Tunnelvortrieb unter der Themse deutlich vor Zeitplan beendet
Am 27. September 2026 beendete die Tunnelbohrmaschine „Caroline“ die Unterquerung der Themse zwischen Tilbury und Gravesend (Vereinigtes Königreich) mit dem Durchbruch in den Zielschacht. Der neue Kabeltunnel ist ein Schlüsselprojekt des Netzausbaus in England und Wales im Rahmen des „Great Grid Upgrade“ von National Grid. Der 2,2 km lange Tunnel wurde mit einem Mixschild aufgefahren und 49 Tage vor dem geplanten Termin fertiggestellt. Die Tunnelbohrmaschine stammt vom deutschen Hersteller Herrenknecht. Start- und Zielschacht für den Kabeltunnel wurden mit Europas größter Schachtabsenkanlage (VSM), gleichfalls von Herrenknecht, abgeteuft.
Mit dem Durchbruch erreichten Auftraggeber National Grid, das bauausführende Joint Venture Ferrovial Bemo JV und der Spezialist für Tunnelbohrtechnologie Herrenknecht AG einen wichtigen Meilenstein beim Bau des Kabeltunnels unter der Themse für die Hochspannungsleitung zwischen Grain und Tilbury. Der Tunnel mit einem Innendurchmesser von 4 m und einen Außendurchmesser von 4,5 m ersetzt einen vorhanden Kabeltunnel am Ende seiner Lebensdauer.
„Eine effiziente Logistik zur kontinuierlichen Versorgung mit Tübbingen und eine leistungsfähige Separationsanlage ermöglichten es, die hohe Vortriebskapazität der Tunnelbohrmaschine konsequent zu nutzen“, erklärt Tim Schellhammer, Projektmanager bei Herrenknecht. „Das Multi Service Vehicle (MSV) transportierte pro Fahrt alle sechs Segmente eines Tunnelrings zur Maschine. Dort konnte Material für zwei Tunnelringe auf dem Tübbingzuführer und für einen weiteren Tunnelring auf dem Schnellentlader vorgehalten werden. Gleichzeitig stellte die Separationsanlage sicher, dass der in einer Slurry-Suspension abtransportierte Kreideboden effizient herausgefiltert wurde und das eingesetzte Wasser zu über 90 Prozent weiterverwendet werden konnte.“
Die Tunnelbohrmaschine vom Typ Mixschild erzielte so konstant hohe Vortriebsleistungen. Bereits viereinhalb Monate nach Vortriebsstart konnten die Mineure von Ferrovial Bemo JV den Durchbruch in den Zielschacht feiern. Um ausbalancierte Druckverhältnisse zwischen grundwasserführendem Erdreich und Schacht zu erreichen, erfolgte der Durchbruch als sogenannter nasser Durchbruch bei komplett geflutetem Zielschacht. Die beste Monatsleistung war die Installation von 712 Tunnelringen und 926 m Vortrieb. Beim wöchentlichen Vortrieb lag der
Spitzenwert bei 229 m, die Tagesspitzenwerte betrugen 41 m Vortrieb und 31 Tunnelringe in 24 Stunden. Insgesamt wurden über 10 000 Tübbinge (fast 1700 Tunnelringe) installiert.
