Bericht herunterladen - Linear project GmbH

TILOS - Projektbericht
Uetlibergtunnel mit Weg-Zeit-Diagrammen
geplant
Der längste Autobahntunnel der Westumfahrung von
Zürich wird mit einer speziell für Linienbaustellen
entwickelten Software für die Erstellung von Weg-
Zeit-Bauprogrammen projektiert und gesteuert.
Der Uetlibergtunnel ist Teil der Westumfahrung Zürichs und
verbindet die Umfahrung Birmensdorf im Westen mit der bestehenden
Nationalstraße Zürich-Chur im Osten. Das Projekt umfasst
zwei parallele Röhren von je rund 4,4 km Länge. Jede
Tunnelröhre weist zwei Fahrstreifen und einen Standstreifen mit
einer gesamten Fahrbahnbreite von 10,50 m auf. Der Ausbau
des Tunnels erfolgt zweischalig mit einer Vollabdichtung. Die
Ausbruchsicherung als äußere Schale besteht aus Spritzbeton,
Ankern und Stahleinbau. Die Abdichtung in den Lockergesteinstrecken
und in der Molassestrecke Eichholz wird wasserdruckhaltend,
in der Molassestrecke Uetliberg drucklos ausgebildet.
Die Innenschale wird in Ortbeton ausgeführt. Der Tunnel
weist vom Ostportal her eine Steigung von 1.6% auf. Am West-
und Ostportal befindet sich jeweils eine Portalstation mit technischen
Räumen. Im Reppischtal am Hauptangriffsort für die
Tunnelbauarbeiten wird zudem eine unterirdische Lüftzungszentrale
über den beiden Tunnelröhren realisiert.
Als Lüftungssystem kommt eine Längslüftung zur Anwendung.
Die Luftströmung entsteht durch die natürliche Kolbenwirkung
der Fahrzeuge. Für die steigende Röhre Basel wird eine Umweltlüftung
installiert, welche es erlaubt, die aus dem Tunnel
heranströmende Luftmenge vor dem Portal Wannenboden abzusaugen.
Die Luft wird im Kanalnetz längs der Tunnelröhren
über der Zwischendecke zur Lüftungszentrale Reppischtal zurückgeführt
und von dort über den Abluftstollen / Schacht Eichholz
ins Freie ausgeblasen.
Für die Überleitung des Verkehrs bei Unterhaltsarbeiten oder
Unfällen im Tunnel sind drei Fahrbahnüberfahrten vorgesehen.
Je eine Überfahrt befindet sich bei den beiden Portalen. Die
dritte Überfahrt ist untertage im Bereich der Lüftungszentrale
Reppischtal angeordnet. Der Tunnel selber weist zudem alle
300 m Querverbindungen auf, welche die beiden Autobahnröhren
miteinander verbinden. Jede dritte Querverbindung ist befahrbar.
Beide Tunnelröhren verfügen zudem über im Abstand
von 150 m angeordnete SOS- und Hydrantennischen.
Beim Bau des Uetlibergtunnels fallen insgesamt ca. 1,7 Mio. m 3
Aushub- und Ausbruchmaterial an. Jener Anteil des Ausbruchmaterials,
welcher nicht im Projektgebiet Wiederverwendung
findet, wird per Bahn abtransportiert. Aus der Tagbaugrube
Reppischtal und den hier startenden Tunnelvortrieben fallen
alleine ca. 70% des gesamten Materials an. Dieses wird mittels
Förderbandanlage durch einen Transportstollen mit einem
Durchmesser von 3.70 m zur Bahnverladestelle Filderen im
Bereich des Verkehrsdreiecks Zürich West abtransportiert. Auf
demselben Förderband werden auf dem Rückweg die Zuschlagsstoffe
für die Betonherstellung im Reppischtal antransportiert.
Geologie
Von Westen nach Osten unterfährt der Uetlibergtunnel die zwei
parallel laufenden Hügelzüge Ettenberg und Uetliberg. Dazwischen
liegt das Reppischtal, welches das Tunnelbauwerk in
zwei unabhängige, bergmännisch zu erstellende Tunnel unterteilt.
