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NoRD-SüDSTADTBAhNKölNDieTunnelbohrmaschinen
MobileTunnelfabrikenSeismischeErkundungdesErdreichshistoriedesSchildvortriebs
DieTunnelbohrmaschinen„Tosca“und„Rosa“aufdemGeländederHerstellerfirmaHerrenknechtinSchwanau.
BauherrinKölnerVerkehrs-BetriebeAGScheidtweilerstraße�8�0���KölnTelefon: 0��1/�4�-oFax: 0��1/�4�-���0E-mail: info@kvb-koeln.de
InfoCenterderNord-SüdStadtbahnKölnBechergasse��0���KölnTelefon: 0��1/�4�-4�80Fax: 0��1/�4�-4�81E-mail: info@nord-sued-stadtbahn.de
Impressumherausgeber:KölnerVerkehrs-BetriebeAGScheidtweilerstraße�8�0���KölnTelefon: 0��1/�4�-��04Fax: 0��1/�4�-�11�E-mail: presse@kvb-koeln.de
Verantwortlichi.S.d.P.:FranzWolfRamien
RedaktionundKonzept:GudrunMeyerKölnerVerkehrs-BetriebeAGUnternehmenskommunikation
Gestaltung:AlgermissenKommunikations-Design
Text:Dr.WolfgangKrischkeFotos:KVB,DavidRossi,ChristophSeelbach,herrenknechtAG
www.nord-sued-stadtbahn.de
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Rhein
Rhein
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Neuss Wuppertal
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Neuss Düsseldorf Düsseldorf
DüsseldorfNeuss
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Konzeption / Gestaltung
Felderstr. 106 51 371 LeverkusenFon: 0214 / 24 55 8 Fax: 24 28 4
Mönchengladbach
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AachenDüren
MarienheideGummersbach
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VerkehrsverbundRhein-Sieg GmbH
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RBRE
S-Bahn
RegionalExpressRegionalBahn
DB - Fernverkehr
Planung
Stadtbahn
Planungs-Stand: 2005-11
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Weinsbergstr. / Gürtel
Nußbaumerstr.
Subbelrather Str. / Gürtel
Liebigstr.
Gutenberg- str.
Leyendecker-str.
Oskar-Jäger-Str. /Gürtel Hans-Böckler-Platz / Bf West
K-Müngersdorf / Technologiepark
Körnerstr.
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BonnBad GodesbergBonnBonnEuskirchen
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Deutzer Freiheit
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KTrimbornstr.
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Zollstock-gürtel
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Zoo / Flora
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Fordwerke Mitte
Merkenich Mitte
Fordwerke Nord
Herforder Str. Altonaer
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K-Blumenberg
K-Chorweiler Nord
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Dormagen Bayerwerk
Dormagen
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Rektor-Klein-Str.
Äußere Kanalstr.
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Westfriedhof Kinder-krankenhaus
LongericherStr.
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Von-Sparr-Str.
Opladen
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SchlebuschLEV-Küppersteg
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K-Buchforst
Waldecker Str.
Buchheim Frankfurter Str.
WichheimerStr.
KoelnmesseOsthallen
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Maria-Himmelfahrt-
Str.
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Duckterath
K-Dellbrück
Christophstr. /Mediapark
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Dürener Str. /Gürtel
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Hürth-Hermülheim
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Lindenburg(Universitätskliniken)
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Hürth-Kalscheuren
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Am Emberg
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Drehbrücke
Poller Kirchweg
Raiffeisenstr.
Poll Salmstr.
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Kölner Str.Westhoven
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Porz Steinstr.K
Steinstr.
K Airport -Businesspark
Dasselstr. / Bf Süd K Süd
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Wilhelm-Sollmann-Str.
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MülheimWiener Platz
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BuchheimHerler Str.
Holweide Vischeringstr.
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Barbarossa-platz
KölnHbf
4 RiesenbohrerimUntergrund DreiTunnelbohrmaschinengrabensichdurchdas
KölnerErdreich
6 DieBohrstrecken VomBonnerWallundvomBreslauerPlatz
biszurPhilharmonie
8 MobileTunnelfabriken DieSchildmaschinensindnichtnurBohrer.Siebauenbe-
reitswährenddesVortriebseineRöhreausBetonringen
10 SchildmaschineimQuerschnitt DerBlickinsInnere
12 TechnischeDaten DieSchildmaschineninZahlen
14 Schneidenundstützen DieriesigenSchneidrädersindmitspeziellenWerk-
zeugenzumAbbaudesBodensbestückt
NoRD-SüDSTADTBAhNKölNDieTunnelbohrmaschinen
Das Liniennetz 2010:Die Nord-Süd Stadt-bahnKölnschaffteineschnelleundbequemeAnbindung der süd-lichenStadtteileandieInnenstadt und denHauptbahnhof.
