Tag des offenen Tunnels

4. Juni 2023 | An einem sonnigen Sonntagmorgen in Horchheim herrscht reger Betrieb auf dem Platz zwischen den Gleisen. Während sich der Grill langsam erwärmt, ist es erstaunlich ruhig, denn der übliche Baustellenlärm ist verstummt. Selbst diejenigen, die keine offizielle Einladung zum „Tag des offenen Tunnels“ im Briefkasten hatten, spüren die lebendige Atmosphäre und wissen, dass in ihrem Dorf etwas Besonderes stattfindet.

Es erwartet uns ein einzigartiger Einblick in das noch im Bau befindliche Projekt. Die große Resonanz zeigt, dass viele Bürgerinnen und Bürger von Horchheim daran interessiert sind, mehr über den Tunnel zu erfahren und an der Führung teilzunehmen. Es bietet sich die Gelegenheit, sonst verborgene Bereiche des Tunnels zu erkunden und den Fortschritt der Bauarbeiten hautnah mitzuerleben. Ausgestattet mit den gerade verteilten Bauhelmen machen wir uns nun auf den Weg am Nordportal des Horchheimer Tunnels.

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Willkommen im Horchheimer Tunnel

Als wir den Horchheimer Tunnel betraten, wurden wir herzlich von Stephan Nink, dem Projektleiter der DB Netz AG für diese beeindruckende Baumaßnahme, begrüßt.

Der Tunnelbau ist ein sehr individueller Prozess, da jedes Projekt seine eigenen Besonderheiten aufweist. Unterschiedliche Geologien, Einflüsse und Tunnelquerschnitte spielen dabei eine entscheidende Rolle. In diesem Fall wird wieder ein eingleisiger Querschnitt gebaut. Ursprünglich war der Tunnel, als er im Jahr 1902 in Betrieb genommen wurde, zweigleisig. In den 60er Jahren wurde die Strecke elektrifiziert und die Oberleitung eingebaut, wodurch kein Platz mehr für beide Gleise vorhanden war. Ein Gleis wurde entfernt und das verbleibende Gleis in die mittlere Lage des Tunnels verlegt. Diese Besonderheit führt dazu, dass der neue Tunnel etwas größer gebaut wird, als wenn ein komplett neuer Tunnel errichtet werden würde. [1]

Für den Tunnelvortrieb wurden verschiedene Vortriebsklassen gewählt, die aufgrund der geologischen Gegebenheiten variieren. Wenn das Gestein stabil ist, sind weniger Sicherungsmittel erforderlich, wie zum Beispiel Anker, die hier zu sehen sind. Auch die Außenschale kann dünner gestaltet werden, da das Gestein von Natur aus stabil genug ist.

Die durchschnittliche Überdeckung über dem Tunnel beträgt maximal 38 Meter. Das geologische Material im Tunnel ist im Großen und Ganzen homogen und stammt hauptsächlich aus dem Rheinischen Schiefergebirge. Es besteht aus Tonsteinen und Sandsteinen, darunter auch besonders harte quarzitische Sandsteine. Die Schichtungen im Schiefergebirge spielen eine wichtige Rolle und können bei richtiger Positionierung des Meißels eine natürliche Aufspaltung bewirken. Es ist jedoch schwierig, die genaue Beschaffenheit der Schichtungen im Voraus vorherzusagen. Durch Bohrungen und Erkundungsmaßnahmen wurden Informationen über den Untergrund gewonnen, aber dennoch erfordert der Tunnelbau eine kontinuierliche Überwachung und Anpassung. Geologen und Fachleute sind vor Ort, um die täglichen Entscheidungen und Vorgehensweisen entsprechend festzulegen. [2]

Anstatt Sprengvortrieb zu verwenden, haben wir uns für den Meißelvortrieb entschieden. Ursprünglich hatten wir den Sprengvortrieb geplant, aber es stellte sich heraus, dass dies nicht notwendig war. Die Entscheidung basierte auf technischen und geologischen Gegebenheiten, die nicht immer vorhersehbar sind, sowie wirtschaftlichen Überlegungen. Es gab nur wenige Bereiche im Tunnel, die gesprengt oder aus technischen Gründen sinnvoll gewesen wären. Die Umstellung vom Meißel- zum Sprengvortrieb hätte zusätzlichen Aufwand bedeutet, wie die Beschaffung und Lagerung von Sprengstoff sowie erhöhte Sicherheitsmaßnahmen. Letztendlich waren viele froh, dass auf die Sprengung verzichtet wurde.

