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NoRD-SüDSTADTBAhNKölNDieTunnelbohrmaschinen
MobileTunnelfabrikenSeismischeErkundungdesErdreichshistoriedesSchildvortriebs
DieTunnelbohrmaschinen„Tosca“und„Rosa“aufdemGeländederHerstellerfirmaHerrenknechtinSchwanau.
BauherrinKölnerVerkehrs-BetriebeAGScheidtweilerstraße�8�0���KölnTelefon:
0��1/�4�-oFax: 0��1/�4�-���0E-mail: [email protected]
InfoCenterderNord-SüdStadtbahnKölnBechergasse��0���KölnTelefon:
0��1/�4�-4�80Fax: 0��1/�4�-4�81E-mail:
[email protected]
Impressumherausgeber:KölnerVerkehrs-BetriebeAGScheidtweilerstraße�8�0���KölnTelefon:
0��1/�4�-��04Fax: 0��1/�4�-�11�E-mail: [email protected]
Verantwortlichi.S.d.P.:FranzWolfRamien
RedaktionundKonzept:GudrunMeyerKölnerVerkehrs-BetriebeAGUnternehmenskommunikation
Gestaltung:AlgermissenKommunikations-Design
Text:Dr.WolfgangKrischkeFotos:KVB,DavidRossi,ChristophSeelbach,herrenknechtAG
www.nord-sued-stadtbahn.de
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Rhein
Rhein
RB38
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RB 27, 38RB 27
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RE 7
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RE 8RB 27
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RE 5RE 7
RE 1
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RB 48RE 7RE 1
RE 5
RE 1, 5 RB 48RE 7
RE 7
RE 5,12, 22
RE 1, 8, 9
RE 8
RE 8
RE 1, 9
RE 1, 9
RE 5, 12, 22
RE 5RE 12, 22
Neuss Wuppertal
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Neuss Düsseldorf Düsseldorf
DüsseldorfNeuss
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Konzeption / Gestaltung
Felderstr. 106 51 371 LeverkusenFon: 0214 / 24 55 8 Fax: 24 28
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Mönchengladbach
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AachenDüren
MarienheideGummersbach
LiniennetzBahn 2010
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VerkehrsverbundRhein-Sieg GmbH
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87
RBRE
S-Bahn
RegionalExpressRegionalBahn
DB - Fernverkehr
Planung
Stadtbahn
Planungs-Stand: 2005-11
16
Weinsbergstr. / Gürtel
Nußbaumerstr.
Subbelrather Str. / Gürtel
Liebigstr.
Gutenberg- str.
Leyendecker-str.
Oskar-Jäger-Str. /Gürtel Hans-Böckler-Platz / Bf West
K-Müngersdorf / Technologiepark
Körnerstr.
Piusstr.
Bonn-BeuelLinz
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BonnBad GodesbergBonnBonnEuskirchen
Rösrath-Stümpen
Rösrath
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Eifelplatz
Herthastr.
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KalscheurerWeg
Zollstock-gürtel
Schönhauser Str.
Bayenthalgürtel
Chlodwig- platz
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Wesseling Nord
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Troisdorf
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Zoo / Flora
Lohsestr.
Florastr.
Mollwitzstr.Scheibenstr.
GeestemünderStr.
Fordwerke Süd
Fordwerke Mitte
Merkenich Mitte
Fordwerke Nord
Herforder Str. Altonaer
Platz
Heimersdorf
K-Blumenberg
K-Chorweiler Nord
K- Worringen
Dormagen Bayerwerk
Dormagen
K Volkhovener Weg
Breslauer Platz/ Hbf
Niehl
Lenau-platz
Takuplatz
Margaretastr.
Rektor-Klein-Str.
Äußere Kanalstr.
Pulheim
Wolffsohnstr.
Westfriedhof Kinder-krankenhaus
LongericherStr.
Akazienweg
Nesselrodestr.
K-NippesEscher
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K-Longerich
Schaffrathsgasse
Boltenstern-str.
Meerfeld-str.
Iltisstr.
Keupstr.
Von-Sparr-Str.
Opladen
K-Stammheim
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LEV Mitte
LEV-RheindorfLEV-
SchlebuschLEV-Küppersteg
Slabystr.
K-Buchforst
Waldecker Str.
Buchheim Frankfurter Str.
WichheimerStr.
KoelnmesseOsthallen
Stegerwald- siedlung
Grünstr.
K-Holweide
BergischGladbach Mülheim
Berliner Str.
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Christophstr. /Mediapark
Severinstr.
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Ahrweiler Str.
Bonner Str./ Gürtel
Cäsarstr.
Severinsbrücke
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Sülzburgstr.
Heinrich-Lübke-Ufer
Sürth
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Heumarkt
RathausAppellhof-platz
ZülpicherPlatz
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Arnulfstr.
Eifelwall
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Gleueler Str. / Gürtel
Mommsen-str.
Stüttgenhof
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Dürener Str. /Gürtel
Wüllner-str.
Zülpicher Str. /Gürtel
Universitäts-str.
