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Heidelberger

Bild: Heidelberger Zement/Steffen Fuchs

Spritzbetonzement im Tunnelbau

Entsprechend der Redewendung, ist bereits das Licht am Ende des Tunnels zu sehen, nicht nur weil der Herrschaftsbucktunnel nur eine Länge von knapp 500 Metern aufweist, sondern weil die Bauarbeiten zügig voranschreiten.
Nach Baubeginn Mitte des Jahres 2017 erfolgte der Durchschlag durch eine der beiden Röhren bereits im Februar 2018.
Der zweiröhrige Tunnel wird nach seiner Fertigstellung den Straßenverkehr der Ost-West-Verbindung von der Bundesautobahn A5 zur A81 bis in die Schweiz leiten.

Roland Arnold, Projektleiter von der Innsbrucker BeMo Tunnelling GmbH, die zusammen mit dem Argepartner Subterraden Rohbau das Bauvorhaben durchführt, führt zu dem Bauprojekt wie folgt aus:
„Der Tunnel unterfährt die namensgebende Bergkuppe des Herrschaftsbucks. Er bringt eine große Entlastung für die Menschen am Hochrhein, die in der dicht besiedelten Region auf eine gute Infrastruktur angewiesen sind. Das Ganze ist ein wichtiger Durchbruch beim Weiterbau der A98, die bislang am Autobahndreieck Hochrhein endet.“

Das Tunnelprojekt wurde von Osten heraufgefahren, dabei wurden beide Tunnelröhren fast gleichzeitig begonnen, jedoch mit geringem Vorlauf der Nordröhre (30 Meter).

Bei diesem Projekt entschieden sich die Ingenieure die „Neue Österreichische Tunnelbauweise“ (NÖT), die auf eine Tunnelbohrmaschine verzichtet.

„Diese rechnet sich normalerweise erst bei einem längeren Tunnel. Außerdem benötigt ein Straßentunnel mehr Breite als Höhe – im Gegensatz zu einem Eisenbahntunnel mit seiner Oberleitung. So haben wir zwei eher eiförmige Röhren im sogenannten Maulprofil in den Berg gebaggert und gesprengt.
Von Westen kommend steigt das Gelände relativ steil an, so dass nach circa 100 Metern die maximale Überlagerung von 20 bis 25 Metern erreicht wird. Die Röhre in Fahrtrichtung Westen wird 7,5 Meter breit und bekommt zwei Fahrspuren, die nach wird Osten dagegen elf Meter breit und erhält drei Spuren, da es auch eine Einfädelspur geben wird.
Neben den beiden Röhren sind seitliche Notgehwege angeordnet. Diese Wege sind in der Tunnelmitte mit einem Querschlag verbunden, damit im Falle eines Brandes die jeweils andere Röhre als Fluchtweg dienen kann.
Das Durchfahren des schwierigen Baugrunds stellte eine große Herausforderung dar.
Wir mussten uns hier durch verschiedene Gesteinsschichten mit unterschiedlichen Eigenschaften arbeiten. Lettenkeuper und Muschelkalk trafen wechselweise aufeinander – dazu Gipskeuper und Karst. Die prognostizierten Wassermengen sind aber nicht eingetreten.
Nach jedem Abschlag von 1,25 Metern war es das A und O, die frisch ausgebrochene Tunnellaibung sofort zu sichern, damit eventuell herabfallende Gesteinsbrocken nicht unsere Arbeiter gefährden“, so Arnold weiter.

Diese Sicherung erfolgte durch eine etwa drei Zentimeter dicke Lage Spritzbeton. Danach erfolgte die erste Bewehrungslage und der Stahlgitterbogen als Stützelement, gefolgt von erneutem Spritzbeton.

Spieße, die vier Meter tief rund um die sogenannte Firste, also die Tunneldecke, in das Gestein gebohrt werden, sowie radiale Anker geben dem Tunnel einen zusätzlichen Halt.
Nach dem Abklingen der Setzungen wurde die eigentliche Innenschale betoniert.

Für den Spritzbeton wurde ein CEM I 52.5 N (sb) aus dem Werk Schelklingen der HeidelbergCement AG verwendet, der sich nach Herstellerangaben, durch eine besonders hohe Reaktivität auszeichnet.
„Im Prinzip startet die Zementreaktion schon im Flug des Spritzbetons“, erklärt Dr. Klaus Felsch, Produktmanager Verkehrswegebau bei HeidelbergCement in Deutschland. „Das Erstarren setzt unmittelbar nach Aufspritzen des Betons ein.“
„Das endgültige Tragsystem, nämlich die 60 Zentimeter starke Betoninnenschale, wird unter Verwendung verfahrbarer Schalwagen mit einem CEM II A-LL 42.5N eingebaut“, so die weitere Ausführung von Arnold.

Dem heutigen Brandschutzstandard entsprechend, werden Kunststofffasern im Beton verbaut.

Die im Brandschutzbeton verwendeten Propylenfasern sollen im Brandfallereignis schmelzen, wodurch über die kapillare Struktur im Zementstein Dampfdruck abgebaut wird.
Als Ergebnis sollen die sich Betonabplatzungen reduzieren und die damit verbundene Gefährdung von Personen (Betroffene und Helfer) gemindert werden.

Das Heidelberger Unternehmen, vertreten durch Herrn Dr. Klaus Felsch, führt folgende optimale Qualitätsaspekte für den eingesetzten Spritzbeton an:
„Zur Sicherung von bergmännisch aufgefahrenen Tunneln wird Spritzbeton schon recht lange eingesetzt. Gemäß Neuer Österreichischer Tunnelbauweise verzichtet das heutige Nassspritzverfahren auf den Einsatz alkalihaltiger Beschleuniger, da diese aggressiv und gesundheitsgefährdend sind.
Die neuen alkalifreien Beschleunigertypen sind im Vergleich allerdings weniger effektiv. Dementsprechend steigen die Anforderungen an den Zement:
Er muss besonders reaktiv sein.
Beim Einsatz sehr guter Spritzbetonzemente lassen sich dann die Zugabemengen der Beschleuniger an der Spritzbetondüse deutlich reduzieren, so dass der Spritzbeton insgesamt wirtschaftlicher wird. Eine gute Kombination aus reaktivem Spritzzement und geeignetem Beschleuniger erhöht ferner die Vortriebsge-schwindigkeit.
Es lassen sich größere Spritzbetonmengen in kürzerer Zeit verarbeiten. Beim Schelklinger Spritzbetonzement haben die Experten unserer Abteilung mit dem Werkslabor und den Bauberatern lange getüftelt und getestet.
Entwickelt wurde ein sehr reaktiver Zement, der nun in verschiedenen Tunnelprojekten eingesetzt wird, unter anderem aktuell im Herrschaftsbucktunnel in Rheinfelden.“

Als vorgesehenes Ende der Bauzeit wird die Jahresmitte angegeben.

März 2019