LÖTSCHBERG-BASISTUNNEL – LOS STEG/RARON - Porr.rs

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LÖTSCHBERG-BASISTUNNEL – LOS STEG/RARON - Porr.rs

LÖTSCHBERG-BASISTUNNELLOS STEG/RARON

PORR TUNNELBAU IN DER SCHWEIZ

Dipl.-Ing. Bernd Raderbauer

LÖTSCHBERG BASE TUNNEL – STEG/RARON CONTRACT SECTION

PORR TUNNELBAU IN SWITZERLAND

With a length of 34.6km, the Lötschberg Base Tunnel

will be the first true underground passage through the

Alps. Connecting Frutigen in Berner Oberland with

Raron in Wallis, the project provides for two uni-directional

single-track rail tunnels to be put in service in

2007. The main tunnelling work was divided into three

sections, the southern section being constructed by

the MaTrans joint venture. A length of about 19km was

driven by two tunnel boring machines and about 5km

by drill-and-blast. Another 120,000m 3 was excavated

for such structures as crosscuts and underground

chambers. As a first step massive retaining walls had to

be provided at the Raron portal to create the areas

necessary for the installations. This limited space had

to accommodate not only the tunnelling installations,

but the equipment needed for the two bridges over the

Rhone and a local concrete factory.

Tunnelling through use of the tunnel boring machines

(TBM) of 9.43m diameter posed particular challenges.

This was among the world’s first drives using an open

large-diameter hard-rock TBM under a thick cover in

crystalline rock. A number of major problems had to be

tackled by the joint venture over a period of years, including

an overburden up to 2km thick, an unstable working

face, high rock strengths, and a high abrasiveness.

The tight construction schedule, the large volume of

parallel operations, and the great hauling distances

involved made huge demands in terms of logistics.

Substantial investments in site equipment and the logistics

system were needed to meet the construction

schedule, and the overall project organisation had to be

tailored to the magnitude of the project.

The interior works remain to be completed. Six out of

the twelve formwork wagons used during peak periods

are still working. The operations are proceeding rapidly

and the project will be handed over on time.

ALLGEMEINES

Schon Ötzi suchte noch nach einem effizienten Weg

über die Alpen, aber im Vergleich zu früher kämpft man

heute in Europa mit immer mehr alpenquerendem Transitverkehr.

Die Folgen davon sind Verkehrsprobleme

und Umweltbelastungen, diese Probleme könnten zum

Teil durch den Ausbau der Bahn gelöst werden. Zur

Entlastung des Lötschberg-Scheiteltunnels – 14,6 km,

gebaut von 1906 bis 1913 – wird seit 1988 am Lötschberg-Basistunnel

geplant. Nach mehreren Volksabstimmungen

wird dieser Tunnel derzeit als erster echter Alpenbasistunnel

mit einer Länge von 34,6 km realisiert.

Damit sollen der Bahntransport von Reisenden und

Fracht zwischen Zentral- und Südeuropa erleichtert

und die Schweiz besser an das Europäische Schienennetz

angebunden werden.

DAS PROJEKT

Der Lötschberg-Basistunnel führt von Frutigen im Kanton

Bern nach Raron im Kanton Wallis. Er ist als zwei-

Lötschberg-Basistunnel gesamt

Frutigen

ca. 7.5 km

Mitholz

8.7 km

© 2005 · PORR-GRAFIKDIENST · P0405A02

Sondierstollen Kandertal

1.5 km

9.6 km

Fensterstollen Mitholz

Ferden

6.6 km 1.5 km

4.1 km

Fensterstollen Ferden

Fensterstollen Steg

Lötschberg-Basistunnel im Gesamten (BLS AlpTransit AG)

Sprengvortrieb (SPV)

Tunnelbohrmaschine (TBM)

5.2 km

Steg

3.3 km

10.2 km

4.9 km

Raron

PORR-NACHRICHTEN . 147-2005 11


öhriger, richtungsgetrennter Einspur-Eisenbahntunnel

konzipiert und wird im Jahr 2007 in Betrieb gehen. Dabei

ist geplant, den Tunnel in mehreren Ausbauetappen

den wachsenden Bedürfnissen anzupassen. In der derzeit

realisierten ersten Etappe wird die östliche Röhre

durchgehend als Bahntunnel ausgebaut, in der nicht

durchgehend aufgefahrenen Weströhre verbleiben einige

Bereiche im Rohbau. Der Achsabstand zwischen

den beiden Röhren beträgt in der Regel 40 m. Aus

Sicherheitsgründen werden die Röhren alle 333 m mit

Querschlägen verbunden. Das gesamte Röhren- und

Stollensystem, das im März 2005 zu 100% ausgebrochen

sein wird, umfasst 91.770 m.

Die Herstellung des Tunnels wurde infolge von zeitlichen,

logistischen und sicherheitstechnischen Überlegungen

in drei Hauptabschnitte unterteilt, nämlich in

das nördliche Los Mitholz, das Los Ferden und das

südliche Los Steg/Raron.

BAULOS STEG/RARON

Mit den Arbeiten des Loses Steg/Raron wurde eine Arbeitsgemeinschaft,

bestehend aus vier europäischen

Partnern mit je 25% Beteiligung, beauftragt. Die kaufmännische

Leitung der Arbeitsgemeinschaft liegt bei

der Allgemeine Baugesellschaft – A. Porr AG. Zunächst

konnte sich die Arbeitsgemeinschaft beim Los Steg

gegen alle Mitbewerber durchsetzen und erhielt am

12. November 1999 den Auftrag vom Bauherrn, der

Netzwerklösung Schweiz

Frankfurt/Hamburg/Rotterdam

BLS AlpTransit AG. Am 30. Mai 2000 folgte noch zusätzlich

der Zuschlag für das Los Raron.

Das Los Steg/Raron beinhaltet vier Vortriebsabschnitte:

• Den Abschnitt Steg mit einer Länge von 8.925 m,

vom Portal Niedergesteln aus über die Verknüpfung

Lötschen bis zur Losgrenze Ferden, aufgefahren mit

einer TBM.

• Den Abschnitt Raron Ost mit einer Länge von

10.008 m, vom Portal Raron bis zur Losgrenze Ferden,

ebenfalls als TBM-Vortrieb aufgefahren.

• Den Abschnitt Raron West mit einer Länge von

4.603 m, vom Portal Raron bis zur Verknüpfungskaverne

Lötschen, im Sprengvortrieb (SPV) erstellt.

• Den Ausbruch der zusätzlichen Bauwerke, wie Querschläge,

Betriebszentralen, Verknüpfungs- und Spurwechselkavernen

mit in Summe rund 120.000 m 3

Ausbruch, erstellt im Sprengvortrieb.

BAUPROGRAMM

Seit Juli 1999 befinden sich die Basistunnel-Röhren am

Lötschberg im Bau, wobei bereits vorab Erkundungsund

Zugangsstollen ausgeführt wurden. Bis Ostern

2005 wurde das ganze Röhrensystem ausgebrochen.

Danach galt es, den Innenausbau sowie die bahntechnische

Ausrüstung abzuschließen. Im Jahr 2007 wird

der Lötschberg-Basistunnel voraussichtlich dem Verkehr

übergeben werden.

Im Baulos Steg wurden von Oktober 2000 bis September

2002 ab dem Portal Niedergesteln der gesamte

Fensterstollen und der Basistunnel West von der

Verknüpfungskaverne Lötschen bis zur Losgrenze

Ferden mit einer offenen Gripper-Hartgesteins-TBM

aufgefahren.

