Kaiser-Wilhelm-Tunnel: Von der Planung bis zur Ausführung

Der zweigleisig betriebene Kaiser-Wilhelm-Tunnel (KWT) liegt auf dem Korridor 321 Mosel, auf der Strecke 3010 Koblenz – Perl im Streckenabschnitt Koblenz – Mosel – (Ehrang) zwischen dem Bahnhof (Bf) Cochem und dem dazu gehörenden Bahnhofsteil (Bft) Ediger-Eller zwischen Strecken-Kilometer 48,4+18 und 52,6+23. Er ist 4205 m lang und war bis zum Bau der Neubaustrecke Hannover-Würzburg Anfang der 1980er Jahre der längste Eisenbahntunnel Deutschlands.

Der KWT wird derzeit zu einem modernen den aktuellen Sicherheitsanforderungen entsprechenden Tunnel umgebaut. Der folgende Beitrag beleuchtet alle Projektphasen der Tunnelerneuerung von der Planungsphase bis zur Ausführung und soll im Besonderen die lange Geschichte der Projektentwicklung verdeutlichen.

Geschichtlicher Abriss

In den 1870-er Jahren wurde die Eisenbahnstrecke zwischen Koblenz und Trier errichtet. Ein Bestandteil dieser Strecke war der Bau eines Tunnels zwischen den Städten Ediger-Eller und Cochem, der den Gebirgszug „Krampen“ direkt unterqueren sollte. Am 15. Mai 1875 begannen die Vortriebsarbeiten zu dem Tunnel aus Richtung Süden von Ediger-Eller aus, am 10. August wurde aus Richtung Norden von Cochem aus gestartet. Die Bauweise bestand aus Sohlstollenvortrieb, Vollausbruch mit anschließender Auszimmerung und nachfolgender Ausmauerung der Innenschale mit kleinformatigem Grauwacken- und Schiefergestein. Nach nur vierjähriger Bauzeit ging der zweigleisige Kaiser-Wilhelm-Tunnel (KWT) 1879 in Betrieb. Der Tunnel wird von rund 250 m Gebirge überdeckt und überwindet von Portal zu Portal einen Höhenunterschied von 14 m. Alle 15 bis 18 m sind Sicherheitsnischen eingebaut, der Gleisabstand beträgt 3,50 m. Die Baukosten betrugen seinerzeit 8,8 Mio. Reichsmark. Neben mehreren Instandsetzungen im Bereich des Gewölbes, der Sohle und den Nischen sei im Besonderen die Elektrifizierung der Moselstrecke im Jahr 1974 erwähnt.

Im Zuge dieser Elektrifizierung wurde von 1972 bis 1974 die Tunnelsohle im Mittel 40 cm abgesenkt, um den erforderlichen Raum für den Durchgang der Stromabnehmer zu erhalten. Die Fundamente der Widerlager wurden durch verankerte Stahlbetonschürzen gesichert.

Einordnung in den Unternehmensplan

Die Strecke 3010 Koblenz Hbf – Perl ist dem Fern- und Ballungsnetz zugeordnet. Nicht nur für den Personenverkehr mit der Anbindung an Koblenz und Trier ist diese Strecke von großer Bedeutung. Sie dient insbesondere auch für den Güterverkehr als wichtigste Hauptabfuhrstrecke in Richtung Luxemburg und genießt damit einen sehr hohen Stellenwert im Streckennetz der Deutschen Bahn. Derzeit fahren täglich rd. 170 Züge mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 90 bis 120 km/h durch die Röhre.

Allerdings gingen über 130 Dienstjahre unter Volllast an der Innenschale des Kaiser-Wilhelm-Tunnels nicht spurlos vorüber und der weitere Tunnel-Betrieb nur aufgrund der Absicherung durch den Bestandsschutz war nicht mehr länger vertretbar. Zudem konnten die an einen Tunnel von dieser Länge gestellten Sicherheitsanforderungen nicht mehr erfüllt werden. Um den Verkehr auf dieser Strecke aber auch in Zukunft sicher und zuverlässig durchführen zu können, ist die umfassende Erneuerung des Kaiser-Wilhelm-Tunnels dringend geboten.

Eine Erneuerung des zweigleisigen Tunnels unter Betrieb hätte den Verkehr wesentlich beeinträchtigt und das Sicherheitsniveau keinesfalls verbessert. Es war vielmehr notwendig, in die vorhandene Tunnelstruktur wesentlich einzugreifen und den Bau einer neuen eingleisigen Tunnelröhre vorzusehen sowie die Alte Röhre so zu erneuern, dass ebenfalls eine eingleisige Röhre entsteht.