Ein wesentlicher Aspekt beim Tunnelbau ist die tägliche Festlegung des Vortriebsfortschritts, die in den sogenannten Ausbaufestlegungen dokumentiert wird. Hierbei wird festgelegt, wie viel Gestein abgebaut wird und was davon freistehend bleibt. Teilweise konnten wir 1,5 Meter Gestein abbauen, sodass eine Freistellung von 1,5 Metern entstand. Anschließend wurde Spritzbeton aufgetragen und so weiter, und teilweise sind wir bis auf 75 Zentimeter heruntergegangen. Dies wird als Abschlaglänge bezeichnet. Die Abschläge, die wir durchgeführt haben, beinhalten das Abbrechen des Gesteins auf dieser Länge, die Sicherung und den anschließenden Einbau der Außenschale, bevor der nächste Abschlag erfolgt.

Es wurden umfassende Beweissicherungsmaßnahmen getroffen, obwohl keine direkte Gefährdungssituation bestand. Die Überdeckung und der umgebende Fels ließen keine größeren Probleme erwarten. Grundsätzlich besteht beim Tunnelbau die Möglichkeit, dass übertage Setzungen auftreten. Beim Bau eines neuen Tunnels ist es üblich, dass der Berg versucht, das entstandene Loch wieder zu schließen und sich zusammenzuziehen. Daher werden Tunnel etwas größer ausgebrochen, um eine gewisse Prognosemarge zu berücksichtigen. In diesem Fall hatten wir eine Sicherheitsmarge von zehn Zentimetern, die mögliche Verformungen berücksichtigt. [3]

Die Tunnelvortriebsarbeiten sind nun abgeschlossen, und die lauten Aktivitäten gehören größtenteils der Vergangenheit an. Der Fokus liegt nun auf dem Einbau einer Innenschale, die aus Beton besteht.

_{[1] Auch die Wahl des Kreisprofils hat mit der Breite des alten Tunnels zu tun, der durch seine ursprüngliche Zweigleisigkeit relativ breit war. Der Querschnitt des neuen Tunnels wurde so gewählt, dass möglichst wenig Fels ausgebrochen und möglichst wenig Beton eingebaut werden musste. Es wäre theoretisch möglich gewesen, einen noch kleineren Querschnitt zu wählen, aber das hätte bedeutet, dass deutlich mehr Beton verwendet werden müsste. Daher wurde ein Kompromiss gefunden, um den Tunnel effizient und wirtschaftlich zu gestalten.}

_{[2] Der Schiefer ist nicht horizontal, sondern geneigt. Es gibt eine problematische Seite, auf der der Schiefer in den Tunnel rutschen möchte, während die andere Seite stabil ist und sich von selbst hält. Bei der Konstruktion des alten Tunnels haben unsere Vorfahren diese Gegebenheit berücksichtigt. Dort, wo der Schiefer in den Tunnel eingefallen ist, haben sie ihn mit Mauerwerk ausgekleidet, während auf der anderen Seite der reine Fels freigelassen wurde. Daher gibt es nicht überall eine alte Tunnelinnenschale, sondern teilweise besteht der Tunnel direkt aus dem natürlichen Fels.}

_{[3] Da der alte Tunnel bereits vorhanden war, hatte der Berg bereits die Gebirgsverformungen vorgenommen. Daher stellten sich bei der aktuellen Baumaßnahme nur geringe Verformungen untertage und keine Setzungen übertage ein. Solche Themen sind eher relevant im städtischen U-Bahnbau oder in ähnlichen Situationen, wo man direkt unter den Fundamenten von Gebäuden arbeitet. In diesem Fall waren solche speziellen Maßnahmen jedoch nicht erforderlich.}

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Startpunkt Nordportal

Beim Betreten des Nordportals der Baustelle ist es ratsam, aufzupassen, wo man hintritt, denn Baustellen gelten allgemein als gefährliche Umgebungen. Dennoch war deutlich zu erkennen, dass hier viel aufgeräumt und auf Sauberkeit geachtet wurde.