Paris

Karlsruhe

Bruxelles

Stuttgart

Strasbourg

Paris

Dijon

Basel

Zürich

Bern

Geneve

Lyon

Milano

Torino

München

Wien

Wien

Innsbruck

Venezia

PROJEKTDATEN BAULOS STEG/RARON

Auftraggeber

Auftragnehmer

Vortriebslänge Hauptröhren

BLS AlpTransit AG

Arbeitsgemeinschaft MaTrans

ca. 23,5 km

Querschnitt Normalprofil

TBM ca. 69,4 m 2

SPV ca. 64,6 m 2

Avignon

Genova

Bologna

Ausbruchvolumen fest ca. 1,8 Mio. m 3

Espana

Marseille

Anzahl Querschläge 31

bestehende Hochgeschwindigkeitslinien

geplante Hochgeschwindigkeitslinien

Rom

noch nicht entschiedene Streckenführung

zu untersuchende Anschlussprojekte

AlpTransit-Linien

AlpTransit-Zufahrten Schweiz und grenznahe internat. Flughäfen

konventionelle Linien Rollende Autobahn

© 2005 · PORR-GRAFIKDIENST · P0405A01

Lötschberg- und Gotthard-Basistunnel im Gesamtkonzept

(BLS AlpTransit AG)

Anker ca. 220.000

Spritzbeton theoretisch ca. 50.000 m 3

Ortbeton ca. 340.000 m 3

Tübbinge ca. 12.600

Kabelschutzrohre

ca. 260.000 m

12

PORR-NACHRICHTEN . 147-2005


Lötschberg-Basistunnel Los Steg/Raron

Geologie

OSTRÖHRE

m ü.M.

3000

2500

2000

1500

Lötschental

Kraftwerk Stollen

Ferden - Ladu

Roti Loiwina

TO - TBM

WESTRÖHRE

Mallich

TUNNEL WEST SPV

FENSTERSTOLLEN STEG

Jolibach

Tellwald

Bietschbach

PORTAL RARON

3000

2500

2000

1500

1000

St. German

1000

500

500

Aar-Massiv (Altkrisallin: Gneise, Schiefer und Phyllite) Aar-Massiv (Amphibolgneis, Amphibolit) Doldenhorn-Decke

Aar-Massiv (Gastern-Granit, Zentraler Aare-Granit)

und Autochthon

Werkvertragsbauprogramm

Istallationen Steg

2003 2002 2001 2000

Vortrieb Steg

Vortrieb TBM Raron

Lieferung und Montage TBM Steg

Vortrieb SPV Raron

Baustelleninstallationen

und Außenarbeiten

Raron

2000

2001

Lieferung und

Montage TBM

Raron

2002

2003

Gewölbebeton Steg

Gewölbebeton Raron West

2005

fungskaverne Lötschen, Spurwechselkaverne und zwei

Betriebszentralen, in Summe ca. 100.000 m 3 Ausbruch)

sowie der Querschläge realisiert.

Ebenfalls konnte nach Abschluss der jeweiligen Vortriebsarbeiten

umgehend mit dem Ausbau der Tunnelstrecken

begonnen werden. Diese Arbeiten wurden im

Abschnitt Steg (nur Basistunnel) von April 2003 bis Dezember

2004, in Raron West von August 2003 bis Oktober

2004 erledigt und werden in Raron Ost von März

2004 bis voraussichtlich Oktober 2005 ausgeführt. Abschließend

werden noch Portalbauwerke, Betriebszentralen

und Rekultivierungen realisiert.

Fotos: Arge MaTrans

2004

2004

Ausbruch Verknüpfungskaverne,

Spurwechsel, Betriebszentralen

Lötschen

Ausbau Verknüpfungskaverne usw.

Gewölbebeton Raron Ost

Demontage

Installationen

Steg

Demontage

Installationen

Raron

2005

© 2005 · PORR-GRAFIKDIENST · P0405A03

Übersicht Basistunnel Süd (BLS AlpTransit AG)

Im Los Raron wurde die Oströhre vom Portal bis zur

Losgrenze Ferden von Juli 2001 bis Oktober 2003 mit

einer baugleichen offenen Gripper-Hartgesteins-TBM

erstellt; die Weströhre zwischen dem Portal Raron und

der Verknüpfung Lötschen wurde von Mai 2001 bis Juli

2003 im Sprengvortrieb ausgebrochen.

Der Bereich der Trias, eine Zone mit äußerst brüchigem

Gestein, wurde auch im Osttunnel von Februar bis Juni

2001 vorgängig zur TBM im Sprengvortrieb aufgefahren

und mit schwerem Ausbau gesichert. Anschließend

wurde die Tunnelbohrmaschine durchgezogen.

Nach Abschluss der TBM-Vortriebsarbeiten Steg wurden

der Ausbruch und Ausbau der Kavernen (Verknüp-

Betriebszentrale Lötschen West, das Bild zeigt eindrucksvoll

die Dimensionen (Arge MaTrans)

Produzierter Tübbing noch in

der Schalung

PORR-NACHRICHTEN . 147-2005

13


Normalprofil TBM

Abdichtung

oder

Drainage

Ausbruchsicherung

Verkleidungsbeton

min 28 cm

+7,16

Normalprofil SPV

Abdichtung

oder Drainage

Ausbruchsicherung

Verkleidungsbeton

min 28 cm

+7,20

R = 4,28 m

R = 3,60 m

R = 5,80 m

Gleisplatte

Beton

Kabelkanal

SOK

+0,00

Kabelrohrblock

Tunnelabwasserleitung

Sohlbeton

Sickerkies

Hüllbeton

Sammelleitung

Bergwasser

Sickerkies

Entwässerung

Drainagewasser

Entlastungsbohrungen

Bankett

Kicker

Sohltübbing

Entwässerung

Drainagewasser

Sohlbeton

Gleisplatte

Beton

Sammelleitung Bergwasser

SOK

+0,00

Bankett

Kicker

Kabelrohrblock

Kabelkanal

Tunnelabwasserleitung

Hüllbeton

Sickerleitung

Die gesamten Ausbruch- und Ausbauarbeiten des Loses

Steg/Raron liegen auf dem kritischen Weg für das

Bauprogramm des Lötschberg-Basistunnels.

Bisher konnten von der Arbeitsgemeinschaft alle Übergabetermine

eingehalten werden, dies wird auch für die

noch verbliebenen Termine gelten.

GEOLOGIE

Die vom Lötschberg-Basistunnel durchquerten tektonischen

und geologischen Einheiten geben einen Einblick

in einen wesentlichen Teil der schweizerischen Alpengeologie.

Zwischen dem Nordportal Frutigen und dem

Südportal Raron findet man in den nördlichsten 13 Kilometer

verschiedene, teils stark verschuppte Sedimentabfolgen

der Wildhorn- und Doldenhorndecke sowie

Flysch und Tavayaner-Sandstein. Gegen Süden wurden

das Aar-Massiv und die autochthone Sedimenthülle

durchörtert.

Die Geologie des Loses Steg/Raron besteht im Wesentlichen

aus homogenen und harten Gesteinsformationen,

die sich gut für einen Vortrieb mit TBM eignen.

Nur in der Nähe vom Portal Raron galt es, die problematische

Trias-Zone mit äußerst brüchigem Gestein zu

durchqueren.