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Brühl Nord
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Berrenrather Str. / Gürtel
Hürth-Hermülheim
Fischenich
EuskirchenerStr.
Lindenburg(Universitätskliniken)
Brühl
Hürth-Kalscheuren
Poststr.
Am Emberg
Leuchterstr.
Odenthaler Str.
Im Weidenbruch
Dom /Hbf
Drehbrücke
Poller Kirchweg
Raiffeisenstr.
Poll Salmstr.
Baumschulenweg
Kölner Str.Westhoven
Berliner Str.
RosenhügelPorz-Wahn
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Porz Steinstr.K
Steinstr.
K Airport -Businesspark
Dasselstr. / Bf Süd K Süd
Sindorf
ChorweilerK-Chorweiler
Wilhelm-Sollmann-Str.
Merkenich12
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Neusser Str. /Gürtel
Amsterdamer Str./ Gürtel
MülheimWiener Platz
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BuchheimHerler Str.
Holweide Vischeringstr.
Thielenbruch
KMesse /Deutz
Bf Deutz /Messe
Bf Deutz /Kölnarena
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Köln / BonnFlughafen
7Zündorf
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K Geldernstr. /Parkgürtel
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Barbarossa-platz
KölnHbf
4 RiesenbohrerimUntergrund
DreiTunnelbohrmaschinengrabensichdurchdas
KölnerErdreich
6 DieBohrstrecken VomBonnerWallundvomBreslauerPlatz
biszurPhilharmonie
8 MobileTunnelfabriken
DieSchildmaschinensindnichtnurBohrer.Siebauenbe-
reitswährenddesVortriebseineRöhreausBetonringen
10 SchildmaschineimQuerschnitt DerBlickinsInnere
12 TechnischeDaten DieSchildmaschineninZahlen
14 Schneidenundstützen
DieriesigenSchneidrädersindmitspeziellenWerk-
zeugenzumAbbaudesBodensbestückt
NoRD-SüDSTADTBAhNKölNDieTunnelbohrmaschinen
Das Liniennetz 2010:Die Nord-Süd
Stadt-bahnKölnschaffteineschnelleundbequemeAnbindung der
süd-lichenStadtteileandieInnenstadt und denHauptbahnhof.
Inhalt
15 RingfürRing ImSchutzdesSchildmantelswerdendieTunnelröhren
hergestellt
16 MaulwurfmitAugen
EinseismischesSystemerkennthindernisseimBoden
17 PräziseaufKurs DasausgefeilteSteuerleitsystem
18 Antransport
PerlastschiffundTiefladerzurBaustelleunddannmit
KränendurchdieFörderöffnung
20 HerstellungderTübbinge
�1.0�4millimetergenaueTübbingewerdeninsgesamt
verbaut
22 TechnikmitGeschichte
DasPrinzipdesSchildvortriebswurde1818patentiert
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RiesenbohrerimUntergrund
DieTunnelderNord-SüdStadtbahnKölnwerdenzumweitausgrößtenTeilimSchildvortrieberstellt.BeidiesemVerfahrengrabensichTunnelbohrmaschinen–sogenannteSchildvortriebsmaschinen–durchdasErdreichunderstellenzugleichausBetonsegmentendieTunnelröhren,ohnedassdafürdieStraßeaufge-rissenwerdenmuss.DarinliegteinentscheidenderVorteildesSchildvortriebsgegenüberderoffenenBauweise.DasgiltbesondersfürdichtbesiedelteStadtteile,wiesievonderNord-SüdStadtbahnKölnunterquertwerden.
Der Verkehr kann weiter fließen und Behinderungen durch offene
Bau-gruben beschränken sich auf den Bau der Haltestellen-
bereiche.Die Belastung der Anwohner durch lärm undSchmutz
istdadurchdeutlichgeringerundauchdieTier-undPflanzenweltwirdgeschont.
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DieBohrstreckenmittendurchdieStadt
In Kölnwerden insgesamt drei Schild-vortriebsmaschinen
eingesetzt.
ZweibaugleicheMaschinenfahrenimBaulosSüdparallel,aberzeitversetztdiebeidenTunnelröhrenvonderhaltestelleBonnerWallausinRichtungNordenauf.Siekom-menunter
demKurt-hackenberg-Platz
südöstlichderPhilharmoniezumhalt.DerEinsatzvonzweiMaschinenwurdewegenderlangenTunnelstreckevon�x�.�00MeternauszeitlichenGrün-denerforderlich.DieRöhrenhabeneinenlichtenIn-nendurchmesservon�,�0Metern,dieSchildmaschinenhabeneinenAußen-durchmesservon8,40Metern.ImBaulosNordwerdendieTun-nelstrecken
in
entgegengesetzterRichtunginzweiRöhrenvonderhal-testelleBreslauerPlatzausbiszurNordseitederPhilharmoniegebohrt.DadiedortigenTunnellängenmitrund�40und��0Meternbedeutendkürzersind,reichthiereineMaschineaus,umimZeitplanzubleiben.
