2. S-Bahn-Stammstrecke München: Ausschreibung für den Ostabschnitt bis Ende 2023
Mit rund 840 000 Fahrgästen pro Tag ist die Münchner S-Bahn eines der größten ÖPNV-Systeme in Deutschland. Bereits 1972 zu den Olympischen Spielen eröffnet, hat die 11,3 km lange Stammstrecke ihre Kapazitätsgrenze erreicht, da alle S-Bahnen die Münchner Innenstadt durch einen Tunnel unterqueren müssen. Abhilfe wird nun durch den Bau der rund 10 km langen 2. Stammstrecke geschaffen. Sie soll die bestehende Trasse entlasten, als Ausweichmöglichkeit im Störfall dienen und vor allem durch die Einführung eines neuen Express-S-Bahn-Systems die Reisezeit von West nach Ost deutlich verkürzen. Bereits in tunnel 4/2022 und 2/2023 wurden die Arbeiten der ARGE Marienhof und das Gesamtprojekt ausführlich vorgestellt. Im folgenden Beitrag wird der östliche Teil, die Vergabeeinheit 733 mit dem Tunnel ab dem Marienhof bis einschließlich dem „Ostbahnhof tief“ vorgestellt. Die Ausschreibung erfolgt voraussichtlich bis Ende des Jahres 2023.
Die Vergabeeinheit 733 (VE 733, Bild 1) umfasst, beginnend am Marienhof, die Herstellung der zwei Verkehrstunnelröhren mit Querschlägen und dazwischenliegendem Erkundungs- und Rettungsstollen (ERS), der Rettungsschächte 7 und 8 (RS7 und RS8) und der unterirdischen Stationsanlage des Ostbahnhofs tief. Die Trasse schwenkt hierbei vom Marienhof zur Maximilianstraße, folgt deren Verlauf, unterquert die Isar und führt bis zu den Maximiliansanlagen. Eine hier geplante Abzweigstelle in ca. 40 m Tiefe ermöglicht den späteren Nachbau einer Trasse nach Süden Richtung Giesing, den sogenannten Südast. Im Weiteren schwenkt die Trasse in südliche Richtung weiter im Bogen Richtung Ostbahnhof-Friedenstraße, wo in rund 16 m Tiefe der unterirdische Ostbahnhof tief geplant ist.
1 | Übersicht Vergabeeinheit VE 733
Credit/Quelle: DB Netz AG
Die Tunnelröhren der zwei Verkehrstunnel sowie der Erkundungs- und Rettungsstollen (ERS) werden überwiegend mit Tunnelvortriebsmaschinen mit aktiver Ortsbruststützung und Tübbingausbau aufgefahren. Die acht Querschläge zwischen den drei Tunnelröhren werden in Spritzbetonbauweise im Schutz einer Baugrundvereisung gebaut. Der Ostbahnhof tief (mit Schlitzwandbauweise) sowie die beiden Rettungsschächte RS7 (mit Schlitzwandbauweise) und RS8 (mit Bohrpfahlwand) werden in Deckelbauweise hergestellt. Die Herstellung des Abzweigbauwerks für die spätere Anbindung des Südastes erfolgt durch Rückbau und Aufweitung der TBM-Verkehrstunnelabschnitte in Spritzbetonbauweise vom RS7 aus. Der Neubau der Bahnsteigunterführung West (BU West) vom neuen Ostbahnhof tief zum bestehenden Empfangsgebäude erfolgt mit 13 auf Spundwänden aufgelagerten Hilfsbrücken.
1 Streckentunnel und Erkundungs- und Rettungsstollen im TBM-Vortrieb
Die annähernd parallelen Röhren zwischen dem Marienhof und dem Ostbahnhof tief werden als kreisrunde Streckentunnel mit ca. 9 m Ausbruchquerschnitt und der kreisrunde Erkundungs- und Rettungsstollen mit ca. 5 m Ausbruchquerschnitt in maschineller Bauweise mit einer Schild-TBM mit aktiver Ortsbruststützung und einschaligem Tübbingausbau vorgetrieben. Der Achsabstand der Verkehrstunnel beträgt zwischen 18 m und 24 m.
