Tunnelbau/Verkehrstechnik - VIF

Tunnelbau und Verkehrstechnik
Seit bald 30 Jahren
wünscht sich das Rontal
einen Autobahnanschluss.
Am 22. Juni 2011 ist’s soweit !
Im Rahmen der Luzerner Verkehrsund Wirtschaftspolitik zur
Attraktivierung des Lebens- und
Wirtschaftsraums wird im Rontal
ein bedeutendes Bauwerk
realisiert :
Der Autobahnanschluss
Buchrain
mit dem Zubringer Rontal.
www.a14-buchrain-rontal.lu.ch
Das Bauvorhaben umfasst zwei grosse
Strassenprojekte. Zwischen den
bestehenden Autobahnanschlüssen Emmen
Süd (A 2/A14) und Gisikon-Root (A14)
erstellt das Bundesamt für Strassen (ASTRA)
den neuen Anschluss Buchrain.
Der Kanton Luzern verbindet mit der neuen
Kantonsstrasse K 65b das Rontal direkt
mit dem Autobahnanschluss.
Ausbruch Kalotte mit Pilotstollen
Sandstein
Nagelfluh
Geologie und Voreinschnitte
Der Tunnel Buchrain durchörtert die Gesteine der oberen Süsswassermolasse
des Hundsrückens, dem Hügelzug,
der das Rontal vom Reusstal trennt.
Die Gesteine bestehen durchwegs aus
Sedimenten (Flussablagerungen), wobei
folgende Gesteinstypen in meist dünnen,
mitunter wirren Wechsellagerungen
vorkommen: Konglomerate, Sandsteine,
Siltsteine und sehr untergeordnet
Schlammsteine. Die Gesteine zeichnen
sich durch einen hohen Gehalt an
abrasiven Mineralien (Quarzite) aus.
Vorabschnitt West mit vorgespannten
Ankern an der Tunnelbrust
Sicherung mit
Felsankern und
Spritzbeton
Voreinschnitte ebnen den Weg
der Tunnelbauer
Am 25. September 2007 erfolgte der
Startschuss der Bauarbeiten. Während
rund neun Monaten wurde den späteren
Tunnelbauern der Weg zur Tunnelbrust,
wo der Untertagebau startet, geebnet.
Insgesamt wurden in den beiden Voreinschnitten Ost und West 35’000 Kubikmeter Lockermaterial und Fels abgetragen.
Dank günstig einfallender Schichtung
wurden die seitlichen Grubenwände mit
Felsnägeln gesichert. Die Tunnelbrust
wurde hingegen sowohl im Rontal wie
im Reusstal mit vorgespannten Ankern
gesichert. Neben Ankerzugversuchen
wurden die Baugruben mit Druckmessdosen, Inklinometern und geodätischen
Messungen überwacht.
Tunnelbrust
vor Start
Pilotstollen
Kalotte
Strosse
Graben
SiSto
1
2
3
4
Ausbruchverfahren Tunnel
Ausbruchverfahren
Der einröhrige Tunnel mit zwei Fahrspuren im Gegenverkehr hat eine Länge
von 891 Metern. Davon entfallen 740
Meter auf die bergmännische Strecke,
105 Meter auf den Tagbautunnel im
westlichen Reusstal und 46 Meter auf
den Tagbautunnel im östlichen Rontal.
Der Tunnelbau erfolgt unter dem dicht
besiedelten Gebiet der Ortschaft Buchrain. Die minimale Überdeckung des
bergmännischen Abschnitts beträgt acht
Meter und steigt bis zur Mitte des
Tunnels auf maximal 35 Meter an.
Um die Immissionen beim Vortrieb des
Tunnels möglichst gering zu halten,
wurde der Tunnel im Teilausbruchverfahren mit unterschiedlichen Vortriebsmethoden ausgebrochen:
1 Fräsung des Pilotstollens mit Tunnelbohrmaschine (TBM), Durchmesser
3,65 Meter, Durchschlag am
12. Dezember 2008.
2 Ausbruch der Kalotte (Gewölbe) mit
Teilschnittmaschine (TSM), Durchschlag am 19. Januar 2010.
3 Absenkung des Hohlraums unter das
Niveau der zukünftigen Fahrbahn mit
TSM. Beschränkter Einsatz von Sprengvortrieb (SPV) im Westen.
4 Fräsung des Grabens für Werkleitungsund Sicherheitsstollen mit TSM, Abschluss des gesamten Tunnelausbruchs
Ende Juli 2010.
Abgeschlossener Ausbruch
Kopfschutzsicherung im Pilotstollen
Ausbruch Graben/Strosse
Einbau vorfabrizierter Elemente im
Sicherheitsstollen
Sicherung
Der Vortrieb wurde grossmehrheitlich
mit armiertem Spritzbeton und Felsankern gesichert. Beim Portal West
waren zuerst drei Rohrschirmetappen
à 12 Meter notwendig, gefolgt von
60 Meter Sicherung mit Gitterbögen.
Beim Portal Ost war nur eine Rohrschirmetappe notwendig und nur die
Startröhre der TBM war mit Gitterbögen
gesichert.
