Tunnelbau in Deutschland: Statistik (2010/2011), Analyse und Ausblick

Seit mehr als 30 Jahren führt die STUVA eine Statistik zum Tunnelbau in Deutschland. Anlass hierzu war und ist eine entsprechende Anregung der International Tunnelling and Underground Space Association [1].

1 Statistik der im Bau befindlichen Tunnel 2010/11

Wie in den Vorjahren hat die STUVA auch für den Jahreswechsel 2010/11 eine Umfrage zu den laufenden Tunnelbauvorhaben in Deutschland durchgeführt. Das Ergebnis ist für den Stichmonat Dezember 2010 tabellarisch zusammengestellt und nachfolgend bewertet. Es handelt sich dabei um eine Fortschreibung der für 1978 [2] bis 2010 [3] veröffentlichten Tabellen. Erfasst wurden nur solche Tunnel- und Kanalbauwerke, die einen begehbaren oder bekriechbaren Ausbruchquerschnitt, d.h. einen lichten Mindestdurchmesser von 1.000 mm bzw. unter Einbeziehung der Rohrwandung mindestens einen Ausbruchquerschnitt von etwa 1 m² aufweisen. Unberücksichtigt blieben dagegen – wie in den Vorjahren – grabenlose Kleinvortriebe, die im Zusammenhang mit dem Sammlerbau, den zugehörigen Hausanschlüssen oder auch bei Unterpressungen von Bahn- und Straßenanlagen zur Anwendung gelangen.

Die Tabellen der zum Jahreswechsel 2010/11 im Bau befindlichen Tunnelprojekte sind aufgrund Ihres Umfangs nicht im Detail abgedruckt, können jedoch von den Internet-Seiten der STUVA (www.stuva.de) abgerufen werden. In diesen Tabellen wird der Bezug zu dem Datenmaterial der Vorjahre über die Nummerierung der Tunnelbauvorhaben erkennbar. Im Einzelnen setzt diese sich aus ein oder zwei Kennbuchstaben, einer zweiziffrigen fortlaufenden Registrierungsnummer und der ebenfalls zweiziffrigen Angabe des Erfassungsjahres zusammen. Die Kennbuchstaben dienen dazu, die geplante Tunnelnutzung stichwortartig aufzuzeigen:

US U-, Stadt- und S-Bahntunnel

B Fernbahntunnel

S Stadt- und Fern-Straßentunnel

V Wasser- und andere Versorgungstunnel

A Abwassertunnel

So Sonstige Tunnel

GS Grundsanierung von Tunneln

Dementsprechend besagt die Kennnummer US 0109, dass es sich um das Tunnelprojekt mit der laufenden Nummer 1 aus dem Bereich der U-, Stadt- und S-Bahnen handelt, das im Jahr 2009 erstmals in die Statistik aufgenommen wurde. Die vorstehend beschriebene Art der Nummerierung wurde vor dem Hintergrund gewählt, dass die meisten Baustellen, insbesondere aus dem Verkehrstunnelbereich, über 2 bis 3 Jahre und mehr laufen. Um Doppelzählungen zu vermeiden und um das jeweils neu hinzugekommene Bauvolumen ausweisen zu können, hat sich diese Art der Registrierung bewährt. Entsprechend wird in Tabelle 1 nicht nur das Gesamtbauvolumen, sondern in Klammern auch das im Berichtsjahr jeweils neu erfasste Bauvolumen ausgewiesen. Zum Vergleich sind dort neben den Angaben für den Jahreswechsel 2010/11 auch die Zahlen der beiden Vorjahreswechsel aufgeführt.

Allgemein informieren die Tunnellisten auf den Internet­seiten der STUVA über Lage und spätere Nutzung der aufgeführten Tunnel, über Länge und Querschnitt sowie über die vorwiegend angetroffenen Bodenverhältnisse. Das angewandte Bauverfahren wird stichwortartig beschrieben und die geplante Bauzeit angegeben. Soweit möglich, werden Bauherren, Planer und Ausführende benannt, letztere in einer ergänzenden alphabetisch geordneten Auflistung. Schließlich werden in zahlreichen Fällen noch konstruktive oder verfahrenstechnische Besonderheiten angemerkt.

