispiel für geschlossene Bauweise

 

Ein Tiefbauprojekt technischer Superlative, das in geschlossener Bauweise ausgeführt wird, ist der Bau der vierten Röhre des Elbtunnels in Hamburg.

 

Die ersten drei Röhren, die Anfang der 1970er-Jahre in offener Bauweise verlegt wurden, sind dem heutigen Verkehrsaufkommen kaum noch gewachsen. Daher soll eine vierte Röhre bis Mitte 2002 fertig gestellt werden, die nur wenige Dutzend Meter westlich von den vorhandenen Röhren verläuft. Anders als bei ihnen will man aber diesmal Behinderungen des Schiffsverkehrs während des Baus vermeiden.

 

Bewerkstelligt wird das Kunststück mit der derzeit größten Schildvortriebsmaschine der Welt. Ihr Durchmesser beträgt 14,2 Meter, ihre Länge rund 60 Meter (einschließlich Nachläufer) und ihr Gewicht etwa 2600 Tonnen, wovon allein 2000 Tonnen auf den zwölf Meter langen Schild entfallen. Auch bei den Kosten kann das Projekt mit spektakulären Zahlen aufwarten: Rund eine Milliarde wurden 1997 dafür veranschlagt, ohne Zinsen; finanziert wird das Ganze nach privater Vorfinanzierung vom Staat.

 

Der gigantische stählerne Erdwurm namens Trude (akronymisch für »tief runter unter die Elbe«) frisst sich seit November 1997 vom Südufer aus nordwärts in Richtung Bernadotte-Straße unter der Elbe und unter einem Wohngebiet hindurch. Die Vortriebsstrecke beträgt mehr als 2,5 Kilometer und führt in einer Tiefe von nur sieben bis zehn Metern unter dem Elbboden entlang. Eine Mindesttiefe von der Größe des Tunneldurchmessers, wie sie sonst aus Sicherheitsgründen branchenüblich ist, konnte hier nicht eingehalten werden, da an beiden Ufern für die Tunneleinfahrt nur eine relativ kurze Strecke zur Verfügung steht und die Steigung dort auf etwa 3,5 Prozent begrenzt bleiben sollte. Der Vortrieb erfolgt dank Kreiselnavigation und lasergezielter Steuerung millimetergenau.

 

Das zu durchfahrende Material ist sehr heterogen, weshalb der Mixschild von Trude eigens für den dortigen Einsatz konzipiert und konstruiert wurde. Der Bohrkopf besteht aus fünf massiven Schneidenachsen, die mit 111 Stahlschabern und 31 Rollmeißeln bestückt sind, und ist von einem Schneidrad umgeben. Die Mitte des Bohrkopfes ist getrennt drehbar, damit im Zentrum der Bohrbewegung auftretende Stauungen aufgelöst werden können. Zwischen den Schneidenachsen, etwas weiter hinten, befinden sich Pressbacken, die Steine von bis zu 1,2 Meter Durchmesser mühelos in ein maschinengängiges Format zerlegen — mühelos zumindest, was die Techniker betrifft, die den Koloss steuern. Immerhin schluckt Trude beim Vortrieb 3 200 Kilowatt elektrische Leistung. Rückwärtig gegen den Stahlbeton des Tunnels gestützt, erzeugt sie mit 32 doppelten Hydraulikpressen bis zu 15 000 Tonnen Anpressdruck für den rotierenden Vortriebsschild. Um die Reibung an der Ortsbrust zu mindern und diese gleichzeitig hydraulisch zu stützen, wird eine Bentonitsuspension vor den Schild gepumpt. Wasser- und Bodeneinbrüche lassen sich so verhindern, doch der Druck der Stützflüssigkeit muss sorgfältig eingestellt werden, damit es nicht zu einem Ausbläser durch die relativ dünne Erddecke kommt. Die aufgrund des Tidenhubs der Elbe schwankenden Druckverhältnisse müssen dabei berücksichtigt werden. Das vom Bohrkopf abgetragene Material wird, vermischt mit Bentonitschlamm, nach hinten aus der Röhre herausgepumpt. Dort wird das Gemisch aufgetrennt und der Schlamm in einem stetigen Kreislauf wieder vor Ort befördert. Während Trude sich voranarbeitet, wird hinter ihrem zylinderförmigen Leib der Tunnel ausgekleidet. Ein ringförmiger Greifer nimmt mit seinen Vakuumsaugplatten die Tübbings, 18 Tonnen schwere Stahlbetonsegmente, Stück für Stück auf und platziert sie exakt an ihrer Stelle in der Tunnelwand, die unter geologisch günstigen Bedingungen täglich um bis zu 14, durchschnittlich aber nur sechs bis sieben Meter länger wird. Bis zum Ende der Vortriebsstrecke, die im Herbst 1999 erreicht ist, wird dieser Erektor 11 700 Tübbings herumgewuchtet und eingebaut haben.

