{"id":11718,"date":"2021-06-28T21:17:44","date_gmt":"2021-06-28T19:17:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.fachbau.ch\/?p=11718"},"modified":"2021-06-28T21:17:44","modified_gmt":"2021-06-28T19:17:44","slug":"herausforderungen-von-der-projektierung-bis-zum-baubeginn","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fachbau.ch\/de\/der-bauingenieur\/2021-06-28\/herausforderungen-von-der-projektierung-bis-zum-baubeginn\/","title":{"rendered":"Herausforderungen von\u00a0der Projektierung bis zum Baubeginn"},"content":{"rendered":"
\"F\u00fcr
F\u00fcr die zweite R\u00f6hre des 16,9 km langen Gotthard-Strassentunnels ist die Projektierung in einem iterativen Prozess aller beteiligter Partner abgewickelt worden.<\/figcaption><\/figure>\n

Die Projektierung der zweiten R\u00f6hre des Gotthard-Strassentunnels (GST) mit einer L\u00e4nge von 16,866 km ist seit acht Jahren sehr speditiv im Gang, sodass die Hauptarbeiten mit dem Vortrieb der zwei-ten R\u00f6hre mittels Tunnelbohrmaschine (TBM) im Jahre 2022 begonnen werden k\u00f6nnen. Gem\u00e4ss dem Ausf\u00fchrungspro-jekt des Bundesamts f\u00fcr Strassen (Astra) verl\u00e4uft die neue Tunnelr\u00f6hre (2TG) in einem Abstand von rund 40 m \u00f6stlich zum bestehenden Sicherheitsstollen und von 70 m gr\u00f6sstenteils parallel zur ersten R\u00f6hre, wobei in den Portalbereichen der Abstand reduziert wird. Als Tunnelpor-tale werden sowohl in G\u00f6schenen wie in Airolo die bestehenden und bereits beim Bau des ersten Durchstichs f\u00fcr eine zweite R\u00f6hre konzipierten Portalbau-werke genutzt. Dazu m\u00fcssen lediglich die Zug\u00e4nge zum Service-und Infrastruktur-stollen (SISto) verschoben werden. Der Baubeginn der Vorarbeiten f\u00fcr die zweite GST-R\u00f6hre ist im Laufe 2020 erfolgt. In diesem Sommer wird als erstes gr\u00f6sseres Objekt der 4 km lange Zugangs-stollen von G\u00f6schenen aus zur St\u00f6rzone Nord in Angriff genommen. Die Dauer der Bauarbeiten wird vom Uvek mit etwa sieben Jahren angegeben, die Gesamt-kosten sind auf 2,14 Milliarden Franken veranschlagt. Der Vortrieb wird zeitgleich mit je einer TBM von Airolo und G\u00f6sche-nen aus erfolgen. Gem\u00e4ss aktuellem Stand der Planung sollte die zweite R\u00f6hre etwa Mitte 2029 in Betrieb gehen.<\/p>\n

\"Schematische
Schematische Darstellung der Tunnelr\u00f6hren und Infrastrukturstollen, Dimensionen und Abst\u00e4nde.<\/figcaption><\/figure>\n

Bauliche Ausgestaltung \u2013 planerische Spezi\ufb01kationen<\/strong><\/p>\n

Der Querschnitt der zweiten Gotthard-r\u00f6hre, das sogenannte Normalpro\ufb01l, wird rund, da der Vortrieb mehrheitlich mittels TBM ausgef\u00fchrt wird. Der Ausbruch-durchmesser betr\u00e4gt 11,8 m, wie Guido Biaggio, Vizedirektor beim Astra, im Projektbericht ausf\u00fchrt. Die H\u00f6he des Fahrbahnraums der 2TG betr\u00e4gt bis zur Zwischendecke 5 m. Beidseitig sind Bankette mit einer Breite von 1,5 m angeordnet. Die Fahrbahn einschliesslich Pannenstreifen hat eine Breite von 8 m und ein Quergef\u00e4lle von minimal 2,5 Pro-zent. Der Tunnelquerschnitt ist durch die Fahrbahnplatte und die Zwischendecke in die drei Hauptbereiche Fahrraum, L\u00fcftungskan\u00e4le oberhalb der Zwischen-decke und zwei Werkleitungskan\u00e4le unterhalb der Fahrbahnplatte unterteilt.<\/p>\n