Nachdemdie Schildmaschine
dieost-Röhreaufgefahrenhat,wirddieMaschi-nentechnik ausgebaut und
durch
denfertiggestelltenTunnelzurücktransportiert,währendderSchildmantelimBodenver-bleibt.AnschließendwirdvomStartpunktBreslauerPlatzausdieWest-Röhreinder
gleichenWeiseaufgefahren.DerAußen-durchmesser der
VortriebsmaschinenjederdieserRöhrenbeträgt�,80Meter,der lichte
Innendurchmesser der
ferti-genTunnelröhrebeträgt�,�0MeterundorientiertsichandenAbmessungenderStadtbahnfahrzeuge.EristkleineralsaufdemsüdlichenStreckenabschnitt,weildiePlatzverhältnisseunterdenAnlagenderDeutschenBahn,diehierunterfahrenwer-den,beengtsind.AußerdemmüssenaufdieserVortriebsstreckekeinehaltestellengebautwerden.DieVortriebsmaschinenimlosSüdwerdennachAnkunft
imZielschacht auseinan-dergebautundabtransportiert.VieleTeiledavon
können für andere Bauprojektewiederverwendetwerden.
DieSchildmaschinenbewegensichzwarvonNordenundSüdenaufeinander
zu,abersietreffensichnicht.DerGrund:UnterderPhilharmoniegibteseinenBereich,indemdieRiesenbohrerwegenPlatzmangelsnichtarbeitenkönnen.DeshalbmussdieserkurzeTunnelabschnittmitTunnelbaggern
inbergmännischerStollensicherungunterDrucklufthergestelltwerden.DurchdieDruckluftstützungwirddasGrundwasserausdemBaubereichherausgedrückt,
indemdann der Ausbruch des Erdreichsvorgenommenundein
rechteckigesBe-tonbauwerkhergestelltwerdenkann.
DerzeitistderBauderNord-SüdStadtbahndiegrößteÖPNV-Infrastruktur-maßnahmeDeutschlands.
DieTunnelbohrerwerdeninEinzelteilenangeliefert,indieBaugrubegehobenunddortzusammengesetzt.
DieKölnerTunnelbohrmaschinenwurdennacheinemKarnevalshitderKultband„Höhner“be-nannt:„DickeMädchenhabenschöneNamen,heißenTosca,RosaoderCarmen“.
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MobileTunnelfabrikenDieSchildmaschinen
EsgibtunterschiedlichausgerüsteteTun-nelvortriebsmaschinen,jenachdemobderBaugrundhartoderweich,trockenoderstarkwasserhaltig
ist. InKölnkommensogenannteMix-Schilde zum
Einsatz,diesichvorallemfürkiesigeundsandigeBödenmithohemWassergehalteignen.Siesinddaraufausgelegt,lockeresErdreichbeimBohrvorgang
zu
stabilisieren,umSetzungenzuverhindern.Außerdemsindsieinderlage,auchgrößereSteinblöckezuzerkleinern.
DieSchildmaschinensindnichtnurBohrer,sondernzugleichmobile,automatisierteTunnelfabriken,diebereitswährenddesVortriebs
die Röhren aus Betonringenherstellen.
BaugrundvereisungDie Baugrundvereisung dient der
Bodenverfestigung. Vor allem aber soll sie eine Abdichtung des
jeweiligen Baubereichs gegen das Grundwasser bewirken, das sonst
abgepumpt werden müsste. Um die Vereisung zu erreichen, wird über
einen geschlos-senen Kühlkreislauf, der mithilfe von Bohrungen in
den Untergrund eingebaut wird, flüssige Sole (konzentrierte
Salzlake mit minus 35 Grad) durch das Erdreich gepumpt. Dieses wird
dadurch allmählich auf unter minus 20 Grad heruntergekühlt und
somit vereist. Für den eigentlichen Tunnelbau ist eine solche
Abdich-tung nicht notwendig, da die Schildmaschinen problem-los im
Grundwasser arbeiten können. Angewandt wird das Verfahren aber
dort, wo die Verbindungen zwischen den Tunnelröhren und den
Baugrubenumschließungen für die späteren Haltestellen aufgebrochen
werden, die „Querschläge“ entstehen. Zudem wird es genutzt bei
Erdaushubmaßnahmen, die im Baugrund unter Über-deckung stattfinden
müssen. Dies ist an der künftigen unterirdischen Haltestelle
Severinstraße der Fall. In Köln soll die Vereisungsmethode außerdem
in Kom-bination mit weiteren Maßnahmen der Bodenverfes-tigung, die
im Vorweg der Schildfahrt durchgeführt werden müssen, angewandt
werden – z.B. beim Bau der Verflechtungsstrecke in der
Bechergasse.