Informationen über das Ausbruchvolumen der einzelnen Baumaßnahmen lassen bei einem Vergleich der Verkehrstunnel mit den Ver- und Entsorgungstunneln den tatsächlichen Umfang der jeweiligen Bauarbeiten besser abschätzen als Längenangaben allein. Allerdings ist bei der Erhebung des Ausbruchvolumens folgendes zu beachten: Während bei den geschlossenen Bauweisen das Ausbruchvolumen unzweifelhaft zu ermitteln ist, ergibt sich der für die offenen Bauweisen vergleichbare Wert erst aus der Verminderung des gesamten Bodenaushubs um die Wiederverfüllung.

Tabelle 1 vermittelt ein Bild über die jeweils zum angegebenen Jahreswechsel im Bau befindliche gesamte Tunnelauffahrlänge und das zugehörige Ausbruchvolumen. Außerdem sind für den Jahreswechsel 2010/11 in Bild 1 Auffahrlänge und Ausbruchvolumen nach der Art der Tunnelnutzung graphisch aufgegliedert.

Ein genereller Vergleich der Zahlen in Tabelle 1 lässt erneut eine deutliche Zunahme der Auffahrlänge der Verkehrstunnel zum Jahreswechsel 2010/11 mit insgesamt knapp 174 km gegenüber dem Vorjahreswechsel mit gut 159 km erkennen. Die Zunahme der Bautätigkeit erstreckt sich relativ gleichmäßig auf alle Verkehrsbereiche (U-, Stadt- und S-Bahn, Fernbahn, Straße).

Betrachtet man die Angaben zum Ausbruchvolumen, so ergibt sich bei einem Vergleich zwischen den Verkehrstunneln einerseits und den Ver- und Entsorgungstunneln andererseits bei einem längenbezogenen Verhältnis von knapp 9 : 1 ein Volumenverhältnis von etwa 71 : 1 (Bild 1).

Die Frage der Vollständigkeit des durch die Umfrage bei den Baufirmen und den Ingenieurbüros erhaltenen Zahlenmaterials ist nur schwer abzuschätzen. Um in dieser Hinsicht eine größere Zuverlässigkeit sicherzustellen, wurden im Rahmen der Erhebung 2010/11 wie in den Vorjahren auch die im U-, Stadt- und S-Bahnbau tätigen Städte sowie die Deutsche Bahn AG angeschrieben. Die Daten für die Tunnel der Bundesfernstraßen wurden vom Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Stadtentwicklung bereitgestellt [4]. In zahlreichen Fällen erbrachten die Antworten dieser Behörden sowie der Deutschen Bahn AG wichtige Ergänzungen und Korrekturen. Dem Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Stadtentwicklung, der Deutschen Bahn AG, den anderen genannten Behörden und Bauherren, den Planungsbüros sowie den beteiligten Baufirmen sei an dieser Stelle für die Mitarbeit bei der statistischen Erfassung laufender Tunnelbauvorhaben ausdrücklich gedankt.

Im Folgenden wird das Ergebnis der Erhebung per Dezember 2010 in verschiedener Hinsicht genauer ausgewertet, um so einen aktuellen Überblick über den Tunnelbau in Deutschland zu erhalten. Zur Vertiefung sei auf die umfassenden Erläuterungen in der Dokumentation „Unterirdisches Bauen Deutschland 2010“ mit zahlreichen in Wort und Bild dargestellten Beispielen verwiesen [5].

Der Schwerpunkt des innerstädtischen Bahntunnelbaus (Tabellenteil US) liegt auch in diesem Jahr in Köln, wo sich zum Jahreswechsel 2010/11 knapp 6,8  km U- bzw. Stadtbahntunnel im Bau befanden. In Hamburg werden zurzeit etwa 6,6 km U-Bahntunnel aufgefahren. Weitere Tunnelstecken sind in Berlin (5,7 km), Stuttgart (3,4 km), Düsseldorf (3,3 km), München (3,2 km), Karlsruhe (2,9 km) und Nürnberg (1,4 km) im Bau.

