Tunnelbau

Tunnelbau: Teil der Bautechnik, der die Herstellung unterirdischer Verbindungen für die verschiedenen Zwecke des Verkehrs, des Wasserbaus, der Ver- und Entsorgung betrifft. Dabei spricht man auch dann von Tunnelbau, wenn es sich um die Herstellung von Verbindungen mit Querschnittsflächen < 10 bis 15 m handelt, die meist als Stollen bez. werden. Aus der Sicht der Herstellung teilt man grob ein in: 1. Gebirgstunnel, 2. Unterwassertunnel, 3. Unterpflastertunnel. Bau und Betrieb eines Tunnels sind im allgemeinen sehr kostenaufwendig. Deshalb werden Tunnelbauvorhaben auf die Fälle beschränkt, wo andere Lösungen wesentlich nachteiliger sind. So sind Gebirgstunnel für die Anlage von Verkehrswegen dann wettbewerbsfähig, wenn Fahrzeitverkürzungen zu verzeichnen sind, unnötige Steigungen (Brandleitetunnel der Eisenbahn im Thüringer Wald) und die sonst im Winter notwendige Sperrung von Passstrecken vermieden werden können. Haben Gebirgstunnel nur eine geringe Überlagerung (Straßentunnel an der Rappbodesperre im Harz), ist ein Wirtschaftlichkeitsvergleich mit einem offenen Einschnitt erforderlich. Soweit es sich um Druckstollen bei Talsperren handelt, steht die Wahl des Gebirgstunnels außer Zweifel; daneben gibt es aber auch längere Tunnelobjekte, die wirtschaftlich im Bau und Betrieb sind (Trinkwasserstollen zum Wasserwerk Dresden-Coschütz). Unterwassertunnel haben bei Verkehrswegen eine große Bedeutung und werden im allgemeinen mit Brückenentwürfen verglichen. Hierbei sind dann Gesichtspunkte, wie Höhenlage über oder unter Wasser, Rampenlängen, Tunnelbetrieb, zu berücksichtigen, die vor allem bei Hafenstädten und Städten an Schifffahrtswegen eine große Rolle spielen. Beim Unterpflastertunnel und solchen, die diesen im Prinzip entspr., entfällt häufig der Variantenvergleich; denn innerhalb von Städten ist heutzutage die Hochlage wie seinerzeit beim Bau der Eisenbahnen (auch später der S-Bahn und teilweise der U-Bahn in Berlin) nicht mehr möglich. Es bleibt demzufolge für die Schaffung neuer Verkehrswege nur die Tunnelvariante. Das gleiche gilt für das Verlegen von Ver- und Entsorgungsleitungen in Sammelkanälen.

Ausgangspunkt für den Entwurf von Tunnelbauten ist die geologische Erkundung, da hiervon bereits die Linienführung des Tunnels einerseits und die Wahl der Bauweise andererseits wesentlich beeinflusst werden. Eine weitere wichtige Festlegung betrifft die Ausbildung des Tunnelquerschnitts, die in großem Maße von der Funktion, aber auch von der Bauweise abhängig ist.

Tübbings: Elemente der Tunnel- und Stollenauskleidung. Es sind kassetierte Segmentplatten aus Gusseisen oder Stahlbeton, die durch Verschrauben Auskleidungen hoher Steifigkeit bilden. Tübbings eignen sich bes. als einschalige Auskleidung großer Querschnitte bei Schildvortrieb in stark wasserführendem und weichem Baugrund.

Tunnelauskleidung: endgültige Tragkonstruktion des Tunnelbauwerks. Sie muss alle Lasten aus Gebirgs- bzw. Erd-, äußeren Wasserdruck, Eigen-, Verkehrs- und Zusatzlasten aufnehmen und in Verbindung mit geeigneten Abdichtungsmaßnahmen das Tunnelinnere vor Wasserzutritt schützen. Die Tunnelauskleidung kann ein- und zweischalig ausgeführt werden. Tunnelauskleidungsarten Verteilerarme mit Öffnungen sind: monolithische Auskleidungen (Pressbeton), Guss- oder Stahlbetontübbings, Stahlbetonfertigteile als Segmente oder Blöcke (Tübbings).

Tunnelbetrieb: Bezeichnung Für alle technischen Einrichtungen, die den laufenden Betrieb gewährleisten. Bei Tunneln für Schienenfahrzeuge betrifft dies im allgemeinen Signalanlagen und die Entwässerungseinrichtung. Für KFZ-Tunnel ist bes. im Stadtbereich eine Beleuchtung erforderlich. Der Aufwand hierfür wird jedoch sehr unterschiedlich gewählt, so dass teils eine volle Tunnelausleuchtung verlangt wird, während im anderen Extrem für ausreichend gehalten wird, wenn die Beleuchtung den Tunnelverlauf markiert. Bes. Augenmerk muss der Reinhaltung der Luft in KFZ-Tunneln gewidmet werden. U. U. muss deshalb eine Belüftungsanlage vorgesehen werden, mit der der Tunnelröhre Frischluft zugeführt wird. Maßgebend ist der Anfall an Kohlenmonoxid, der vorrangig von der Verkehrsbelegung des Tunnels abhängig ist. Jedoch ist auch die Linienführung des Tunnels von Einfluss, da mit zunehmender Längsneigung der CO-Anfall stark ansteigt. Es werden deshalb für KFZ-Tunnel Längsneigungen nur bis 6% gewählt. Bei großer Verkehrsbelegung wird es auch beim KFZ-Tunnel erforderlich, Signalanlagen zu installieren. Hierbei handelt es sich dann meist um Anlagen zur Vermittlung von Informationen über das Fahrverhalten.

Tunnelquerschnitt: Zusammenstellung der Details eines Tunnels quer zur Längsachse. Bei Verkehrstunneln geht es dabei vorrangig um die Formgebung des Raums, der für die Abwicklung des Verkehrs erforderlich ist. Maßgebend ist hier das Lichtraumprofil, welches die Verkehrsmittel benötigen. Für Eisenbahntunnel ist eine lichte Höhe von 4,80 m (Dampf oder Dieseltraktion) oder 5,50 m (elektrischer Betrieb) vorgeschrieben. Speziell bei Straßentunneln ist in vielen Fällen aus Gründen der Verkehrssicherheit eine künstliche Be- und Entlüftung notwendig. Deshalb muss im Tunnelquerschnitt mindestens ein Frischluftkanal und häufig auch ein Abluftkanal untergebracht werden. Bei Unterwasser-Straßentunneln kommen außerdem noch Kanäle für die verschiedenen Ver- und Entsorgungsleitungen hinzu. Die Verteilung aller dieser Einrichtungen innerhalb des Tunnelquerschnitt richtet sich bei Gebirgstunneln nach dem zweckmäßigsten Sprengquerschnitt im Fels und bei Unterwassertunneln nach konstruktiven Gesichtspunkten bei der Gestaltung des Tunnelkörpers.