„Vorbild in Sachen Pünktlichkeit“ – S-Bahntunnel Erdinger Ringschluss

Der Münchener Flughafen Franz-Josef Strauß im Erdinger Moos spielt als Wirtschaftsfaktor für die Region Bayern sowie als Umschlagsplatz für Reisende und Güter in alle Welt eine zunehmend wichtige Rolle. Die Passagierzahlen steigen seit Jahren kontinuierlich an und erreichten 2019 die Zahl von rund 48 Millionen. Um mit dem enormen Wachstum Schritt zu halten, hat der Freistaat Bayern eine landesweite Verbesserung der Schienenanbindung an den Flughafen beschlossen. Der Erdinger Ringschluss gilt dabei als eine entscheidende Maßnahme und umfasst eine etwa 26 km lange Neubaustrecke, die sich aus drei unabhängigen Abschnitten zusammensetzt: die Neufahrner Kurve, der Lückenschluss Erding und die Walpertskirchner Spange.

Tunnelbau unter dem Flughafengelände

Aktuell entsteht die etwa 1,8 km lange unterirdische Weiterführung vom Flughafen in Richtung Erding bis Schwaigerloh. Die neue S-Bahnanbindung verläuft direkt unter dem Gelände des Flughafens. Der Tunnel befindet sich seit 2018 im Bau und soll planmäßig bis 2021 fertiggestellt sein.

„Der Bauherr gewährte uns für die Herstellung des Tunnels hier im Sicherheitsbereich des Flughafens nur ein sehr enges Zeitfenster, das über einige Monate hinweg einen 24-stündigen Baubetrieb notwendig machte“, erklärt Dipl.-Ing. Denis Ultsch, Projektleiter des Bereichs Infrastruktur Ingenieurbau München der Porr GmbH & Co. KGaA. Auf dem Gelände des östlichen Rollfeldes des Satellitenterminals war ein rund 250 m langes Teilstück innerhalb von neun Monaten herzustellen. „Der Einsatz eines Traggerüsts für die Deckenschalung hat uns im Bereich des Flughafens enorme zeitliche Vorteile gebracht“, resümiert Denis Ultsch. „Der Bauherr hat uns sogar als Vorbild in Sachen Pünktlichkeit gelobt.“

Der Tunnel entsteht in offener und – über die ersten 16 Blöcke unterhalb der Fläche des Flughafens – in Deckelbauweise. Der rechteckige Querschnitt bietet mit seiner lichten Weite von 11 m Raum für zwei Bahngleise. Von der Flughafengrenze in Richtung Osten wird der Tunnel auf einer Länge von 1555 m weitergebaut und mit einem 306 m langen Rampenbauwerk ergänzt. Der Regelquerschnitt besteht aus einer 1,15 m dicken Sohle aus wasserundurchlässigem (WU) Beton, 55 cm dicken Seitenwänden (ebenfalls aus WU-Beton), die vor Schlitzwände gestellt werden, sowie dem 1,10 m dicken WU-Beton-Deckel. Porr hatte bereits im Zuge der Ausschreibung den Schalungslieferanten Peri eingebunden und einen Sondervorschlag erarbeitet, den Deckel des ersten Tunnelblocks im Bereich unter dem Flughafen aus zeitlichen Gründen mit Unterstützung eines Traggerüsts zu schalen und zu betonieren. Im weiteren Verlauf sollte dann ein kostengünstigerer Schalwagen zum Einsatz kommen.

Traggerüst verkürzt Bauzeit

Porr hatte zunächst geplant, ab dem Block 2 den kompletten Bereich mit einem Schalwagen zu fahren, entschied sich dann aber, die ersten 16 Blöcke komplett mit einem stationären Traggerüst auszuführen und hatte bereits fünf Blöcke gestellt, als das Team von Gerüstbaumeister René Schierstedt von der Schäfer Gerüstbau GmbH dazukam: „Um den Bauablauf weiter zu optimieren wurde die Vorhaltemenge des Gerüstmaterials um die Blöcke 6 bis 16 erhöht. Diese Maßnahme bei der Gerüstmontage übernahm Schäfer Gerüstbau. Die Traggerüste in den Blöcken 1 bis 5 dienten weiterhin als Notunterstützung nach den Betonierarbeiten.“

Nach Abschluss der Traggerüstarbeiten in den Blöcken 6 bis 16 konnte sofort mit dem Auslegen der VT 20 Querträgerlagen und dem Belegen der Schalhaut begonnen werden. Zum Teil verliefen Schalungs-, Bewehrungs- und Gerüstbauarbeiten parallel auf der Baustelle. Ein Gerüstblockabschnitt entsprach einem Betonierabschnitt. Die Traggerüste für die Deckenschalung aus dem Gerüstbaukasten Peri Up Flex bestanden aus mehreren freistehenden Einzeltürmen, die am Kopfpunkt durch Joch- und Querträger über die konventionelle Deckenschalung miteinander verbunden wurden. Sie bildeten die Grundlage für die späteren Betonierarbeiten.