 

 Arbeitsbedingungen im Tunnelbau

 

Beim Tunnelbau muss für ausreichende Ventilation gesorgt werden, sowohl, um für Luft zum Atmen zu sorgen, als auch, um zu explosiven Mischungen neigende Gase wie Methan oder — beim Bau von Felstunneln — schädliche Gase nach Sprengungen zu beseitigen. Motorabgase werden direkt abgesaugt. Die Frischluftversorgung erfolgt durch Ventilationsrohre, in denen sich in regelmäßigen Abständen Hilfsgebläse befinden.

 

Da am Arbeitsplatz durch die Bohr- und Fräsmaschinen sowie weiter hinten im Tunnel durch die Luft, welche die Ventilationsrohre mit hoher Geschwindigkeit durchströmt, ein hoher Geräuschpegel herrscht, ist ein Gehörschutz vorgeschrieben. Zur Kommunikation ist oft Zeichensprache erforderlich. Funkgeräte (mit Kopfhörern) und anderes elektronisches Gerät sind bei Sprengungen verboten, da die Gefahr besteht, dass diese die Zündschaltung der Ladungen aktivieren könnten. Bei Gewitter sind daher ebenfalls besondere Vorsichtsmaßnahmen nötig.

 

Die Staubentwicklung bei Arbeiten im Fels wird durch aufgesprühtes Wasser, Nassbohrung und Abzugshauben an den Bohrern gebremst. Zusätzlich ist das Tragen von Staubschutzmasken vorgeschrieben, um der Gefahr von Silicose (Staublunge) vorzubeugen.

 

In einigen Tunneln ist eine Kühlung erforderlich, da das durchfahrene Gestein mancherorts Hitze ausstrahlt oder sogar überhitzter Wasserdampf austritt.

 

 Tunneleinrichtung und Sicherheit

 

Ein fertig gestellter Tunnel erfordert zu seinem Betrieb verschiedene Einrichtungen wie Beleuchtung, Belüftung, Entwässerung und Signalisation sowie bei großen Tunneln eine zentrale Überwachungsstelle.

 

Bei nahezu allen Straßentunneln ist eine mechanische Zwangslüftung erforderlich. Bei der Längslüftung wird ein Luftzug im Verkehrsraum erzeugt, bei längeren Tunneln ist eine Querlüftung mit getrennten Zu- und Abluftkanälen erforderlich. Bei sehr langen Tunneln wird die Luft über zusätzliche Lüftungsschächte zur Geländeoberfläche ausgetauscht.

 

Zur Hilfeleistung bei Unfällen sind in einigen Tunneln Rettungsschächte oder -stollen angelegt; in Eisenbahntunneln gibt es ständig einsatzbereite Rettungszüge.

 

Dass die Sicherheitseinrichtungen bei vielen bestehenden Tunneln noch immer ungenügend sind, zeigen verschiedene schwere Unglücksfälle, die sich auch in der jüngsten Vergangenheit ereigneten.

 

Bei der Brandkatastrophe im Mont-Blanc-Tunnel war ein LKW mit einer Ladung Mehl und Margarine in Brand geraten. Statt den Rauchabzug im Tunnel zu intensivieren, war aufgrund einer falschen Einstellung der Belüftung die Frischluftzufuhr erhöht worden, was das Feuer noch verstärkte.

 

Im Tauern-Tunnel hatte ein mit Lacken beladener LKW bei einem Auffahrunfall Feuer gefangen.

 

Die Hauptkritikpunkte der hinzugezogenen Sachverständigen sind mangelnde Leistung der Absaugvorrichtungen für Rauch und das Fehlen von Rettungskorridoren in vielen Verkehrstunneln. Das Europaparlament forderte als Reaktion auf die Katastrophen strengere EU-weite Sicherheitsstandards und eine weitgehende Verlagerung des Güterverkehrs von der Straße auf die Schiene. Die österreichische Regierung beschloss Anfang Juni 1999 den Bau einer zweiten Röhre für den Tauern- und den Katschberg-Tunnel.

 

Dipl.-Ing. Dieter Stein

 

Grundlegende Informationen finden Sie unter:

 

Kanalisationsbauten: Bauwerke unter unseren Füßen

 

Literatur:

 

Häsler, Alfred A.: Gotthard. Als die Technik Weltgeschichte schrieb. Frauenfeld 1982.

 Kolymbas, Dimitrios: Geotechnik - Tunnelbau und Tunnelmechanik. Eine systematische Einführung mit besonderer Berücksichtigung mechanischer Probleme. Berlin u. a. 1998.

 Maidl, Bernhard u. a.: Maschineller Tunnelbau im Schildvortrieb. Berlin 1995.

 Müller-Salzburg, Leopold: Der Felsbau. 3 Bände. Stuttgart 1963-95.

 Siedentop, Irmfried: Tunnel in Deutschland. Zürich 1980.

 Striegler, Werner: Tunnelbau. Berlin u. a. 1993.

 

Taschenbuch für den Tunnelbau, herausgegeben von der DGGT, Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e. V. Essen 1976 ff.

 

Tunnelbau im Sprengvortrieb, Beiträge von Bernhard Maidl u. a. Berlin u. a. 1997.