Alptransit – das Generationenprojekt

Am Gotthardmassiv in der Schweiz entsteht zur Zeit der längste Bahntunnel der Welt. Der 57 km lange Tunnel ist das Herzstück einer neuen zukunftsorientierten Flachbahn durch die Alpen. Diese Pionierleistung des 21. Jahrhunderts wird zu einer markanten Verbesserung für Reisende und für den Gütertransport im Herzen Europas führen. Nicht nur für das Sicherheitsmanagement  ist das Projekt eine Herausforderung.

Blick in die Tunnelbaustelle

50 Jahre Planungsgeschichte

Der Gedanke, einen Gotthard – Basistunnel zu bauen, ist nicht neu. Zum ersten Mal wurde diese Idee bereits 1947 geboren. Ein halbes Jahrhundert nach dem ersten Projekt von 1962 soll der längste Eisenbahntunnel der Welt in wenigen Jahren nunmehr tatsächlich in Betrieb genommen werden.

Die zentrale Lage in Europa und in den Alpen ist für die Schweiz eine verkehrspolitische Herausforderung. Wie in einem Trichterhals bündeln sich in den engen Bergtälern die Verkehrs- und Güterströme zwischen Nordeuropa und Italien. Allein über die Gotthardautobahn rollen täglich 13000 Pkw und 3500 Lastwagen. Lärm, Abgase, Staus und Unfälle sind die unvermeidliche Folge. Und der Transitverkehr wird weiter anwachsen: eine von der EU-Kommission erstellte Studie prognostiziert für den gesamten Alpenraum bis 2010 einen weiteren Anstieg des Güterverkehrs um 75 Prozent. Um diesem Problem Herr zu werden, verlagert die Schweiz den alpenquerenden Güterverkehr auf die Schiene. Bis zum Jahr 2030 stehen für die hierzu erforderlichen Bauprojekte 20 Milliarden Euro zur Verfügung. Von den Wirtschaftszentren in Großbritannien über das Ruhrgebiet bis nach Norditalien erstreckt sich ein Gebiet mit riesigem Potential. Der Großraum mit seinen 150 Millionen Menschen, der auch „Blaue Banane“ genannt wird, bildet den Wirtschaftsmotor Europas. Als natürliches Hindernis stehen die Alpen im Weg. Dank der beiden neuen Alpentransversalen wird die Kapazität für den Güterverkehr am Gotthard und am Lötschberg mehr als verdoppelt.


Neue Perspektiven für den Bahnverkehr

57 Kilometer lang wird der Gotthard-Basistunnel, und man denkt bereits über einen langen Anschlusstunnel auf fast 90 Kilometer nach. Er besteht aus zwei einspurigen Röhren, die durch Rettungsstollen miteinander verbunden sind. Darüber hinaus entstehen im Gotthardmassiv, 900 Meter unter der Erde, zwei Multifunktionsstellen. Sie ermöglichen den Zügen Spurwechsel und im Notfall die Evakuation der Reisenden.

Um die Bauzeit zu verkürzen und Kosten zu sparen, wird von fünf Angriffsstellen aus gleichzeitig gebaut. 24 Millionen Tonnen Ausbruchmaterial liefert der Tunnel. Damit ließe sich die Cheopspyramide fünf Mal bauen. Zählt man alle Schächte, Stollen und Röhren zusammen, entstehen insgesamt 153 km Tunnelstrecken. Satelliten unterstützen die Tunnelbauer. Über die satellitengestützte Vermessung erreicht man, dass die einzelnen Vortriebe mit weniger als 20 Zentimetern Abweichung aufeinandertreffen. Die fünf Baustellen am Gotthard befinden sich in Erstfeld, Amsteg, Sedrun, Faido und Bodio. Beim Südportal in Bodio entsteht der längste Teilabschnitt: 16,6 Kilometer lang. Seit wenigen Wochen graben sich dort zwei Tunnelbohrmaschinen der deutschen Firma Herrenknecht  in Richtung Norden.

Wenn die Strecke voraussichtlich 2017 in Betrieb geht, steht dem Bahnverkehr auf der Gotthardachse zusammen mit dem Ceneri-Basistunnel eine durchgehende Strecke ohne nennenswerte Steigungen zur Verfügung. Der höchste Punkt der neuen Flachbahn liegt dann mit 550 m über NN genauso hoch wie die Stadt Bern. Der Weg durch die Schweiz wird 40 Kilometer kürzer. Güterzüge können dann mit 4000 Tonnen mehr als doppelt so schwer sein wie heute und mit 160 km/h auch doppelt so schnell. Für Personenzüge wird gar Tempo 250 möglich – die Fahrt von Zürich nach Mailand wird nur noch 2 Stunden 40 Minuten dauern.

