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Bau mit Tunnelvortriebsmaschinen

Der Tunnel Rastatt beginnt südlich von Ötigheim mit einer 800 Meter langen Grundwasserwanne. Im Anschluss unterquert er die Federbachniederung und das Stadtgebiet Rastatt bis in den Bereich Niederbühl. Hierzu wird die Streckengradiente abgesenkt, je nach Geländeverlauf liegen die Tunnelröhren bis zu 20 Meter unter der Erdoberfläche.

Im Norden und Süden werden vor den Tunnelröhren rechteckige Tunnelabschnitte in offener Bauweise errichtet. Für den Hauptteil des Tunnels kommt jedoch wegen der geologischen und hydrologischen Situation über weite Strecken nur eine geschlossene Bauweise mit einer Tunnelvortriebsmaschine (TVM) in Frage. Vom nördlichen Tunnelportal aus beginnen zwei dieser Maschinen mit einem zeitlichen Abstand von etwa vier Monaten mit dem Schildvortrieb. Der Ausbruchsdurchmesser der Maschinen beträgt elf Meter, der Innendurchmesser des fertigen Tunnels 9,60 Meter. Nach dem Vortrieb erblickt die westliche TVM im Bereich Niederbühl wieder das Tageslicht, im Anschluss entsteht die Oströhre im ehemaligen Schadensbereich in offener Bauweise.

Arbeitsweise der TVM

Der Tunnel erhält einen kreisrunden Querschnitt und wird mit Stahlbetonsegmenten, sog. Tübbingringen mit einer Stärke von 50 Zentimetern, ausgebaut. Jeder Tübbingring besteht aus sieben Teilen, die von den TVM direkt im Tunnel eingebaut und anschließend wasserdicht verfugt werden. Beim Tunnelvortrieb fallen insgesamt rund 710.000 Kubikmeter Ausbruchsmasse an. Diese wird zu einer Separieranlage im Bereich der Baustelleneinrichtungsfläche auf der Nordseite transportiert und dort für die Weiterverwendung aufbereitet.

Die erste TVM startete im Mai 2016 mit dem Vortrieb der Oströhre, im September 2016 nahm die zweite Maschine ihre Arbeit in der Weströhre auf. Nach dem Schadensereignis im August 2017 wurde die Oströhre zusammen mit der TVM auf 160 Metern mit Beton verfüllt und die Weiterfahrt der TVM West vor der Rheintalbahn gestoppt. Das anschließend entwickelte Konzept zur Sanierung und zum Weiterbau sieht vor, dass der Rohbau an der Weströhre bis Ende 2020 und an der Oströhre bis 2024 abgeschlossen ist. Parallel zum Weiterbau der beiden Röhren erfolgt die Erstellung der Querverbindungen zwischen den Tunnelröhren sowie der Innenausbau mit Fester Fahrbahn und Ausrüstungstechnik.

Tunnelvortrieb ist Herausforderung

An einigen Stellen beträgt die Überdeckung des geplanten Tunnels weniger als vier Meter. Dies gilt beispielsweise für die Federbachniederung, die Fußgängerunterführung Niederbühl und den Bereich des Rohngrabens. Diese Bereiche sowie die hydrologischen und geologischen Rahmenbedingungen erfordern besondere Hilfs- und Sondermaßnahmen beim Tunnelvortrieb. Hierzu zählen temporäre Aufschüttungen, Bodenverfestigungen oder Bodenvereisungen. In Teilbereichen, wie beispielsweise der Federbachniederung, erfolgt der Tunnelbau im Schutze eines Vereisungsdachs.

Weiterbau der Weströhre und Sanierung der Oströhre

Beim Weiterbau der Weströhre wird Bentonitsuspension verwendet, die das Erdreich vor dem Schneidrad der TVM stützt. Diese Flüssigkeit steht unter Druck, weshalb ein Gegengewicht den Austritt an der Oberfläche verhindert: Die Gleise der Rheintalbahn liegen in diesem Bereich als Konsequenz der Verschiebung der Tübbinge in der Oströhre im August 2017 auf einer Stahlbetonplatte, die über die Weströhre erweitert wird.

Zusätzlich wird im östlichen Bereich neben den Gleisen Kiessand aufgeschüttet. Die Kombination von Stahlbetonplatte und Aufschüttung sorgen sorgt mit ihrem Gewicht für einen Gegendruck, der das Austreten der Suspension verhindert. Die TVM kann die Rheintalbahn auf diese Weise sicher unterqueren.

Sobald die westliche TVM ihren Vortrieb abgeschlossen hat, werden zunächst die bestehenden Gleise der Rheintalbahn über die im Rohbau fertige Weströhre umverlegt. Sie ruhen dann auf der Erweiterung der Stahlbetonplatte, die den Untergrund der Gleise zusätzlich stabilisiert. Anschließend wird rund um den Schadensbereich der Oströhre eine 200 Meter lange und 17 Meter breite Baugrube errichtet; darin werden der beschädigte Tunnelbereich und die östliche TVM zurückgebaut. Zuletzt wird die Tunnelröhre im Rechteckprofil neu errichtet und die Rheintalbahn zurückverlegt.