Damit sind die Voraussetzungen gegeben, dass die DB Netz AG auf der Grundlage der EBA Richtlinie 01/97 „Anforderungen des Brand- und Katastrophenschutzes an den Bau und Betrieb von Eisenbahntunneln“ vom 1. Juli 1997 mit den Ergänzungen bis zum 1. November 2001 alle planerischen, baulichen und betrieblichen Randbedingungen der Richtlinie zu erfüllen hat. Die Planung des Tunnels konnte beginnen.

Vorplanung

In den Jahren 2001/2002 wurde für den geplanten Bau des Neuen und die Erneuerung des Alten Tunnels eine Vorplanung erarbeitet, deren Ergebnis von den zuständigen Stellen der Deutschen Bahn (DB) bestätigt und daraufhin der weiteren Planung zu Grunde gelegt wurde. Während der Vorplanung wurden vor allem in Bezug auf

die Lage des neuen Tunnels (westlich oder östlich des bestehenden Tunnels),

das Tunnelvortriebskonzept (mit Tunnelbohrmaschine oder im Sprengvortrieb) und

das Abraum-Verwertungskonzept (Abtransport, Ablagerung, Wiederverwertung)

mehrere Varianten untersucht und in das weitere Planungsgeschehen, zunächst das Raumordnungsverfahren, eingebracht.

Raumordnerische Abstimmung

Gemäß § 1 Ziffer 9 der Raumordnungsverordnung soll unter anderem bei Neubau und Trassenänderung von Schienenstrecken ein Raumordnungsverfahren durchgeführt werden, wenn sie raumbedeutsam sind und eine überörtliche Bedeutung gegeben ist. Auf dieser Grundlage hat die Struktur- und Genehmigungsdirektion Nord (SGD Nord) in Koblenz – Obere Landesplanungsbehörde Rheinland-Pfalz – im Winter 2002/2003 ein Raumordnungsverfahren durchgeführt. Dabei wurden die in Betracht kommenden Varianten, der Bau einer neuen Tunnelröhre östlich als auch westlich der bestehenden Röhre einer umfassenden raumordnerischen Prüfung unterzogen. Ergebnis der raumordnerischen Gesamtabwägung war der Umbau des Alten KWT und der Neubau einer zweiten Tunnelröhre östlich des bestehenden Bauwerkes (Raumordnungsbeschluss vom 28. Februar 2003, Az.: 41-433-04-1).

Genehmigungsplanung

Auf der Grundlage des Raumordnungsbeschlusses wurden die Unterlagen der Genehmigungsplanung erstellt und schließlich am 8. Dezember 2003 zur Planfeststellung beim Eisenbahn-Bundesamt (EBA) eingereicht.

Nach § 18 des „Allgemeinen Eisenbahngesetzes“ (AEG) dürfen Schienenwege oder Eisenbahnen nur neu gebaut, bestehende Bahnanlagen nur verändert werden, wenn der Plan zuvor festgestellt worden ist. Zweck des Planfeststellungsverfahrens ist es, alle durch das Vorhaben berührten öffentlich-rechtlichen Beziehungen zwischen dem Vorhabensträger (DB Netz AG) und den Betroffenen abzustimmen, rechtsgestaltend zu regeln und den Bestand der Bahnanlagen öffentlich-rechtlich zu sichern. Die Erkenntnisse des vorangegangenen Raumordnungsverfahrens finden dabei Berücksichtigung.

Die Planfeststellung erstreckt sich auf die zu bauenden oder zu ändernden Bahnanlagen, sowie auf Flächen und Anlagen Dritter, deren endgültige oder vorübergehende Inanspruchnahme (z.B. Erdablagerung, bauliche Anpassung, usw.) bei Durchführung des Vorhabens erforderlich ist.

Die Planfeststellung umfasst gemäß § 18 (1) AEG, in Fortführung der im Rahmen des Raumordnungsverfahrens durchgeführten Umweltverträglichkeitsuntersuchung, die Darstellung der Auswirkungen des Vorhabens auf die Umwelt und die Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen für nicht vermeidbare Umweltauswirkungen des Vorhabens im Einzelfall gemäß § 19 Abs. 1 und 2 Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG).

In Verbindung mit § 75 Verwaltungsverfahrensgesetz des Bundes (VwVfG) hat die Planfeststellung Konzentrationswirkung, d.h. dass sie alle erforderlichen öffentlich-rechtlichen Genehmigungen, Erlaubnisse, Bewilligungen u.a. umfasst.

Nach 2 Erörterungsterminen, bei denen alle Betroffenen ihre Belange zur Abstimmung vortragen konnten, erfolgte dann am 30. Juni 2006 der Planfeststellungsbeschluss (Az.: 5112-03-0307-f) durch das EBA, der schließlich im Januar 2007 rechtskräftig wurde.