Basisprofil
Der Weg durch die Schweiz wird flacher und 40 km kürzer.
Querschnitt durch den Berg
Zentimetergenau durch den Berg: Hochgenaue Vermessungsverfahren garantieren, dass die Tunnelbauer die Vortriebsrichtung immer kennen.

Projektmanagement mit System

Sicherheit hat für die Projektabwicklung im wahrsten Sinne des Wortes eine doppelte Bedeutung, wie Jakob Lehner von der ARGE Transco aus Sedrun klarstellt. Sicherheitsmängel können nicht nur zu Personenschäden führen, sondern es sind die gleichen Ursachen, die zum Baustillstand oder im Extremfall gar zum Erliegen des gesamten Projektes führen können. Und das kann man sich bei einem solchen Mammutprojekt einfach nicht leisten. Deshalb hat die AlpTransit Gotthard AG, eine im Mai 1998 gegründete Tochtergesellschaft der SBB AG, das oberste Ziel, den Tunnel in der vereinbarten Qualität zeitgerecht, sicher und zu minimalen Kosten herzustellen.

Ein zertifiziertes integriertes Managementsystem mit den Aspekten Qualität, Umwelt, Arbeitssicherheit und als Besonderheit Informationssicherheit schafft die Basis, um die anspruchsvollen Projektziele zu erreichen. Das Risikomanagement basiert dabei im Wesentlichen auf den beiden Kernfragen: 

Die AlpTransit Gotthard AG und alle Projektbeteiligten haben sich verpflichtet, periodisch die Risiken in ihrem Aufgabenbereich zu analysieren und geeignete Maßnahmen zu planen und umzusetzen.

Entstaubungstechnik
Die Entstaubungstechnik kommt von den deutschen Spezialisten CFT.
Gruppenbild an der Ortsbrust
Gruppenbild an der Ortsbrust
Betonierarbeiten an der Ortsbrust
Betonierarbeiten an der Ortsbrust

Zwei Röhren? Viel mehr!

Der Gotthard-Basistunnel besteht aus zwei einspurigen Tunnelröhren, die durch Querschläge miteinander verbunden sind. In den beiden Multifunktionsstellen in den Drittelpunkten des Tunnels sind Spurwechsel, Nothaltestellen, Technikräume und Lüftungsinstallationen untergebracht. Die beiden Hauptröhren liegen 40 Meter auseinander, alle 325 Meter werden sie durch einen Querschlag miteinander verbunden. In Sedrun war zudem 900 Meter unter der Erde eine Haltestelle für den Personenverkehr ge-plant, der dem verschlafenen Bergdorf einen Aufschwung im Tourismus, vor allem im Winter, beschert hätte.

Querschnitt
Nicht immer ist die Gerade die sinnvollste Verbindung. Beim Gotthard-Basistunnel bestimmte unter anderem die Geologie den besten Weg.

Welcher Weg ist der Beste?

Nicht immer ist die Gerade die sinnvollste Verbindung zwischen zwei Punkten. Beim Gotthard-Basistunnel bestimmt unter anderem die Geologie den Weg. Die Prognosen der Geologen und Sondierungsbohrungen geben zwar eine gewisse Sicherheit – was die Tunnelbauer dann an der Tunnelbrust aber tatsächlich erwartet, kann keiner voraussagen. Entscheidend für die Linienführung war auch die Lage von Siedlungen und Stauseen oder auch Zugangsmöglichkeiten für die Baustellen. Im Rahmen der Projektierung und Erkundung wurde auch die Frage beantwortet, wo, in welcher Reihenfolge und mit welcher Methode gebaut werden muss. Bei den fünf Teilabschnitten kommen Tunnelbohrmaschinen und Sprengvortrieb, je nach den geologischen Bedingungen, zum Einsatz. Die flexible Sprengvortriebsmethode erlaubt einen Vortrieb von 6 bis 10 Metern pro Tag. Dort, wo die Geologie den Einsatz der bis zu 400 Meter langen Tunnelbohrmaschinen möglich macht, sind 20 bis 25 Meter pro Tag möglich.


Arbeiten an der Ortsbrust
Arbeiten an der Ortsbrust

Der Berg aus dem Berg

Tunnelbau dieser Dimension ist, wie Untertagebau im Ganzen, nicht zuletzt eine logistische Herausforderung. Beispielsweise benötigt die Tunnelbaustelle Sedrun an Spitzentagen 11 Megawatt elektrische Leistung. Dies ist genau doppelt so viel wie das Dorf Sedrun an Weihnachten braucht, wenn alle Skilifte laufen und die Hotels ausgebucht sind.

24 Millionen Tonnen Ausbruchmaterial oder 13,3 Millionen Kubikmeter transportieren, lagern und, wenn möglich weiter verwenden: Welch eine Herausforderung!