Inhalt
15 RingfürRing ImSchutzdesSchildmantelswerdendieTunnelröhren
hergestellt
16 MaulwurfmitAugen EinseismischesSystemerkennthindernisseimBoden
17 PräziseaufKurs DasausgefeilteSteuerleitsystem
18 Antransport PerlastschiffundTiefladerzurBaustelleunddannmit
KränendurchdieFörderöffnung
20 HerstellungderTübbinge �1.0�4millimetergenaueTübbingewerdeninsgesamt
verbaut
22 TechnikmitGeschichte DasPrinzipdesSchildvortriebswurde1818patentiert
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RiesenbohrerimUntergrund
DieTunnelderNord-SüdStadtbahnKölnwerdenzumweitausgrößtenTeilimSchildvortrieberstellt.BeidiesemVerfahrengrabensichTunnelbohrmaschinen–sogenannteSchildvortriebsmaschinen–durchdasErdreichunderstellenzugleichausBetonsegmentendieTunnelröhren,ohnedassdafürdieStraßeaufge-rissenwerdenmuss.DarinliegteinentscheidenderVorteildesSchildvortriebsgegenüberderoffenenBauweise.DasgiltbesondersfürdichtbesiedelteStadtteile,wiesievonderNord-SüdStadtbahnKölnunterquertwerden.
Der Verkehr kann weiter fließen und Behinderungen durch offene Bau-gruben beschränken sich auf den Bau der Haltestellen- bereiche.Die Belastung der Anwohner durch lärm undSchmutz istdadurchdeutlichgeringerundauchdieTier-undPflanzenweltwirdgeschont.
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DieBohrstreckenmittendurchdieStadt
In Kölnwerden insgesamt drei Schild-vortriebsmaschinen eingesetzt. ZweibaugleicheMaschinenfahrenimBaulosSüdparallel,aberzeitversetztdiebeidenTunnelröhrenvonderhaltestelleBonnerWallausinRichtungNordenauf.Siekom-menunter demKurt-hackenberg-Platz
südöstlichderPhilharmoniezumhalt.DerEinsatzvonzweiMaschinenwurdewegenderlangenTunnelstreckevon�x�.�00MeternauszeitlichenGrün-denerforderlich.DieRöhrenhabeneinenlichtenIn-nendurchmesservon�,�0Metern,dieSchildmaschinenhabeneinenAußen-durchmesservon8,40Metern.ImBaulosNordwerdendieTun-nelstrecken in entgegengesetzterRichtunginzweiRöhrenvonderhal-testelleBreslauerPlatzausbiszurNordseitederPhilharmoniegebohrt.DadiedortigenTunnellängenmitrund�40und��0Meternbedeutendkürzersind,reichthiereineMaschineaus,umimZeitplanzubleiben.
Nachdemdie Schildmaschine dieost-Röhreaufgefahrenhat,wirddieMaschi-nentechnik ausgebaut und durch denfertiggestelltenTunnelzurücktransportiert,währendderSchildmantelimBodenver-bleibt.AnschließendwirdvomStartpunktBreslauerPlatzausdieWest-Röhreinder
gleichenWeiseaufgefahren.DerAußen-durchmesser der VortriebsmaschinenjederdieserRöhrenbeträgt�,80Meter,der lichte Innendurchmesser der ferti-genTunnelröhrebeträgt�,�0MeterundorientiertsichandenAbmessungenderStadtbahnfahrzeuge.EristkleineralsaufdemsüdlichenStreckenabschnitt,weildiePlatzverhältnisseunterdenAnlagenderDeutschenBahn,diehierunterfahrenwer-den,beengtsind.AußerdemmüssenaufdieserVortriebsstreckekeinehaltestellengebautwerden.DieVortriebsmaschinenimlosSüdwerdennachAnkunft imZielschacht auseinan-dergebautundabtransportiert.VieleTeiledavon können für andere Bauprojektewiederverwendetwerden.
DieSchildmaschinenbewegensichzwarvonNordenundSüdenaufeinander zu,abersietreffensichnicht.DerGrund:UnterderPhilharmoniegibteseinenBereich,indemdieRiesenbohrerwegenPlatzmangelsnichtarbeitenkönnen.DeshalbmussdieserkurzeTunnelabschnittmitTunnelbaggern
inbergmännischerStollensicherungunterDrucklufthergestelltwerden.DurchdieDruckluftstützungwirddasGrundwasserausdemBaubereichherausgedrückt, indemdann der Ausbruch des Erdreichsvorgenommenundein rechteckigesBe-tonbauwerkhergestelltwerdenkann.
