Schnell härtender Spritzbeton im Kramertunnel

Der aufgespritzte Beton muss das nachdrückende Bergwasser effektiv zurückhalten. Aus diesem Grund muss er mit hohem Druck flächig aufgetragen werden. Foto: © HeidelbergCement AG / Steffen Fuchs

Westlich von Garmisch-Partenkirchen entsteht bis zum Jahr 2023 der Kramertunnel. Mithilfe von Spritzbeton wird der Vortrieb gesichert und der 3,6 Kilometer lange Autotunnel durch eine Innenschale ausgekleidet. Dabei haben die Tunnelbauer es mit drückendem Bergwasser zu tun, das mit Beton in Schach gehalten wird. Dabei ist entscheidend, dass der mit hohem Druck flächig aufgetragene Spritzbeton in Sekundenschnelle erstarrt.

Mehr als 40.000 Kraftfahrzeuge passieren täglich den Kurort Garmisch-Partenkirchen in Oberbayern. Für die Stadt und ihre Bewohner ist das eine nicht zumutbare Belastung. Zwei Tunnel sollen als Ortsumgehung Entlastung bringen: Im Osten der Wanktunnel Richtung Innsbruck sowie der Kramertunnel im Westen der Stadt, der Richtung Fernpass führt. Während sich der Wanktunnel noch in der Genehmigungsphase befindet, wird das Kramer-Massiv bereits bis Ende des Jahres durchtunnelt sein.

Während der Vortrieb im südlichen Teil des Kramertunnels durch lockere Gesteinsschichten zügig vorankam, dauerte der Vortrieb im Norden länger, da das Tunnelteam auf seinem Weg durch den Berg einen Bergsturzbereich durchdringen musste. Derartige Zonen zeichnen sich durch unterschiedliche, mitunter sehr wasserhaltige Gesteinsschichten aus. Werden sie angebohrt, können große Wassermengen freigesetzt werden und das Tunnelbauteam gefährden.

„Deshalb haben wir bereits im Vorfeld Untersuchungen durchgeführt und festgestellt, dass der Wasserdruck entlang eines 400 Meter langen Abschnitts tatsächlich viel zu hoch war. Folglich mussten wir, um die Arbeiter zu schützen, den Grundwasserspiegel künstlich absenken, bevor wir den Vortrieb weiter fortsetzen konnten“, erläutert Roland Arnold, Technischer Geschäftsführer der ARGE Kramertunnel und Gesamtverantwortlicher des Projekts.

Trotz der künstlichen Grundwasserabsenkung hat das Team während der Vortriebsarbeiten immer wieder mit austretendem drückendem Bergwasser zu kämpfen. Daher ist es wichtig, den Ausbruchsraum möglichst rasch mit Beton zu sichern. Das heißt, der Vortrieb soll möglichst Hand in Hand mit dem Betoneinbau gehen. Dazu ist eine einwandfrei funktionierende Logistik nötig.

„Das klappt sehr gut, weil wir die bereits angelegten Rettungsstollen als Zufahrtswege nutzen und so die jeweilige Betonierposition gut versorgen konnten“, erläutert Tunnelbauspezialist Arnold. Für einen zuverlässigen Materialnachschub sorgen die zwei mobilen Betonmischanlagen am Nord- und Südportal des Tunnels, die im Dauerbetrieb arbeiten. Die Mischanlagen werden von der Mobile Betonkonzepte GmbH, München, gestellt und betrieben.

Zur Sicherung des Vortriebs wird Spritzbeton benötigt. Hier kommen Spezialzemente von HeidelbergCement zum Einsatz. Damit der aufgespritzte Beton das nachdrückende Bergwasser effektiv zurückhalten kann, muss er mit hohem Druck flächig aufgetragen werden und soll nach Zugabe eines Erstarrungsbeschleunigers an der Spritzdüse in Sekundenschnelle erstarren. Dies wiederum erfordert einen optimierten Spritzbetonzement. Neben den Spritzbetonen der Frühfestigkeitsklasse J3 zur Vortriebssicherung kommen auch Betone anderer Festigkeitsklassen, etwa für die Innenschale, zum Einsatz.

Für den Bau dieser Tunnel-Innenschale sind die Anforderungen in puncto Erstarrungsgeschwindigkeit weniger anspruchsvoll als beim Bau der Außenschale. Entscheidend sind aber Stabilität und Wasserdichtigkeit des gesamten Schalensystems. Es muss einem enormen Wasserdruck standhalten, denn nach Fertigstellung des Tunnels soll der Grundwasserspiegel wieder den alten Stand erreichen.

Aufgrund der Gegebenheiten vor Ort planten die Ingenieure von vorneherein eine zweischalige Tunnelkonstruktion, bestehend aus einer Spritzbeton-Außenschale, die das Gebirge stabilisiert, und einer – je nach geologisch und geotechnischen Erfordernissen – 30 bis 40 Zentimeter starken Innenschale aus Stahlbeton.

Zwischen Außen- und Innenschale ist eine Kunststoffdichtungsbahn als Rundumabdichtung angebracht. Im Bergsturzbereich ist diese Rundumabdichtung in Form von zusätzlichen doppellagigen Abdichtungen mit je drei Millimeter Dicke nochmals verstärkt, da mit bis zu fünf Bar Wasserdruck gerechnet wird. Mit diesem Dichtungssystem lassen sich die zwei 3,50 Meter breiten Fahrspuren sicher und vor allem wasserdicht überwölben.

Die Tunneleröffnung ist für Ende 2023 geplant. Ende 2021 waren bereits der Tunneldurchbruch und die Betonage der Spritzbetonschale geschafft. Die Betonage der Innenschale wird voraussichtlich bis Mitte 2022 abgeschlossen sein.

• Tunnellänge: 3.609 Meter
• Maximale Überdeckung: ca. 300 Meter
• Ausbruchsvolumen: ca. 375.000 Kubikmeter
• Gesamtkosten: 264 Mio. Euro
• Bauherr: Bundesrepublik Deutschland
• Entwurf und Planung: Staatliches Bauamt Weilheim und ILF Beratende Ingenieure ZT GmbH, Innsbruck, Österreich
• Ausführungsplanung und Bauausführung: Arbeitsgemeinschaft Kramertunnel BeMo Tunnelling GmbH / Subterra a.s., Garmisch-Partenkirchen
• Betonzulieferer: Mobile Betonkonzepte GmbH, München
• Zementzulieferer: HeidelbergCement AG, Werk Schelklingen, in Liefergemeinschaft mit dem Südbayerischen Portlandzementwerk, Gebr. Wiesböck & Co. GmbH, Werk Rohrdorf, Werk Burglengenfeld
• Zementsorten:
  CEM I 52.5N (sb), Schelklingen und Rohrdorf
  CEM II/B-S 42.5N, Rohrdorf
  CEM III/A 32.5N-LH, Burglengenfeld

https://kramer-tunnel.de/mediathek/

https://kramer-tunnel.de/downloads/

Quelle: HeidelbergCement AG , Fotos: Steffen Fuchs / HeidelbergCement AG