Nördlich der Trias-Zone traf der Vortrieb auf verkarstete

und wassergesättigte Lias-Kalke, die mit dem Tunnelvortrieb

drainiert wurden. Wie prognostiziert trocknete

in der Folge eine im obersten Teil des Ortes St. German

gelegene Trinkwasserquelle aus. Unerwartet dagegen

waren die Setzungen von bis zu 20 cm im über dem

Tunnel gelegenen Dorf St. German. Diese Setzungen

sind auf einen sehr heterogenen quartären Untergrund

mit lokal vorhandenen Torflinsen, Feinstsedimentlagen

und Bergsturzmaterial zurückzuführen.

Foto: Arge MaTrans

Auf die Lias-Kalke folgten Aalénientonschiefer und später

ebenfalls verkarstete und wasserführende Malmkalke.

Nördlich daran anschließend folgten die kristallinen

Gesteine des Aar-Massivs, beginnend mit Granodiorit

und Gneis, fein-grobkörniger Aare-Granit, granitische

Schollengneise und auf den nördlichsten 3 km schiefrigmassige

Gneise mit Amphibolitlagen oder Einschlüssen.

In der Regel beobachtete man in den oft alpin

stark zerscherten Amphiboliten offene Zerrklüfte, in denen

häufig Asbest auftrat.

PORTAL RARON

Infolge der beschränkten Platzverhältnisse stellt sich die

Situation am Portal Raron als äußerst komplex dar. Den

von der Arbeitsgemeinschaft zum Teil erst durch Stützbauwerke

geschaffenen engen Landstreifen zwischen

SOK

+0,00

Situation Portal Raron in der Phase des Ausbaues, von links nach rechts: Betonanlage,

Werkstatt, Portalbauwerk Raron West, Portal Raron Ost, Rohbau Betriebszentrale

14

PORR-NACHRICHTEN . 147-2005


Foto: Arge MaTrans

Baustellenübersicht, Portalsituation Raron

den Portalen und dem Fluss Rhone beanspruchen

gleichzeitig das angrenzende Los des Brückenbauers,

ein bereits vor Baubeginn ansässiges Betonwerk und

die Arbeitsgemeinschaft selbst.

In dieser Situation müssen sowohl alle am Portal notwendigen

Installationen, wie unter anderem Werkstatt,

Betonanlage, Absetzbecken, als auch alle Portalbauwerke,

wie Stützmauern und Betriebszentralen untergebracht

werden. Dies erfordert von allen Beteiligten

ein hohes Maß an Organisations- und Kommunikationsgeschick,

sowie eine Beschränkung auf das Wesentlichste.

TBM-VORTRIEBE

Wie bereits erwähnt wurden in Steg der Zugangsstollen

und der Basistunnel West Lötschen-Ferden und in Raron

Ost der Basistunnel Raron-Ferden mit Tunnelbohrmaschinen

(TBM) aufgefahren.

Bei den beiden Tunnelbohrmaschinen handelte es sich

um einfach verspannte Hartgesteins-TBMs mit einem

Durchmesser von 9,43 m (Überschneider bis 9,63 m).

Eine Tunnelbohrmaschine setzt sich aus den Maschinenteilen

Bohrkopf, Antrieb, Sicherungsbereich L1 und

dem Bereich L2 mit fünf Nachläufern inklusive einem

weiteren Sicherungsbereich L2 zusammen. Als Bereich

L3 wird der rückwärtige Bereich, der bereits aufgefahrene

Tunnel sozusagen, bezeichnet.

Der Baufortschritt lässt sich kurz wie folgt beschreiben:

Die TBM verspannt sich seitwärts am Gebirge mit zwei

sogenannten Grippern. Dadurch können die Vorschubzylinder

großen Druck nach vorne aufbauen. An der

Spitze der TBM dreht sich der Bohrkopf mit bis zu

sechs Umdrehungen pro Minute. Die direkt auf das Ge-

Gefräste Ortsbrust, schön zu sehen sind die Spuren der einzelnen Meissel

Foto: Arge MaTrans

PORR-NACHRICHTEN . 147-2005

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irge drückenden Rollenmeißel am Bohrkopf lassen

den Fels in kleine Stücke, sogenannte Chips, platzen.

Am Bohrkopfumfang sind zwölf Schaufeln, sogenannte

Räumer, angebracht, die das Bohrklein aufnehmen, in

das Bohrkopfinnere führen, von wo es auf ein Förderband

fällt, mit dem das ausgebrochene Material abtransportiert

wird.

Nach zwei Metern Vortrieb sind die Vorschubzylinder

voll ausgefahren. Um die Maschine in Position zu halten,

wird als Erstes eine Abstützung ausgefahren. Danach

werden die Gripper vom Fels gelöst, eingezogen

Foto: Arge MaTrans

DATEN DER TUNNELBOHRMASCHINE

Lieferant

Durchmesser

Länge der TBM

Länge der TBM und Nachläufer

Herrenknecht AG

9,43 m (Überschneider

bis 9,63 m)

ca. 22 m

ca. 142 m

Versetzen eines Tübbings beim TBM-Vortrieb

Gewicht Maschine und Nachläufer

Bohrhub

Umdrehungen

BOHRKOPF

Gewicht

Max. empfohlene

Bohrkopfanpresskraft

Max. Vorschubkraft

Antrieb

Antriebsleistung

Drehmoment/Drehzahl

(Nennbereich)

ca. 1.450 t

2,0 m

bis 6/min

180 t

16.020 kN

22.800 kN

elektromechanisch,

frequenzgesteuert

10 x 350 kW = 3.500 kW

0-3,76 U/Min / 8.825 kNm

6,0 U/Min / 5.570 kNm

Foto: Arge MaTrans

Losbrechmoment zum Anfahren

Bohrwerkzeuge (Meißel)

14.216 kNm

Übersicht Tunnelbohrmaschine Steg

Typ

17", nach hinten

wechselbar

Anzahl 60

Überschneider 4

Schneidspurabstand im face-

Bereich (Spacing)

ca. 90 mm

Foto: Arge MaTrans

Max. empfohlene Anpresskraft

pro Meißel

267 kN

VERSPANNUNG

Hub

Max. Verspannkraft

2 x 860 mm

63.334 kN

Bohrkopf Tunnelbohrmaschine Raron

16

PORR-NACHRICHTEN . 147-2005


und um zwei Meter vorgefahren. Nach dem erneuten

Verspannen der Gripper kann die Abstützung eingezogen

und der Druck nach vorne mit dem Andrehen für

den nächsten Hub aufgebaut werden. Auf der TBM

hinter dem Bohrkopf erfolgt sofort der Sicherungseinbau

von Bewehrungsnetzen, Reibrohrankern, teilweise

Spritzbeton und Stahlbögen.

Auf den fünf Nachläufern befinden sich weitere Einrichtungen

zur Felssicherung, zum Materialtransport und

für die Ventilation und Kühlung sowie sämtliche hydraulische

und elektrische Aggregate. Sicherungsmittel sind

vor allem Anker, Netze, Spritzbeton und Sohltübbinge.

Im Regelprofil erfolgt die Felssicherung systematisch

nach den vorgegebenen Profiltypen, wobei vom Bauherrn

fünf Ausbauklassen definiert wurden. Bei stabilen

Felsverhältnissen wurden sechs bis acht Stück 3,00 bis

3,80 Meter lange Swellex-Anker pro Laufmeter eingebracht.

Als Kopfschutz wurden zusätzlich Bewehrungsnetze

über etwa 220° des Umfanges eingebaut. Bei

schwierigen geologischen Verhältnissen mussten auch

Ausbaubögen, Spieße, Mörtel- und Injektionsbohranker

mechanisiert eingebracht werden.

