Gotthardbasistunnel ein Jahrhundertprojekt

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1 Anlage: Gotthardbasistunnel ein Jahrhundertprojekt Am wurde der mit ca. 57 km derzeit längste und tiefste Eisenbahntunnel der Welt zwischen Erstfeld im Kanton Uri und Bodio im Tessin eröffnet. Ab dem soll der normale Fahrbetrieb aufgenommen werden. Ab da wird sich die Fahrzeit von Zürich nach Lugano um 45 Minuten verkürzen. Zwischen der Eröffnung und der Aufnahme des normalen Fahrbetriebs besteht die Möglichkeit mit dem Gottardino-Sonderzug dieses Meisterwerk der Ingenieurskunst bereits vorab durchfahren und besichtigen zu können. Dazu lädt Sie die Bezirksgruppe Rottweil des DVW Baden-Württemberg heute ein und wünscht Ihnen einen interessanten und erlebnisreichen Tag. Im Anschluss finden Sie einige Informationen rund um die Gotthardbahnstrecke, den Bau des neuen Basistunnels und zu den vermessungstechnischen Herausforderungen. Geschichtlicher Hintergrund: Der Name dieses wichtigen europäischen Alpenübergangs stammt von einer kleinen auf der Passhöhe in der Mitte des 12. Jahrhunderts erbauten und dem Bischof Godehard von Hildesheim geweihten Kapelle. Auf Grund mehrerer schlecht zugänglicher Schluchten konnte der St. Gotthardpass bis ins 19. Jahrhundert hinein nur als Saumweg genutzt werden. In den Sommermonaten wurden die Waren von Pferden, Maultieren, Eseln oder Ochsen transportiert, in den Wintermonaten kamen Schlitten zum Einsatz. So wurden um 1750 jährlich knapp Tonnen Güter transportiert. Die Reisezeit zu Fuß von Flüelen nach Bellinzona betrug rund 30 Stunden. Ab 1830 stand die erste durchgehende Straße für den Transport über den Gotthardpass zur Verfügung, die das etwa 50 jährige Kutschenzeitalter einläutete. Mit achtspannigen Pferdefuhrwerken, die Platz für 10 Personen und bis zu 500 kg Ladegewicht boten, dauerte die Reise von Basel nach Mailand aber immer noch rund 50 Stunden. In den Wintermonaten wurden zwar Schlitten anstelle der Kutschen eingesetzt, jedoch war die Passüberquerung wegen der Witterung oftmals ein recht gefährliches Unterfangen. Mit der Eröffnung der Gotthardbahn im Jahr 1882 ändert sich dies grundlegend. Pferdekutschen verkehren seither nur noch als touristische Attraktion wurden sie gänzlich von den Postbussen abgelöst.