Der Ausbruch von Tunnelbohrmaschinen ist dabei aufgrund seiner feinkörnigen, plattigen Struktur nicht ohne weiteres für die Herstellung des für den Tunnelausbau benötigten, hochwertigen Betons einsetzbar. Im Rahmen des Tunnelbauprojektes wurde allerdings jetzt der Nachweis erbracht, dass genau dieses bei Einsatz neuester Produktionstechniken zur Betonherstellung doch möglich ist – ein gewaltiger Fortschritt.

Die Menge des Ausbruchmaterials im Vergleich zu den Pyramiden von Giseh.
Die Menge des Ausbruchmaterials im Vergleich zu den Pyramiden von Giseh.

Ausbau und Sicherung – solide und dauerhaft

Die richtige Wahl der Materialien für Ausbruchsicherung, Abdichtung und Tunnelauskleidung entscheidet darüber, ob die Sicherheit gewährleistet  und ein reibungsloser Betrieb über 100 Jahre möglich ist. Störzonen im Gebirge werden in der Regel durch Zementinjektionen verfestigt.

Der Ausbau besteht aus Ankern, Spritzbeton und Stahlbögen. Aufgrund der hohen Betriebsgeschwindigkeiten der Züge ist für die mindestens 30 cm dicke Innenschale eine glatte Oberfläche unabdingbar. Diese wird aus Ortbeton hergestellt.

Wasserhaltung
Das Wasserhaltungskonzept sieht vor, das anfallende Bergwasser via Flächendrainage in die Entwässerungsleitungen einzuleiten.

Arbeitssicherheit – höchste Priorität!

Die Sicherheit aller Beteiligten steht beim Bau des neuen Gotthardbahntunnels im Mittelpunkt.

Stop Risk-Logo
Für optimale Sicherheit führt die AlpTransit Gotthard AG eine „Stop Risk“-Kampagne durch.

Schließlich arbeiten in Spitzenzeiten bis zu 2000 Meter unter der Erde mehrere ARGEn mit über 1000 Menschen aus mehr als 20 Ländern unter schwierigsten Bedingungen rund um die Uhr zusammen. Deshalb war es unumgänglich, alle Projektpartner auf die Sicherheitskultur zu verpflichten und die strikte Einhaltung der Vorgaben einzufordern.

Starben am Ende des 19. Jahrhunderts beim Bau der großen Alpendurchstiche noch unzählige Tunnelbauer durch Felssturz, Wassereinbruch, Sprengunfälle oder später an den Folgen der Silikose, so ist dies heute zum Glück nur noch Geschichte.

Schon bei der Planung wurde deshalb höchster Wert auf vorbildliche Lüftungs- und Kühlungskonzepte gelegt. Die Arbeitssicherheit wird durch eine Vielzahl von vorbeugenden baulichen, technischen und organisatorischen Maßnahmen gewährleistet. Gemeinsam mit der Schweizerischen Unfallversicherungsanstalt (SUVA) überwacht der Bauherr die Einhaltung der Vorgaben.

Die Lüftungsanlagen beim Bau des AlpTransit-Tunnels wurde von der renommierten deutschen Firma CFT GmbH compactfiltertechnic geliefert. Auch Service und Wartung liegt in deren Händen. Zum Einsatz kommen sowohl Trocken- wie Nass-Trockung.

Belüftungssystem der Stollen während der Bauphase.
Belüftungssystem der Stollen während der Bauphase.

Beim Bau des Tunnels treten Gesteinstemperaturen von über 50°C auf – um die Klimagrenzwerte einzuhalten, ist daher ein Kühlsystem für die Tunnelluft unumgänglich. Gekühlt wird mit einem komplexen Kühlsystem auf 28°C. Gasvorkommen im Berg bilden eine spezielle Gefahr im Tunnelbau. Bereits ab 4% Methan in der Luft kann es zur gefürchteten Schlagwetterexplosion kommen. Mit Hilfe von Gasfühlern an der Tunnelbrust muss deshalb ein möglicher Gasaustritt frühzeitig erkannt werden, um sicherzustellen, dass die Methangaskonzentration in der Atemluft stets unter 1% liegt. Zudem werden vor dem eigentlichen Vortrieb Erkundungsbohrungen in Vortriebrichtung eingebracht. Allerdings wurden beim AlpTransit-Tunnel bisher nur Spuren von Gasvorkommen festgestellt.

Alle Sicherheits- und Gesundheitsschutzmaßnahmen werden bei der AlpTransit-Baustelle im Rahmen der vom Bauherren gestarteten Kampagne „STOP RISK“ kommuniziert, um auch die Tunnelbauer selbst stets erneut für sicheres Arbeiten und Risikovermeidung zu sensibilisieren. Bisher hat dieses konsequente, kompromisslose Vorgehen funktioniert – zum Nutzen des Bauherrn, vor allem aber der Menschen im Berg.

Dipl.-Ing. Helmut Ehnes, StBG

Motivation für sicheres Verhalten.
Motivation für sicheres Verhalten.