„Der schnelle Vortrieb beim Kabeltunnel unter der Themse zeigt, dass es sich lohnt, bei einem Projekt möglichst viele Komponenten, Technologien und Dienstleistungen intensiv aufeinander abzustimmen“, sagt Ulrich Schaffhauser, Mitglied des Vorstands der Herrenknecht AG. „Mit unserem Produkt- und Serviceportfolio konnten wir nicht nur einen optimal auf die Einsatzbedingungen abgestimmten Mixschild liefern, sondern auch die dazugehörige Separationsanlage und die Tunnel-Logistik für eine kontinuierlich hohe Vortriebsleistung bereitstellen.“
Der 45 m tiefe Startschacht in Tilbury am Nordufer der Themse wurde vor dem Tunnelvortrieb mit einer Schachtabsenkanlage (VSM für Vertical Shaft Sinking Machine) mit einem Durchmesser von 15,9 m abgeteuft, ebenso wie der 48 m tiefe Zielschacht in Gravesend auf der Südseite des Flusses. Dass sowohl die Technologie für Schachtbau und als auch für den Tunnelvortrieb von einem Hersteller stammen, optimierte die technischen Schnittstellen im Projekt, vom Einsetzen der TBM in den Schacht über den sogenannten fliegenden Start, während die Nachläufer noch auf der Baustellenoberfläche platziert waren, bis hin zur Konfiguration des MSV.
Nach dem Durchbruch werden die Arbeiten so lange fortgesetzt, bis die TBM „Caroline“ ihre Endposition im Schacht erreicht hat und die verbleibenden Ringsegment-Bauarbeiten abgeschlossen sind. Anschließend folgt die Entwässerung des gefluteten Schachts. Nach Abschluss dieser Arbeiten wird die TBM aus dem Schacht gehoben und anschließend demontiert, während das Projekt in die nächste Bauphase übergeht.
Der Mixschild hat 4.730 Millimeter Durchmesser, ist 108 m lang und wiegt insgesamt 464 t. Er ist für den hohen Wasserdruck von 4,5 Bar unter der Themse im Mündungsbereich in die Nordsee ausgelegt. Während an der Ortsbrust der Wasser- und Erddruck herrscht, wird der Rest der Maschine unter atmosphärischem Druck gehalten. Der hochkomplexe Mixschild, eine von Herrenknecht entwickelte Technologie, bietet dank präziser Stützung der Ortsbrust maximale Sicherheit beim Tunnelbau. Die TBM ist gegen den Wasserdruck 41 m unter der Themse mit einem mehrfachen Dichtungssystem abgedichtet. Für Arbeiten an der Ortsbrust, beispielsweise für einen Werkzeugwechsel am Schneidrad, verfügt der Mixschild über eine Personenschleuse, mit der sich Mitarbeiter schrittweise – ähnlich wie bei einem Tauchgang – an die unterschiedlichen Druckverhältnisse anpassen können. Geologisch ist die TBM auf einen Mischboden aus Kreide mit Feuerstein ausgerichtet.
Mit einem hydraulischen Überschneider kann der Bohrdurchmesser vergrößert werden. Dies ermöglicht Kurvenfahrten und vereinfacht Korrekturen bei der Steuerung. Der Kurvenradius des Tunnels beträgt 350 m. Aufgrund der komplexen Geologie
ist der Mixschild zusätzlich als „Minigripper“ ausgelegt und verfügt über sogenannte Verrollflossen. So kann die Maschine festgesetzt werden, damit das Schneidrad nötigenfalls zurückgezogen werden kann. Außerdem ist der Mixschild mit einem Bohrgerät zur Vorauserkundung und einer Teleskopkamera ausgestattet, sodass die Ortsbrust inspiziert werden kann, ohne dass das Personal unter Überdruck arbeiten muss. Auf diese Weise können Hindernisse im Gestein rechtzeitig erkannt und die notwendigen Vorkehrungen getroffen werden.
Die VSM-Technologie eignet sich besonders für weiche Böden mit hohem Grundwasserspiegel, da sie ohne kostspielige Grundwasserabsenkung auskommt. Durch gleichzeitigen Bodenabbau und Ringbau, jeweils gefolgt vom Senken der Schachtwand, sind Abteufgeschwindigkeiten von bis zu 2,7 m pro Tag möglich. Diese Methode verkürzt die Bauzeit, minimiert die Umweltbelastung und erhöht die Sicherheit, da kein Personal im Schacht benötigt wird und alle Arbeiten vollständig von der Oberfläche aus gesteuert werden.