Der längenbezogene Anteil der geschlossenen Bauweisen am innerstädtischen Bahntunnelbau betrug mit 22,5 km Ende 2010 knapp 68 % des bundesweiten Gesamtbauvolumens für U-, Stadt- und S-Bahnen. Davon entfallen nahezu 8 % auf die Spritzbetonbauweisen (Vorjahr 7 %) und zum Vorjahr unverändert etwa 60 % auf den Schildvortrieb. Eine Übersicht über den Anteil der verschiedenen Tunnelbauverfahren gibt Bild 3a. Ergänzend hierzu zeigt das Diagramm in Bild 4a den längenbezogenen Anteil der geschlossenen Bauweisen im U-, Stadt- und S-Bahnbau während der letzten 20 Jahre. In diesem Diagramm ist die Unterteilung der geschlossenen Bauweisen nach Spritzbetonbauweisen und Schildvortrieb gesondert gekennzeichnet.

Die im Teil B aufgeführten Fernbahntunnel betreffen überwiegend Maßnahmen im Zuge des Ausbau- bzw. Neubauprogramms für die Schnellfahrstrecken der Deutschen Bahn AG. Von den derzeit laufenden Tunnelbaumaßnahmen (insgesamt 97 km) entfallen knapp 37 km auf die NBS Nürnberg–Erfurt und rund 31 km auf die NBS Erfurt–Halle/Leipzig. Auf der ABS/NBS Karlsruhe–Basel sind ca. 19 km Fernbahntunnel im Bau. Die Fernbahntunnel werden zum größten Teil in geschlossener Bauweise erstellt (Bild 4b) und zwar zu 61 % in Spritzbetonbauweise und 35 % maschinell (Bild 2).

Der Straßentunnelbau (Tabellenteil S) unterlag in den letzten Jahren ebenso wie die beiden anderen Verkehrsbereiche starken Vergabeschwankungen. Dies lässt sich klar aus der Vergabekurve in Bild 5 und vor allem aus der Blockgrafik zu den vergabemäßigen längenbezogenen Anteilen der Verkehrsträger in Bild 6 ableiten. Die Straßentunnel werden zu etwa gleichen längenbezogenen Anteilen in offener und geschlossener Bauweise erstellt (Bild 4c). Bei den geschlossenen Bauweisen überwiegt die Spritzbetonbauweise in Verbindung mit dem Sprengvortrieb in der Zahl der Anwendungsfälle.

In den Tabellenteilen V und A für die Ver- und Entsorgungstunnel sind – wie eingangs ausgeführt – nur solche mit größerem Durchmesser aufgelistet. Die kleinsten hier erfassten Querschnitte weisen einen Durchmesser von etwa 1,0 m auf, die größten einen von 3 bis 4 m. Alle zum Jahreswechsel erfassten Ver- und Entsorgungstunnel werden unterirdisch erstellt. Bei den Abwassertunneln überwiegt von den Bauverfahren her – wie in den Vorjahren – die Rohrvorpressung. Generell ist zu der Zusammenstellung der Abwassertunnel außerdem anzumerken, dass es sich hier nur um größere Hauptsammler handelt. Der erheblich größere Anteil, meist in offener Bauweise oberflächennah erstellter Sammler mit kleineren Querschnitten ist hier nicht aufgeführt, da er i.A. nicht zum Tunnelbau gerechnet wird.

Bezüglich der zum Jahresende 2010 im Bau befindlichen Tunnel erscheint zusätzlich die Verteilung auf die Bundesländer von Interesse. Hierüber geben Tabelle 3 und Bild 7 nähere Auskunft.