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10 11
hintereinemSchneidrad1mitSchälmessernundRollenmeißelnbefindet
sicheineStahlröhre,derSchildmantel2,
indessenSchutzderTunnelaufgefahrenwird.DamitderBodenvordemSchild
(die
sogenannteortsbrust)stabilbleibt,wirddergesamteRaumvorderDruckwand3miteiner
Stützflüssigkeit (Bentonit-Suspension) gefüllt
undeinDruckluftpolster4inderAbbaukammerzwischenDruckwandundTauchwand5erzeugt.ZusammenmitderSuspensionwirddergelösteBodendurcheineFörderleitung6
herausgepumpt.GrößereSteinbrockenzerkleinerteinSteinbrecher7.AußerhalbdesTunnelswerdenErdeundSuspensionineinerSeparieranlagegetrenntunddiegereinigteBentonit-SuspensionanschließenddurchdieSpeise-leitung8derMaschinewiederzugeführt.ImSchutzdesSchildmantelswerdenTübbinge9,d.h.FertigteileausStahlbeton,miteinemTübbingerektoreingesetzt.JeweilssiebenTübbingeundeinSchlusssteinergebenbeidemTunnel-durchmesserimsüdlichenBauloseinenRing.ImBaubereichNordsindesjesechsTübbingeundeinSchlussstein.DerhohlraumzwischenTübbingringunddemErdreichaufderAußenseitewirdkontinuierlichmitMörtelausgefüllt.DieMaschinebewegt
sich vorwärts, indemsie
sichmithy-draulischenPressenandemzuletztgefertigtenTunnelringabdrückt.
SchildmaschineimQuerschnittDerBlickinsInnere
DieSchildeimLosSüdhabeneinenDurch-messervon8,40Meter,derSchildimLosNordhateinenDurchmesservon6,80Meter.
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LosNordLängederVortriebsmaschine:4�MeterGesamtgewichtinkl.Nachläufer:��4Tonnen–sovielwie���VWKäferLängeSchild:�,1�MeterGewichtSchildkomponenten:��0TonnenDurchmesserSchildaußen:�,80MeterDickeSchildmantel:�0MillimeterAnzahlderVortriebspressen:�4StückinstallierteVortriebskraft:44.���KiloNewtonAntriebsleistung:440Kilowatt(�00PS)Drehmoment:�.�08KiloNewtonMeter(kNm)StromverbrauchproStunde:1.�00Kilowattstunden(kWh)–durchschnittlicherVerbraucheineseuropäischenhaushaltsmitvierPersonenindreiMonatenSchneidradbestückung:�8Schälmesser,1�RollenmeißelAnzahlMitarbeiterimVortrieb:�Schichtenà1�Manndurchgängig�TagedieWocheTäglichgebohrteStrecke:�bis10MeterfertiggestellterTunnelTunneldurchmesserinnen:�,�0Meter
DieNordmaschineistähnlichaufgebautundarbeitetnachdemselbenPrinzipwiedieSchildmaschinendesSüdloses.DurchdenkleinerenDurchmesserliegenentsprechendgeringereDimensionenvor.AlledreiSchildmaschinenwurdenvonderFirmaherrenknechtAGinSchwanauproduziert.
TechnischeDatenderKölnerSchildmaschinen
LosSüdLängederVortriebsmaschine:��MeterGesamtgewichtinkl.Nachläufer:1.0�0Tonnen–etwadasGewichtvonzweiEinfamilienhäusernLängeSchild:�,��MeterGewichtSchildkomponenten:��0TonnenDurchmesserSchildaußen:8,40MeterDickeSchildmantel:�0MillimeterAnzahlderVortriebspressen:�8StückinstallierteVortriebskraft:�0.�00KiloNewton–derSchub,den�0Boeing�4�zumAbhebenbrauchenAntriebsleistung:1.100Kilowatt(1.�00PS)Drehmoment:�.��0KiloNewtonMeter(kNm)StromverbrauchproStunde:�.100Kilowattstunden(kWh)Schneidradbestückung:1�4Schälmesser,1�RollenmeißelAnzahlMitarbeiterimVortrieb:4Schichtenà��Manndurchgängig�TagedieWoche(beideMaschinen)TäglichgebohrteStrecke:10bis1�MeterfertiggestellterTunnelTunneldurchmesserinnen:�,�0Meter
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hinterderAbbaukammerwirdimSchutzedesSchildmantelsdieTunnelröhreherge-stellt.EinsogenannterRingerektorverbautdieTübbinge–TunnelringsegmenteausStahlbeton–innerhalbdesSchildmantels.Jeweilssechs(losNord)bzw.sieben(losSüd)
solcherTübbingeundeinSchluss-steinwerdenmit
speziellenSchraubenundDichtungsbändernindenFugenzueinemRingmontiert,der1,�0Meterbreit,40Zentimeterdickundrund��bzw.�8Tonnenschwerist.UmdieTübbingringezukoppeln,
ist jederRingandereinenSeitemit topfähnlichenVertiefungen
unddergegenüberliegendemitNockenversehen.DieseTopf-Nocken-KonstruktionfunktioniertvomPrinzipherähnlichwieeinNut-
und Feder-System.Die
RingewerdenmiteinanderverschraubtundindenFugenabgedichtet.MittelsspeziellgeformterTübbinge
lassen sichbogen-förmigeTunnelabschnittebauen.