Gefräst wurde 18 Stunden pro Arbeitstag, in der restlichen

Zeit mussten Meißelwechsel und Wartungsarbeiten

am Gerät durchgeführt werden.

Aufgrund der hohen Vortriebsleistungen und der langen

Vortriebsstrecken wurden die gesamten Ausbruchkubaturen

über Förderbänder von der Ortsbrust bis zur

Materialaufbereitungsanlage transportiert. Diese 800 mm

breiten Förderbänder waren an Spreizhülsenankern in

der Firste montiert und konnten bis zu 800 t pro Stunde

abfördern.

HERAUSFORDERUNGEN IM

HARTGESTEINS-TBM-VORTRIEB

Die Vortriebe Steg und Raron waren eine besondere

Aufgabe. Sie gehörten weltweit zu den ersten Vortrieben

mit einer offenen Hartgesteins-TBM bei großem

Durchmesser und hohen Überlagerungen in kristallinem

Gebirge. Wichtige Erfahrungen, Problemlösungen und

Optimierungsansätze für zukünftige Vortriebe konnten

gesammelt werden. Nachfolgend werden einige Problembereiche,

wie hohe Abrasivität, instabile Ortsbrust,

geringe Penetration bei hohen Druckfestigkeiten und

Asbestvorkommen, näher beleuchtet und Lösungen

aufgezeigt. Als Abrasivität bezeichnet man dabei eine

Summe verschiedener Gesteinseigenschaften, wie z.B.

Gehalt an schleifscharfen Mineralien mit hoher Härte,

Kornbindung, Gebirgsoberflächenbeschaffenheit, usw.

Die Abrasivität beeinflusst massiv den Verschleiß und

wird mit dem Cerchar-Index gewichtet.

HOHE DRUCKFESTIGKEIT UND ABRASIVITÄT

Während des Vortriebs im Gneis und im Granit hat sich

gezeigt, dass die Gesteinsfestigkeiten und die Abrasi-

Foto: Arge MaTrans

Montage Bohrkopf Tunnelbohrmaschine Steg

vität höher ausfielen, als diese prognostiziert waren.

Gebirge mit Druckfestigkeiten bis 250 kN/mm 2 und

Cerchar-Werten bis 6 mussten aufgefahren werden.

Hohe Druckfestigkeit und Abrasivität bedingen geringe

Penetration und erhöhten Verschleiß. Der Verschleiß an

den Meißeln, an Räumern, am Bohrkopf und auch an

den Fördereinrichtungen war daher zum Teil erheblich.

Die Phänome der geringen Penetration, des Meißelwie

auch des Bohrkopfverschleißes werden nachstehend

näher erläutert.

Geringe Penetration

Die Penetration ist ein Maß für die Bohrbarkeit des Gesteins.

Sie wird als Vortrieb pro Bohrkopfumdrehung

angegeben. Dies bedeutet, dass bei einer Umdrehung

des Bohrkopfes jeder Meißel eine bestimmte Tiefe in

den Fels eindringt und löst. Im schiefrig-massigen

Gneis erreichte die TBM eine Penetration von 7 bis

10 mm, in den Sedimenten noch mehr. Beim sehr harten

Granit und den granitischen Gneisen sank jedoch

die Penetration bis auf 3 mm und weniger pro Umdrehung.

Besonders im feinkörnigen Granit kam es daher

zu Hubzeiten von bis zu 2,5 Stunden, die Spitzenleistungen

lagen dagegen bei etwa 0,5 Stunden. Ein

Hub bedeutet dabei einen Vortrieb von 2 m. Geringe

Penetration führt somit zu geringer Leistung und zu

hohen Kosten.

PORR-NACHRICHTEN . 147-2005

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Meißelverschleiß

Damit das Losbrechen des Gebirges über die gesamte

Ausbruchsfläche optimal erfolgen kann und der Bohrkopf

nicht beschädigt wird, ist die Einhaltung der zulässigen

Verschleißrate pro Meißel absolut erforderlich. Die

hohe Druckfestigkeit und die enorme Abrasivität führten

zu exorbitanten Verschleißraten und Schäden bei den

Meißeln. Es mussten bis zu 26 Meißel pro Arbeitstag

gewechselt werden. Dies erfolgte aus dem Innern

des Bohrkopfes unter sehr schwierigen Bedingungen.

Die Temperaturen im Bohrkopf stiegen während des

Fräsens auf über 80 °C an, die der Meißel sogar bis

300 °C. Um die Meißel wechseln zu können, mussten

diese somit zunächst abgekühlt werden. Bei Umgebungs-Temperaturen

von ca. 40 °C wurden die 150 kg

schweren Meißel überwiegend in Handarbeit, bei sehr

beengten Platzverhältnissen, getauscht. Für das Wechseln

nur eines einzigen Meißels war ein Zeitaufwand

von etwa 45 bis 60 Minuten erforderlich. Während der

Vortriebsschicht war daher ein notwendiges Wechseln

eine enorme Arbeitsunterbrechung.

Bohrkopfverschleiß

Der Verschleiß am Bohrkopf nimmt mit der Abrasivität

und der Härte des Gesteins ebenfalls zu. Das Abschleifen

der Verschleißplatten am Bohrkopf machte an den

beiden TBMs in Summe sieben Bohrkopfrevisionen erforderlich.

Bei diesen Bohrkopfrevisionen mussten die

Verschleißplatten, die Meißelgehäuse, die Abweiser und

die Räumerschaufeln erneuert werden.

Ansätze zur Optimierung des Vortriebes bei

hoher Druckfestigkeit und Abrasivität

Dabei ist das Bohrkopfdesign von enormer Bedeutung.

Folgende Erfahrungen wurden u.a. gemacht:

• Den Meißelhalterungen sind bezüglich Verschleiß

und kurzer Wechselzeit besondere Beachtung zu

schenken.

• Das saubere Abrollen der Meißel ist durch Materialabweisblöcke

zu gewährleisten.

• Der Einsatz von Meißeln mit unterschiedlicher

Schneidbreite ist günstig.

• Die Evaluation der verschleißresistentesten Schneidringe

ist erforderlich.

• Der Einbau von stärkeren Verschleißplatten ist zu

konzipieren.

• Die Kühlung des Bohrkopfes und des ausgebrochenen

Materials durch Wasserbedüsung ist bei hohen Temperaturen

entscheidend. Der Wechsel der Düsen muss

vom Inneren des Bohrkopfes aus erfolgen können.

• Die ebene Geometrie des Bohrkopfes ist anzustreben.

Dies hat sich als das richtige Design herausgestellt.

Für den Verschleiß ist es vorrangig, dass das

gelöste Material zwischen Schneidrad und Fels optimal

nach unten fallen kann. Dort muss es von den

Räumern aufgenommen werden. Ist der Abtransport

des gelösten Materials nicht gewährleistet, müssen

die Meißel das Ausbruchsmaterial durchdringen, bevor

sie auf den Fels treffen. Dadurch sind die Meißel

zusätzlichen Belastungen ausgesetzt und erfahren

mehr Verschleiß.

• Eine regelmäßige Kontrolle des Bohrkopfes und der

Meißel ist notwendig, um größeren Schäden vorzubeugen.

In der Regel wurde nach jedem dritten Hub

eine Bohrkopfkontrolle vom Bohrkopfinnern durchgeführt.

Auch erfolgte eine intensive Kontrolle der Bohrkopfeinrichtungen

jeden Morgen durch die Wartungsschicht.

Fotos: Arge MaTrans

Bohrkopfkontrolle mit Rückzug des Bohrkopfes. Dies ist nur bei sehr

günstigen oder sicheren Felsverhältnissen möglich.

