Hydraulikhammer ersetzt
Schneidrad sorgt für schnellen Vortrieb bei Karlsruher Tunnelbau
Karlsruhe (ABZ). – Beim Bauprojekt Stadtbahntunnel Karlsruhe wird eine 250 m lange Strecke bergmännisch aufgefahren. Wegen ungünstiger Geologie und naher Bebauung konnten die Mineure von BeMo beim Sohlvortrieb die temporäre Kalottensohle aus Beton nicht wie üblich mit Bagger-Anbaumeißel abbrechen. Die Lösung bestand in einem Kemroc-Schneidrad. Neben geringerer Erschütterungs- und Lärmentwicklung brachte das Mietgerät auch einen enormen Zeitvorteil.Die badische Metropole Karlsruhe verändert ihr Gesicht. Durch die sogenannte Kombilösung aus jeweils einem Stadtbahn- und einem Autotunnel soll die zentrale Innenstadt vom Schienen- und Individualverkehr entlastet werden. Die ARGE "Stadtbahntunnel", bestehend aus BeMo Tunnelling GmbH und FCC, führt dabei die Rohbauarbeiten für das Teillos "Stadtbahntunnel" aus. So entsteht bis 2018 unterhalb der von Westen nach Osten verlaufenden Kaiserstraße ein Straßenbahntunnel mit einem Südabzweig am zentral gelegenen Marktplatz. Die Mineure von BeMo arbeiten dabei unter schwierigen geologischen Verhältnissen: Der Karlsruher Untergrund besteht aus quartären Kiesen und Sanden sowie Auffüllungen aus Kriegsschutt. Wegen des nahe gelegenen Rheins steht das Grundwasser etwa 4 m unter der Oberfläche. Deswegen musste ein 250 m langes Teilstück des Südabzweigs im bergmännischen Druckluftvortrieb aufgefahren werden. Dabei wurde die Tunnelbaustelle mit einem Überdruck von bis zu 1,25 bar beaufschlagt, um das Eindringen von Grundwasser zu vermeiden. Entsprechend aufwendig und kostspielig gestaltete sich der Vortrieb. Beim Kalottenvortrieb in Süd-Nord-Richtung wurde nach jeweils etwa 1 m langen Abschlägen das Kalottengewölbe mit Bewehrung und Spritzbeton nachgesichert, aus statischen Gründen musste zudem eine leicht bewehrte Kalottensohle eingebaut werden. Diese musste beim rückschreitenden Sohlenvortrieb in Nord-Süd-Richtung wieder abgebrochen werden. Der dabei übliche Einsatz eines schweren Hydraulikhammers am 30-t-Tunnelbagger kam jedoch aus zwei Gründen nicht infrage. Denn anders als bei üblichen U-Bahn-Tunneln liegt dieser Stadtbahntunnel sehr nahe an der Oberfläche und der umliegenden Bebauung aus Hotels, Geschäfts- und Mietshäusern, teilweise betragen Überdeckung und Entfernung nur wenige Meter. Die Bewohner und Nutzer hätten durch Lärm und Vibrationen der harten Hammerschläge im Dreischichtbetrieb empfindlich gestört werden können, sogar Gebäudeschäden standen zu befürchten. Noch wichtiger aber war die Vermutung, dass beim Herausschrämmen des Betons der umliegende Boden durch Erschütterungen gestört werden könnte und es dadurch zu erhöhten Druckluftverlusten aus dem Überdruckbereich kommen würde.Bekannte alternative Verfahren wie der Einsatz von Spaltern und Diamantsägen fielen jedoch wegen langer Rüstzeiten aus, für die Verwendung von Seilsägen oder Hochdruck-Wasserstrahlen hätte man Subunternehmer beschäftigen und zuerst auf die Arbeit unter Überdruck vorbereiten müssen. Am Ende blieben Bagger-Anbaufräsen das einzig probate Mittel zum Durchtrennen des bis zu 50 cm dicken, bewehrten Betons im Übergangsbereich Kalottensohle-Kalottenfuß. Unter den einzelnen Fräsenformen versprachen Schneidräder von Kemroc die besten Ergebnisse, weil sie dank ihrer speziellen Formgebung und mit ihrem Besatz aus Hartmeißeln schnell tiefe Schnitte ausführen, ohne viel Material abzutragen. Die Spezialschneidräder der Serie DMW (Erwetor) erreichen Frästiefen bis 1200 mm in Beton oder hartem Gestein mit einer Druckfestigkeit bis 100 MPa. Die Baureihe umfasst vier Modellen für den Einsatz an Baggern von 14 bis 60 t. Als passendes Modell für den 30-t-Tunnelbagger bei BeMo wurde das Schneidrad Erwetor DMW 130_600 (Schneidraddurchmesser 1600 mm) ausgewählt und vom Hersteller zum Testeinsatz auf die Baustelle geliefert.Nach erfolgreichen Tests wurde das Schneidrad von März bis April 2017 angemietet. Dabei gestaltete sich sein Einsatz derart erfolgreich, dass die Ingenieure beschlossen, parallel zu den seitlichen Trennschnitten auch das Kalottensohlgewölbe selbst über die gesamte Länge mit jeweils drei bzw. vier Längsschnitten zu durchtrennen. Die Mineure verwendeten dabei das auf der Baustelle vorhandene Beton-Spritzmobil sowie eine zusätzliche Handlanze, um das Schneidrad während des Betriebes mit Wasser zur Staubbindung zu beaufschlagen. Die dabei entstehenden Betonstreifen wurden danach mit wenigen Hammerschlägen in ca. 2 x 2 m große Betonplatten zerteilt, die der Baggerfahrer schnell und bequem zum Abtransport verladen konnte. Lediglich der restliche Beton zwischen den seitlichen Schnitten und dem Kalottenfuß wurde mit einem kleineren Schrämmhammer beseitigt.Robert Schweitzer, der als Maschineningenieur für die maschinentechnische Ausrüstung der BeMo-Mineure zuständig ist, schätzt den erheblichen Zeitvorteil durch das Betontrennen per Schneidrad: "Wir hätten beim Zerkleinern der Sohle allein mit dem Meißel bestimmt wesentlich länger gebraucht. Die kritische Zeit vorne beim Vortrieb zu verkürzen, ergänzt Robert Schweitzer, sei immer ein Gewinn. "Aber auch unsere Baustofflogistik wurde vereinfacht, indem wir Beton und gewachsenen Boden sauber voneinander getrennt ausbauen und entsorgen konnten."Nach Aussagen von Robert Schweitzer kamen die Maschinisten von BeMo mit dem Kemroc-Schneidrad sofort gut zurecht. Sie erreichten damit ihr Hauptziel, nämlich störenden Lärm und Erschütterungen durch einen Meißeleinsatz soweit möglich zu vermeiden. Aber einen sehr günstigen Begleiteffekt sieht er im enormen Tempo dieses neuen Arbeitsverfahrens: "Wir haben in den zwei Monaten des Sohlvortriebs mehrere Tage Bauzeit eingespart – und ein Betriebstag auf unserer Baustelle unter Überdruck kostet immerhin so viel wie ein Mittelklassewagen. Bei ähnlichen Einsatzbedingungen würden wir diese Gerätekombination durchaus wieder verwenden."
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