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Tunnelbau unter Extrembedingungen

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Das ist ein bezahlter Beitrag mit kommerziellem Charakter. Text und Bild wurden von der Firma Muster AG aus Musterwil zur Verfügung gestellt oder im Auftrag der Muster AG erstellt.

Autor: Frederic Auderset

Das Kernstück des Poya-Projekts ist die Schrägseilbrücke, die mit den beiden 110 Meter hohen Masten ein Blickfang sein wird. Ebenso wichtig ist aber jener Teil, der dem Auge verborgen bleiben wird: der rund 370 Meter lange Tunnel unter der Palatinat-Ebene. Dieser verbindet die Poya-Brücke mit dem unterirdischen Kreisel im St. Leonhard. Der Tunnel stellt die Ingenieure vor nicht weniger grosse Herausforderungen als die Brücke – ganz im Gegenteil.

Aldo Bisetti, der für den Tunnelabschnitt verantwortliche Ingenieur, nennt drei Hauptschwierigkeiten: «Das grosse Profil des Tunnels, die Qualität des Terrains sowie die Bauwerke an der Oberfläche, das heisst die Häuser und besonders der SBB-Damm.»

In drei Sektoren unterteilt

Während das Profil – wegen der drei Fahrspuren breiter als bei einem Autobahntunnel – stets gleich ist, ändert sich die Bodenbeschaffenheit, und auch die problematischen Bauwerke sind unterschiedlicher Art. «Daher ist der Tunnel in drei Sektoren aufgeteilt, in denen mit verschiedenen Verfahren gearbeitet wird», erklärt Kantonsingenieur André Magnin.

Der erste Sektor befindet sich dort, wo der Tunnel die Bahnlinie unterquert. André Magnin sagt dazu: «Der Bahndamm ist wohl die grösste Herausforderung des ganzen Poya-Projekts. Denn der Zugverkehr auf der stark befahrenen Linie darf nicht gestört werden.» Daher sind grösste Vorsicht und auf die Minute genaues Arbeiten geboten.

Kurze Brücke, kluge Planer

«Die lockeren Gesteinsschichten, durch die wir beim SBB-Damm graben müssen, machen die Aufgabe noch schwieriger», ergänzt Aldo Bisetti. An dieser Stelle kann kein Stollen gebohrt werden – das Risiko, dass die Geleise absinken, wäre zu gross. Daher wird in diesem Sektor eine Baugrube ausgehoben, in welche die Tunnelröhre später hineingelegt wird. Doch dafür muss erst der Bahndamm durchstochen werden.

Zu diesem Zweck verfügen die SBB über provisorische Brücken, welche – auf Mikropfähle gestützt – die Geleise während des Durchstichs tragen. Das Problem, das sich bei der Unterführung für den Poya-Tunnel stellt, beschreibt André Magnin so: «Die längsten provisorischen Brücken sind 29 Meter lang – untertunnelt werden muss aber eine Strecke von rund 75 Metern.» Dies, weil der Tunnel die Geleise nicht rechtwinklig, sondern in einem Winkel von knapp 30 Grad kreuzt. Somit ist jener Abschnitt des Damms, der durchstochen werden muss, wesentlich grösser als die 17 Meter, welche die Grube breit ist.

Die Ingenieure haben zusammen mit den Verantwortlichen des kantonalen Tiefbauamts aber einen Weg gefunden. Aldo Bisetti beschreibt die raffinierte Lösung: «Erst wird in der Mitte der Strecke, die untertunnelt wird, eine provisorische Brücke erstellt. Dort wird der Damm durchstochen und ein Betonkasten – die spätere Fussgängerunterführung – gebaut. Der Betonkasten dient nun als Stütze für die Geleise und für provisorische Brücken links und rechts der Unterführung. Damit kann der Durchstich schliesslich auf der ganzen Länge von 75 Metern erfolgen», erklärt Bisetti.

Dabei ist die Bodenplatte des Betonkastens gerade so lang, dass sie an den Rändern der späteren Baugrube auf Pfählen aufliegt. «Deshalb kann die Baugrube unter der Bodenplatte hindurch ausgehoben werden, die Geleise und die provisorischen Brücken werden aber weiterhin vom Kasten getragen», ergänzt Aldo Bisetti.

Nahe an den Gebäuden

Im mittleren Sektor zwischen der Bahnlinie und dem Palatinatweg befinden sich keine Gebäude direkt über dem Tunnel. Hier wird im Tagbauverfahren gearbeitet; eine zwölf Meter tiefe Baugrube ist bereits ausgehoben worden. Diese führt zum Teil nahe an den Häusern vorbei. «Dort sind die Grubenwände senkrecht. Damit sie nicht einstürzen, sind sie mit Pfählen gesichert», sagt Aldo Bisetti. Wie im ersten Sektor bauen Arbeiter später die Tunnelröhre in der Baugrube zusammen und schütten sie danach wieder zu.

