Tunnelbau
Unter der Erde bauen
In Deutschland gibt es über 1.300 Kilometer Tunnel für den Schienenverkehr, davon allein 650 Kilometer Tunnel für S- und U-Bahnen. Dort, wo Tunnel unter Tage verlaufen, kommen unterschiedliche Bauweisen und Technologien zum Einsatz.
Bei der Entscheidung für ein Bauverfahren spielen die Gegebenheiten vor Ort eine entscheidende Rolle: Wie ist der Boden aufgebaut? Gibt es Versorgungsleitungen im Boden? Müssen andere Schienenwege unterquert werden? Ziel ist es immer, die sicherste und kostengünstigste Variante für den Tunnelbau auszuwählen.
Tunnelbauverfahren
Beim Tunnelbau unterscheidet man zwischen offener und geschlossener Bauweise: Bei der offenen Bauweise baut man den Tunnel von der Oberfläche her. Bei der geschlossenen beziehungsweise bergmännischen Bauweise wird der Tunnel von einem oder mehreren Startpunkten aus durch den Boden vorangetrieben. Das kann mithilfe der sogenannten Spritzbeton-Bauweise oder mit Tunnelbohrmaschinen gemacht werden.
Sowohl offene als auch geschlossene Bauweise kommen beim Tunnelbau der 2. Stammstrecke zum Einsatz. Die beiden S-Bahn-Tunnel der 2. Stammstrecke sowie der dazwischenliegende Flucht- und Rettungstunnel sind jeweils sieben Kilometer lang. Insgesamt sind also 21 Kilometer Tunnel zu bauen.
Anteil der Bauverfahren pro Tunnel:
- geschlossene (bergmännische) Bauweise mit Tunnelbohrmaschinen (maschineller Schildvortrieb): 6,4 Kilometer
- offene Bauweise/Baugruben: 600 Meter im Bereich der Tunnelportale
- Spritzbeton-Bauweise: auf einer Gesamtlänge von rund 800 Meter Bereich der drei unterirdischen Stationen
Tunnelbau mit Tunnelvortriebsmaschinen
Aufgrund der Münchner Bodenverhältnisse wird der größte Teil der Tunnel für die 2. Stammstrecke mit Tunnelvortriebsmaschinen gegraben.
An der Spitze einer Tunnelbohrmaschine befindet sich ein Bohrkopf mit einem Schneidrad, das sich langsam und unter Druck durch das Gestein „frisst“. Das gelöste Gesteins- und Erdmaterial dringt durch Öffnungen im Schneidrad in eine Abbaukammer ein und wird von dort über Pumpen bzw. Förderbänder aus dem Tunnel heraus transportiert.
Bereits während des Vorgrabens setzt der hintere Teil der Tunnelbohr-maschine Betonringe, sogenannte Tübbinge, die die Tunnelröhre von innen auskleiden und wasserdicht abschließen. Die geschlossenen Tübbingringe haben einen Innendurchmesser von 7,50 Metern, einen Außendurchmesser von 8,40 Meter und bilden die endgültige Tunnelröhre. Sie hält dem Druck des Erdreichs stand und dichtet den Tunnel gegen Grundwasser ab.
Nach jetzigen Planungen werden die Maschinen je nach Beschaffenheit des Untergrunds bis zu 10 Meter pro Tag vorankommen. Während der Vortriebsarbeiten bedienen bis zu zehn Arbeiter und Ingenieure die computergesteuerten Maschinen von Innen. Gleichzeitig findet auch eine ständige Überwachung durch Experten der Deutschen Bahn und der Bauüberwachung statt.
Weil drei separate Röhren zu bauen sind, kommen beim Bau der 2. Stammstrecke insgesamt sechs Tunnelvortriebsmaschinen zum Einsatz.Die Startpunkte der Tunnelbohrmaschinen sind die westlichen bzw. östlichen Tunnelaus- bzw. eingänge. Die Startbaugruben befinden sich im Westen westlich der Donnersbergerbrücke und im Osten in der Nähe des Haidenauplatzes. Die Tunnelbohrmaschinen graben sich Richtung Münchner Stadtzentrum vor und treffen sich etwa in der Mitte an der unterirdischen Station Marienhof. Dort werden sie zerlegt und aus dem Tunnel abgefahren.
Der Tunnelverlauf im Längsschnitt
Bergmännische Bauweise: Spritzbeton-Bauweise
Bei der bergmännischen Bauweise wird das Gestein zunächst maschinell gelöst und anschließend abtransportiert. Das Lösen erfolgt in kurzen Abschnitten von circa einem Meter. Nach oder schon während des Lösens wird die Tunnelwand mit Stahlmatten, Stahlbögen und einer Spritzbetonschale sofort stabilisiert. Dies ist die Außenschale des Tunnels. Wenn die Röhre insgesamt erstellt ist, wird sie mit Hilfe eines sogenannten Schalwagens mit einer Stahlbeton-Innenschale ausgekleidet. Sie ist der später sichtbare Tunnel.
Wasser im Gestein muss während der Bauphase entweder abgeleitet oder mit einer Grundwasserabsenkung ferngehalten werden. In speziellen Fällen wird in den unterirdischen Bauwerken mit Überdruck gearbeitet. Die Druckluft sorgt dafür, dass das Grundwasser ferngehalten wird. Die Bahnsteigröhren der unterirdischen Stationen werden von einem offenen Startschacht aus in Spritzbeton-Bauweise hergestellt. Ebenfalls in Spritzbetonbauweise werden die Übergänge zwischen den Verkehrstunnelröhren und dem Flucht- und Rettungstunnel hergestellt.
Offene Bauweise/offene Baugrube
Bei der herkömmlichen offenen Bauweise bleibt die Baugrube während der gesamten Bauzeit offen. Sie wird anschließend wieder verfüllt. Die Anfahrttröge für die Tunnelbohrmaschinen werden in offener Bauweise erstellt.