DerzeitistderBauderNord-SüdStadtbahndiegrößteÖPNV-Infrastruktur-maßnahmeDeutschlands.
DieTunnelbohrerwerdeninEinzelteilenangeliefert,indieBaugrubegehobenunddortzusammengesetzt.
DieKölnerTunnelbohrmaschinenwurdennacheinemKarnevalshitderKultband„Höhner“be-nannt:„DickeMädchenhabenschöneNamen,heißenTosca,RosaoderCarmen“.
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MobileTunnelfabrikenDieSchildmaschinen
EsgibtunterschiedlichausgerüsteteTun-nelvortriebsmaschinen,jenachdemobderBaugrundhartoderweich,trockenoderstarkwasserhaltig ist. InKölnkommensogenannteMix-Schilde zum Einsatz,diesichvorallemfürkiesigeundsandigeBödenmithohemWassergehalteignen.Siesinddaraufausgelegt,lockeresErdreichbeimBohrvorgang zu stabilisieren,umSetzungenzuverhindern.Außerdemsindsieinderlage,auchgrößereSteinblöckezuzerkleinern.
DieSchildmaschinensindnichtnurBohrer,sondernzugleichmobile,automatisierteTunnelfabriken,diebereitswährenddesVortriebs die Röhren aus Betonringenherstellen.
BaugrundvereisungDie Baugrundvereisung dient der Bodenverfestigung. Vor allem aber soll sie eine Abdichtung des jeweiligen Baubereichs gegen das Grundwasser bewirken, das sonst abgepumpt werden müsste. Um die Vereisung zu erreichen, wird über einen geschlos-senen Kühlkreislauf, der mithilfe von Bohrungen in den Untergrund eingebaut wird, flüssige Sole (konzentrierte Salzlake mit minus 35 Grad) durch das Erdreich gepumpt. Dieses wird dadurch allmählich auf unter minus 20 Grad heruntergekühlt und somit vereist. Für den eigentlichen Tunnelbau ist eine solche Abdich-tung nicht notwendig, da die Schildmaschinen problem-los im Grundwasser arbeiten können. Angewandt wird das Verfahren aber dort, wo die Verbindungen zwischen den Tunnelröhren und den Baugrubenumschließungen für die späteren Haltestellen aufgebrochen werden, die „Querschläge“ entstehen. Zudem wird es genutzt bei Erdaushubmaßnahmen, die im Baugrund unter Über-deckung stattfinden müssen. Dies ist an der künftigen unterirdischen Haltestelle Severinstraße der Fall. In Köln soll die Vereisungsmethode außerdem in Kom-bination mit weiteren Maßnahmen der Bodenverfes-tigung, die im Vorweg der Schildfahrt durchgeführt werden müssen, angewandt werden – z.B. beim Bau der Verflechtungsstrecke in der Bechergasse.
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hintereinemSchneidrad1mitSchälmessernundRollenmeißelnbefindet sicheineStahlröhre,derSchildmantel2, indessenSchutzderTunnelaufgefahrenwird.DamitderBodenvordemSchild (die sogenannteortsbrust)stabilbleibt,wirddergesamteRaumvorderDruckwand3miteiner Stützflüssigkeit (Bentonit-Suspension) gefüllt undeinDruckluftpolster4inderAbbaukammerzwischenDruckwandundTauchwand5erzeugt.ZusammenmitderSuspensionwirddergelösteBodendurcheineFörderleitung6 herausgepumpt.GrößereSteinbrockenzerkleinerteinSteinbrecher7.AußerhalbdesTunnelswerdenErdeundSuspensionineinerSeparieranlagegetrenntunddiegereinigteBentonit-SuspensionanschließenddurchdieSpeise-leitung8derMaschinewiederzugeführt.ImSchutzdesSchildmantelswerdenTübbinge9,d.h.FertigteileausStahlbeton,miteinemTübbingerektoreingesetzt.JeweilssiebenTübbingeundeinSchlusssteinergebenbeidemTunnel-durchmesserimsüdlichenBauloseinenRing.ImBaubereichNordsindesjesechsTübbingeundeinSchlussstein.DerhohlraumzwischenTübbingringunddemErdreichaufderAußenseitewirdkontinuierlichmitMörtelausgefüllt.DieMaschinebewegt sich vorwärts, indemsie sichmithy-draulischenPressenandemzuletztgefertigtenTunnelringabdrückt.
SchildmaschineimQuerschnittDerBlickinsInnere
DieSchildeimLosSüdhabeneinenDurch-messervon8,40Meter,derSchildimLosNordhateinenDurchmesservon6,80Meter.