Entwurfsplanung

Um möglichst wenig Zeit zu verlieren, wurde die Entwurfsplanung parallel zur Genehmigungsplanung von einem externen Planungsbüro für die DB erstellt. Dabei erfolgte ein Abgleich zwischen Vorplanung und Genehmigungsplanung und die Entwurfsplanung wurde letztendlich mit den Ergebnissen aus der Planfeststellung ergänzt. Die interne Prüfung und Freigabe des Entwurfsheftes war 2007 abgeschlossen. Damit waren nun alle internen und externen Voraussetzungen geschaffen, um mit dem Bau des KWT zu beginnen.

Vergabeplanung

Trotz dieser Voraussetzungen dauerte es noch bis Mitte 2008, bevor die ersten Arbeiten in Ediger-Eller beginnen konnten. Schließlich musste noch die Vergabe sinnvoll geplant werden, das Projekt in Bauphasen unterteilt und die Verdingungsunterlagen erstellt werden.

An dieser Stelle wird die Gesamtbaumaßnahme kurz vorgestellt.

Kurzbeschreibung der Baumaßnahme

Das Projekt „Bau des Neuen und Erneuerung des Alten Kaiser-Wilhelm-Tunnels“ sieht folgende Maßnahmen vor:

Trennung der Richtungsgleise in 2 separate, eingleisig betriebene Tunnelröhren für Tunnel, die von Personen- und Güterzügen durchfahren werden, d.h.

Bau einer neuen eingleisigen Tunnelröhre parallel zum bestehenden Tunnel,

Erstellung von 8 Verbindungsbauwerken zwischen den Tunnelröhren im Abstand von maximal 500 m,

Einbau einer neuen Innenschale in den bestehenden Kaiser-Wilhelm-Tunnel, dabei Rückbau zur eingleisigen Röhre,

Anpassung und Erweiterung der Tunnelausrüstung mit dem Ziel der Angleichung an die Richtlinie des EBA „Anforderungen des Brand- und Katastrophenschutzes an den Bau und den Betrieb von Eisenbahntunneln“ und die „Technischen Spezifikationen für Interoperabilität (TSI)“,

Herstellung einer neuen Drei-Feld-Brücke für das Gleis Trier-Koblenz im Stadtbereich Cochem.

1. Bauphase: Bau des Neuen Kaiser-Wilhelm-Tunnel (NKWT)

In der 1. Bauphase wird der Alte Kaiser-Wilhelm-Tunnel (AKWT) um eine zweite, parallel geführte Röhre, den Neuen Kaiser-Wilhelm-Tunnel (NKWT) ergänzt. Diese neue Röhre wird eingleisig ausgebaut. Dabei werden die 8 Verbindungsbauwerke bereits hergestellt und zum AKWT durchgeschlagen. Parallel dazu wird die für den Betrieb des NKWT notwendige Eisenbahnüberführung (EÜ) „Brückenstraße“ am Cochemer Portal hergestellt. Sie wird als 10,40 m breite Drei-Feld-Brücke mit den lichten Weiten von je 10,80 m ausgebildet.

Nach Fertigstellung des Tunnelrohbaus wird der NKWT bis hin zu den Rettungsplätzen mit einer sogenannten befahrbaren Festen Fahrbahn versehen. Diese kann von Straßenfahrzeugen auf der gesamten Länge befahren werden und ermöglicht so im Notfall eine bessere Anfahrt der Rettungsfahrzeuge. Außerhalb der Streckenabschnitte mit Fester Fahrbahn erfolgt die Herstellung des Oberbaus aus Schotter. Danach werden alle sicherheitstechnisch notwendigen Ausrüstungen unter Berücksichtigung der Vorgaben der TSI-Spezifikationen installiert. Erst nach Abnahme des NKWT gemäß diesen Vorgaben kann dann der neue Tunnel in Betrieb genommen und damit die 1. Bauphase abgeschlossen werden. Bis zur Inbetriebnahme des NKWT bleibt der AKWT weiterhin in Betrieb.

2. Bauphase: Erneuerung des Alten Kaiser-Wilhelm-Tunnel (AKWT)

Nach der Fertigstellung und Inbetriebnahme des NKWT wird der AKWT außer Betrieb genommen und erneuert. Der Querschnitt des Tunnels reicht dabei aus, um eine neue Betonröhre einzuziehen und das bestehende Mauerwerk nicht zurückbauen zu müssen. Nachdem die Gleise, der Schotter und die Ausrüstungstechnik ausgebaut sind, wird eine neue Sohle hergestellt und nachlaufend ein Gewölbe eingebaut. Der Ausbau erfolgt komplett in Ortbeton. Nach der Fertigstellung des Rohbaus werden im AKWT ebenfalls der Oberbau als befahrbare Feste Fahrbahn, die Oberleitung, die Sicherheitsausrüstung sowie die Leit- und Sicherungstechnik auf den neuesten Stand der Technik gebracht. Während dieser Bauphase werden die 8 Verbindungsbauwerke vervollständigt und ins Gesamtprojekt KWT integriert. Nach Abschluss der 2. Bauphase wird der gesamte Tunnel abgenommen und ist damit an den neuesten Stand der Technik angepasst.