Umweitervorwärtszubohren,drücktsichdieMaschinemithydraulischenPres-senvomzuletztgefertigtenTunnelringausnachvorn.SoentstehtRingfürRingderneueTunnel.WährenddieSchildma-
schinesichvorarbeitet,wirdder„Spalt“zwischenTübbingringunddemErdreichkontinuierlichmiteinemSpezialmörtelgefüllt.SolassensichhohlräumeimBo-denunddamitSetzungsschädenandenGebäudenverhindern.DerTunnelausbauerfolgteinschalig:Dasbedeutet,derausTübbingenzusammengesetzteTunnel-ring
schützt nicht nur den
gebohrtenhohlraumgegendasErdreich,sondernsorgtzugleichauchfürdienötigeAbdich-tunggegenGrundwasser.Aufeinezwei-te,innereBetonschalefürdieAbdichtungkanndeshalbverzichtetwerden.
RingfürRingentstehtderneueTunnel
VorbereitungderAnfahrtringe:HiersetztdasSchneidradan.
MillimetergenauwirddasSchneidradandenDichtungsringgefahren.
DasSchneidradbautmitSchälmessernundRollenmeißelndasErdreichab.
AmBahngeländeBonntorwurdeein9.000Qua-dratmetergroßesBasis-undNachschublagerfürTübbingeeingerichtet.
SchneidenundstützenKräftegleichgewichtunterderErde
AlledreiMaschinen,dieinKölneingesetztwerden,arbeitennachdemselbenPrinzip:Ein
riesiges Schneidradwird voneinerMaschine,die imlosNord440und
imlosSüd1.100Kilowattstarkist,rotierenddurchdasErdreichvorgeschoben.FürdieseAufgabeistesmitspeziellenWerkzeugenzumAbbaudesBodensbestückt:Diemiteinerhartmetallschneideverse-henenSchälmesser,sogenannteStichel,tragenineinerSchälbewegungdasErd-reichanderortsbrustab.FürhärterenUntergrundsinddieDiskenvorgesehen.Eshandeltsichumrotierende,mit
gehärteten Schneidringen
verse-heneRollenmeißel.DiessinddrehbarimSchneidradgelagerte
scheibenförmigeMeißel,dieGesteinundErdreichzermah-len.GrößereGesteinsbrockenwerdenvorderhydraulischenFörderunghinterdemSchneidradvoneinemSteinbrecherzerkleinert,
bis sie auf
eineKantenlän-gevonunter1�Zentimeterngebrochenwurden.Dieortsbrust,alsodasErdreichimBereichdesSchneidrades,wirddurcheineBento-nit-Suspensiongestützt.Dabeihandeltes
sichumeinunterDruckstehendesGe-mischausfeinkörnigemTonundWasser.Diesogenannteortsbruststützunghälthier
das Kräftegleichgewicht der
vonaußenwirkendenKräfteausBaugrund,Grundwasser und Bebauung
gegenü-berderindenBodenhineindrängendenVortriebsmaschineund
verhindert
einunkontrolliertesEinbrechendesErdreichsindieArbeitskammerhinein.Somitwer-denSetzungsbewegungendesoberhalbliegendenBaugrundesverhindert.DeranderortsbrustabgebauteBodenwirdmit
dieser Stützflüssigkeit in derAbbau-Kammer vermischt und
durchRohrleitungenandieoberflächegepumpt.DortwerdenbeideBestandteilegetrennt.DieStützflüssigkeitgelangtineinerArtKreislauferneut
zurKammerundwirdwiederverwendet.Nur in
besonderenSituationen–beispielsweisewenndieWerkzeuge,diezumAbbaudesBodensaufdemSchneidradbefestigtsind,gewechseltwerdenmüssen–wirddieStützflüssigkeitausderKammerabgelassenunddurchDruckluftersetzt,umArbeiterdortein-schleusenzukönnen.
DieRingbauerbeiderArbeit:DietonnenschwerenBetonsegmentemüssenexaktpassen.
Täglichwerden6bis12MeterdurchdasErdreichgebohrt.
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DamitdieRöhrenichtvonderfestge-legtenTrasseabweicht,
istMaßarbeiterforderlich.DieKölnerSchildmaschinenverfügendafürüber
ein ausgefeiltesSteuerleitsystem.AneinemPunktderbereits
fertigge-stelltenTunnelauskleidungwird
einrechnergesteuertesMessgerät
fürdieMessungvonhöhen-undhorizontal-winkelnangebracht. Es sendet
einenlaserstrahlaus,deraufeineimvorderen
TeilderSchildmaschineinstallierteZiel-tafel
trifft.DiesogewonnenenDatenüberdiemomentanePositionderMa-schinewerden
voneiner
Spezialsoft-warelaufendmitdenprogrammiertenSoll-WertenderTrasseverglichen.DieSoftwareunterstütztdenFahrerbeiderRichtungskontrolleundbeiderWahlderVortriebsleistungundberechnet,
fallsnotwendig,KorrekturenfürdieweitereSchildfahrt.