\"Kabelkan\u00e4le
Kabelkan\u00e4le mit Funktionserhalt<\/figcaption><\/figure>\n
\"Entrauchung\"
Entrauchung<\/figcaption><\/figure>\n
\"Platzsparende
Platzsparende Durchdringung<\/figcaption><\/figure>\n

Tunneldurchmesser auf 11,8 m reduziert<\/strong><\/p>\n

Zur Optimierung sind in einem iterativen Prozess unter anderem Tunnellage, Tunnelquerschnitt, Ausr\u00fcstung, Ausbau-standards und Kosten angepasst worden. Dabei waren auch Abh\u00e4ngigkeiten zur ersten Tunnelr\u00f6hre und zuk\u00fcnftige Gesamtkonzepte, z.\u2009B. f\u00fcr das L\u00fcftungs-system oder das Betriebskonzept, zu ber\u00fccksichtigen. Beim Tunnelnormalpro\ufb01l zeigen sich als Besonderheit des Projekts, in dem der Fahrraum kleiner ausgebildet wird, als dies die entspre-chenden Normen und Richtlinien vorschreiben. Aus diesem Grund konnte der Tunneldurchmesser deutlich auf 11,8 m reduziert werden.<\/p>\n

All diese Spezi\ufb01kationen machen die Planung nicht einfacher und erh\u00f6hen den Aufwand in der Projektentwicklung. \u00abDass sich dies sowohl hinsichtlich Kosten wie auch der Zeiteinsparungen dennoch lohnt, mag auf den ersten Blick verbl\u00fcffen\u00bb, meint Biaggio und nennt als eine weitere Spezialit\u00e4t des Projekts den Umgang mit dem Tunnelausbruch-material in einer Gesamtkubatur von 7,4 Mio. t. Dessen Wiederverwendung als Betonzuschlagstoff hat sich zwar in Tunnelgrossprojekten als Stand der Tech-nik etabliert. Nichtsdestotrotz ist es aber aus Sicht des Astra erstaunlich, dass schlussendlich trotz allen Aufbereitungs-prozessen und daraus resultierenden Materialausscheidungen nur rund 5% des Gesamtvolumens auf einer Deponie abgelagert werden m\u00fcssen. Dies ist laut Astra dank zwei Projektbestandteilen m\u00f6glich, welche von den Kantonen Uri und Tessin sowie der Standortgemeinde Airolo als Ideen eingebracht und ent-wickelt worden sind und auch \ufb01nanziell mitgetragen werden.<\/p>\n

Vom Ausf\u00fchrungsprojekt zum Baubeginn<\/strong><\/p>\n

Das vom Bundesamt f\u00fcr Strassen (Astra) ausgearbeiteten Detailprojekt, das alle bautechnischen Einzelheiten umfasst und die Grundlage f\u00fcr die Ausschreibung und die Vergabe der Bauarbeiten bildet, wurde durch das Eidgen\u00f6ssische De-partement f\u00fcr Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation (Uvek) mit den damit verbundenen Einsprachen gepr\u00fcft. Daraufhin ist die Plangenehmigungs-verf\u00fcgung Anfang 2020 unter Au\ufb02agen durch das Uvek rechtskr\u00e4ftig geworden. Mit dem Ausf\u00fchrungsprojekt wurde die vom Bundesrat im Rahmen des Generel-len Projekts festgelegte Planung konkre-tisiert.<\/p>\n