Der Tunnel weist Wasser auf, was nicht ungewöhnlich ist, insbesondere in bergigen Regionen. Es gibt mehrere Quellen hier im Berg, mit denen wir während des Vortriebs umgehen mussten. Das Rheinische Schiefergebirge, durch das der Tunnel führt, besteht aus tonigem Gestein. Bei Kontakt mit Wasser bildet sich viel Schlamm. Eine effektive Wasserhaltung, also das kontinuierliche Abpumpen des Wassers, war daher von großer Bedeutung, um ein Überfluten der Baustelle zu verhindern.

Tunnelnassbereich

Ein Bereich des Tunnels, der Tunnelnassbereich, wurde hier im Norden eingerichtet. Dabei handelt es sich um die Ulmendrainage mit offenen Schächten und Revisionsschächten, um die Leitungen spülen zu können. Die Drainageleitung verläuft hier hinten in einer Art Lücke, und durch die Löcher in der Wand gibt es Verbindungen zum Berg, durch die das Wasser ungehindert und ohne Betonkontakt in die Drainage fließen kann.

Im alten Tunnel gab es ein großes Problem mit Versinterungen, also Kalkablagerungen an den Wänden. Diese Ablagerungen möchten wir in der neuen Drainage natürlich vermeiden, da sie die Leitungen verstopfen und den Reinigungsaufwand erhöhen würden.

Gewölbeschalwagen

Der Gewölbeschalwagen spielt eine zentrale Rolle beim Betonbau. Die Bewehrung wird eingebaut, und der Schalwagen wird präzise auf Maß ausgefahren, um dann einen 10 Meter langen Block zu betonieren, was der Regelblock ist. Für das Gewölbe, das Sohlgewölbe und den Aufbeton, auf dem wir gerade stehen, werden etwa 30 Betonmischer mit je 8 Kubikmetern benötigt.

Die gesamte Konstruktion der Wagen, einschließlich des Nachbehandlungswagens und des Bewehrungswagens vorne, erfolgt auf Schienen, um entsprechend bewegt werden zu können.

Fließbeton

Beim Fließbeton muss natürlich der Druck berücksichtigt werden, da enorme Kräfte auftreten. Der Beton wird nach und nach verdichtet.

Der untere Bereich des Tunnels ist nun komplett fertig. Die Innenschale, der Aufbeton und die Bewehrungsstäbe sind eingebaut. Hier befindet sich auch die Anschlussbewehrung für die oberen Bereiche.

Gleitschicht

Eine Gleitschicht, bestehend aus einer Luftpolsterfolie, wird auf die raue Außenschale aufgebracht, die zuvor zu sehen war. Diese Folie ermöglicht dem Ortbeton, der darauf betoniert wird, eine freie Aushärtung. Der Beton zieht sich beim Aushärten zusammen, und um Zwangsrisse zu vermeiden, wird diese Gleitschicht verwendet.

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In der Tunnelmitte

In der Mitte des Tunnels befinden wir uns nun. Über uns sehen wir den ehemaligen Lüftungsschacht, der früher für Dampflokomotiven genutzt wurde. Dieser Schacht bildet eine Verbindung zwischen den verschiedenen geologischen Schichten. Unten befindet sich das Schiefergebirge und oben das Sedimentgestein. Das Wasser fließt von oben herab. Während der Bauzeit fangen wir dieses Wasser hier auf. Um den Wasserhaushalt im Berg nicht zu verändern, wird am Ende eine Entwässerungsleitung eingebaut, die durch die neue Tunnelinnenschale verläuft und seitlich nach unten führt.