2 Wegen der Kreuzung verschiedener Alpenstraßen erlangte die Gotthard-Region im 19. Jahrhundert eine zunehmende militärstrategische Bedeutung und wurde zur Festung ausgebaut. So wurde die Nord-Süd-Route durchgängig mindestens 5 m breit ausgebaut, erste Tunnel und verstärkte Brücken entstanden. Heute ist die Gotthard-Passstraße durchgehend zweispurig ausgebaut und in den Sommermonaten befahrbar. Im Jahr 2014 wurde sie von knapp Fahrzeugen genutzt. Die bisherige ca. 206 km lange Gotthardbahn zwischen Immensee und Chiasso mit ihren vielen Kunstbauten (Brücken, Galerien, Kehrtunneln) wurde zwischen 1871 und 1882 von über Arbeitern erbaut. Die für damalige Verhältnisse unglaubliche geologische Herausforderung des Baues eines 15 km Scheiteltunnels zwischen Göschenen und Airolo auf etwa 1100 m über dem Meeresspiegel im Sprengvortrieb hatte 177 Todesopfer und 493 Schwerverletzte zur Folge. Der Bau der Gesamtstrecke kostete 66,67 Mio. CHF, was eine Kostenüberschreitung von ca. 20% entsprach und für die Baufirma den Ruin bedeutete. Seit der Einweihung der Gotthardbahn am verkürzte sich die Reisezeit erheblich. Heute (vor der Inbetriebnahme des Basistunnels) fahren täglich ca. 80 Reisezüge und bis zu 180 Güterzüge über die Bergstecke. Bedingt durch das Gewicht der Güterzüge und die Steigung der Trasse ist bei vielen Zügen der Einsatz von zwei Zuglokomotiven und einer Schiebelok notwendig. Bis zur Fertigstellung des Gotthard-Straßentunnels im Herbst 1980 wurden jährlich neben dem auch heute noch stattfindenden Güterverkehr bis zu Fahrzeuge jährlich mit der Bahn über den Gotthardpass transportiert. Die Bahnverladung wird heute nur noch bei längeren Sperrungen des Straßentunnels reaktiviert. Basistunnelbau: In mehreren Volksabstimmungen haben sich die Schweizer bis 1994 für den Bau dieses Tunnels als Herzstück des zentralen europäischen Bahnkorridors von Rotterdam nach Genua und die Verlagerung des Transitgüterverkehrs auf die Schiene unter Verzicht des Transitstraßenausbaus entschieden. In der 17 jährigen Bauzeit seit 1999 (ohne Sondierungs- und Vermessungsvorarbeiten) mussten insgesamt 152 km Tunnel für die beiden Hauptröhren, Lüftungs-, Quer- und Rettungstollen ausgebrochen werden. Bei der Realisierung des Tunnelbaus mittels Tunnelbohrmaschinen (64 %) und im Sprengvortrieb (36 %) durch hartes Granitgestein bis hin zu stark durchbrochenen Sedimenten haben 9 Arbeiter ihr Leben verloren. Insgesamt sind ca. 28,2 Millionen Tonnen Aushubmaterial angefallen, welches ca. zu 1/3 für den Innenausbau wiederverwendet werden konnte. Im Berg betrug die Temperatur während der Bauzeit bis zu 50 Grad Celsius. Gebaut wurde in drei Schichten rund um die Uhr, so dass der Tunnel fristgerecht und sogar unter Einhaltung des Kostenbudgets fertiggestellt wurde. Der Bau wurde in fünf Abschnitten gleichzeitig realisiert, wobei unterschiedliche Vorgehensweisen genutzt wurden.

3 Technische und statistische Daten des Basistunnels: zwei parallele einspurige Fahrröhren in 40 bis 70 m Abstand alle 325 m einer von insgesamt 176 Querschlägen als Rettungsröhre zwei Multifunktionsstellen als Nothaltepunkte mit Gleiswechselmöglichkeit Kosten 12,2 Mrd. CHF (keine Kostenüberschreitung) bis zu m Felsüberlagerung Temperatur im Tunnel C Streckenverkürzung von 30 km gegenüber der bisheriger Bergstrecke Fahrzeit durch den Tunnel in ca. 20 Minuten möglich (ca. 45 Minuten schneller als bisher) Höhenlage: o Nordportal o höchster Punkt im Tunnel o Südportal 460 m 549 m (Scheitelpunkt) 312 m