Erkenntnisse aus der Projektentwicklung<\/strong><\/p>\n

Seit dem Entscheid des Bundesrats f\u00fcr die Erstellung einer zweiten Tunnelr\u00f6hre im Jahr 2012 bis zum vorgesehenen Beginn der Hauptarbeiten 2022 werden zehn Jahre vergangen sein, zieht der Astra-Vizedirektor Biaggio Zwischenbi-lanz und meint: \u00abF\u00fcr die Umsetzung der Baumassnahmen ist anschliessend eine Zeitspanne von weiteren zehn Jahren vorgesehen, davon sieben Jahre f\u00fcr den Neubau der zweiten R\u00f6hre und drei Jahre f\u00fcr die Sanierung des bestehenden ersten Tunnels. Die Dauer der Projektent-wicklung erscheint als langer Zeitraum und ist es nat\u00fcrlich auch\u00bb, r\u00e4umt Biaggio ein und setzt als Quervergleich das letzte grosse Tunnelvorhaben am Gotthard, den Basistunnel der Bahn. Dazu weist er darauf hin, dass am Basistunnel in vielen Bereichen Pionierarbeit geleistet worden ist, von welcher das Astra f\u00fcr die 2TG heute pro\ufb01tieren kann. \u00abAber dennoch ist es f\u00fcr den Strassentunnel gelungen, durch eine sehr schlanke Projektorgani-sation mit kurzen Entscheidungswegen die Planung in wenigen Jahren entschei-dend voranzubringen.\u00bb<\/p>\n

Teamarbeit aller Projektbeteiligten<\/strong><\/p>\n

Neue Wege hat das Astra auch bei der Zusammenarbeit mit allen in die Planung involvierten Stellen beschritten. Bereits zu Beginn und auch im Projektablauf wurden der Kontakt und die Mitwirkung von Gemeinden, Kantonen, Bundes\u00e4m-tern, Anwohnern und Umweltorganisatio-nen bzw. NGOs gesucht. Dass schluss-endlich in der \u00f6ffentlichen Au\ufb02age nur 14 Einsprachen eingereicht worden sind, ist f\u00fcr ein Projekt dieser Gr\u00f6ssenord-nung und insbesondere f\u00fcr den Mythos Gotthard als hervorragendes Resultat zu werten. Dies f\u00fchrt zur zweiten These: Dass n\u00e4mlich ein Mitwirkungsverfahren die Projektentwicklung schlussendlich verk\u00fcrzt.<\/p>\n

Die Planung von realistischen Terminen stellte eine zentrale Massnahme zur Bew\u00e4ltigung der organisatorischen Herausforderungen dar. Es war das Ziel, mittels qualitativ hochstehender Unter-lagen bei der anschliessenden Ausarbei-tung des Detailprojekts und den Sub-missionsunterlagen eine stabile Basis f\u00fcr die Realisierung zu schaffen.<\/p>\n

In der Folge sind durch das Astra ein Loskonzept und darauf aufbauend die Submissionsunterlagen erarbeitet worden. Neben den grossen Tunnel-hauptlosen hat es auch verschiedene Vorbereitungs-und Nebenlose gegeben, welche kleineren Firmengruppen oder lokalen Unternehmungen Chancen boten, dar\u00fcber hinaus auch f\u00fcr Dienst-leistungsangebote aus der Region.<\/p>\n

Erg\u00e4nzende BIM-Planung<\/strong><\/p>\n

Auch wenn die Geologie des Gotthard-massivs dank der guten Vortriebsdoku-mentation der ersten Tunnelr\u00f6hre und den erg\u00e4nzend durchgef\u00fchrten Sondier-bohrungen weitgehend bekannt ist, waren noch verschiedene technische Herausforderungen zu meistern. Zur fr\u00fchzeitigen Erkennung und besseren Beherrschung dieser Risiken hat sich das Astra entschieden, an einer Tunnelzent-rale und einem Tunnelabschnitt erg\u00e4n-zend zur klassischen Projektierung auch Erfahrungen mit einer parallelen Planung nach Building Information Modeling (BIM) zu sammeln.<\/p>\n

Der Pilotabschnitt daf\u00fcr umfasst eine rund 120 m lange Strecke im Bereich Hospental einschliesslich Querverbin-dung, SOS-Nische und SISto. Dazu erfolgt eine Kollaboration zwischen den Bau-und den BSA-Planern auf Stufe Detailprojekt LoD 300+. Projektstruktur und Modellbezeichnungen wurden aufw\u00e4rtskompatibel eingef\u00fchrt und weitere Projektabschnitte wie beispiels-weise L\u00fcftungszentralen integriert. Die Erkenntnisse aus diesen Arbeiten werden die Anwendung von BIM in weiteren Infrastrukturprojekten massge-bend beein\ufb02ussen, ist Guido Biaggio vom Astra \u00fcberzeugt.<\/p>\n