Die maschinellen Tunnelvortriebe starten in einem temporären und vorab hergestellten Startschacht im westlichen Teil der Baugrube des Ostbahnhofs tief und fahren in Richtung Marienhof. Die TVM werden dann zum Startschacht zurückgezogen, dort demontiert und ausgehoben. Die Streckenlängen der Vortriebe betragen jeweils ca. 2850 m.
Der mittig zwischen den Streckentunneln liegende ERS verläuft in der Regel in Höhe des planmäßigen Fluchtweghöhenniveaus der Streckentunnel und parallel zu deren Tunnelachsen. Im Bereich des RS7 wird der ERS aus geometrischen Gründen, auch in Bezug auf die später herzustellenden Tunnelröhren des Südastes, über die Streckenröhren angehoben und nördlich am Schachtbauwerk des RS7, mit einem gesonderten Zugang zum Schacht, vorbeigeführt (Bild 2).
Aus Sicherheitsgründen sind für die Arbeiten in den Tunnelbereichen nur Fahrzeuge mit einem Elektroantrieb vorgesehen.
2 | 3D-Ansicht Trassenführung Verkehrstunnel und Erkundungs- und Rettungsstollen im Bereich Rettungsschacht 7
Credit/Quelle: DB Netz AG
2 Streckenverlauf und Bauwerke vom Ostbahnhof tief bis zum Marienhof
Im Anschlussbereich der Tunnelröhren an das Stationsbauwerk Ostbahnhof tief wird zur Verbesserung der Baugrundeigenschaften für die TBM-Ausfahrt aus der Baugrube westlich der Schlitzwand der Baugrubenumschließung ein rd. 11 m langer „Dichtblock“ im Düsenstrahlverfahren hergestellt. Die Ver- und Entsorgung der maschinellen Tunnelvortriebe erfolgt über den Startschacht West am Ostbahnhof tief. Dort ist auch im Bereich der Friedenstraße bahnparallel die zentrale Baustelleneinrichtung für die Tunnelvortriebe angeordnet.
Zwischen dem Ostbahnhof tief und dem RS8 verlaufen alle drei Tunnelröhren unter den in Betrieb befindlichen Gleisanlagen der DB. Die Scheitelüberdeckung (Abstand zur GOK) der Tunnelröhren beträgt in diesem Bereich zwischen ca. 9 und 13 m. Kurz nach Anfahren der Vortriebe aus der Startbaugrube West werden die bestehenden Streckenröhren der U-Bahn U5 in geringem Abstand von rd. 2,1 bis 2,7 m überquert.
Zwischen dem RS8 und dem RS7 verlaufen alle drei Tunnelröhren unter dem Münchner Stadtteil Haidhausen. Der Abstand zwischen Tunnelscheitel und Bauwerksgründungen beträgt hier zwischen ca. 20 und 28 m. Sensible Bauwerke in diesem Bereich sind u. a. die 1912 gebaute, auf Pfählen gegründete Johanneskirche am Preysingplatz und der zweigleisige Bahntunnel der 1. S-Bahn-Stammstrecke sowie historische Bierkeller-Gewölbe.
Die Tunnelüberdeckung beträgt im Bereich des RS7 ca. 36 m und verringert sich im Bereich der Isarflusssohle auf ca. 14 m, um folgend zum westlichen Isarufer auf maximal 22 m wieder anzusteigen. Bedingt durch die Höhenverschwenkung unterfährt der ERS den Auer Mühlbach mit einer Scheitelüberdeckung von ca. 8,8 m. Hier sind, zur Vermeidung von ggf. auftretenden Havarien, zusätzliche Notfallmaßnahmen vorgesehen.