Tunnel Innenausbau
Der Werkleitungs- und Sicherheitsstollen wurde mit vorfabrizierten
Betonelementen à 2,50 Meter Länge
erstellt. Nach der Hinterfüllung wurde
die Bergwasserleitung eingebaut und
die Abdichtungsmembran auf den
Spritzbeton angebracht. Zuletzt
wurde mit einer Gewölbeschalung
in Etappen à 10 Meter das Ortbetongewölbe gegossen.
Der Tunnelvortrieb wurde mit Konvergenzmessungen im Tunnel und mit
Präzisionsnivellement an der Geländeoberfläche überwacht. Die gemessenen maximalen Setzungen betrugen
lediglich zwei Millimeter.
Normalprofil Tunnel ohne Sohlgewölbe
Felssicherung mit Spritzbeton
Abdichtung
Innengewölbe
Sicherungsarbeiten
Randstein
1.4 m
Bankett
Bergwasserleitung
3
Gewölbeschalung und
Nachbehandlungswagen
Belagsarbeiten
Ausstellbucht mit betonierten Wänden,
Abdichtung und Schalwagen
Strassenbau
Der Strassenbau besteht im Tunnel aus
dem Bau der beidseitigen Bankette,
der Tunnelentwässerung mit der syphonierten Schlitzrinne, dem Einbau und
der Verdichtung der Fundationsschicht
und zuletzt dem Belagseinbau.
Technische Daten Tunnelbau
Bauzeit
September 2008 bis Februar 2011
5m
Abmessungen
Untertagbau
Tagbau West/Ost
Rontalbrücke (Tunnelbrücke)
Fahrbahn
Bankette
Scheitelhöhe
R=
6.5 m
5.2
Lichtraumprofil Fahrraum
1.4 m
Schlitzrinne
Bankett
Fahrbahnentwässerung
2.35 m
m
m
m
m
m
m
m
Hauptmassen
Total Ausbruch (TBM und TSM) 75’000 m3
Ausbruchsicherung Anker
7’100 Stück
Ausbruchsicherung Spritzbeton
4’500 m3
Ausbruchsicherung Gitterträger
51 Tonnen
Verkleidungsbeton Tunnel
6’900 m3
Abdichtung im Tunnel
16’000 m2
Belag
Fahrbahnunterbau
7.5 m
740
105/46
160
7.50
1.40
6.50
Werkleitung
Sicherheits- und
Werkleitungsstollen
Einbau Bankett und Schlitzrinne
Lampenmontage
Strahlventilatoren
Nischen alle 140 m
Sicherheitsanforderungen
In Schweizer Tunnels gelten hohe Sicherheitsanforderungen. Die Unglücke im
Mont-Blanc (1999), Gotthard (2001)
und Via Mala (2006) haben gezeigt,
welch katastrophalen Auswirkungen ein
Unfall in einem Tunnel haben kann. In
Tunnels der neusten Generation sorgen
deshalb umfangreiche Bauten und
Ausrüstungen für die Sicherheit der
Autofahrenden. Dies gilt auch für den
neuen Tunnel Buchrain. Der 891 Meter
lange Tunnel und die anschliessende,
160 Meter lange Rontalbrücke bilden
zusammen ein 1051 Meter langes Tunnelsystem. In diesem werden alle Richtlinien
des Bundesamtes für Strassen ASTRA
und die Normen für Strassentunnels der
SIA Norm 197/2 (2004) erfüllt:
• Ein durchgehender Sicherheitsstollen
vom Reusstal bis ins Rontal bietet
kurze Fluchtwege. Der maximale
Fluchtweg innerhalb des Tunnels
beträgt 130 Meter.
• Eine syphonierte Schlitzrinne führt
austretende brennbare Flüssigkeit bei
Installationsarbeiten im Sicherheitsstollen
•
•
•
•
•
einem Unfall schnell ab. Das Risiko
der Bildung von explosiven Gasgemischen wird dadurch reduziert.
Seitlich begehbare Bankette.
Ausstellbucht für Notfälle in der
Tunnelmitte.
Alle 140 Meter steht eine Löschwasserleitung mit Hydranten. Diese
Leitung wurde zusammen mit der
Wasserversorgung Ebikon erstellt
und dient ebenfalls der Trinkwasserversorgung des Rontals.
Die Seitenwände sind bis 4,20 Meter
Höhe weiss gestrichen, um die Helligkeit im Fahrraum zu erhöhen.
Die Rontalbrücke gehört zum Tunnel
und ist deshalb mit einer Schlitzrinne
ausgerüstet, die über drei Fallleitungen
entwässert wird. Zwei Leitungen sind
an unterirdische Havariebehälter
angeschlossen, eine an die Strassenabwasserbehandlungsanlage SABA
Rontal.