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LosNordLängederVortriebsmaschine:4�MeterGesamtgewichtinkl.Nachläufer:��4Tonnen–sovielwie���VWKäferLängeSchild:�,1�MeterGewichtSchildkomponenten:��0TonnenDurchmesserSchildaußen:�,80MeterDickeSchildmantel:�0MillimeterAnzahlderVortriebspressen:�4StückinstallierteVortriebskraft:44.���KiloNewtonAntriebsleistung:440Kilowatt(�00PS)Drehmoment:�.�08KiloNewtonMeter(kNm)StromverbrauchproStunde:1.�00Kilowattstunden(kWh)–durchschnittlicherVerbraucheineseuropäischenhaushaltsmitvierPersonenindreiMonatenSchneidradbestückung:�8Schälmesser,1�RollenmeißelAnzahlMitarbeiterimVortrieb:�Schichtenà1�Manndurchgängig�TagedieWocheTäglichgebohrteStrecke:�bis10MeterfertiggestellterTunnelTunneldurchmesserinnen:�,�0Meter
DieNordmaschineistähnlichaufgebautundarbeitetnachdemselbenPrinzipwiedieSchildmaschinendesSüdloses.DurchdenkleinerenDurchmesserliegenentsprechendgeringereDimensionenvor.AlledreiSchildmaschinenwurdenvonderFirmaherrenknechtAGinSchwanauproduziert.
TechnischeDatenderKölnerSchildmaschinen
LosSüdLängederVortriebsmaschine:��MeterGesamtgewichtinkl.Nachläufer:1.0�0Tonnen–etwadasGewichtvonzweiEinfamilienhäusernLängeSchild:�,��MeterGewichtSchildkomponenten:��0TonnenDurchmesserSchildaußen:8,40MeterDickeSchildmantel:�0MillimeterAnzahlderVortriebspressen:�8StückinstallierteVortriebskraft:�0.�00KiloNewton–derSchub,den�0Boeing�4�zumAbhebenbrauchenAntriebsleistung:1.100Kilowatt(1.�00PS)Drehmoment:�.��0KiloNewtonMeter(kNm)StromverbrauchproStunde:�.100Kilowattstunden(kWh)Schneidradbestückung:1�4Schälmesser,1�RollenmeißelAnzahlMitarbeiterimVortrieb:4Schichtenà��Manndurchgängig�TagedieWoche(beideMaschinen)TäglichgebohrteStrecke:10bis1�MeterfertiggestellterTunnelTunneldurchmesserinnen:�,�0Meter
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hinterderAbbaukammerwirdimSchutzedesSchildmantelsdieTunnelröhreherge-stellt.EinsogenannterRingerektorverbautdieTübbinge–TunnelringsegmenteausStahlbeton–innerhalbdesSchildmantels.Jeweilssechs(losNord)bzw.sieben(losSüd) solcherTübbingeundeinSchluss-steinwerdenmit speziellenSchraubenundDichtungsbändernindenFugenzueinemRingmontiert,der1,�0Meterbreit,40Zentimeterdickundrund��bzw.�8Tonnenschwerist.UmdieTübbingringezukoppeln, ist jederRingandereinenSeitemit topfähnlichenVertiefungen
unddergegenüberliegendemitNockenversehen.DieseTopf-Nocken-KonstruktionfunktioniertvomPrinzipherähnlichwieeinNut- und Feder-System.Die RingewerdenmiteinanderverschraubtundindenFugenabgedichtet.MittelsspeziellgeformterTübbinge lassen sichbogen-förmigeTunnelabschnittebauen.
Umweitervorwärtszubohren,drücktsichdieMaschinemithydraulischenPres-senvomzuletztgefertigtenTunnelringausnachvorn.SoentstehtRingfürRingderneueTunnel.WährenddieSchildma-
schinesichvorarbeitet,wirdder„Spalt“zwischenTübbingringunddemErdreichkontinuierlichmiteinemSpezialmörtelgefüllt.SolassensichhohlräumeimBo-denunddamitSetzungsschädenandenGebäudenverhindern.DerTunnelausbauerfolgteinschalig:Dasbedeutet,derausTübbingenzusammengesetzteTunnel-ring schützt nicht nur den gebohrtenhohlraumgegendasErdreich,sondernsorgtzugleichauchfürdienötigeAbdich-tunggegenGrundwasser.Aufeinezwei-te,innereBetonschalefürdieAbdichtungkanndeshalbverzichtetwerden.
RingfürRingentstehtderneueTunnel
VorbereitungderAnfahrtringe:HiersetztdasSchneidradan.