Direkt nach der Isarunterquerung wird das Praterwehr unterfahren und die innerstädtische Bebauung bis zum Marienhof in ca. 30 bis 40 m Tiefe unterquert.
3 Querschläge
Die Querverbindungen bestehen jeweils aus zwei kurzen Querschlägen (3,5 m hoch, 3,4 m breit) zwischen den Verkehrstunnelröhren und dem Erkundungs- und Rettungsstollen. Sie werden zweischalig mit bewehrter Spritzbetonaußenschale und Stahlbetoninnenschale in Ortbetonbauweise hergestellt. Alle Querschläge werden unabhängig vom Wasserdruckniveau zusätzlich mit außenliegender Abdichtung aus Kunststoffdichtungsbahnen (KDB) ausgeführt. Der Ausbruch und die Sicherung erfolgen in Spritzbetonbauweise im Schutze einer Vereisung. Die Öffnung der Querschläge ist mit Hilfe von Stahltübbingen vorgesehen.
Die Querschläge 8 bis 10 und 12 bis 16 (Bild 3) werden nach den Vorgaben der Brandschutz- und Rettungskonzepte über den Ostbahnhof tief oder den RS7 hergestellt. Der Querschlag 11 liegt im Bereich des RS7 und wird bergmännisch im Schutze einer Grundwasserentspannung im Druckluftvortrieb direkt vom RS7 kommend gebaut.
3 | Querschnitte Vereisung im Bereich der Querschläge
Credit/Quelle: DB Netz AG
4 Rettungsschacht RS7 und Abzweigbauwerk Südast
Der ca. 35 m lange, 16 m breite und 39 m tiefe Rettungsschacht 7 wird in Deckelbauweise in einer mit einer Schlitzwand (55 m Tiefe) umschlossenen Baugrube hergestellt.
Die Fahrtunnelröhren und der ERS sind mit dem Rettungsschacht 7 über Querschläge verbunden, die unter Druckluft hergestellt werden. Hierzu sind vertikale Druckluftschleusen im RS7 vorgesehen.
Die Tunnelröhren (Fahrtunnel und Anschluss des Rettungsstollens) für das Abzweigbauwerk Südast werden in Spritzbetonbauweise und unter Druckluft hergestellt. Die Vortriebsarbeiten erfolgen aus dem RS7 über die dortigen Querschläge, die bauzeitig teilweise zu Anfahrkavernen aufgeweitet und im Endzustand entsprechend zurückgebaut werden (Bild 4).
4 | Querschnitt RS7 – Blickrichtung Ostbahnhof tief
Credit/Quelle: DB Netz AG
An den östlichen Enden des Abzweigbauwerks werden „Blindtunnel“ für den späteren Anschluss des Südastes ausgeführt (Bild 5),
5 | Lageplan RS7 und Abzweigbauwerk
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die kraftschlüssig verfüllt und gedämmt werden. Die zweischalige Konstruktion der Abzweigbauwerke erfolgt mit bewehrter Spritzbetonaußenschale und Stahlbetoninnenschale sowie einer außenliegenden Abdichtung.
Die Wasserhaltung in diesem Baubereich wird sowohl über vertikale Brunnen als auch über 80 m lange Horizontalbrunnen für die Herstellung des Abzweigbauwerks aus einem im RS7 integrierten Entwässerungsschacht gewährleistet.
5 Rettungsschacht RS8
Der ca. 20 m lange, 12 m breite und ca. 21 m hohe Rettungsschacht 8 wird in Deckelbauweise in einer mit einer Bohrpfahlwand umschlossenen Baugrube hergestellt. Das Bauwerk ist in fünf Geschosse, mit der Ebene E-4 als Fluchtwegebene, aufgeteilt (Fig. 6).