Bauablauf und Stand der Arbeiten

Das gesamte Projekt wurde in mehrere Vergabepakete (VP) unterteilt. Ziel dabei war es, Fachfirmen für die einzelnen Gewerke direkt beauftragen zu können und so den Mittelstand zu fördern. Der zeitliche Ablauf ist dabei wie in Tabelle 1 dargestellt geplant.

Durch die Aufteilung in Vergabepakete gelang es bisher alle Arbeiten weitgehend im Plansoll zu erledigen. Derzeit sind die Arbeiten des VP 1 bis VP 4 abgeschlossen, VP 5 hat seine Arbeiten aufgenommen, VP 6 hat ebenfalls mit den ersten Arbeiten außerhalb des NKWT begonnen. Die Ausschreibung des VP 7 ist abgeschlossen, mit den ersten Arbeiten, der Erstellung der Ausführungsplanung, wird im ersten Halbjahr 2013 begonnen. Die weiteren VP 8 und VP 9 werden in 2013 vorbereitet und sollen ab 2014 ausgeschrieben werden.

Besonderheiten während des Bauablaufs

Der Vortrieb des NKWT erfolgte vom Südportal aus in Richtung Koblenz mit Maschinenvortrieb und einschaligem Tübbing-Ausbau aus Betonfertigteilen. Beide Tunnelportale mussten durch Stützbauwerke abgesichert werden. Die Tunnelvortriebsmaschine mit einem Durchmesser von gut 10 m war dabei so konzipiert, dass sie sowohl das überwiegend anstehende Festgestein als auch eine Lockergesteinsstrecke im Bereich der Cochemer Oberstadt durchörtern konnte. Außerdem musste die Cochemer Oberstadt mit teilweise nur 5 m Überdeckung unterfahren werden. Dies erforderte neben der präzisen Steuerung der Maschine ein umfassendes Monitoring, bei dem alle Messwerte von entsprechenden Fachleuten permanent ausgewertet und kontrolliert wurden. Zusätzlich wurde unterhalb der besonders gefährdeten Bereiche einiger Häuser vorlaufend der Untergrund zwischen Bohrmaschine und Fundamentunterkanten mithilfe von Bodeninjektionen stabilisiert. Damit konnten die Setzungen zusätzlich minimiert werden.

Der Abtransport der über 900.000 t Ausbruch erfolgte zunächst in eine Tongrube im Westerwald. Dabei war der Vortrieb direkt abhängig vom festgelegten schienengebundenen Abtransport. Über die stark befahrene Strecke konnten täglich ca. 1000 m³ Ausbruchmaterial weggefahren werden, was einer durchschnittlichen Vortriebsleistung von 10 m/Tag entsprach. Um den durch unvorhergesehene Stillstände der Vortriebsmaschine entstandenen Zeitverlust wieder aufzuholen, gelang es, eine ehemalige Deponie in Wittlich mit Unterstützung der Behörden so zügig zu reaktivieren und mit Ausbruch zu versorgen, dass der Vortrieb zeitweise um ein Drittel beschleunigt werden konnte. Der Abtransport des Ausbruchs sowie der Transport der Tübbinge zur Baustelle erfolgten ausschließlich mit Zügen und reduzierten so die Lärm- und Staubemissionen erheblich.

Die aufgezeigten Besonderheiten können nur einen Teil des Baugeschehens wieder geben. Gerade in den Voreinschnitten muss immer wieder mit unvorhergesehenen Zwischenfällen gerechnet werden, da der Bestand unterhalb der Gleise nicht vollständig dokumentiert ist, aber schon häufig zu Zusatzarbeiten geführt hat, die in das Baugeschehen integriert werden müssen.

Fazit

Mit dem Neubau und der Erneuerung des KWT kann das Sicherheitsniveau des Tunnels auf den heute geforderten aktuellen Stand gebracht werden. Allerdings vergeht vom Konzept des Neubaus Anfang 2001 eine sehr lange Zeit bis zur Vollendung. Nach der 7-jährigen Planungsphase werden weitere 7 Jahre Bauphase benötigt um das Gesamtprojekt abschließen und somit den KWT für die Bahnstrecke Koblenz–Perl langfristig als Bestandteil des Transeuropäischen Netzes (TEN) erhalten zu können.

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