PräziseaufKursRichtungskontrolledesVortriebs
GeräuschentwicklungDer Schildvortrieb erzeugt Schallwerte
zwischen 35 und 50 Dezibel. Das liegt zwi-schen dem Summen eines
Kühlschranks und dem Geräusch eines Ventilators. Die Bewohner der
Häuser, die gerade unter-fahren werden, hören also allenfalls ein
leises Brummen. Der aktuelle bauliche Zustand aller Häuser entlang
der Strecke ist dokumentiert, so dass sich eventuelle Veränderungen
während der Durch-fahrt der Schildmaschinen feststellen lassen.
Sollte es zu verfahrensbedingten Setzungen kommen, wird der Schaden
durch die Versicherung der Bauherrin ausgeglichen.
VoneinemSteuerstand,der sichdirekthinter Schneidrad und
Ringbauanlagebefindet,werdenalleAktionenkontrolliert.DieMaschinenfahrerbekommenlaufendInformationenüberdie
SteuerungundFunktionsfähigkeit der GesamtanlageaufdenBildschirm.
EineausgeklügelteVermessungs- und Sensortechnik
hältdieTunnelbohrmaschinenexaktaufKursund schützt vor
unliebsamenüberra-
schungen,vordenenmantrotzintensivergeologischerVoruntersuchungennievölligsicherseinkann.EinseismischesSystemzurVorauserkun-dungverleihtdemTunnelbohrer„Augen“.Ultraschallsender,
amSchneidradange-bracht, schicken
seismischeWellenaus,diejenachBeschaffenheitdesErdreichsunterschiedlich
reflektiertwerden. SiewerdenmitSpezialmikrofonenempfangen
undautomatischausgewertet.NachdemderComputerdieEigenschwingungenderMaschineherausgefilterthat,errechnetereindreidimensionalesProfildesUnter-grundsundbereitetesfürdenSchildfahrerinFormfarbiger�D-Grafikenauf.ErkannsoinEchtzeitjedeVeränderungimUnter-grundvordemBohrkopfbeobachtenundentsprechendreagieren.Die„Sicht“reichtetwa40Meterweitvoraus.
MaulwurfmitAugenSeismischeVorauserkundung
DieNord-SüdStadtbahnKölnentlastetdenIndividualverkehr.DieFolge:WenigerStausundUnfälle,wenigerLärmundAbgase.
ImFührerstandwerdenVortriebundFörderkreislaufelektronischüberwacht.
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DieGroßmaschinenfürdaslosSüdwerden,inEinzelteilezerlegt,vonSchwanauausaufdieReisegeschickt.ZunächstgehtesperTiefladerzumnahegelegenenhafenKehl,danachaufvierlastschiffenrund400KilometerdenRheinhinunternachKöln.DieNachläuferderMaschinensollenamWochenende
jeweilsnachts vomhafenShell-Godorf zumStartschacht
BonnerStraße/EckeBonnerWalltransportiertunddortmontiertwerden.AnortundStellewerdendieEinzelteilemitKränendurcheineFörderöffnung
imDeckeldesStart-schachtes,derspäterenhaltestelleBonnerWall,anihrenEinsatzortgehoben.DieMaschine
für denNorden gelangtwenig später auf ähnlicheWeise
zumBreslauerPlatz.
AntransportzuWasserundzuLand
TransportperLastschiffaufdemRheinund
...weitermitdemTieflader.
VondenrundvierKilometernderNord-SüdBahn-StreckewerdenknappdreiKilometerimSchildvortriebsverfahrenerstellt.
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StählerneSchalungfürdenBeton.
DerfertigeTübbingwiegtmehrereTonnen.DieStahlbewehrungverstärktdenTübbing.
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sind,werdendieAbmessungenderScha-lungenpermanentkontrolliert.ZusätzlichwirdjedervierzigsteTübbingmiteinemlaser-Präzisionsmessgerätüberprüft.AlleTübbingebesitzeneineIdentitätsnummer,unterderalleProduktionsdatenineinerDatenbankhinterlegtwerden.
DiefertigenTübbingefürdenSüdenge-langenper Bahn zur Kölner
Baustelle.DortwirdamBahngeländeBonntorein�.000QuadratmetergroßesBasis-undNachschublagereingerichtet,vondemausdieTübbingeundandereMaterialienmiteinemeigenenlorenbahnsystemin
denTunneltransportiertwerden.DieTüb-bingewerdenmitderlorenbahndurchdiefertiggestelltenAbschnittederTun-nelröhrenbisanihreEinbaustelleheran-transportiert.hierwerdensievoneinem„Erektor“mittelsVakuumplatteaufge-nommenundzueinemRingverbaut.
HerstellungderTübbingeMillimeterarbeit
FürdieNord-SüdStadtbahnKölnlosSüdwerden insgesamt �.�8�Ringe
(�8.���Tübbinge)benötigt.herstelleristdieFirmaRekersBetonwarenGmbhinSpelle.FürdieTunnelstreckeimlosNordwerden��4Ringe(�.��8Tübbinge)vonderFirmaMaxBöglinhamminkelngefertigt.
