MEHR GÜTER AUF DIE SCHIENE

Der neue rund 2.7 km lange Doppelspurtunnel am Bözberg ist derzeit das grösste Einzelbauwerk der SBB auf dem 4-Meter-Korridor zwischen Basel und Chiasso zur Verlagerung des alpenquerenden Güterverkehrs von der Strasse auf die Schiene

Bild: Übersicht Bauprojekte 4-Meter-Korridor auf der Gotthard-Achse (Quelle: SBB)

Neubau Doppelspurbahntunnel als Bestandteil des Projektes 4-Meter-Korridor Basel – Chiasso / Ranzo auf der Gotthardachse. Umbau des alten, bestehenden Tunnels zum Sicherheitsstollen.

  • Gesamtlänge ca. 2.7km
  • Tagbaustrecken (2 Stück), ca. 45m
  • Lockergesteinsstrecke ca. 108m, aufgefahren als Kalottenvortrieb 
  • Zwei Portalbauwerke und Voreinschnitte
  • TBM Vortrieb Fels, (einfach-Schild TBM) auf 2.5km Länge, Ausbruchsdurchmesser 12.36m
  • 2 schaliger Ausbau
  • Querverbindungen (5 Stück), ca. alle 40m
  • Umbau alter, bestehender Tunnel ca. 2‘500m zum Sicherheits- und Rettungstollen
  • Herausforderungen: Schwierige geologische Bedingungen im Grenzbereich des Tafeljuras und Faltenjuras, Durchörterung der Jura Hauptüberschiebung eine bis zu 100 m mächtige, Scherzone mit mehreren oft verzweigten Scherflächen, Sulfathaltige Tongesteine mit Quellpotential
Referenze Projekt

GESAMTFAKTEN

3D Modell Einmündungsbereich Querverbindung zu Doppelspurtunnel 

  • Voreinschnitte und Lockergesteinsstrecke: Auf Seite Schinznach Dorf und Seite Effingen schliesst jeweils an das bergmännische Portal eine Tagbaustrecke von 37m bzw. 45m Länge an.  Beim Südportal ergibt sich im verwitterten Keuper eine Lockergesteinsstrecke von ca. 170m, aufgefahren im Kalottenvortrieb im Schutze eines Rohrschirmes
  • Vortrieb Felsstrecke: Schildmaschine TBM, Vortriebslänge 2516m, Ausbruchdurchmesser 12.36m.  2 schaliger Ausbau mit Tübbingsicherung und Ortbetonverkleidung. Abdichtung im Bereich der Thermenschutzzone mit druckhaltender Vollabdichtung.
  • Umbau alter, bestehender Tunnel in Dienst- und Rettungsstollen: Rückbau der bahntechnischen Ausrüstung. Einbau Fahrbahn für Strassenfahrzeuge. Sanierung des alten Tunnels und Verbindung zum neuen Tunnel mit 5 Querverbindungen. Einbau Beleuchtung und Überdrucklüftung sowie Schleusen an den Portalen

Fertig montierte TBM vor dem Portal Schinznach-Dorf kurz vor dem Verschub bis Start-Position (Quelle: Amberg Engineering AG)

  • Der bestehende Bözbergbahntunnel wurde durch die Schweizerische Nordostbahn in den Jahren 1871 - 1875 erbaut. 
  • Der bestehende Bahntunnel liegt auf der Zulauf-linie zum Gotthardbasistunnel, seine Abmessungen genügen jedoch nicht den Mindestanforderungen (Eckhöhe 4 m) des kombinierten Verkehrs.
  • Das Mandat umfasst die Planung des Neubau-tunnels inklusive Verknüpfung mit dem bestehen-den Gleis, bis und mit Vorprojekt sowie den Umbau des bestehenden alten Tunnels in einen Dienst- und Rettungsstollen.
     

3D Geologie Modell

  • Der Bözbergtunnel liegt im Grenzgebiet von Tafeljura (Norden) und Faltenjura (Süden). Der Tunnel durchörtert die Jurahauptüberschiebung, eine bis 100m mächtige Scherzone mit mehreren, sich oft verzweigenden Scherflächen
  • An Gesteinen werden Kalksteine, Kalkmergel, Dolomite, Tonsteine und sulfathaltige Gesteine (Anhydrit) durchörtert. Letztere sind bekannt für ihr hohen Quellpotential.

IG BözbergPlus beim Durchstich in Effingen am 29. November 2017 (Quelle IG BözbergPlus)

  • Amberg Engineering hat die Federführung der Ingenieurgemeinschaft IG BözbergPlus, welche durch den General-Unternehmer Implenia Schweiz AG für die Ausführungsplanung beauftragt ist (Phasen 51 und 53).
  • Gesamtprojektleitung IG BözbergPlu
  • Ausführungsplanung für die Teilprojekte Lockergesteinsvortrieb, Querverbindungen und Verkleidung

HERAUSFORDERUNGEN

Komplexe geologische Verhältnisse

  • Lockergesteinsvortrieb mit geringer Überlagerung und kohäsionsloses Material
  • Heterogene Bodenverhältnisse in der Lockergesteinsstrecke
  • Durchörterung Thermenschutzzone Bad Schinznach
  • Durchörterung Gesteine mit hohen Quellpotential (Anhydrit, Opalinuston, Mergel)
  • Hohe Quelldrücke in Bereichen mit geringe Überdeckung im Lockergestein
  • Hohe Anforderungen an der Brandsicherheit
  • Komplexe Geomerie in Kreuzungsbereichen und in den Schnittstellen zu andere Baulose

Innovative Herangehensweise

  • Analyse der massgebenden Gefährdungsbilder und Bemessung der Stützmittel mit FE-Modelle
  • Erstellung von Geologie BIM-Modelle zur Koordination zwischen UN, Bauherr und PV
  • Planung eines schonendes TBM-Vortrieb und einer druckhaltenden Vollabdichtung
  • Bemessung der Tübbinge und Verkleidung für Quelldrücke von bis zu 2.4 MPa
  • Planung einer monolithischen Bauweise und Bemessung anhand von 3D Schalenmodelle
  •  Heissbemessung für die Brandkurven HCinc und ISO-834 und Brandversuche
  • Erstellung von 3D-Modelle für Visualisierung und Koordinationszwecken

Robuste Lösungen

  • Kalottenvortrieb im Schutze eines Rohrschirmes und Ortsbrustsicherung mit Brustanker
  • 2-schaliger Ausbau mit eine 2-lagige FPO Abdichtung (prüf- und injizierbar)
  • Anwendung vom Widerstandsprinzip und Einsatz einer höhenregulierbare feste Fahrbahn (System LVT)
  • Monolithische Verbindung der Innenschalenblöcke durch durchgehende Schraubbewehrung
  • Einsatz von PP-Fasern im Verkleidungsbeton zur Verbesserung des Abplatzverhaltens