MillimetergenauwirddasSchneidradandenDichtungsringgefahren.
DasSchneidradbautmitSchälmessernundRollenmeißelndasErdreichab.
AmBahngeländeBonntorwurdeein9.000Qua-dratmetergroßesBasis-undNachschublagerfürTübbingeeingerichtet.
SchneidenundstützenKräftegleichgewichtunterderErde
AlledreiMaschinen,dieinKölneingesetztwerden,arbeitennachdemselbenPrinzip:Ein riesiges Schneidradwird voneinerMaschine,die imlosNord440und imlosSüd1.100Kilowattstarkist,rotierenddurchdasErdreichvorgeschoben.FürdieseAufgabeistesmitspeziellenWerkzeugenzumAbbaudesBodensbestückt:Diemiteinerhartmetallschneideverse-henenSchälmesser,sogenannteStichel,tragenineinerSchälbewegungdasErd-reichanderortsbrustab.FürhärterenUntergrundsinddieDiskenvorgesehen.Eshandeltsichumrotierende,mit gehärteten Schneidringen verse-heneRollenmeißel.DiessinddrehbarimSchneidradgelagerte scheibenförmigeMeißel,dieGesteinundErdreichzermah-len.GrößereGesteinsbrockenwerdenvorderhydraulischenFörderunghinterdemSchneidradvoneinemSteinbrecherzerkleinert, bis sie auf eineKantenlän-gevonunter1�Zentimeterngebrochenwurden.Dieortsbrust,alsodasErdreichimBereichdesSchneidrades,wirddurcheineBento-nit-Suspensiongestützt.Dabeihandeltes
sichumeinunterDruckstehendesGe-mischausfeinkörnigemTonundWasser.Diesogenannteortsbruststützunghälthier das Kräftegleichgewicht der vonaußenwirkendenKräfteausBaugrund,Grundwasser und Bebauung gegenü-berderindenBodenhineindrängendenVortriebsmaschineund verhindert einunkontrolliertesEinbrechendesErdreichsindieArbeitskammerhinein.Somitwer-denSetzungsbewegungendesoberhalbliegendenBaugrundesverhindert.DeranderortsbrustabgebauteBodenwirdmit dieser Stützflüssigkeit in derAbbau-Kammer vermischt und durchRohrleitungenandieoberflächegepumpt.DortwerdenbeideBestandteilegetrennt.DieStützflüssigkeitgelangtineinerArtKreislauferneut zurKammerundwirdwiederverwendet.Nur in besonderenSituationen–beispielsweisewenndieWerkzeuge,diezumAbbaudesBodensaufdemSchneidradbefestigtsind,gewechseltwerdenmüssen–wirddieStützflüssigkeitausderKammerabgelassenunddurchDruckluftersetzt,umArbeiterdortein-schleusenzukönnen.
DieRingbauerbeiderArbeit:DietonnenschwerenBetonsegmentemüssenexaktpassen.
Täglichwerden6bis12MeterdurchdasErdreichgebohrt.
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DamitdieRöhrenichtvonderfestge-legtenTrasseabweicht, istMaßarbeiterforderlich.DieKölnerSchildmaschinenverfügendafürüber ein ausgefeiltesSteuerleitsystem.AneinemPunktderbereits fertigge-stelltenTunnelauskleidungwird einrechnergesteuertesMessgerät fürdieMessungvonhöhen-undhorizontal-winkelnangebracht. Es sendet einenlaserstrahlaus,deraufeineimvorderen
TeilderSchildmaschineinstallierteZiel-tafel trifft.DiesogewonnenenDatenüberdiemomentanePositionderMa-schinewerden voneiner Spezialsoft-warelaufendmitdenprogrammiertenSoll-WertenderTrasseverglichen.DieSoftwareunterstütztdenFahrerbeiderRichtungskontrolleundbeiderWahlderVortriebsleistungundberechnet, fallsnotwendig,KorrekturenfürdieweitereSchildfahrt.
PräziseaufKursRichtungskontrolledesVortriebs
GeräuschentwicklungDer Schildvortrieb erzeugt Schallwerte zwischen 35 und 50 Dezibel. Das liegt zwi-schen dem Summen eines Kühlschranks und dem Geräusch eines Ventilators. Die Bewohner der Häuser, die gerade unter-fahren werden, hören also allenfalls ein leises Brummen. Der aktuelle bauliche Zustand aller Häuser entlang der Strecke ist dokumentiert, so dass sich eventuelle Veränderungen während der Durch-fahrt der Schildmaschinen feststellen lassen. Sollte es zu verfahrensbedingten Setzungen kommen, wird der Schaden durch die Versicherung der Bauherrin ausgeglichen.