DieTübbingewerdenimSchichtbetriebproduziert,wobeidiemeistenArbeits-schritteautomatisiert
sind.AmAnfangstehtdieherstellungderBewehrungskör-be:StahlstäbewerdenmithilfevonSchab-lonenzukorbartigenMattenverschweißt,diezurVerstärkungderTübbingedienen.DieBewehrungskörbewerdenindiestäh-lernenSchalungen,
diedemBetondieTübbingformgeben,eingelegt.Anschlie-ßendsetztmandieTübbing-Einbauteileein,wiebeispielsweiseDübelfürdieVer-schraubung.InsgesamtfünfSchalungensindfürdieTübbingeimlosSüdparallelimEinsatz.NachdiesenVorbereitungenwerdensiemitBetongefüllt,deranschlie-ßendmitmithilfeeinesRütteltischsver-dichtetwird.DieQualitätdesBetonswirdständigüberwacht.DieseArbeitsschritteerfolgenweitgehendautomatisch.WenndiebetoniertenTeileausreichenderhär-tetsind,werdensieausdenSchalungengenommenundmitDichtungsbändernund
Fugeneinlagen versehen, die zumBeispiel Abplatzungen
andenKantenverhindernsollen.TübbingproduktionistMillimeterarbeit.WeildievorgegebenenMaßederTübbinge
exakt einzuhalten
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AbschnittesofortmitZiegelsteinenaus.ZwischendemTunnelfirstundderSohlederThemselagennichtmehralsdreibisvierMeter.DaderTeilderRöhre,dersichunmittelbarhinterdemSchildbefand,kurzfristignichtgesichertwar,
kamesimmerwiederzuWasser-undBodenein-brüchen.NachzweiJahrenhattemandenTunnelum180Metervorangetrieben,waseinertäglichenVortriebsleistungvon��Zentimeternentsprach.ImAltervonnurzwanzigJahrenüber-nahm
Marc Isambert Brunels SohnIsambard Kingdom (180� – 18��)
dieProjektleitung. 18�8 kames zu einembesonders
schwerenWassereinbruch.SechsMenschen fandendenTod.
ErstnachsiebenjährigerBaupausekonntederVortriebwiederaufgenommenwerden.184�schließlichwurdederThemse-Tunnelfeierlicheingeweiht.Erdientezunächstals
Fußgängertunnel, denn
dieDockswareninderZwischenzeitfertiggestelltworden.18��wurdeerzueinemEisen-bahntunnelumgebaut.
GusseiserneTunnelröhrenEbenfallsimJahr18��wurdeinderNähedesTowersdieThemseerneutmiteinemTunnel
imSchildvortriebsverfahrenun-terquert.hierverwendetemanzumers-tenMal
imTunnelbauTübbingefürdieAuskleidungderRöhre,diedamalsausGusseisenbestanden.DavorwarensolcheTübbingebereitsinBergwerksschächtenimRuhrgebiet
eingesetztworden. Erstab 1��0kamenTübbingeausBeton
inGebrauch.JameshenryGreathead,einerderleitendenIngenieurebeimBaudiesesThemse-Tunnels,
brachtedie Schildvor-triebstechnik entscheidend voran.
AufihngehtdieAnwendungrunderSchildemithydraulischenVortriebspressenundderEinsatzvonDruckluftzurück.Beides
gehörtseitdemzumStandardderSchild-maschinentechnik.EinwegweisendesProjektdesSchildvor-triebs
inDeutschlandwarderBaudeserstenElbtunnels,dervon1�0�bis
1�11dauerte.ErwarderersteUnterwassertun-nelaufdemeuropäischenKontinent.Diebeiden4�0Meter
langenTunnelröhrenwurdenunterDruckluftaufgefahren,umeindringendesWasserzurückzuhalten.DerVortriebsschildbestandauseinemfünfZentimeterdickenEisenmantel,ausdemherausderBodeninhandarbeitabgebautwurde.Mit
1� hydraulischen Pressen,dieeinenVorpressdruckvon
insgesamt4�0barerzeugenkonnten,kamderSchildproTagdurchschnittlich1,�0Metervoran.DieTunnelringewurdenjeweilsaussechsEisentübbingen
zusammengenietet. In
den„altenElbtunnel“,wieihndieham-burgernennen,gelangtman–damalswieheute–nichtüberRampen,sonderninFahrstühlen.DieElbeinhamburgistauchSchauplatzeinesweiterenMeilensteins
inderGe-schichtedesTunnelvortriebs:Vonoktober1���biszumFebruar�000entstanddievierteElbtunnelröhre,die�00�fürdenVer-kehrfreigegebenwurde.Gegrabenwurdesievonder8.000PSstarken„Trude“–derNamestehtfür„TiefrunterunterdieElbe“.Trude
istmit einemDurchmesser
von14,�0MetereinerdergrößtenMix-SchildederWelt.Die�.0��MeterlangeElbtun-nelröhre(�.��1MeterdavonimSchildvor-trieb),istdergrößteUnterwassertunnelimlockergestein,derbislangnachdiesemVerfahrenhergestelltwurde.