Sicherheitsvorkehrungen beim Bau der\u00a0zweiten R\u00f6hre<\/strong><\/p>\n

Die Baustellen 2TG sind von der im Betrieb stehenden ersten R\u00f6hre baulich und sicherheitstechnisch getrennt, sodass die Verkehrsf\u00fchrung w\u00e4hrend den Arbeiten nicht beein\ufb02usst wird. Die erste R\u00f6hre, der SISto und weitere bestehende Bauwerke werden laufend auf Beein\ufb02ussung durch die Arbeiten an der 2TG \u00fcberpr\u00fcft, heisst es vom Astra.<\/p>\n

Die Kontrolle beinhaltet Ersch\u00fctterungs-messungen an den bestehenden Portalzentralen, Zwischendecken, Vorsatzschalen und Einrichtungen sowie Verformungsmessungen des Gew\u00f6lbes und an der Zwischendecke. Im Weiteren sind visuelle Kontrollen (z.\u2009B. Risse oder Abplatzungen der Verkleidung) vorgese-hen, um eine eventuelle \u00dcberbeanspru-chung w\u00e4hrend der Bauphase der 2TG zu erkennen.<\/p>\n

Geologie erfordert Zwischenangriffe<\/strong><\/p>\n

Aus dem Bau des ersten Strassentunnels sind die geologischen Verh\u00e4ltnisse im Gotthard-Gebirge weitgehend bekannt. Daher werden von der Projektleitung \u00dcberraschungen beim Vortrieb der 2TG als unwahrscheinlich eingestuft und sie erwartet f\u00fcr einen Grossteil des Aus-bruchs ein bautechnisch g\u00fcnstiges Gestein. Im Norden und im S\u00fcden gibt es je eine bautechnisch relevante St\u00f6rzone: die rund 270 m lange St\u00f6rzone Nord \u2013 etwa 4,1 km nach dem Portal G\u00f6sche-nen \u2013 und die knapp 300 m lange St\u00f6rzone S\u00fcd \u2013 etwa 4,9 km nach dem Portal Airolo. Beide St\u00f6rzonen k\u00f6nnen nicht mit der Tunnelbohrmaschine aufgebohrt, sondern m\u00fcssen vorg\u00e4ngig im Sprengverfahren durch\u00f6rtert werden, damit die TBM anschliessend durchge-schoben werden kann. Der Zugang zu diesen Zonen erfolgt durch je einen separaten Angriffsstollen.<\/p>\n

Synergieeffekte bei Werkleitungskanal genutzt<\/strong><\/p>\n

Im Hohlraum unterhalb der Fahrbahn werden in zwei Werkleitungskan\u00e4len alle Leitungen f\u00fcr Energie und Kommunika-tion sowie die L\u00f6schwasserleitung f\u00fcr die Versorgung der Hydranten angeordnet. Der WELK wird so ausgestaltet, dass er f\u00fcr die Durchleitung einer 380-kV-Leitung der Netzbetreiberin Swissgrid AG verwendet werden kann. Damit ist die Vor-aussetzung geschaffen, dass die Hoch-spannungsleitung, die jetzt noch \u00fcber den Gotthardpass f\u00fchrt, r\u00fcckgebaut und unterirdisch gef\u00fchrt werden kann. Dies im Sinne der B\u00fcndelung von Infrastrukturen, eine Chance, die beim Bahn-Basistunnel nicht genutzt worden ist. \u25a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Die Projektierung der zweiten R\u00f6hre des Gotthard-Strassentunnels (GST) mit einer L\u00e4nge von 16,866 km ist seit acht Jahren sehr speditiv im Gang, sodass die Hauptarbeiten mit dem Vortrieb der zwei-ten R\u00f6hre mittels Tunnelbohrmaschine (TBM) im Jahre 2022 begonnen werden k\u00f6nnen. 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