Wertet man für die Verkehrstunnel aus der Statistik der letzten Jahre die jeweils zum Jahreswechsel neu erfassten Auffahrlängen und Ausbruchvolumina vergleichend aus, so ergibt sich ein aufschlussreiches Bild über den Vergabeverlauf. Bild 5 lässt in diesem Zusammenhang den herausragenden Einfluss der DB-Neubaustrecken erkennen und zeigt unverändert deutlich die von der Bauindustrie und den Ingenieurbüros seit Jahren beklagte Unstetigkeit in der Vergabe des Tunnelneubaus durch die öffentliche Hand. Nach einem steilen Vergabeanstieg in den Jahren 1996 bis 2000 (bedingt vor allem durch die Aktivitäten im Zuge der NBS Köln-Rhein/Main) ist im Bereich der Fernbahntunnel für die darauffolgenden 2 bis 3 Jahre ein ebenso steiler Rückgang festzustellen (Bild 6). Für die Auslastung der Kapazitäten in der Tunnelbauindustrie (Planung und Ausführung) konzentrieren sich daher die Erwartungen unverändert auf die Baumaßnahmen im Zuge der weiteren Neu- und Ausbaustrecken der Deutschen Bahn AG sowie im Bereich der Bundesfernstraßen (siehe hierzu die Ausführungen unter Kapitel 2.).

2 Geplante Tunnelbauvorhaben

Das Ergebnis der Umfrage zu den konkret geplanten und in naher Zukunft zur Vergabe anstehenden Tunnel ist für die bauausführende Industrie und die Planungsbüros naturgemäß von besonderem Interesse. Es ist für den Vergabezeitraum ab 2011 in Tabelle 2 dargestellt.

Bei einer Bewertung des Zahlenmaterials in Tabelle 2 fällt auf, dass sich das im Vorjahr größere Planungsvolumen an U-, Stadt- und S-Bahntunneln wieder „normalisiert“ hat, d.h. die öffentliche Hand hat in stärkerem Maße Projekte vergeben (vgl. auch Tabelle 1). Unter den Projekten ragt nach wie vor das Planvolumen der Stadt München mit gut 22 km heraus. In Stuttgart sind, vor allem im Zusammenhang mit dem Projekt Stuttgart 21, etwa 6 km neue Tunnelstrecken geplant. Weitere Tunnelstrecken bis etwa 3 km Länge sind in Augsburg, Dortmund, Düsseldorf, Duisburg, Frankfurt/M., Hamburg, Köln und Nürnberg vorgesehen.

Zu dem umfänglichen Planvolumen bei den Fernbahntunneln ist festzustellen, dass sich hier vor allem der hohe Tunnelanteil der Projekte NBS Wendlingen–Ulm mit gut 58 km, Fernbahn Stuttgart 21 mit rund 57 km sowie ABS/NBS Nürnberg–Erfurt mit etwa 12 km Tunnelstrecke auswirkt.

Auf unverändert hohem Niveau bewegt sich auch das Volumen der geplanten Straßentunnel. Die aufgeführten Projekte betreffen zu etwa 90 % die Alten Bundesländer (vgl. Tabelle 4). Die in den Neuen Bundesländern in Vorbereitung befindlichen Maßnahmen stehen in großer Zahl immer noch im Stadium der Vorplanung und sind demzufolge für eine Aufnahme in die Statistik noch nicht ausreichend abgesichert. Ihre Planung erfolgt vor allem im Zuge der „Projekte Deutsche Einheit Straße“.

Die in Tabelle 2 aufgeführten 173 km an geplanten Straßentunneln haben in der Regel mindestens das Stadium der Planfeststellung erreicht. Das trifft in jedem Fall für die Tunnel im Zuge der genannten Bundesfernstraßen, d.h. in der Baulast des Bundes stehende Projekte (entsprechende Zahlen der Länder und Kommunen liegen nicht vor) zu. Darüber hinaus sind weitere Straßentunnel mit einer Gesamtlänge von nahezu 80 km angedacht. Sie wären den Werten der Tabelle 2 noch hinzuzurechnen. Für einen Teil dieser Projekte ist die Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) bereits abgeschlossen bzw. die Linienfestlegung erfolgt. Ihre Realisierung ist aber noch nicht endgültig gesichert, und zwar weder in zeitlicher noch in finanzieller Hinsicht.