Es ist interessant zu wissen, dass bis in die 80er Jahre Trinkwasser im Tunnel gewonnen wurde. Aus Gründen des Sulfatgehalts wurde diese Praxis jedoch eingestellt. Dennoch waren die gesamten Anlagen noch vorhanden. Wir haben diese Quellfassungen entsprechend ausgebaut.

Nachbehandlungswagen

Die Nachbehandlungswagen spielen eine wichtige Rolle. Es handelt sich um drei Wagen, jeweils 10 Meter lang, was insgesamt 30 Meter Betonnachbehandlung ergibt. Am Ende wird eine Folie verwendet, um den Beton vor dem Austrocknen zu schützen und die Temperatur hoch zu halten. Hier haben wir auch die Möglichkeit, das Ganze feucht zu halten. Gelbe Leitungen sind zu sehen, an denen ein Computer angeschlossen ist, der die relative Luftfeuchtigkeit und die Temperatur messen kann. So können wir den Beton optimal aushärten lassen. Die Nachbehandlung und die richtigen Temperaturen und Feuchtigkeitsbedingungen sind entscheidend für die Endfestigkeit des Betons. Es ist wichtig, dass der frische Beton nicht einfach der Umgebungsluft ausgesetzt wird.

Wenn wir hier in der Tunnelmitte zurückschauen, können wir die aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte im Tunnel deutlich erkennen. Vorne befindet sich der Spritzbeton, gefolgt von der Trennfolie, dann kommt die Bewehrung (die sich noch im Schalwagen befindet) und schließlich die Nachbehandlung. Diese drei Hauptarbeitsschritte sind hier gut zu erkennen.

Betonkosmetik

Der Endzustand des Tunnels wird durch die sogenannte Betonkosmetik erreicht. Falls es Abplatzungen oder Kiesnester gibt, werden diese behoben. Manchmal werden auch die Stutzen, in die der Beton eingefüllt wurde, noch etwas abgeschliffen, falls nötig.

Tunnelbankette

Die sogenannten Tunnelbankette werden jetzt beidseitig gebaut. Auf der Fluchtwegseite befindet sich ein mindestens 1,20 Meter breiter Fluchtweg, der zum Ausgang in Richtung Straße führt. Auf dieser Seite befinden sich auch Handläufe, Beleuchtung und Notrufsäulen, die im Ernstfall von großer Bedeutung sind.

Notruf-Tableau

Ein wichtiges Element in der Tunnelbaustelle ist das Notruf-Tableau. An jeder Stelle im Abstand von etwa 150 Metern befindet sich ein solches Tableau, das mit einem Telefon ausgestattet ist. Im Notfall kann jeder Bergarbeiter von hier aus direkt nach außen telefonieren. Dies ist besonders wichtig, da wir uns immer noch unter Tage befinden. Der Handyempfang ist hier schlecht, aber es gibt WLAN, über das man nach draußen telefonieren kann. Das Notruf-Tableau ermöglicht es, jeden im Notfall zu erreichen.

Bauwerksinspektion

Die Bauwerksinspektion des Tunnels wird gemäß klaren Vorgaben durchgeführt. Alle sechs Jahre wird ein spezialisierter Fachmann für die Tunnelinspektion hinzugezogen. Mit seinem Hammer prüft er beispielsweise auf Hohlstellen oder andere strukturelle Mängel.

Darüber hinaus führt die Bahn auch Tunnelscans durch. Sobald die Bauarbeiten abgeschlossen sind, wird auch hier ein Scan durchgeführt. Dieser Scan ermöglicht es, jeden Riss, Temperaturunterschiede und das Vorhandensein von Wasser hinter den Tunnelwänden zu erkennen. Die Scans werden im Laufe der Jahre, insbesondere bei den Inspektionen alle sechs Jahre, übereinandergelegt, um Veränderungen präzise zu erkennen. Denn bei Bauwerken dieser Art sind nicht nur die äußere Erscheinung, sondern vor allem die Veränderungen von entscheidender Bedeutung.