Arbeiten am Zentrumsmeißel mit Rückzug des Bohrkopfes

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PORR-NACHRICHTEN . 147-2005


INSTABILE ORTSBRUST

In den massigen Graniten und Gneisen haben sich

während des Vortriebs vermehrt große Platten aus der

Ortsbrust gelöst. Die Abmessungen der Platten betrugen

bis zu 6 m Höhe, 4 m Breite und 80 cm Dicke.

Diese Platten mussten von der TBM zu Blöcken zerkleinert

werden. Auf diesen Tunnelabschnitten wirkte der

Bohrkopf in erster Linie als Brecher. Dies führte zu

Schäden an Meißeln und Räumern. Aber auch die Fördereinrichtungen,

insbesondere die Förderbänder, erfuhren

durch die großen Blöcke bedeutend erhöhten

Verschleiß und zusätzliche Gewaltschäden.

Folgen der instabilen Ortsbrustverhältnisse

Durch die instabile Ortsbrust ist die TBM wesentlich höheren

Belastungen und größerem Verschleiß ausgesetzt,

wie z.B.:

• Der schlagenden Beanspruchung der Meißel durch

sich lösende Gesteinsblöcke.

In der Folge war der Anteil an Gewaltschäden der

Meißel pro zurückgelegtem Rollmeter deutlich erhöht.

• Der schlagenden Beanspruchung der Räumer, die

teilweise aus ihren Halterungen gerissen wurden.

• Einer größeren Beschädigung der Bohrkopfbedüsung.

• Der größeren Beanspruchung der Fördereinrichtung.

Der Transport der noch durch die Räumeröffnungen

durchgehenden Blöcke bedingt oft Schwierigkeiten und

Vortriebsunterbrüche. Größere Blöcke verkeilen sich in

den Bandübergaben. Förderbänder werden von verkeilten

Blöcken aufgeschlitzt und müssen ausgewechselt

werden.

Ansätze zur Optimierung des Vortriebs bei

instabiler Ortsbrust

• Die aktive Überwachung und Reduzierung der Bohrkopfvorschubkraft

durch den TBM-Fahrer.

• Eine Verringerung der Drehzahl, um verstopfte Förderbandübergaben

infolge unregelmäßigen Materialflusses

zu verhindern.

• Die Kontrolle der Meißel nach jedem Hub.

• Die Montage von Abweiskeilen vor den Meißeln.

• Die Montage von Schutzringen um die Bauteile der

Bohrkopfbedüsung.

• Die Begrenzung der Räumeröffnungen durch Korngrößenbegrenzer.

• Die Montage eines Metalldetektors über dem Förderband,

um frühzeitig erkennen zu können, ob infolge

von Gewaltschäden Schrauben, Meißel-, Räumeroder

andere Teile verloren gegangen sind.

• Eine Verstärkung der Räumerbefestigungen.

Die widrige Geologie, hohe Druckfestigkeit und Abrasivität

sowie instabile Ortsbrust waren nicht die einzigen

Herausforderungen. Als weitere Beeinträchtigung wurden

z.B. Asbestvorkommen angetroffen. Auch dieser

Umstand verlangte verschiedene Maßnahmen: Die

TBM und die Kleider der Arbeiter mussten täglich gewaschen

werden, es konnte nur mit Schutzmasken gearbeitet

werden und es mussten Nebelschirme zur

Staubbindung installiert werden.

Trotz dieser Herausforderungen vollbrachte die Arbeitsgemeinschaft

Spitzenleistungen. Dies war nur infolge

guter Zusammenarbeit aller Mitarbeiter und durch den

Einsatz modernster Technik möglich. So fräste die TBM

Raron am 9. September 2003 eine Tagesleistung von

50,10 m, dies bedeutete neuen Weltrekord. Die maximale

Wochenleistung von 207,30 m wurde in der Ka-

Fotos: Arge MaTrans

Bohrkopfrevision TBM Raron, in grün die Konturen verschiedener Bauteile,

wie Verschleißbleche, Abweiskeile vor den Meißeln, Schutz der Bohrkopfbedüsung

usw. Einige Meißel sind bereits montiert, andere noch nicht.

Block aus instabiler Ortsbrust verstopft eine Förderbandübergabe

PORR-NACHRICHTEN . 147-2005

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Fotos: Arge MaTrans

Grüner Asbest auf Quarz

Durchschlag TBM Raron – Ferden 29.10.2003

lenderwoche 27 im Jahr 2002 und die maximale Monatsleistung

von 747 m im Juni 2002 gefräst.

Die Vortriebsarbeiten der beiden Basistunnel des Loses

Steg/Raron wurden bereits im Jahr 2003 abgeschlossen

und die Tunnelbohrmaschinen befinden sich nun

bei ihrem nächsten Einsatz in Spanien.

SPRENGVORTRIEB (SPV)

Durchschlag TBM Raron – Trias Ost 28.09.2001

Der Abschnitt Raron West mit einer Länge von 4.603 m

und weitere Kavernenbauwerke wurden im Sprengvortrieb

erstellt. In den folgenden Ausführungen wird der

Linienvortrieb näher betrachtet.

Der Ausbruch des Abschnittes Raron West erfolgte

grundsätzlich mit einer in der Mitte geteilten flachen

Sohle, da der Mittelgraben mit dem Vortrieb mitlaufend

hergestellt wurde. Die Fläche rechts vom Mittelgraben

konnte als Fahrraum benutzt werden, die linke Seite für

Installationen, wie z.B. Förderbänder, und als Lagerfläche.

Alle 200 m wurden Ausweichflächen mit der Überfahrmöglichkeit

über den Mittelgraben erstellt.

Die Vortriebsarbeiten der Querschläge in diesem Bereich

wurden vom Sprengvortrieb des Basistunnels mitlaufend

ausgeführt.

Die Ausbausicherung passte die Bauleitung vor Ort

nach Absprache mit der örtlichen Bauüberwachung

den geologischen Gegebenheiten an, wobei vom Bauherren,

wie im TBM-Vortrieb, fünf unterschiedlich

schwere Ausbauklassen vorgegeben waren. Als Sicherungsmittel

standen Reibrohr-, Mörtel- und Injektionsbohranker,

Spritz- und Ortbeton, Netze sowie Stahlbögen

bis HEB 220 zur Verfügung.

Die Vortriebsarbeiten nahm die Arbeitsgemeinschaft

bereits im November 2000 mit dem Vortrieb Raron

Ost – Portal und Startröhre TBM – und im Mai 2001 mit

dem Linienvortrieb Raron West, parallel zu den ausgedehnten

Installationsarbeiten auf. Vorgetrieben wurde

18 Stunden pro Tag, die restliche Zeit war für Wartungs-

und Installationsarbeiten im Vortriebsbereich

vorgesehen.