TechnikmitGeschichteSchildvortrieb
TunnelbauinKöln-MülheimDieNord-SüdStadtbahnistnichtdieersteStreckeinKöln,dieimSchildvortriebge-bautwird.BereitsimJahre1��1begannder
Bau eines Stadtbahn-Tunnels vomWienerPlatz
imStadtteilMülheimzurhaltestelleherler Straße
inBuchheim.AuchhiermusstendichtbesiedelteWohn-gebieteunterquertwerden,weshalbman,mit
Ausnahme des
haltestellenbaus,aufdieoffeneBauweiseverzichtete.DiebeideneingleisigenTunnelröhrenmitje�,�0MeterInnendurchmesserhabeneineGesamtlängevonrund�,�Kilometern.Imoktober1���wurdedieknapp40Meterlange
Schildvortriebsmaschine zusam-mengesetzt. ImDezemberging sie
andenStartundgrub
sichvonBuchheimausinRichtungMülheim.BeieinerDurch-schnittsgeschwindigkeit
von bis zu
1�MeternproTagkamsiedortimAugustan,wurdegewendetundbohrteaufdem„Rückweg“dieparalleleTunnelröhre.Ende
1���,einJahrnachdemStartunddamiteinJahrfrüheralsgeplant,warsiewiederanihremAusgangspunktangelangt.Er-öffnetwurdedieStrecke1���.
VomSchiffsbohrwurmzurSchildmaschineDasPrinzipdesSchildvortriebswurdevonSirMarc
IsambertBrunel (1���– 184�)erfunden,einemgebürtigenFranzosen,der
inEnglandlebte.DerArchitektundMaschinenbauingenieurnahmsicheinewurmähnlichaussehendeMuschelmitdemNamenSchiffsbohrwurm
(Teredonavalis)zumVorbild.Das�0bis40Zen-timeterlangeTierhatdieEigenart,sichdurchholz
zu raspeln und
denGangunmittelbarhintersichmitkalkartigenSekretenauszukleiden.1818erhieltBruneleinPatentaufseineIdeedesSchildvortriebs,sechsJahrespä-terkonnteersieumsetzen:UnterseinerleitungbegannendieBauarbeiten
zur
UntertunnelungderThemse.DerneueVerkehrswegsolltevorallemdemTrans-portvonBaustoffenfürdieErrichtungderneuenDocksderenglischenFlottedienen.An
einemUfer derThemsewurde
eingemauerterSenkkastenbisauf�0MeterTiefeabgesenkt.AusihmherauswurdeunterständigemAbbaudesBodenseinrechteckigerSchildmithilfevonSpindelnvorgeschoben.
Erwar�,�8Meterhoch,11,4�MeterbreitundunterteiltinzwölfeinzelneRahmen.JederRahmenbestandausdreiKammern,indenenjeweilseinBergmannarbeitete.DieortsbrustwardurchquerliegendeBohleninnerhalbderRahmendesSchildesgesichert.Der
Abbaudes Erdreichs geschah
aufmehrerenEtagenvonobennachunten.JederArbeiterentfernteeineBohlevorsich,grubeine1�ZentimeterdickeSchichtdeswässrigenBodensabundschobdanndieBohlevor,umdasErdreichzustützen.hattenalleArbeiterihrenAbschnittfer-tig,wurdedergesamteSchildvorgescho-ben.Maurerkleidetendiefertiggestellten
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NoRD-SüDSTADTBAhNKölNDieTunnelbohrmaschinen
MobileTunnelfabrikenSeismischeErkundungdesErdreichshistoriedesSchildvortriebs
DieTunnelbohrmaschinen„Tosca“und„Rosa“aufdemGeländederHerstellerfirmaHerrenknechtinSchwanau.
BauherrinKölnerVerkehrs-BetriebeAGScheidtweilerstraße�8�0���KölnTelefon:
0��1/�4�-oFax: 0��1/�4�-���0E-mail: [email protected]
InfoCenterderNord-SüdStadtbahnKölnBechergasse��0���KölnTelefon:
0��1/�4�-4�80Fax: 0��1/�4�-4�81E-mail:
[email protected]
Impressumherausgeber:KölnerVerkehrs-BetriebeAGScheidtweilerstraße�8�0���KölnTelefon:
0��1/�4�-��04Fax: 0��1/�4�-�11�E-mail: [email protected]
Verantwortlichi.S.d.P.:FranzWolfRamien
RedaktionundKonzept:GudrunMeyerKölnerVerkehrs-BetriebeAGUnternehmenskommunikation
Gestaltung:AlgermissenKommunikations-Design
Text:Dr.WolfgangKrischkeFotos:KVB,DavidRossi,ChristophSeelbach,herrenknechtAG
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