Dabei handelt es sich um den rund 710 m langen Eichholztunnel
unter dem Ettenberg und den 3.450 m langen Uetlibergtunnel
unter demselben Hügelzug. Der Kern beider Hügelzüge
besteht aus flach gelagerten Schichten der oberen Süßwassermolasse,
einer Wechsellagerung von harten Sandsteinbänken
und weichen Mergelschichten. Die maximale Überlagerung
des Tunnels unter dem Uetliberg beträgt ca. 320 m. Zum Erreichen
der beiden Molassestrecken sind die drei Lockergesteinsabschnitte
Gjuch, Diebis und Juchegg aufzufahren. Sie liegen
alle hauptsächlich in heterogenem Moränenmaterial. Auf den
ersten ca. 70 m der Lockergesteinsstrecke Juchegg liegt das
Tunnelprofil zusätzlich im Uetliberglehm. Alle Lockergesteinsstrecken
liegen teilweise oder ganz im Grundwasser.
Bauabläufe
Aus der Baugrube Reppischtal, welche in Etappen bis Ende
2002 realisiert wird, erfolgt der fallende Vortrieb unter dem Uetlibergtunnel
hindurch zum Verkehrsdreieck Zürich Süd in den
Raum Brunau. Seit
Frühjahr 2001 werden
aus der Baugrube Reppischtal
in Landikon die
beiden Tunnelröhren
der Lockergesteinsstrecke
Diebis in der Kernbauweise
aufgefahren.
Die Nordröhre (Tunnelröhre
Basel) hat den
Molassefels erreicht
und die Startkaverne für die spätere Ausweitungstunnelbohrmaschine
wurde sprechtechnisch ausgebrochen.
Anfang April 2002 wurde die Tunnelbohrmaschine, die einen
Durchmesser von 5 m aufweist, in der Tunnelröhre Basel installiert.
Mit dieser wird seit Mitte Mai 2002 die gesamte Molassestrecke
des Uetlibergtunnels aufgefahren. Nach dem Auffahren
der Molassestrecke wird der Pilotstollen von 5 m Durchmesser
mit einer Ausweitungstunnelbohrmaschine mit Hinterschneidtechnik
ab Frühjahr 2003 auf das endgültige Profil von
14,20 bis 14,40 m ausgeweitet. Der Ausbruch eines Pilotstollens
mit einer Tunnelbohrmaschine gefolgt von einer Ausweitung
mit einer Ausweitungstunnelbohrmaschine wird danach in
der Röhre Chur wiederholt.
Projektmanagementsoftware TILOS im Einsatz
Für die Planung des Uetlibergtunnels wird vom beauftragten
Projektverfasser zum ersten Mal TILOS, ein System, das vom
Karlsruher Softwarehaus Linear project GmbH speziell für Linienbaustellen
entwickelt wurde, eingesetzt.
Entschieden hat man sich beim Projektverfasser, der Amberg
Engineering AG, mit Sitz in Regensdorf (ZH), unter anderem für
das Programm, da in diesem umfangreiche Algorithmen hinterlegt
sind, die Informationen zu jedem Vorgang auf dem Weg-
Zeit -Diagramm enthalten wie z.B., Vorgangsdauer, angenommene
Leistungen, Laufmeterkosten etc. Beginn, Ende, etc. wie
lange der einzelne Vorgang dauert. Außerdem können jedem
einzelnen Vorgang weitere Informationen wie z.B. Mengen und
Einsatzmittel mit den entsprechenden Leistungswerten zuge-
1

TILOS - Projektbericht
ordnet und in Bibliotheken abgelegt werden. Aufbau des Weg-
Zeit-Diagramms
Das Weg-Zeit-Diagramm ist wie ein Tabellensystem mit Spalten
und Zeilen gegliedert. Jedes Tabellenfeld kann mit Planfläche,
Wegachse, Zeitachse, Diagrammen, freien Zeichenflächen oder
Stempelfeld mit Logo belegt werden. Die Tabellenfelder sind
frei skalierbar und können während der Bearbeitung ein- und
ausgeblendet werden. Im Planfeld wird der Projektablauf mit
den Vorgängen abgebildet. Für die Vorgänge stehen unterschiedliche
Darstellungsformen – Linien, Dreiecke, Parallelogramme,
etc. – zur Verfügung. Die Terminplanung und Steuerung
erfolgt mittels Netzplantechnik. Termine und Pufferzeiten
werden auf Knopfdruck vom System berechnet. Der ursprüngliche
Plan kann mittels Soll-Ist-Vergleich unter den Aspekten
Termine und Kosten mit dem aktuellen Plan verglichen werden.