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Zielpunkt Südportal

Schließlich erreichen wir das Südportal des Tunnels, nachdem wir 582,5 Meter vom Nordportal aus zurückgelegt haben. Hier am Südportal wird eine neue Böschung entstehen, um das Erscheinungsbild zu verschönern.

Tunnelpatin

Jana ist die Tunnelpatin, was bedeutet, dass der Tunnel während der Bauzeit diesen Namen trägt. Nach Abschluss der Bauarbeiten wird er wieder den Namen Horchheimer Tunnel tragen.

Heilige Barbara

Es ist eine Tradition, dass Tunnel, die gebaut werden, nach einer Frau benannt werden. Die Tunnelpatin repräsentiert dabei symbolisch die heilige Barbara auf Erden. Die Bergleute und Tunnelbauer pflegen eine reiche Tradition, in der die heilige Barbara eine bedeutende Rolle spielt. Für einige Bergleute ist es sogar ein Ritual, den Tunnel erst zu betreten, wenn eine geweihte Figur der heiligen Barbara anwesend ist.

Jedes Jahr am 4. Dezember, dem Tag der heiligen Barbara, wird ihr zu Ehren gefeiert. Bergleute und Minenarbeiter danken der heiligen Barbara dafür, dass während der Tunnelarbeiten keine Unfälle passiert sind. Die Tunnelpatin, in diesem Fall Jana, übernimmt die Rolle der Schutzpatronin und trägt dazu bei, dass der Tunnel sicher gebaut werden kann.

Gestaltung Südportal

Das neue Portal wird voraussichtlich nicht mit Zinnen gestaltet sein, aber es wird wieder mit Bruchsteinen verkleidet sein. Bei der Bahn ist Beton in der Regel die Standardwahl, das steht außer Frage. Doch in diesem Fall, aufgrund der innerstädtischen oder dörflichen Lage, wurde darauf geachtet, dass das Erscheinungsbild am Ende etwas nostalgisch anmutet und dem gewohnten Bild entspricht.

Fertigstellung

Der Horchheimer Tunnel wird voraussichtlich am 27. Oktober 2023 um 5.00 Uhr morgens fertiggestellt sein.

Nach der beeindruckenden Führung durch den Horchheimer Tunnel genießen wir nun die gesellige Atmosphäre am Bratwurststand und tauschen uns mit anderen Besuchern aus. Wir sind von der Arbeit der DB Netz AG und dem Fortschritt des Bauprojekts beeindruckt. Dabei erinnern wir uns auch an unsere Vorfahren, die vor 120 Jahren mit den damaligen technischen Möglichkeiten den Grundstein für dieses bemerkenswerte Bauwerk gelegt haben. [4]

_{[4] Es wird interessant sein zu sehen, wie sich in Zukunft die Diskussion über den CO2-Ausstoß und die Betonherstellung entwickeln wird. Es ist fraglich, ob in ähnlichem Umfang wie bisher Beton eingesetzt wird. Im Tunnelbau wurde bisher viel mit Beton gearbeitet, da Beton normalerweise eine langfristige Lösung bietet, bei der man selten eingreifen muss. Mittlerweile wird sogar das Gleis in fester Fahrbahn, also in Beton, verlegt, um auf den Schotter verzichten und die Instandsetzung erleichtern zu können. Dies verhindert Setzungen des Gleises und reduziert die Staubentwicklung aus Arbeitsschutzgründen. Wenn etwas solide und nachhaltig gebaut wird, kann man normalerweise für die nächsten 100 bis 150 Jahre Ruhe haben, sofern keine unvorhergesehenen Fehler oder geologischen Bedingungen auftreten, die nicht vorhersehbar waren. In diesem Fall wird wieder Schotter eingebaut, da dies bereits in der Planung vorgesehen war. Die alten Schwellen und Schienen werden wiederverwendet, da sie noch in gutem Zustand sind. Lediglich der Schotter wird erneuert.}

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Text © Andreas Weber 2023 – Nach einer Transkription des Vortrags von Stephan Nink

Photos © Achim Friederich 2023 – Alle Rechte vorbehalten