Die Installationsausrüstung umfasste folgende Hauptgeräte:

• 1 Hängebühne Rowa, 400 m Installationslänge

• 1 Förderbandanlage, Typ Marti, Gurtbreite 800 mm,

Förderkapazität 800 t/h

• 1 Bohrjumbo 3-armig, mit Ladekorb, Atlas Copco

353ESB

• 1 Bohrjumbo 2-armig, Atlas Copco 282

• 1 SSE Sprengmobil Dyno Nobel

• 1 Tunnelbagger Liebherr R 932 HD, 34,5 t

• 1 Raupenbagger Liebherr R 912 HDS, 25,0 t

• 1 raupenmobiler DBT Schlagwalzenbrecher SB

1315R, Durchsatz 500 t/h bei 80% 0 –700 mm,

Aufgabekörnung (max. 1400 x 800 x 800 mm), Endkörnung

0 –200 mm, Gewicht ca. 84 t

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PORR-NACHRICHTEN . 147-2005


• 1 Radlader Volvo L-180 D, 26,5 t, mit Seitenkippschaufel

• 1 Radlader Volvo L-150 D, 23,4 t mit Seitenkippschaufel

• 1 Meyco Spritzmobil Typ Potenza, Pumpenleistung

ca. 30 m 3 /h

• 1 Meyco Spritzmobil Typ Suprema, Pumpenleistung

ca. 20 m 3 /h

• 3 Fahrmischer Dieci F7000, 4 m 3 Fassungsvermögen

• 1 Mulde Dieci F7000, 7 m 3 Fassungsvermögen

VORTRIEBSKONZEPT

Nach der Sprengung des Abschlags mit pumpbarem

Emulsionssprengstoff System SSE (Site Sensitised

Emulsion) wird das Ausbruchsmaterial von mehr als

400 m 3 mit den beiden Radladern zum Schlagwalzenbrecher

geschuttert. Danach beräumt der Tunnelbagger

die Ortsbrust.

Vom Schlagwalzenbrecher wird das Material mit der

vom Bauherren geforderten maximalen Kantenlänge

von 200 mm mittels der Förderbandanlage über die

Hängebühne aus dem Tunnel über den Installationsplatz,

den Fluss Rhone, die Gleise der SBB direkt zum

Areal der Materialaufbereitungsanlage transportiert.

Nach der Schutterung wurde als erste Lage Stahlfaserspritzbeton

zum Teil mit Netzen als Kopfschutz eingebaut.

Vor dem Bohren des nächsten Abschlags musste

die 4-m-Swellex-Systemankerung versetzt werden. In

einem etwa 25 bis 50 m weiter hinten liegenden Arbeitsbereich

wurde die zweite Lage Spritzbeton aufgebracht

und die Aufhängeanker für die Hängebühne versetzt.

Um die Ver- und Entsorgung bei hohen Vortriebsleistungen

– bis zu 17 m pro Arbeitstag – auch bei der

sehr geringen zur Verfügung stehenden Sohlbreite gewährleisten

zu können, wurde im SPV eine Hängebühne

als Nachläufer eingesetzt.

Die Bühne wird als Plattform für Infrastrukturaufbauten

über Schienen an 4 m langen Swellex-Ankern – je zwei

Stück alle 3 m – an der Firste aufgehängt.

Die 400 m lange Hängebühne folgt der Ortsbrust in einem

Abstand von 80 –100 m. Über die Hängebühne

erfolgt die Versorgung des Vortriebs mit Frischluft, elektrischer

Energie, Wasser, Druckluft usw. Auch steht im

unteren Bereich eine Kranbahn zur Beschickung der

ebenfalls dem Vortrieb folgenden Sohlenbaustelle, 230

bis 270 m hinter der Ortsbrust, zur Verfügung. Das Ausbruchsmaterial

wird von einem mobilen Brecher über

ein verschiebbares Schutterband an ein Schleppband

übergeben. Das Schleppband überlappt das auf der

Sohle aufgeständerte Streckenband, auf welches das

Material als Nächstes gelangt, um bis zu 200 m, da

das Streckenband in 200 m Schritten verlängert wird.

Der Freiraum unter der Bühne von mindestens 4 m Höhe

dient den mobilen Vortriebsgeräten als Parkfläche.

Installation einer Hängebühne

VORTEILE:

• Hohe Schutterleistungen können realisiert werden.

• Der Sohlenaufbau kann parallel zum Vortrieb auf der

ganzen Breite erfolgen.

Foto: Arge MaTrans

Schuttern mit Radlader bei gleichzeitiger Beräumung der Ortsbrust durch Tunnelbagger

PORR-NACHRICHTEN . 147-2005

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Blick unter die Hängebühne in Vortriebsrichtung, links unten ist das

Streckenförderband und links oben das Schleppband zu sehen.

Ansonsten Bühne mit Aufgang, Sohle inklusive Mittelgraben.

• Die Vortriebs-Infrastruktur wird auf einer dem Vortrieb

folgenden Einheit geordnet untergebracht.

• Auf der Sohle wird ein maximaler Freiraum als Parkfläche

für die mobilen Baugeräte geschaffen.

• Ein Flächenkran kann unter der Bühne für Umschlags-,

Wartungs- und Betonierarbeiten angeordnet

werden.

NACHTEILE:

• Erhebliche Investitionskosten, daher kostendeckend

erst bei großen Tunnellängen.

• Zusätzlicher Zeitbedarf in der Installationsphase von

rund einem Monat.

• Die Installation erfolgt erst nach einer Entwicklungslänge

von etwa 500 Tunnelmetern.

• Die Schaffung einer zusätzlichen zeitkritischen Arbeitsstelle

hinter der Ortsbrust für das exakte Versetzen

der Aufhängeanker.

Fotos: Arge MaTrans Fotos: Arge MaTrans

Blick von der Hängebühne Raron in Richtung Ortsbrust,

links geparkte Geräte,

darüber Förderband und Lutte

• Hoher benötigter Zeit- und Kostenbedarf zum Bühnentransport

im Tunnel. Arbeitsschritte: Aufhängeanker

exakt vermessen, bohren, versetzen und 100%

prüfen, Demontage der Schienen am Bühnen-Ende,

Montage der Schienen vor der Bühne, Vorfahren der

Bühne bei ständiger Kontrolle der Versorgungsschnittpunkte

(elektrische und hydraulische Leitungen,

Lutte etc.).

• Bei schlechtem Baugrund sind die großen hängenden

Bühnenlasten eine Schwierigkeit.

Wenn die hohen Investitionskosten über eine lange

Strecke amortisiert werden können und der technisch

kritische Bereich der Aufhängung optimiert wird, ist die

Hängebühne ein probates Mittel, um die Platzproblematik

bei Tunnel mit geringen Sohlbreiten zu lösen und

hohe Schutterleistungen zu realisieren.

Blick aus der Spurwechselkaverne, hinten links TBM-Profil, rechts SPV-Profil

Laden der Ortsbrust, wobei rechts vorne das Sprengmobil Dyno zu sehen ist

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PORR-NACHRICHTEN . 147-2005


ÜBERSICHT DER VORTRIEBE

Steg Raron Ost Raron West

Methode TBM TBM SPV

Vertragsunterzeichnung 12. November 1999 30. Mai 2000 30. Mai 2000

Beginn Ausbruch 2. Oktober 2000 16. Juli 2001 1. Mai 2001

Abschluss Ausbruch 12. September 2002 17. Oktober 2003 9. Juli 2003

Länge 8.925 m 10.008 m 4.603 m

Bester Monat 747,8 m 672,6 m 312 m

Bester Tag 43,0 m 50,1 m 17,0 m

INNENAUSBAU

TBM-STRECKEN

Die Innenausbauarbeiten umfassen in zeitlicher Abfolge

die Herstellung der:

• Drainage und Abdichtung

• Kicker (Schalungsanschlag, Gewölbefuß)

• Gewölbeverkleidung

• Bankette, inkl. Werkleitungen

• Tunnelentwässerung

• Sohltragplatte (Unterbau für die durch den Ausrüster

zu erstellende Gleistragplatte)

Drainage und Abdichtung

Zwischen der Spritzbetonsicherung und dem Verkleidungsbeton

wird vollflächig eine Drainagematte mit

Vliesabdeckung verlegt. Diese Drainageschicht soll das

anfallende Bergwasser zu der in der Sohle befindlichen

Sickerleitung abführen. Zusätzlich zu der über die gesamte

Tunnellänge ausgeführten Drainage wird in den

Portalzonen bis etwa 3 km in den Tunnel hinein auf die

Drainage eine Abdichtungsfolie geschweißt.