Änderungen oder aufgrund äußerer Zwänge notwendige Umplanungen
zeichnet der Anwender schnell und einfach im Plan
ein.
Für das Projekt hat man für den Uetlibergtunnel alle Vorgänge
als Linien in unterschiedlichen Farben und Formen definiert:
Abdichtungen blau, Ausbruch Lockergestein gelb, Ausbruch
Molasse rot, Ausbruch und Sicherung schwarz, Gewölbebeton
grün etc. Die Vorgänge der beiden Tunnelröhren zeichnen sich
durch unterschiedliche Schraffuren aus. Diese Kodierungen
und die Darstellungsform sind in einer Bibliothek als Stammdaten
gespeichert. Der Vorteil besteht darin, dass auf bestehende
Informationen zurückgegriffen werden kann und die einzelnen
Arbeitsschritte immer in der gleichen Weise kodiert sind. Der
Erstellung der Weg-Zeit-Diagramme wird dadurch beschleunigt
und der Leser identifiziert die Vorgänge bereits durch die Farbe
und Schraffur. Vorgänge nebst Codierungen drucken die Planer
zwecks besserer Lesbarkeit auch als Legende im Plan direkt
mit ab.
So erstellten die Ingenieure und Unternehmer in TILOS die gesamte
Linienführung vom West-Portal bis zum Ost-Portal mit
den zwei Röhren und den Abschnitten Lockergestein und Molasse
sowie mit allen Querverbindungen. Alle Vorgänge, die für
den Bau des Tunnels benötigt werden, sind mittels Pfeilen am
Bildschirm vernetzt. Bei Verschiebungen aktualisiert das Pro-
gramm den Terminplan automatisch. Benötigte Installationen
sind als Rechtecke im Plan dargestellt. Parallel zur Wegachse
ist die Tunnelbaustelle in Form eines Lageplans abgebildet.
Das Programm kann eine beliebige Anzahl direkt im System
erstellter oder importierter Grafiken abbilden. Diese werden
automatisch mit der Wegachse skaliert.
Kostenkontrolle
Da die Planer das Programm unter anderem auch zur Kostenkontrolle
nutzen, Prognosen damit erstellen sowie den Zahlungsbedarf
ermitteln, weisen sie den Vorgängen die Kosten
gemäß Werkvertrag pro Laufmeter Tunnel zu. Parallel zu den
baubegleitenden Maßnahmen können die abgerechneten Kosten
pro laufenden Meter den entsprechenden Vorgängen zugewiesen
und aufbauend auf dem aktuellen Zahlenmaterial
Prognosen für die in der Zukunft liegenden Vorgänge / Baumaßnahmen
erstellt werden. Stellten die Ingenieure in früheren
Jahren Kosten und
Termine in zwei verschiedenenSystemen
dar, so ist in
TILOS der Terminplan
direkt mit der
Kostenkontrolle verknüpft.
Dadurch ist
jederzeit mit einem
Blick auf den Plan
erkennbar, welche
Kosten effektiv bis zu
einem bestimmten
Datum entstanden
sind. Eine Hochrechnung
der Kosten für
die nächste Monaten
und Jahre ist möglich,
wie auch ein
Vergleich der ursprünglich
geplanten
Kosten mit den tatsächlichangefallenen.
Da alle Informationen
über die Kosten den
Vorgängen hinterlegt
sind, können mittels
Histogrammfunktionen rechts neben dem Planfeld diese detailgenau
zeit- und mengenbezogen abgebildet werden. Durch die
farblich frei wählbare Abstufung ist auf einen Blick ersichtlich,
wann welche Kosten zu welchen Zeiten auf der Baustelle anfallen.
