Tunnelbauwerk unter Bahnkörper gepresst

Tunnelbauwerk unter Bahnkörper gepresst
FF 20 und Staxo von Doka - Hauptdarsteller im ersten Akt
Mit einem technisch anspruchsvollen Sondervorschlag erhielt die Bilfinger Berger Niederlassung Ingenieurbau Südwest den Auftrag für die Verlängerung der U-Bahn-Station Frankfurt/Main-Ost. Im Gegensatz zur ursprünglichen Ausschreibung, die den Tunnelneubau in der klassischen Deckelbauweise vorsah, löst das ausführende Unternehmen die Aufgabe in einem regelrechten Kraftakt: Zwei Tunnelsegmente von 6.000 bzw. 5.000 t werden in einer Baugrube vorgefertigt und dann in ihre endgültige Lage unter einen Bahndamm vorgepresst. Die Tatsache, dass die Durchpressung unter dem rollenden Rad verläuft, verkürzt die zunächst auf über vier Jahre veranschlagte Bauzeit auf die Hälfte. Besonders die Doka-Trägerschalung FF 20 und das Traggerüst Staxo tragen dazu bei, dass das Bauvorhaben unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zur vollsten Zufriedenheit des Bauherren ausgeführt werden kann.Die U-Bahn-Station Ostbahnhof wurde bereits in den neunziger Jahren bis an den bestehenden Gleiskörper der Deutschen Bahn AG gebaut. Nach Plänen des Stadtbahnbauamtes der Stadt Frankfurt erhält der unterirdische Haltepunkt jetzt die dringend benötigte Verlängerung von Gleisen und Bahnsteigen. Nachdem vier Gleise und Schwellen der vorhandenen Bahnlinien auf Schwellenersatzträger verlegt worden waren, entstanden in einer Startgrube die beiden Segmente des Tunnelbauwerkes. Sie sind 30 m bzw. 20 m lang und 18 m breit. Die Höhe des vertikal geteilten Baukörpers beträgt 15 m. Im oberen Bereich befindet sich eine Fußgängerebene, im unteren Bereich liegen Gleistrasse und Bahnsteige der U-Bahn.