VoneinemSteuerstand,der sichdirekthinter Schneidrad und Ringbauanlagebefindet,werdenalleAktionenkontrolliert.DieMaschinenfahrerbekommenlaufendInformationenüberdie SteuerungundFunktionsfähigkeit der GesamtanlageaufdenBildschirm. EineausgeklügelteVermessungs- und Sensortechnik hältdieTunnelbohrmaschinenexaktaufKursund schützt vor unliebsamenüberra-
schungen,vordenenmantrotzintensivergeologischerVoruntersuchungennievölligsicherseinkann.EinseismischesSystemzurVorauserkun-dungverleihtdemTunnelbohrer„Augen“.Ultraschallsender, amSchneidradange-bracht, schicken seismischeWellenaus,diejenachBeschaffenheitdesErdreichsunterschiedlich reflektiertwerden. SiewerdenmitSpezialmikrofonenempfangen
undautomatischausgewertet.NachdemderComputerdieEigenschwingungenderMaschineherausgefilterthat,errechnetereindreidimensionalesProfildesUnter-grundsundbereitetesfürdenSchildfahrerinFormfarbiger�D-Grafikenauf.ErkannsoinEchtzeitjedeVeränderungimUnter-grundvordemBohrkopfbeobachtenundentsprechendreagieren.Die„Sicht“reichtetwa40Meterweitvoraus.
MaulwurfmitAugenSeismischeVorauserkundung
DieNord-SüdStadtbahnKölnentlastetdenIndividualverkehr.DieFolge:WenigerStausundUnfälle,wenigerLärmundAbgase.
ImFührerstandwerdenVortriebundFörderkreislaufelektronischüberwacht.
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DieGroßmaschinenfürdaslosSüdwerden,inEinzelteilezerlegt,vonSchwanauausaufdieReisegeschickt.ZunächstgehtesperTiefladerzumnahegelegenenhafenKehl,danachaufvierlastschiffenrund400KilometerdenRheinhinunternachKöln.DieNachläuferderMaschinensollenamWochenende jeweilsnachts vomhafenShell-Godorf zumStartschacht BonnerStraße/EckeBonnerWalltransportiertunddortmontiertwerden.AnortundStellewerdendieEinzelteilemitKränendurcheineFörderöffnung imDeckeldesStart-schachtes,derspäterenhaltestelleBonnerWall,anihrenEinsatzortgehoben.DieMaschine für denNorden gelangtwenig später auf ähnlicheWeise zumBreslauerPlatz.
AntransportzuWasserundzuLand
TransportperLastschiffaufdemRheinund ...weitermitdemTieflader.
VondenrundvierKilometernderNord-SüdBahn-StreckewerdenknappdreiKilometerimSchildvortriebsverfahrenerstellt.
StählerneSchalungfürdenBeton. DerfertigeTübbingwiegtmehrereTonnen.DieStahlbewehrungverstärktdenTübbing.
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sind,werdendieAbmessungenderScha-lungenpermanentkontrolliert.ZusätzlichwirdjedervierzigsteTübbingmiteinemlaser-Präzisionsmessgerätüberprüft.AlleTübbingebesitzeneineIdentitätsnummer,unterderalleProduktionsdatenineinerDatenbankhinterlegtwerden.
DiefertigenTübbingefürdenSüdenge-langenper Bahn zur Kölner Baustelle.DortwirdamBahngeländeBonntorein�.000QuadratmetergroßesBasis-undNachschublagereingerichtet,vondemausdieTübbingeundandereMaterialienmiteinemeigenenlorenbahnsystemin
denTunneltransportiertwerden.DieTüb-bingewerdenmitderlorenbahndurchdiefertiggestelltenAbschnittederTun-nelröhrenbisanihreEinbaustelleheran-transportiert.hierwerdensievoneinem„Erektor“mittelsVakuumplatteaufge-nommenundzueinemRingverbaut.
HerstellungderTübbingeMillimeterarbeit
FürdieNord-SüdStadtbahnKölnlosSüdwerden insgesamt �.�8�Ringe (�8.���Tübbinge)benötigt.herstelleristdieFirmaRekersBetonwarenGmbhinSpelle.FürdieTunnelstreckeimlosNordwerden��4Ringe(�.��8Tübbinge)vonderFirmaMaxBöglinhamminkelngefertigt.