Die relativ glatte TBM-Ausbruchsfläche besitzt enorme

Vorteile beim Verlegen der Drainage und der Abdichtung,

da es fast keine Unebenheiten gibt und somit die

Anforderungen an Rauigkeit und Welligkeit an den

Untergrund der Abdichtung ohne Mehraufwand erfüllt

werden können.

Kicker

Der Kicker, ein vorgängig in den Fußbereichen des Gewölbes

hergestellter treppenförmiger Schalungsanschlag,

wird für die Verlegung eines zusätzlichen Gleises

für die nachfolgenden Gerüste und Gewölbeschalungen

betoniert. Dabei befindet sich auf der unteren

Stufe die Schiene des zusätzlichen Gleises, die obere

Stufe dient zur Vertikalabstützung der Gewölbeschalungen.

Dieses zusätzliche Gleis ermöglicht eine freie Fahrt

auf den beiden Stollengleisen durch die Schalungen.

Die Schienen der Stollengleise sind auf den Sohltüb-

bings verlegt und dienen der Versorgung der weiter hinten

liegenden Arbeitsstellen. Die Schienen können sowohl

als linkes und rechtes Gleis als auch als Mittelgleis

verwendet werden.

Gewölbeverkleidung

Vom Projekt wird eine Ausschalfrist von 24 Stunden

und eine Wochenleistung von 210 m gefordert. Aus

diesem Grund wird der Innenring mit sechs 12,50 m

langen Gewölbeschalungen, d.h. drei Vor- und drei

Nachläufer betoniert. Die Vorläuferschalungen stellen

jeden zweiten Block her, die Nachläufer schließen die

Lücke. Jede Schalung wird vom vorhergehenden Betonierabschnitt

um sechs Blöcke auf den nächsten Betonierabschnitt

umgesetzt. Die Gewölbeschalungen sind

von ihrer Konstruktion auf den vollen hydrostatischen

Druck ausgelegt, da aufgrund der hohen Betonierleistungen

einerseits und infolge der langen Transportdistanzen

von bis zu 10 km andererseits eine lange Offenheit

der Betonrezeptur berücksichtigt werden musste.

Mit diesem Betonierkonzept konnten in der bisher besten

Woche eine Leistung von 375 m Gewölbe erreicht

werden.

An die Betonrezepturen werden vom Bauherrn verschiedene

Anforderungen gestellt. Dabei treten vor allem

Eigenschaften wie Festigkeit, Dauerhaftigkeit,

Oberflächenstruktur, Wassereindringtiefe und AAR-Beständigkeit,

d.h. Beständigkeit gegen die Alkali-Aggregat-Reaktion

(das ist eine Reaktion der Porenlösung

eines Betons mit Zuschlagkörnern), was zu Treiberscheinungen

und Rissen führen kann, in den Vordergrund.

Um der AAR-Problematik der aus dem Ausbruch

hergestellten Zuschlagstoffe gerecht zu werden,

wird vom Bauherrn ein Mischungsverhältnis von Zement

und Flugasche von 70 zu 30 zwingend vorgeschrieben.

Bankette inklusive Werkleitungen

Hinter den Gewölbebaustellen wird zeitgleich das Bankett

erstellt. Dafür wird das zusätzliche Gleis der Gewölbeschalungen

entfernt und es werden auf dem Kicker

PORR-NACHRICHTEN . 147-2005

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Schalwagenreihe TBM mit Durchfahrmöglichkeit für Züge

die Tunnelabwasserleitung sowie die Kabelleerrohre

11 x DN 150 und 2 x DN 80 eingebaut. Die Bankettschalung

selbst fährt auf den beiden äußeren Schienen

der Stollengleise, weshalb die Betonandienung nur

über das verbleibende Mittelgleis möglich ist. Die dahinter

liegenden Arbeitsbereiche der Tunnelentwässerung

und der Sohltragplatte können ab diesem Bereich

nur mehr über das mittlere Gleis versorgt werden.

Tunnelentwässerung

Nach der Herstellung der Bankette werden die äußeren

Schienen der Stollenbahn entfernt, in den beiden seitlichen

Rigolen die Sickerleitungen DN 200 verlegt, mit

Filterkies umhüllt und mit einem Vlies abgedeckt. In der

Betonierte Vorläuferblöcke TBM, bei Nachläuferlücken sind die Drainage und

Kicker zu sehen

Foto: Arge MaTrans

Foto: Arge MaTrans

Mittelrigole wird die Sammelleitung Bergwasser DN 315

montiert und anschließend mit Hüllbeton umgeben.

Sohltragplatte

Als letzter Arbeitsschritt wird die 20 cm dicke Sohltragplatte,

eine Art Schutzplatte für das Entwässerungssystem,

hergestellt. Da vorab das Stollengleis vollständig

entfernt werden muss, kann dieser Beton nur über spezielle

Verteilgerüste eingebracht werden. Auf dieser

Sohltragplatte wird vom Ausrüster (Nachunternehmer)

später die Gleistragplatte erstellt.

SPV-STRECKE

Die Innenausbauarbeiten umfassen in zeitlicher Abfolge

die Herstellung der:

• Abdichtungsträger

• Tunnelentwässerung

• Sohle inklusive Drainagebohrungen

• Drainage und Abdichtung

• Kicker (Schalungsanschlag, Gewölbefuß)

• Gewölbeverkleidung

• Bankette inklusive Werkleitungen

Nach Abschluss der Vortriebsarbeiten erfolgte die Räumung

des Tunnels und die Kontrolle des bereits gespritzten

Betonabdichtungsträgers. Aufgrund des äußerst

harten Gesteins und der Schieferung musste an

einigen Stellen der Abdichtungsträger nach dem Vortrieb

in Bezug auf Rauigkeit und Welligkeit noch verbessert

werden. Im SPV wird zur Tunnelentwässerung u.a. ein

zentrales Entwässerungsrohr DN 400-500 im vorhandenen

Mittelgraben verlegt und mit Hüllbeton umgeben.

Als nächster Arbeitsgang erfolgt die Herstellung einer

Ausgleichsschicht sowie der systematischen zwei Meter

langen senkrechten Drainagebohrungen, alle zwei

Meter drei Stück. Auf der Ausgleichsschicht wird eine

Noppendrainfolie verlegt und ein 13 cm dicker Schutzbeton

eingezogen.

Erst nach Abschluss dieser Leistungen beginnen die eigentlichen

Verkleidungsarbeiten. Zuerst wird im Gewölbefußbereich

an beiden Seiten eine Sickerleitung DN

200 und Sickerkies als Filterpackung verlegt. Das weitere

Vorgehen bezüglich der Herstellung Drainage, Abdichtung,

Kicker, Gewölbeverkleidung und Bankette erfolgt

wie bei den TBM-Strecken.

Infolge der vertraglich vereinbarten Übergabe der

Sprengvortriebstrecke Tunnel Raron West im November

2004 mussten für die 4,6 km lange Strecke wie

vorgesehen ebenfalls sechs Gewölbeschalungen angeschafft

werden. Für die Betonversorgung waren acht

Fahrmischer im 24-Stunden-Einsatz. Aufgrund des

Radbetriebs musste bei den Gewölbeschalungen eine

größere Durchfahrtshöhe berücksichtigt werden. Dies

erforderte infolge der hydrostatischen Belastung im

Sohlbereich Horizontalaussteifungen der Schalungen.