4 Bauzeiten: o Baubeginn (erste Sprengung) o Letzter Durchschlag (Weströhre) o Fertigstellung Bahntechnik o Eröffnung o Start Fahrplanbetrieb ca Arbeiter zu Spitzenzeiten aus 15 verschiedenen Ländern gleichzeitig auf der Baustelle Tunnelkapazität: o Reisezüge 65 Fahrten pro Tag o Güterzüge 260 Fahrten pro Tag Maximalgeschwindigkeiten: o Reisezüge 250 km/h (Fahrplangeschwindigkeit 200 km/h) o Güterzüge 160 km/h (Fahrplangeschwindigkeit 100 km/h) maximale Zuglänge: 750 m 290 km Schienen (115 km Gleis im Tunnel) ca Leuchten 10 Notstromanlagen 4 Stellwerke 712 Achszähler Zuführung von 650 m³ Frischluft pro Sekunde verschiedene Detektionsanlagen zur Überwachung von Unregelmäßigkeiten insgesamt 2 Lösch- und Rettungszüge in Erstfeld und Biasca stationiert Instandhaltung: Etwa Objekte müssen regelmäßig unterhalten werden. Die SBB rechnet mit einem jährlichen Aufwand von ca Arbeitsstunden. Für die Regel-Intervalle gibt es planmäßige Röhrensperrungen (einseitig) in den Nachtstunden. Zukunft der Gotthardbahn: Durch die weiterhin, zumindest bis 2025, für den Regionalreiseverkehr genutzte Bergstrecke in Verbindung mit dem Gotthard-Basistunnel werden zukünftig bis zu 120 Züge mehr den Gotthard passieren können. Bei Güterzügen können längere Züge mit mehr Gewicht unter Verzicht der Schiebeloks bzw. teilweise der Zweitlokomotive eingesetzt werden. Dies wird aber erst nach der geplanten Fertigstellung des Ceneri-Basistunnels im Jahr 2020 tatsächlich möglich sein. Mit dessen Fertigstellung verkürzt sich die Fahrzeit von Zürich nach Mailand dann nochmals um 15 Minuten, so dass beide Basistunnels zusammen eine Fahrzeitverkürzung von 4 auf 3 Stunden bringen werden. Vermessungsarbeiten: Seit 1996 wurden erste Messungen am Tunnelstandort durch die Firma Swissphoto AG (schweizerisch-deutsches Unternehmen) durchgeführt, um ein Basisnetz mit 20 Referenzpunkten aufzubauen, welches bis zum Abschluss des Ausbaus die Grundlage aller Vermessungsarbeiten blieb. Eine besondere Herausforderung beim Tunnelbau liegt darin, dass keine Satelittennavigation unter Tage möglich ist und die auftretenden Temperatur- und Dichteänderungen, Feuchtigkeit und vor allem Staub berücksichtigt werden müssen.

5 Deshalb mussten von den Tunnelportalen bzw. Zwischenangriffsstollen Polygonzüge gelegt und mit Tachymeter- und Kreiseltechnik gemessen werden. Während des Tunnelbaus mussten die notwendigen Vermessungsarbeiten und Messtätigkeiten spätestens alle 400 m wiederholt werden. Durch exakte Berechnung der Ausgleichung für Dichte und Temperatur (Lichtstrahlkrümmungsausgleich) und mit Langzeitmessungen gegen die Seitenrefraktion konnte sichergestellt werden, dass der Tunnelausbau in die richtige Richtung vorangetrieben wurde und die zulässige Abweichung von maximal 25 cm bei den Durchbrüchen eingehalten werden konnte. Zusätzlich wurden regelmäßige Höhennivellements durchgeführt. Beim letzten Durchbruch der Oströhre am trafen beispielsweise die beiden Tunnelabschnitte mit nur 8 cm Abweichung aufeinander. Eine besondere Herausforderung für die Vermessungsingenieure stellte der Zwischenangriff Sedrun dar. Hier wurde ein 850 m tiefer Schacht dessen Durchmesser lediglich 8,5 m betrug bis auf die Tunnelbasis gebohrt, von wo aus anschließend in beide Richtungen der Tunnelvortrieb erfolgte. Dazu mussten die Oberflächenkoordinaten zunächst auf den Schachtboden mittels mechanischer und optischer Lotung übertragen werden. Während der gesamten Bauzeit des Basistunnels musste zusätzlich die Überwachung von drei künstlichen Bergseen in der unmittelbaren Umgebung über dem Tunnel überwacht werden, damit kein zusätzliches Wasser in das Bergmassiv eindringt oder Infrastruktur gefährdet wurde. Die Gesamtkosten allein für die Vermessung des Gesamttunnelbauwerks beliefen sich auf ca. 25 Millionen CHF. Quellen: Eisenbahnkurier; Themenheft 54 Gotthardbahn Zfv 5/2016; Franziska Konitzer Zentimetergenau durch die Alpen DVW-Mitteilungsheft 2/2007 Reporter 76; Der längste und tiefste Eisenbahntunnel der Welt FORUM Gotthardtunnel