„Durch das räumliche System eines Traggerüstes können relativ freistehende Tragkonstruktion ohne horizontale Halterungen im Vorfeld erstellt werden“, erläutert Schierstedt. „Die Kombination aus dem Gerüstsystem Peri Up sowie dem Ingenieurbaukasten Variokit für die Ausführung der Schalwagen war für uns recht einfach. Wir haben die beiden miteinander kompatiblen Systeme im Eigenmaterialbestand. Außerdem hatten wir mit den System schon bei anderen Bauwerken und Konstruktionen Erfahrungen sammeln können. Der maßgebliche Vorteil für uns liegt darin, dass das Variokit-Baukastensystem – analog zu dem reinen Peri Up Gerüstsystem – auf einem metrischen Rastermaß basiert und von der Montagelogik relativ gleich ist“, betont Gerüstbauermeister Schierstedt. „Im Normalfall baut man Traggerüste mit großen und schweren Stahlträgern, die miteinander verschweißt werden. Diesen Aufwand hat man mit Variokit nicht, weil man das alles über Universalverbinder oder Kreuzverbinder zusammenbauen und später auch einfach wieder demontieren kann.“

Nach wenigen Tagen konnte das Traggerüst abgelassen werden, da sich die Decke selber trug. Nachdem eine ausreichende Festigkeit erreicht war, wurde die Decke überschüttet. „Währenddessen haben wir permanent Performancemessungen durchgeführt, um zu sehen, wie sich die Decke verhält. Die Ergebnisse sind sehr zufriedenstellend“, erklärt Denis Ultsch. „Eine rechnerische Durchbiegung von 5 cm ist vorgesehen, deshalb wurde sie auch entsprechend überhöht ausgeführt, wie ein kleines Gewölbe.“ Nachgewiesen wurden schließlich Verformungen von gerade einmal 10 mm. Die Überhöhung lässt bis maximal 5 cm über die Spindeln am Traggerüst erreichen, so dass keine zusätzlichen Überhöhungsleisten nötig sind.

Umfangreiches Engineering

„Es ging bei uns darum, Arbeitsabläufe bei der Tunnelherstellung im Vorfeld zu untersuchen und zu simulieren, Takte zu definieren und zusammenzufassen, zu untersuchen wie sich unsere Schalwageneinheiten bei diesem Projekt koppeln lassen“, beschreibt Projektleiter Harry Maucher von Peri die Lösungsfindung, die den Ausschlag für die Beauftragung ergab. Mit dem Peri-Konzept konnte sowohl die Deckelbauweise als auch die offene Bauweise mit dem gleichen Schalwagen ausführt werden. Eine weitere Besonderheit war die Integration von Zugangstreppen, Arbeitsbühnen und Laufstegen aus den Bauteilen des Peri Up Arbeits- und Schutzgerüstes. „Das hatten wir so bislang noch nicht“, sagt Harry Maucher. „Wir haben diese Aufbauvariante auch als Sondervorschlag in unser Angebot geschrieben. Die Arbeitsbühne mit Absturzkantensicherung ringsum konnte in den Schalwagen integriert werden – das ist ein Novum. Zudem gibt es einen Laufsteg, der die linke und rechte Seite verbindet und dadurch für höchste Arbeitssicherheit sorgt.“

Der Regelaufbau des Variokit-Schalwagens beansprucht fünf Tage; für die Erstmontage war ein Peri-Richtmeister unterstützend vor Ort.

Planungsqualität sichert die Ausführungsqualität

„Wir haben bei diesem Projekt zwei verschiedene Schalungslösungen im Einsatz“, erklärt Dipl.-Ing Steffen Krall, Leiter des Peri Competence Center Infrastruktur. „Um die 6,50 m hohen und etwa 10 m langen Tunnelwände herzustellen, kam eine in Quer- und in Längsrichtung verfahrbare Stützbockschalung zum Einsatz. Diesen Wandschalwagen und auch den Deckenschalwagen haben wir komplett in 3D geplant. Alle Nebengewerke, die ebenfalls mit Peri-Schalungen ausgeführt wurden, sind in 2D, auch das Traggerüst. Schon in der Angebotsphase haben wir die Schalwagen in 3D dargestellt, damit für das Unternehmen Porr bereits in diesem Stadium klar ersichtlich war, was wir bei Peri planten, um die Arbeiten zügig und wirtschaftlich ausführen zu können. In der 3D-Planvisualisierung lassen sich alle Bausituationen vor Ort räumlich darstellen, was ihr Verständnis und Beurteilung erheblich vereinfacht. So können bereits in dieser Phase alle wichtigen Entscheidungen getroffen werden, wie zum Beispiel die Maßnahmen zur Absturzsicherung oder die Maßnahmen zur Optimierung der Bauabläufe und Wegeführungen.“

Positive Zwischenbilanz

In professioneller Zusammenarbeit gelang den beteiligten Partnern die Entwicklung schneller und verschwendungsarmer Prozesse auf allen Ebenen der Bauarbeiten. Die direkte Nähe zum Münchener Flughafen verursachte Einschränkungen beim Bauen hinsichtlich der Kräne und des Zugangs zur Baustelle im Bereich des Rollfeldes. Zudem stellt die Porr hohe Anforderungen an die Arbeitssicherheit, die hier auch konsequent umgesetzt werden.

„Für uns war wichtig, dass Schalungs- und Traggerüstsysteme technisch gut durchgeplant sind, weil sie auch eine sehr strenge Prüfung seitens des Prüfstatikers durchlaufen mussten“, betont Ultsch. „Der Prüfstatiker war bei jeder Traggerüstabnahme vor Ort dabei. Hier zeigte sich, wie wichtig es war, dass die Vorplanung entsprechend gut durchdacht war und nur wenige Fragen beim Aufbau aufkamen.“ Für Schäfer Gerüstbau war entscheidend, dass man beim Deckenschalwagen das Gerüstmaterial von Peri Up als Arbeitsgerüst mit integrieren konnte. „Die Zusammenarbeit mit den Firmen Porr und Peri und uns war einfach sehr gut, weil wir schon nach den Vorgesprächen bei Peri bestens vorbereitet waren“, betont René Schierstedt. „Diese Qualität setzte sich dann auch bei den Startgesprächen mit Porr fort, sei es zur Kranverfügbarkeit, zum Material am Aufbauort oder zu den Aufbauplätzen.“

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