6 | 3D-Ansicht RS8 und Querschlag 16
Credit/Quelle: DB Netz AG
6 Ostbahnhof in Tiefenlage
Der neue Ostbahnhof tief wird als unterirdische Personenverkehrsanlage in Parallellage zu den vorhandenen oberirdischen Gleisen des bestehenden Ostbahnhofs und der angrenzenden Friedenstraße genutzt werden. Bei dem Neubau handelt es sich um eine im Grundriss rechteckige, zweigleisige Station mit einem Mittelbahnsteig.
Der Bahnsteig liegt in etwa 16 m Tiefe unter der Geländeoberkante. Die Station besteht neben der Eingangsebene (E0), der Verteilerebene (E-1) und der Bahnsteigebene (E-2) aus verschiedenen Zwischengeschossen zur Personenführung sowie Technikbereichen. Der Baubereich auf dem Bahngelände mit einer Länge von ca. 270 m und einer Breite von ca. 33 m befindet sich im südlichen Umfeld des Münchner Ostbahnhofs und nordwestlich der Friedenstraße.
Das Stationsbauwerk des Ostbahnhofs wird in Deckelbauweise zweischalig hergestellt – mit außenliegenden Schlitzwänden, Primärstützen und Stahlbeton-Innenschale. Aus statischen Gründen sowie aus Gründen der Wasserundurchlässigkeit sind die Schlitzwände 1,0 m und die Innenwände 0,8 m dick. Eine 15 cm dicke Spritzbetonschicht ist zum Ausgleich von Bautoleranzen vorgesehen. Der Dachdeckel dient als Baustelleneinrichtungsfläche und das westliche Ende später temporär als Startschacht für die Tunnelvortriebe.
Der Einbau der Primärstützen, die Bohrpfahlgründungen und die Herstellung der Schlitzwände erfolgen von der Geländeoberfläche/Voraushubebene aus. Die im Zuge dieser Maßnahme hergestellten Primärstützen sind größtenteils endgültige Stützen und so konzipiert, dass sehr große Gebäudelasten einer potenziellen zukünftigen Überbauung abgetragen werden können.
Die Herstellung der Stationsbaugrube ist in zwei wesentliche Hauptabschnitte unterteilt: der Startschacht West (für die TBM) und das übrige Stationsbauwerk. Am westlichen Stationsende wird zuerst der Startschacht West hergestellt. Eine temporäre Schlitzwand trennt den Startschacht West vom Baubereich der übrigen Station. Der Bau des Startschachts ermöglicht den Vortrieb der TBM (Richtung Marienhof) sowie gleichzeitig eine unabhängige Errichtung des Rohbaus der restlichen Station.
Im Startschacht sind große Einbringöffnungen für die TBM und sonstige Materialtransporte sowie im übrigen Stationsbauwerk drei Andienöffnungen zur Herstellung in Deckelbauweise vorgesehen. Die weiteren Andienöffnungen im Deckel haben eine durchgängige Öffnungsgröße von mindestens 10 x 5 m.
Die Aussteifung der Baugruben erfolgt durch die unterschiedlich dicken Decken und die Dachdecke sowie die 0,75 m dicken Zwischendecken (Verteilergeschosse). Zusätzlich müssen die Baugruben (Startschacht West, übriges Bauwerk) durch eine Lage von Doppelankern im Abstand von ca. 1,8 m Ankeransatz rückverankert werden.
7 Wasserhaltung
Für den Neubau der Station ist eine Wasserhaltung durch Innen- und Außenbrunnen erforderlich. Die Schlitzwand schützt bauzeitlich vor Grundwasserzutritten aus dem Quartär und dem Tertiär und bindet in die stauende Tonschicht unterhalb des Tertiäraquifer bis ca. 505 m NN ein. Der oberste Tertiärhorizont sowie das Quartär werden durch den Schlitzwandkasten umschlossen. Beide Horizonte werden während des Aushubs mittels Innenbrunnen gelenzt. Gespannte Grundwasserleiter unterhalb der Schlitzwandunterkante müssen während des Aushubvorgangs mittels Innen- und Außenbrunnen entspannt werden. Die Wasserhaltung der Innen- und Außenbrunnen ist so lange wie erforderlich zu betreiben, um den hydraulischen Grundbruch während des Aushubvorgangs zu vermeiden bzw. so lange, bis die Auflasten aus dem Eigengewicht des Betons – bei bereits hergestellter Bodenplatte – größer sind als der Auftrieb.