Diese Hindernisse wurden mit Überfahrbrücken überwunden.

Da die Andienung im SPV-Tunnel aber über Radfahrzeuge

erfolgte, konnte für den Kicker ein einfacheres

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PORR-NACHRICHTEN . 147-2005


Fotos: Arge MaTrans

Bewehrung des Portalblocks Raron West mit bereits erstellter Portalwand

Betoniervorgang Raron West

Design gewählt und die Schienen der Gewölbeschalungen

direkt auf der Sohle aufgelegt werden.

LOGISTIK AUSBAU

Im Zuge der bis zu 16 gleichzeitig zu versorgenden Arbeitsbereiche

werden extreme Anforderungen an die

gesamte Logistik gestellt. Dabei muss erschwerend

festgehalten werden, dass die Versorgung vieler Arbeitsbereiche

nur nach Durchfahrt einiger anderer Arbeitsbereiche

möglich ist, wodurch sich wechselseitige

Beeinflussungen ergeben.

Damit die geforderten Leistungen auch termingerecht

erbracht werden können, sind leistungsfähige Baustelleneinrichtungen

notwendig.

Betonproduktion

Der täglich zu verbauende Beton liegt bei mehr als

1.000 m 3 . Um diese Menge vernünftig verarbeiten zu

können, wurde die Produktion auf drei Betonanlagen

aufgeteilt. Einer der drei Betonanlagen der Arbeitsgemeinschaft,

nämlich jener am Portal in Raron, kommt

dabei die Hauptaufgabe zu. Diese Anlage beinhaltet einen

3 m 3 -Mischer mit je einem Vor- und einem Nachsilo

und hat eine theoretische Leistung von bis zu 100

m 3 /h. Die reale Mischleistung liegt bei ca. 60 m 3 /h, wobei

die Anlage 24 Stunden betrieben wird.

Bei der Betonanlage Steg werden nur kleinere Mengen

für verschiedene Arbeitsbereiche, v.a. für die Kavernenbaustellen,

produziert. Zusätzlich wird für den Bereich

Raron West sowie zur Abdeckung von Bedarfsspitzen

und als Notfallanlage ein weiteres Werk von einem lokalen

Unternehmer vor Ort eingebunden.

Für die Gewährleistung einer reibungslosen Abwicklung

der Betonarbeiten müssen infolge der beengten Platzverhältnisse

bei der Betonanlage am Portal Raron die

verschiedenen Komponenten täglich exakt termingemäß

angeliefert werden.

Transporteinrichtungen

Die Aufgabe, die jeweils benötigten Materialien am

Einbauort termingerecht zur Verfügung zu stellen, ist

Foto: Arge MaTrans

für Tunnelbaustellen mit Transportwegen von bis zu

10 km äußerst diffizil. Erschwerend kommt hinzu, dass

alle Materialien just in time angeliefert werden müssen,

um unnötige Wartezeiten, zusätzliche Materialumschläge

und Zwischenlagerungen zu vermeiden. Als

Beispiel seien an dieser Stelle die Betonlieferungen genannt,

wo genaues Eintreffen enorm wichtig ist. Dies

erfordert sowohl exaktes Bestellen als auch pünktliches

Liefern. Um diese Anforderungen erfüllen zu können,

müssen die Transporteinrichtungen eine hohe Verfügbarkeit,

Zuverlässigkeit, Ladekapazität und Flexibilität

besitzen.

Die Arbeitsgemeinschaft wählte unterschiedliche Lösungen

für die jeweiligen Bereiche.

Der Transport des Betons in die TBM-Tunnel, die mit

Gleisen ausgestattet waren, erfolgte mit gleisgebundenen

Trommelmischern. Eine Zugeinheit besteht aus drei

Mischern von je 9 bis 11 m 3 , Für den Betontransport

sind ständig sechs Zugsgarnituren zu den unterschiedlichen

Einbaustellen im Einsatz.

Schalwagen Raron West am Portal Raron kurz vor der Demontage

PORR-NACHRICHTEN . 147-2005

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Drehscheibe für Betonmischwagen

Neben den zu befördernden großen Betonkubaturen

müssen aber auch Drainagematten, Abdichtungsfolien,

Kabelleer- und Tunnelabwasserrohre, Schächte u.a.m.

in den Tunnel transportiert werden. Das zu befördernde

Personal darf ebenfalls nicht vergessen werden.

Für diese Aufgabe sind im Gleisbetrieb detaillierte Fahrplanstudien

und eine genaue, aufwändige und exakte

Organisation notwendig.

Im Gegensatz zum gleisgebundenen Logistiksystem

der TBM-Tunnel kommen im SPV-Tunnel Radfahrzeuge

zum Einsatz. Bei der Versorgung eines einspurigen

Bahntunnels im Radbetrieb ist die geringe Breite der

Sohle ein gravierendes Problem. Diese geringe Sohlbreite

lässt nur unter Schwierigkeiten ein Kreuzen und

Wenden der Fahrzeuge zu. Die Arbeitsgemeinschaft

löste diese Herausforderung mit einer Drehscheibe.

ORGANISATION

Foto: Arge MaTrans

Für die erfolgreiche, qualitäts- und termingerechte Abwicklung

einer Baustelle in der Größenordnung des Loses

Süd am Lötschberg-Basistunnel mit den geforderten

extrem hohen Tagesleistungen ist eine gut funktionierende

Organisation von enormer Wichtigkeit. Eine

klare und einfache Organisationsstruktur mit eindeutig

definierten und zugeordneten Verantwortungen ist zu

schaffen. Eine Trennung von Ausführung der Arbeit, Logistik

und Unterhalt der Geräte, sowohl personell als

auch verantwortlich, erscheint extrem wichtig und wurde

auch umgesetzt.

Für die Erbringung dieser hohen Leistungen sind die Arbeiter

und Angestellten die wichtigste Ressource. Um

die gesteckten Ziele erreichen zu können, arbeiteten im

personalintensivsten Monat 385 gewerbliche und 46

Kadermitarbeiter aus der ganzen Welt bei der Arge Ma-

Trans. Dabei ist die PORR mit ihrem hohen Know-how,

mit ausgezeichneten, erfahrenen und motivierten Mitarbeitern

sowie mit höchstem Engagement an vorderster

Front ein Garant für hervorragende Leistungen.

SCHLUSSBEMERKUNG

Um das anspruchsvolle Projekt des Loses Süd Lötschberg-Basistunnel

trotz der aufgetretenen geologischen

Schwierigkeiten qualitäts- und termingerecht realisieren

zu können, waren fünf Hauptfaktoren entscheidend: Erstens

eine zum Schluss ausgezeichnete, internationale

und erfahrene Mannschaft, sowohl im Gesamten, als

auch in herausragenden Einzelleistungen. Zweitens eine

funktionierende Organisation. Drittens eine gute

Kommunikation zwischen allen Beteiligten auf Baustellenebene,

aber auch zwischen der Baustelle und dem

Bauherrn. Viertens Tunnelbohrmaschinen, die alle geologischen

Widrigkeiten meisterten, obwohl sie bisher

bei solch großem Durchmesser noch nicht erprobt waren

und fünftens und nicht zuletzt ist noch das leistungsstarke

Logistiksystem zu erwähnen.

Glück Auf!

Foto: Arge MaTrans

Montage TBM-Schalungen am Portal Niedergesteln

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