DieTübbingewerdenimSchichtbetriebproduziert,wobeidiemeistenArbeits-schritteautomatisiert sind.AmAnfangstehtdieherstellungderBewehrungskör-be:StahlstäbewerdenmithilfevonSchab-lonenzukorbartigenMattenverschweißt,diezurVerstärkungderTübbingedienen.DieBewehrungskörbewerdenindiestäh-lernenSchalungen, diedemBetondieTübbingformgeben,eingelegt.Anschlie-ßendsetztmandieTübbing-Einbauteileein,wiebeispielsweiseDübelfürdieVer-schraubung.InsgesamtfünfSchalungensindfürdieTübbingeimlosSüdparallelimEinsatz.NachdiesenVorbereitungenwerdensiemitBetongefüllt,deranschlie-ßendmitmithilfeeinesRütteltischsver-dichtetwird.DieQualitätdesBetonswirdständigüberwacht.DieseArbeitsschritteerfolgenweitgehendautomatisch.WenndiebetoniertenTeileausreichenderhär-tetsind,werdensieausdenSchalungengenommenundmitDichtungsbändernund Fugeneinlagen versehen, die zumBeispiel Abplatzungen andenKantenverhindernsollen.TübbingproduktionistMillimeterarbeit.WeildievorgegebenenMaßederTübbinge exakt einzuhalten
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AbschnittesofortmitZiegelsteinenaus.ZwischendemTunnelfirstundderSohlederThemselagennichtmehralsdreibisvierMeter.DaderTeilderRöhre,dersichunmittelbarhinterdemSchildbefand,kurzfristignichtgesichertwar, kamesimmerwiederzuWasser-undBodenein-brüchen.NachzweiJahrenhattemandenTunnelum180Metervorangetrieben,waseinertäglichenVortriebsleistungvon��Zentimeternentsprach.ImAltervonnurzwanzigJahrenüber-nahm Marc Isambert Brunels SohnIsambard Kingdom (180� – 18��) dieProjektleitung. 18�8 kames zu einembesonders schwerenWassereinbruch.SechsMenschen fandendenTod. ErstnachsiebenjährigerBaupausekonntederVortriebwiederaufgenommenwerden.184�schließlichwurdederThemse-Tunnelfeierlicheingeweiht.Erdientezunächstals Fußgängertunnel, denn dieDockswareninderZwischenzeitfertiggestelltworden.18��wurdeerzueinemEisen-bahntunnelumgebaut.
GusseiserneTunnelröhrenEbenfallsimJahr18��wurdeinderNähedesTowersdieThemseerneutmiteinemTunnel imSchildvortriebsverfahrenun-terquert.hierverwendetemanzumers-tenMal imTunnelbauTübbingefürdieAuskleidungderRöhre,diedamalsausGusseisenbestanden.DavorwarensolcheTübbingebereitsinBergwerksschächtenimRuhrgebiet eingesetztworden. Erstab 1��0kamenTübbingeausBeton inGebrauch.JameshenryGreathead,einerderleitendenIngenieurebeimBaudiesesThemse-Tunnels, brachtedie Schildvor-triebstechnik entscheidend voran. AufihngehtdieAnwendungrunderSchildemithydraulischenVortriebspressenundderEinsatzvonDruckluftzurück.Beides
gehörtseitdemzumStandardderSchild-maschinentechnik.EinwegweisendesProjektdesSchildvor-triebs inDeutschlandwarderBaudeserstenElbtunnels,dervon1�0�bis 1�11dauerte.ErwarderersteUnterwassertun-nelaufdemeuropäischenKontinent.Diebeiden4�0Meter langenTunnelröhrenwurdenunterDruckluftaufgefahren,umeindringendesWasserzurückzuhalten.DerVortriebsschildbestandauseinemfünfZentimeterdickenEisenmantel,ausdemherausderBodeninhandarbeitabgebautwurde.Mit 1� hydraulischen Pressen,dieeinenVorpressdruckvon insgesamt4�0barerzeugenkonnten,kamderSchildproTagdurchschnittlich1,�0Metervoran.DieTunnelringewurdenjeweilsaussechsEisentübbingen zusammengenietet. In
den„altenElbtunnel“,wieihndieham-burgernennen,gelangtman–damalswieheute–nichtüberRampen,sonderninFahrstühlen.DieElbeinhamburgistauchSchauplatzeinesweiterenMeilensteins inderGe-schichtedesTunnelvortriebs:Vonoktober1���biszumFebruar�000entstanddievierteElbtunnelröhre,die�00�fürdenVer-kehrfreigegebenwurde.Gegrabenwurdesievonder8.000PSstarken„Trude“–derNamestehtfür„TiefrunterunterdieElbe“.Trude istmit einemDurchmesser von14,�0MetereinerdergrößtenMix-SchildederWelt.Die�.0��MeterlangeElbtun-nelröhre(�.��1MeterdavonimSchildvor-trieb),istdergrößteUnterwassertunnelimlockergestein,derbislangnachdiesemVerfahrenhergestelltwurde.