Verschiebt der Anwender einzelne Vorgänge z.B. aufgrund
von Änderungen im Bauablauf, so werden die Auswirkungen im
parallel dazu abgebildeten Histogramm sofort angezeigt.
Jedem der Vorgänge ordnen die Ingenieure die für sie wichtigen
Materialien, wie z.B. Beton, Zuschlagstoffe, Armierungsnetze,
Armierungen, Kubatur des Ausbruchsmaterials etc. mit
den dazugehörigen Mengenangaben zu. So ist bekannt, zu
welchem Zeitpunkt welche Materialien benötigt werden und wie
viel m 3 Aushubmaterial wann anfällt und abtransportiert werden
muss. Die entsprechenden Listen werden generiert und an die
jeweiligen Unternehmen weitergeleitet. Benötigt man z.B. in
einem Bauabschnitt mehr Beton, wird der erhöhte Bedarf eingegeben,
im System hochgerechnet und direkt im dazugehörigen
Histogrammen dargestellt.
2

TILOS - Projektbericht
Optimale Visualisierung einer Linienbaustelle mit
TILOS
Beim Ingenieurbüro Amberg sieht man eine wesentliche Zeitersparnis,
da die Terminpläne in TILOS schneller gezeichnet
werden können als vorher. Auch bedeutet das Arbeiten mit dem
System für die Planer eine Arbeitsvereinfachung. Sind in den
Bibliotheken die Vorgänge mit ihren unterschiedlichen Darstellungsarten
sowie die dazugehörigen Profile hinterlegt, können
auf Knopfdruck Aussagen über Kosten und Zahlungsbedarf
generiert werden. Darüber hinaus kann der aktuelle Stand jederzeit
mit dem ursprünglichen verglichen werden. Bei Änderungen
im Planungsablauf wie z.B. bei Verzögerungen, ist der
gesamte Plan schnell neu durchgerechnet, der neue kritische
Weg optisch hervorgehoben und die Auswirkungen auf den
geplanten Endtermin ersichtlich. Die Visualisierung einer Tunnelbaustelle
mit den dazugehörigen Terminen und Kosten und
Materialmengen kann beim Projektverfasser und der Ausführenden
Unternehmung mit dem Programm optimal dargestellt
werden.
Projektkenndaten
Tunnellänge: zwei Röhren zu je
ca. 4,4 km Länge
Ausbruch- und Aushubvolumen:
1'700'000 m3 fest
Fahrbahn: je Röhre 2 Fahr- und ein Standstreifen
Lichtraumprofil: 10,50 m breit und 4,5o m hoch
Ausbruchquerschnitt: 143 – 160 m2
Rohbauzeit ca. 5, 5 Jahre
Frühjahr 2001: Baubeginn der Hauptarbeitern
Mitte 2006: Rohbauende
2008 – 2010: Eröffnung Uetlibergtunnel
Bauherr
Baudirektion Kanton Zürich, Tiefbauamt,
Abt. National- und Hauptstraßen, Zürich / CH
Projekt- und Bauleitungen
Amberg Engineering AG, Regensdorf-Watt/CH
Ausführung
Arbeitsgemeinschaft Uetli, Stallikon / CH
Zschokke Locher AG, Zürich
Murrer AG, Erstfeld
Prader AG Tunnelbau, Zürich
CSC Bauunternehmung AG, Zürich
Wayss & Freytag AG, München/Frankfurt
Alpine Mayreder Bau GmbH, Salzburg-Wals
Züblin Schlittler Spaltenstein Bau AG, Zürich
Weitere Informationen zum Projekt und TILOS:
www.westumfahrung.ch, www.uetlibergtunnel.ch
www.arge-uetli.ch
www.TILOS.org
Autorin:
Heike Blödorn, Karlsruhe, 2002-10
Veröffentlicht (u.a.) „Schweizer Bau Journal“ Oktober 2002
Weitere Informationen zu TILOS, Projektmanagementsoftware
und Dienstleistungen erhalten Sie von...
Linear project GmbH
G.-Braun-Str. 14
76187 Karlsruhe
Fon: +49 (0)721 / 46 47 - 280
Info@TILOS.org
www. TILOS.org
3