8 Dükerbauwerke
Im westlichen Bereich des Ostbahnhofs mit der Tunnelanlage liegen die Bauwerke quer zum Grundwasserstrom des Quartärgrundwassers. Zur Begrenzung eines daraus folgenden Grundwasseraufstaus durch die im Quartär liegenden Bauwerksteile sind Grundwasserüberleitungsanlagen (Düker) erforderlich. Außerdem ist bereits in der Bauphase temporär das Grundwasser überzuleiten.
Die erste Dükerschacht-Art wird aus Schachtfertigteilen mit einem Durchmesser von mind. DN3000 errichtet. Die Schachtfertigteile werden vorab an den Schachtstandorten abgeteuft. Der Schneidschuh befindet sich am untersten Schachtring. Der Aushub erfolgt innen durch Eindrücken der Schachtringe. Gleichzeitig wird das Bauwerk mit Unterwasserbeton an der Sohle gegen das Quartär- und Tertiärgrundwasser abgedichtet. Diese Ausführung ist für die Dükeranlagen 1, 5 und 6 vorgesehen, da diese nicht an ein Bauwerk in offener Bauweise anschließen. Aus den Schächten werden die Filterstränge mit Gesamtlängen zwischen 15 und 35 m vorgetrieben. Sie sind mithilfe von Schiebern an der Schachtwand absperrbar.
Die zweite Dükerschacht-Art muss aufgrund der bestehenden Gleisanlagen mit der Baugrubenumschließung des Ostbahnhofs verbunden werden. Die halbkreisförmigen Schächte schließen unmittelbar an die Baugrubenumschließung an.
Die Schachtwandung besteht aus einer überschnittenen Bohrpfahlwand, die an den Enden jeweils über DSV-Dichtsäulen an die Baugrubenumschließung angeschlossen ist. Der lichte Schachtradius beträgt ca. 3,45 m. Im Zuge des Aushubs der Dükerschächte werden aussteifende Deckenscheiben mit Durchstiegen erstellt. Für die Herstellung der Dükerschachtbauwerke 2 und 4 ist eine temporäre Wasserhaltung durch vier Außenbrunnen (jeweils ein Brunnen pro Schachtbauwerk) erforderlich.
9 Ausblick
Die Vergabeeinheit VE 733 wird im Jahr 2023 als EU-weites Verhandlungsverfahren mit vorgeschaltetem Teilnahmewettbewerb ausgeschrieben.
Der Abschnitt ab dem Ostbahnhof tief in Richtung Leuchtenberg mit der Vergabeeinheit VE 734 wird nachfolgend veröffentlicht und beinhaltet ca. 500 m Druckluftvortrieb unter dem östlichen Gleisfeld sowie den Rettungsschacht 9 in Schlitzwandbauweise. Ebenso dieser Vergabeeinheit zugeordnet wird die Querung Berg am Laim, mit komplexen Verkehrsphasen unter Aufrechterhaltung des öffentlichen Verkehrs (insbesondere der Tramlinie), sowie der erste Bauabschnitt des Verteilerbauwerks, bis die Tunneltrasse wieder an die Oberfläche kommt.
Die Vergabeeinheit VE 833 mit hohen bahnbetrieblichen Anteilen, wie unter anderem dem Einbau von zahlreichen Weichen sowie der neuen Station Leuchtenberg, wird nachfolgend veröffentlicht.