TechnikmitGeschichteSchildvortrieb
TunnelbauinKöln-MülheimDieNord-SüdStadtbahnistnichtdieersteStreckeinKöln,dieimSchildvortriebge-bautwird.BereitsimJahre1��1begannder Bau eines Stadtbahn-Tunnels vomWienerPlatz imStadtteilMülheimzurhaltestelleherler Straße inBuchheim.AuchhiermusstendichtbesiedelteWohn-gebieteunterquertwerden,weshalbman,mit Ausnahme des haltestellenbaus,aufdieoffeneBauweiseverzichtete.DiebeideneingleisigenTunnelröhrenmitje�,�0MeterInnendurchmesserhabeneineGesamtlängevonrund�,�Kilometern.Imoktober1���wurdedieknapp40Meterlange Schildvortriebsmaschine zusam-mengesetzt. ImDezemberging sie andenStartundgrub sichvonBuchheimausinRichtungMülheim.BeieinerDurch-schnittsgeschwindigkeit von bis zu 1�MeternproTagkamsiedortimAugustan,wurdegewendetundbohrteaufdem„Rückweg“dieparalleleTunnelröhre.Ende
1���,einJahrnachdemStartunddamiteinJahrfrüheralsgeplant,warsiewiederanihremAusgangspunktangelangt.Er-öffnetwurdedieStrecke1���.
VomSchiffsbohrwurmzurSchildmaschineDasPrinzipdesSchildvortriebswurdevonSirMarc IsambertBrunel (1���– 184�)erfunden,einemgebürtigenFranzosen,der inEnglandlebte.DerArchitektundMaschinenbauingenieurnahmsicheinewurmähnlichaussehendeMuschelmitdemNamenSchiffsbohrwurm (Teredonavalis)zumVorbild.Das�0bis40Zen-timeterlangeTierhatdieEigenart,sichdurchholz zu raspeln und denGangunmittelbarhintersichmitkalkartigenSekretenauszukleiden.1818erhieltBruneleinPatentaufseineIdeedesSchildvortriebs,sechsJahrespä-terkonnteersieumsetzen:UnterseinerleitungbegannendieBauarbeiten zur
UntertunnelungderThemse.DerneueVerkehrswegsolltevorallemdemTrans-portvonBaustoffenfürdieErrichtungderneuenDocksderenglischenFlottedienen.An einemUfer derThemsewurde eingemauerterSenkkastenbisauf�0MeterTiefeabgesenkt.AusihmherauswurdeunterständigemAbbaudesBodenseinrechteckigerSchildmithilfevonSpindelnvorgeschoben. Erwar�,�8Meterhoch,11,4�MeterbreitundunterteiltinzwölfeinzelneRahmen.JederRahmenbestandausdreiKammern,indenenjeweilseinBergmannarbeitete.DieortsbrustwardurchquerliegendeBohleninnerhalbderRahmendesSchildesgesichert.Der Abbaudes Erdreichs geschah aufmehrerenEtagenvonobennachunten.JederArbeiterentfernteeineBohlevorsich,grubeine1�ZentimeterdickeSchichtdeswässrigenBodensabundschobdanndieBohlevor,umdasErdreichzustützen.hattenalleArbeiterihrenAbschnittfer-tig,wurdedergesamteSchildvorgescho-ben.Maurerkleidetendiefertiggestellten
NoRD-SüDSTADTBAhNKölNDieTunnelbohrmaschinen
MobileTunnelfabrikenSeismischeErkundungdesErdreichshistoriedesSchildvortriebs
DieTunnelbohrmaschinen„Tosca“und„Rosa“aufdemGeländederHerstellerfirmaHerrenknechtinSchwanau.
BauherrinKölnerVerkehrs-BetriebeAGScheidtweilerstraße�8�0���KölnTelefon: 0��1/�4�-oFax: 0��1/�4�-���0E-mail: info@kvb-koeln.de
InfoCenterderNord-SüdStadtbahnKölnBechergasse��0���KölnTelefon: 0��1/�4�-4�80Fax: 0��1/�4�-4�81E-mail: info@nord-sued-stadtbahn.de
Impressumherausgeber:KölnerVerkehrs-BetriebeAGScheidtweilerstraße�8�0���KölnTelefon: 0��1/�4�-��04Fax: 0��1/�4�-�11�E-mail: presse@kvb-koeln.de
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Text:Dr.WolfgangKrischkeFotos:KVB,DavidRossi,ChristophSeelbach,herrenknechtAG
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