Nutzung
Von der Funktion her ist der Tunnel
Buchrain eine Hochleistungsstrasse.
Die Benützung steht allen zugelassenen
Motorfahrzeugen offen, also auch
landwirtschaftlichen Fahrzeugen und
Gefahrenguttransporten. Bewilligungspflichtige Sondertransporte von maximal
7,10 Meter Breite, 4,80 Meter Höhe
und 240 Tonnen Gewicht sind ebenfalls
zulässig. Hingegen ist der Tunnel für
Fussgänger, Radfahrende oder leichte
Motorfahrräder gesperrt.
Strahlventilatoren
Beleuchtung und Branddetektionskabel
Videokamera ca. alle 150 m
Fluchtwegsignalisation
GSM-Antenne für Mobiltelefonie
Windmessung
Notausgang
ca. alle
220 m
Signalisation und Lichtsignal
SOS
GR 2009
SOS-Nische mit Notruftelefon
und Handfeuerlöscher
ca. alle 150 m
Brandnotleuchte alle 50 m
Beidseitig optische
Leuchtdioden auf Bankett
alle 25 m
Sicherheits- und Werkleitungsstollen
2.2 * 2.0 m Lichtraumprofil
Wasserversorgungs- und Hydrantenleitung
mit Hydranten alle 150 m
Betriebs- und Sicherheitsausrüstungen BSA
mit Energieeinspeisung über eine 16 KV
Zu den Betriebs- und SicherheitsMittelspannungszuleitung. Im Schaltraum
ausrüstungen BSA gehören:
stehen die Verteilungsschränke der
• Zwei Technikzentralen
Niederspannungsanlage. Batterien der
• Unterbrechungsfreie Stromversorgungsunterbrechungsfreien StromversorgungsAnlage (USV)
anlagen (USV) beanspruchen ebenfalls
• Beleuchtungsanlage
je einen Raum. Die USV gewährleisten
• Lüftungsanlage
die sichere Stromversorgung der
• Signalisationen und Verkehrssteuerung
wichtigsten Anlagen bei einem Netz• SOS-Notruftelefonanlage
ausfall. Daneben gibt es den Klimaraum,
• Feuerlöscher
den Raum für die Mobilfunkanlagen
• Brandmeldeanlage
sowie ein WC.
• Verkehrsfernsehen
Die Durchfahrtsbeleuchtung mit einem
• Funkanlage für Polizei, Feuerwehr
Lichtband und die Adaptationsbeund Rettungsdienst sowie UKWleuchtung in den Einfahrtsbereichen mit
Radioversorgung
• Mobiltelefonanlage der GSM-Anbieter Natriumdampfleuchten sorgen für einen
hellen Fahrraum.
• Kommunikationsanlagen
Die beiden Technikzentralen sind das
Herz und Hirn der BSA. Sie versorgen
alle Anlagen mit Energie und steuern die
verschiedenen Betriebszustände. Im
Normalfall genügt eine Fernüberwachung
von der Einsatzleitzentrale der Luzerner
Polizei aus. Beide Technikzentralen sind
gleich aufgebaut. Sie umfassen je eine
400 kVA Trafoanlage der Centralschweizerischen Kraftwerke AG (CKW)
Die Lüftungsanlage sorgt mit acht Ventilatoren für eine angemessene Luftqualität.
Im Brandfall unterstützt sie die Selbstrettung der Tunnelbenützer und kontrolliert
die Ausbreitung der Rauchgase. Im
Sicherheitsstollen sorgen zwei Axialventilatoren dafür, dass keine belastete
Tunnelluft in den Sicherheitsstollen hineingelangt und im Brandfall der Stollen
frei von Rauchgasen bleibt.
Projektbeteiligte
Bauherrschaft
Kanton Luzern
Projektleitung
Dienststelle Verkehr und Infrastruktur (vif)
Projektverfasser
IG ROBU
Örtliche Bauleitung
IG ASD
Betriebs- und Sicherheitsausrüstung BSA
IG Rontalexpress
Hauptbauunternehmen
ARGE ANRO
Hauptunternehmen BSA
Flyer 5 ‹Tunnelbau›
Dies ist der 5. Flyer von total
5 Themen-Flyern.
Ausführliche Informationen
finden Sie auch auf unserer
Internet-Seite.
Beleuchtung
Bereichsrechner
Lichtsignalanlagen
Baumeler Leitungsbau AG, Luzern
Bergauer AG, Baden-Dättwil
VR AG, Schlieren
Impressum
Projektverantwortung:
Dienststelle Verkehr und Infrastruktur (vif)
Arsenalstrasse 43, 6010 Kriens,
Telefon 041 318 12 12
Original-Pläne und -Bilder: vif
Original Orthophoto: © GIS Kanton Luzern
Fotos: vif und Eric Bohnenblust
Konzept und Gestaltung:
Ueli Hoesly Konzept Grafik Design, Buchrain
www.a14-buchrain-rontal.lu.ch