Die Abmessungen der beiden schwergewichtigen Bauteile sind enorm. Rund 1.800 bis 2.300 m3 Beton flossen in die beiden Tunnelabschnitte. Bodenplatte und Decke sind 1,30 m mächtig, die Zwischendecke misst 0,80 m. Die Wände des Tunnels variieren zwischen 1,00 m und 1,40 m Dicke. Der äußere rechtwinkelige Grundriss des Bauwerkes ermöglicht ein reibungsloses Vorpressen unter dem Bahnkörper. Im Inneren folgen die Wandabmessungen der in einer Kurve verlaufenden Gradiente.
Standardelemente vielseitig einsetzbar
Nach dem Herstellen der Bodenplatte wurde die Schalung für die unteren Wände gestellt. Das ausführende Unternehmen Bilfinger Berger entschied sich für die Doka-Trägerschalung FF 20, wobei diese auch zur Deckenrand-, Stirn und Bodenplattenabstellung eingesetzt wurde. Hierbei handelt es sich um Standardelemente, mit denen auch große Flächen rationell und schnell geschalt werden können. Als großes Plus erwies sich ein besonderes Ausstattungsmerkmal der FF 20: Die Aufstockschiene ermöglicht ein exaktes und schnelles Umrüsten der Schalelemente. Mit wenigen Handgriffen lassen sich neue horizontale oder vertikale Elementverbindungen herstellen, so können die Elemente zum Beispiel auch liegend eingesetzt werden. Ein Umstand, der sich bei der Fertigung der Tunnelsegmente bezahlt machte. “In kurzer Zeit sind die Schalelemente entkoppelt und die Einheiten in Höhe und Breite verändert”, erklärt der verantwortliche Bauleiter, Dipl.-Ing. Stefan Medel. “Danach können sie für die Betonage der oberen Wände, der Tunneldecke sowie später bei der Herstellung der Innenbauwerke eingesetzt werden.”
Keine verlierbaren Teile
In punkto Tempo und Wirtschaftlichkeit zeigte sich das Staxo-Traggerüst von Doka bei der Schalung der Decken als zuverlässiger Partner. Es besteht aus nur vier Systemteilen und ist deshalb leicht zu handhaben. ”Die drei Rahmenhöhen von 0,90 m, 1,20 m und 1,80 m erlauben eine Höhenanpassung im 30 cm-Raster”, erläutert Claus Spessart, Fachberater Schalungstechnik der Doka-Niederlassung Frankfurt/Main. “Die zugfeste Verbindung der Staxo-Rahmen erfolgt über unverlierbar enthaltene Verbindungshülsen mit eingebautem Absteckbolzen. Er ist mit einem Handgriff – ohne Werkzeug – zu fixieren und zu lösen.” Da alle Verbindungsteile im Rahmen integriert sind, lässt sich das leistungsstarke Lehrgerüst schnell und unkompliziert auf- und abbauen.
In 50-cm-Schritten
In Vorschubrichtung wurde der erste Tunnelabschnitt beidseitig mit einer Schneide aus Ortbeton versehen. “Zwei Abfangträger, die quer auf den Schneiden aufliegen, nehmen während des Vorpressens die Lasten aus dem Bahnbetrieb auf und leiten diese ins Tunnelbauwerk ab”, so Bauleiter Medel zu dem technisch anspruchsvollen Verfahren. Für die Vorpressung wurde in der Baugrube eine Widerlagerwand aus massiven Bohrpfählen mit Druckverteilerbalken errichtet. Danach setzten die Fachleute von Bilfinger Berger zwischen Verteilerbalken und Tunnelbauwerk Pressen ein, die den rund 6.000 t schweren Baukörper in 50-cm-Schritten unter den Bahnkörper schieben. Bemerkenswert: Ein Pressvorgang dauert gerade einmal 10 bis 15 Minuten. Während des Vorschubs tragen Bagger auf der unteren und oberen Ebene des Tunnels das Erdreich sukzessive ab. Sie arbeiten sich dabei in eine Vortriebsböschung vor, die eine 60°-Neigung aufweist. Um das zu ermöglichen, wurde die Vortriebstrecke mit 18 Ankern durchzogen. Sie sind an der Trennwand zur bestehenden U-Bahn-Station befestigt und an der Vortriebsböschung mit 2,50 m x 3,50 m großen Platten entsprechend dem Fangedamm-Prinzip gesichert. Nach dem Lösen von zwei Einheiten und dem Abtragen des dahinterliegenden Erdreichs werden sie wieder mit 600 kN gespannt. Sind alle Platten um 2 m Abschlagslänge zurückgesetzt, drücken die Pressen das Tunnelsegment wieder vor.
Mit technischen Lösungen aufwarten
Nachdem der erste Block komplett im Erdreich verschwunden war, wurde der zweite Abschnitt betoniert und dann das Gesamtbauwerk weiter vorgepresst. Sobald die Trennwand zum bestehenden Bauwerk auf der anderen Seite des Bahnkörpers erreicht ist, wird die Schneide zurückgebaut und im Zwischenraum ein Ortbetonübergangsblock hergestellt. Mit diesem technisch anspruchsvollen Sondervorschlag kann Bilfinger Berger die ursprünglich geplante Bauzeit von rund vier Jahren fast um die Hälfte reduzieren. Nach Meinung von Bauleiter Medel sind Baufirmen auf dem Markt nur mit technisch ausgefeilten Konzepten wie diesem noch konkurrenzfähig. ”Mit dem reinen Bepreisen von Ausschreibungen ist es nicht getan”, ist Medel sicher. ”Man muss mit technisch interessanten Lösungen aufwarten können, deren Anwendung sich für alle Baupartner lohnt.” Schlüssig wird das Konzept allerdings nur, wenn alle eingesetzte Materialien gleichermaßen über technisches und wirtschaftliches Potenzial verfügen. So ist Medel mit der eingesetzten Schalung und dem Traggerüst sehr zufrieden. Die Arbeiten mit den vielseitigen Standardelementen der Doka lassen sich schnell und rationell durchführen, wie er in diesem Zusammenhang gerne bestätigt. Wichtig für Medel ist auch der gute Service bei Doka: Bei plötzlich auftretenden Fragen steht sofort ein kompetenter Ansprechpartner mit Rat und Tat zur Seite.

Bauausführung: Bilfinger Berger Niederlassung Ingenieurbau Südwest, Büro Frankfurt
Schalungsberatung: Doka NL Frankfurt

Autor: Thomas Martin
Kontakt:
Deutsche Doka Schalungstechnik GmbH
Herr Uwe Adlunger
Frauenstraße 35
82216 Maisach
Tel.: 08141/394-308
Fax: 08141/394-155
E-Mail: Uwe.Adlunger@doka.de
Tunnel Frankfurt 1
Bauzeit erheblich verkürzt: Besonders der Einsatz der Doka-Trägerschalung FF 20 und des Traggerüstes Staxo tragen dazu bei, dass das Bauvorhaben unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zur vollsten Zufriedenheit des Bauherren ausgeführt werden kann.