Der Tunnel führt im letzten Sektor unter dem Palatinat-Quartier hindurch und muss bergmännisch gebaut werden. Das heisst, unter den Häusern hindurch wird ein 78 Meter langer Stollen gegraben.

Baggern statt Bohren

«Hier geht es durch eine Moräne aus Sandstein, für den Bergbau eher ungünstiges Material», beschreibt André Magnin die Geologie des dritten Sektors. «Aber wenn man von Anfang an weiss, dass das Gestein schlecht ist, gibt es auch keine bösen Überraschungen», ergänzt er und kann dem widerspenstigen Material sogar etwas Positives abgewinnen.

In diesem Fall ist eine Tunnelbohrmaschine nicht geeignet. Ein spezieller Bagger gräbt mit seiner Schaufel den Weg frei. Vorgängig müssen aber Stahlrohre in das Gestein getrieben werden. Aldo Bisetti erklärt: «Die Rohre bilden einen Schirm, der das Gestein trägt. Erst unter diesem Schirm kann der Bagger graben, ansonsten droht der Tunnel einzustürzen. In diesem Material muss auch das Gestein, das abgetragen wird, mit Glasfaserankern verstärkt werden, damit es nicht von hinten in den Stollen gedrückt wird.»

Weniger als ein Meter im Tag

Sobald der Bagger einen Meter gegraben hat, wird ein Stahlbogen als Stütze eingeführt, und die Tunnelwand wird sogleich zubetoniert. In etwa fünf Tagen kommen die Arbeiter zehn Meter weit, dann steht der Bagger aber für zwölf Tage still.

In dieser Zeit werden seitlich Verankerungen aus Stahl ins Gestein getrieben. Zudem müssen der Rohrschirm und die Glasfaserverstärkungen für die nächste Etappe installiert werden. «Alles in allem ergibt sich ein durchschnittlicher Vortrieb von 0,6 bis 0,8 Metern pro Tag», rechnet Aldo Bisetti vor.

Ständige Kontrolle nötig

Um zu verhindern, dass der Boden und mit ihm die Häuser absinken, müsse sehr sorgfältig gearbeitet und ständig kontrolliert werden, sagt Aldo Bisetti weiter. «Wir messen ununterbrochen im Tunnel und an der Oberfläche die Geländebewegung. Sobald es sich anders verhält als in unseren Berechnungen, wird korrigiert und wenn nötig unterbrochen.» Auf den 30 Metern, die seit Mai gegraben worden sind, sei aber alles problemlos verlaufen, versichert er.

Wenn der ganze Ausbruch und die nötige Aussteifung durchgeführt sind, wird der Stollen mit einer Dichtungsfolie ausgekleidet. Dann erst kann die eigentliche Tunnelröhre eingebaut werden. «Die Arbeiten am Innenring sollten im Juni 2012 beginnen», sagt Aldo Bisetti.

Ein Teil des Poya-Tunnels wird im Tagbau erstellt. Unter den Häusern hindurch graben die Tunnelbauer aber einen Stollen.Bilder Aldo Ellena

Eine grosse Herausforderung: Durchstich des Bahndamms.

Kantonsingenieur André Magnin vor dem Bahndamm.

Zahlen und Fakten

Drei Spuren für den motorisierten Verkehr

Die Länge des Tunnels zwischen dem unterirdischen Kreisel St. Leonhard und der Poya-Brücke beträgt rund 370 Meter. Der Tunnel macht in diese Richtung eine Rechtskurve. Er ist in drei Sektoren aufgeteilt: Der erste Sektor führt vom Kreisel aus unter den Bahngeleisen hindurch und ist etwa zweihundert Meter lang. Die Länge des zweiten Sektors, zwischen dem Bahndamm und dem Palatinatweg, beträgt 92 Meter. Vom Palatinatweg bis zur Brücke führt der Tunnel auf einer Länge von 78 Metern unter Wohnhäusern hindurch. In den ersten beiden Sektoren wird eine 17 Meter breite und zwölf Meter tiefe Baugrube ausgehoben, im dritten Sektor ist es ein 17 Meter breiter und 12,5 Meter hoher Stollen. Die innere Tunnelröhre wird 13,5 Meter breit und 7,3 Meter hoch sein. Darin haben drei Fahrspuren für den motorisierten Verkehr Platz. Fussgänger und Velofahrer müssen hingegen vom St. Leonhard aus über den Palatinatweg zur Brücke, der Tunnel ist für sie gesperrt. fa

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