Technische Details zu den in Tabelle 2 erfassten geplanten Tunneln gehen aus den zugehörigen Tabellen (abrufbar unter http://www.stuva.de/tunnelbau-bautechnik/tunnelstatistik.html) hervor. Sie sind vom Grundsatz her in gleicher Weise gegliedert wie die in Abschnitt 1 erläuterte Statistik der in Ausführung befindlichen Tunnelprojekte. Für die kennzeichnende und unterscheidende Nummerierung der einzelnen Tunnelprojekte wurde dieselbe Systematik gewählt. Ergänzt ist nur der jeweils vorangestellte Kennbuchstabe „Z“ zur Verdeutlichung, dass es sich um eine „zukünftige“ Tunnelbaumaßnahme handelt. Dementsprechend fehlen auch Angaben zu den ausführenden Baufirmen oder zur Arge wie sie in der Statistik der laufenden Tunnelprojekte enthalten sind.

Allgemein ist bei einer Bewertung der Detailangaben zu den künftigen Tunnelbauprojekten zu beachten, dass sich im Zuge der Planfeststellung bzw. der Vergabe z.B. aufgrund von Sondervorschlägen Änderungen vor allem in der Frage des anzuwendenden Vortriebsverfahrens ergeben können. Hierauf wurde von verschiedenen Bauherren ausdrücklich hingewiesen. Änderungen können sich natürlich auch bezüglich der voraussichtlichen Anfangs- und Endtermine der Bauausführung einstellen.

Für die Bauindustrie und die planenden Ingenieure ist bezüglich der künftigen Tunnelprojekte wiederum von besonderem Interesse, in welcher Region diese sich schwerpunktmäßig befinden. Entsprechende Angaben enthalten Tabelle 4 und Bild 8 mit einer Gliederung nach den Bundesländern.

3 Geplante Tunnelsanierungen

Bei den alten Eisenbahntunneln stehen in beachtlichem Maße auch Teil- und Vollsanierungen an. Diese Maßnahmen erfordern in der Regel ganz besondere organisatorische und logistische Überlegungen, vor allem, wenn sie bei laufendem Bahnbetrieb durchzuführen sind. Beispiele hierzu sind die inzwischen abgeschlossenen Profilaufweitungen beim Jährodter- und Mausemühlen-Tunnel sowie die Erneuerung des Frauenberger und des Kupferheck Tunnels auf der Nahestrecke Bingen – Saarbrücken (Bild 9). Diese Strecke ging im Jahre 1860 in Betrieb. In näherer Zukunft ist die Grundsanierung bzw. Profilerweiterung von insgesamt beachtlichen 20 km Tunnelstrecke geplant. Einzelheiten hierzu sind im Tabellenteil „ZGS“ zusammengestellt. Kennzeichnung und Beschreibung der einzelnen Projekte entsprechen im Einzelnen den künftigen Neubauprojekten aus Tabelle 2.


Literatur / References
[1] http//:www.ita-aites.org
[2] Haack, A.: Tunnelbauvolumen in der Bundesrepublik Deutschland; Straßen- und Tiefbau 33 (1979) 10, pp. 33-40
[3] Haack, A.; Schäfer, M.: Tunnelbau in Deutschland: Statistik (2009/2010), Analyse und Ausblick; Tunnel 28 (2010) 8, pp. 14-24
[4] Aktuelle statistische Angaben des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Stadtentwicklung zum Tunnelbau im Zuge der Bundesfernstraßen (Stand Frühjahr 2011)
[5] Unterirdisches Bauen Deutschland 2010 – Underground Construction Germany 2010; Hrsgeg. von der STUVA und dem Deutschen Ausschuss für unterirdisches Bauen e.V. (DAUB) zur STUVA-Tagung ´09 in Hamburg, Dez. 2009
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