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Preisgekrönte Technik: Tunnelumbau im laufenden Bahnbetrieb

Herrenknecht erhält bauma Innovationspreis für Tunnel Enlargement System

07.04.2025 - München

Bahndurchfahrt durch das Tunnel Enlargement System auf der Lahntalbahn, kurz vor Start der Vortriebsarbeiten am Cramberger Tunnel. 
Bahndurchfahrt durch das Tunnel Enlargement System auf der Lahntalbahn, kurz vor Start der Vortriebsarbeiten am Cramberger Tunnel.

Für die Entwicklung des Tunnel Enlargement Systems (TES) wurde die Herrenknecht AG mit dem bauma Innovationspreis 2025 in der Kategorie „Maschinentechnik“ ausgezeichnet. Die Jury würdigte damit eine zukunftsweisende Lösung, die erstmals die substanzielle Erneuerung und Querschnittserweiterung bestehender Eisenbahntunnel unter Aufrechterhaltung des Bahnbetriebs ermöglicht.

Die Preisverleihung fand im Rahmen der feierlichen Eröffnung der weltgrößten Messe für Bau-, Baustoff- und Bergbaumaschinen in München statt. 

Der Laudator Johann Sailer, geschäftsführender Gesellschafter von Geda, betonte: „Tunnelbautechnik fasziniert immer wieder – diese im Speziellen ermöglicht, alle Eisenbahntunnel sicher zu sanieren und auszuweiten, bei laufendem Bahnbetrieb.“

Mit dem TES greift Herrenknecht eine zentrale Herausforderung der europäischen Verkehrsinfrastruktur auf: Viele der rund 800 Eisenbahntunnel, die zwischen 1850 und 1910 in Deutschland, Österreich und der Schweiz gebaut wurden, sind noch in Betrieb – und müssen künftig umfassend modernisiert werden. Elektrifizierung, größere Spurweiten, moderne Sicherheitsstandards und steigende Verkehrsanforderungen erfordern eine Vergrößerung der Tunnelprofile – ohne den laufenden Zugbetrieb zu unterbrechen.

Martin-Devid Herrenknecht, Mitglied des Vorstands von Herrenknecht, anlässlich der Preisverleihung: „Mit dem TES setzen wir einen neuen Meilenstein im maschinellen Tunnelbau. Die Kombination aus Hochtechnologie, Sicherheit und Effizienz eröffnet neue Möglichkeiten, bestehende Verkehrswege unterbrechungsfrei und zukunftsfähig zu machen. Ich bin besonders stolz auf unser Team in Schwanau, das mit Erfahrung, Kreativität und Mut zur Innovation diese Technik zur Reife gebracht hat.“

Tunnelerneuerung bei laufendem Bahnbetrieb

Das von Herrenknecht entwickelte Tunnel Enlargement System (TES) ermöglicht es, die Tunnelerneuerung bei laufendem Bahnbetrieb durchzuführen. Zunächst werden die bestehenden Gleise demontiert und stattdessen ein Gleis in der Mitte der Bestandsröhre verlegt. Auf diesem Gleis läuft der Bahnverkehr während der gesamten Bauarbeiten sicher weiter. Das Tunnel Enlargement System (TES) bewegt sich während des Vortriebs schrittweise vorwärts. Gleichzeitig dient es als Schutzeinhausung und trennt die Bauarbeiten zuverlässig vom laufenden Bahnverkehr.

Der vordere Maschinenteil des TES sichert den Tunnel und die Bahngleise vor Verbruch und herabfallendem Gestein. Der Mittelteil trägt die hochentwickelte Ausbruch- und Sicherungstechnik und der hintere Maschinenteil dient zur Versorgung mit Energie, Druckluft und Baumaterialien.

Aufbau des des Tunnel Enlargement Systems (TES)  
Aufbau des des Tunnel Enlargement Systems (TES)

TES bei Erneuerung der Lahntalbahn im Einsatz

Seinen ersten großflächigen Einsatz hat das TES seit Januar 2024 bei der Erneuerung von zwei historischen Tunneln der Lahntalbahn nahe Limburg an der Lahn – dem 426 m langen Fachinger Tunnel und dem 732 m langen Cramberger Tunnel. Bei laufendem Bahnbetrieb wird dort der Tunnelquerschnitt um rund zwei Meter im Radius erweitert – auf Maße, die heutigen Neubauten entsprechen.

TES im Einsatz bei der Erneuerung des Fachinger Tunnels: Maschinentechnik auf engstem Raum 
TES im Einsatz bei der Erneuerung des Fachinger Tunnels: Maschinentechnik auf engstem Raum

„Die PORR hat mit dem TES den ersten Tunnel erfolgreich erweitert und wir freuen uns sehr, dass dies nun mit dem Innovationspreis gekrönt wurde“, unterstrich auch Dr.-Ing. Ulf Kirsten, Leiter Tunnel Maschinentechnik Operational Services bei PORR, Auftraggeber für die Projekte auf der Lahntalbahn. Die PORR hat das TES in Kooperation mit Herrenknecht für den branchenbekannten Preis eingereicht.

Das TES basiert auf jahrelanger Entwicklungsarbeit und wurde durch Erfahrungen aus früheren Einsätzen – unter anderem im spanischen Gaintxurizketa-Tunnel – kontinuierlich optimiert. Es bietet einen neuartigen Weg, wie bestehende Tunnel im Bestand wirtschaftlich, nachhaltig und betriebssicher für die nächsten Generationen ertüchtigt werden können.

Tunnel Enlargement System (TES)

Maschinelle Tunnelerweiterung unter laufendem Bahnbetrieb

Das TES in der Anwendung

Das von Herrenknecht entwickelte Tunnel Enlargement System (TES) ermöglicht es, Bahntunnel bei laufendem Bahnbetrieb zu erneuern. Zunächst werden die beiden bestehenden Gleise ausgebaut und stattdessen ein Gleis in der Mitte der Bestandsröhre verlegt. Auf diesem Gleis läuft der Bahnverkehr während der gesamten Bauarbeiten sicher weiter. Das Tunnel Enlargement System (TES) bewegt sich während des Vortriebs schrittweise auf Hilfsschienen vorwärts. Gleichzeitig dient die Maschine als Schutzeinhausung und trennt die Bauarbeiten vom laufenden Bahnverkehr.

Platzsparend und sicher

Das TES basiert auf Erfahrungen von klassischen Tunnelbohrmaschinen im Hartgestein und bringt die notwendigen Ausbruch- und Sicherungsgeräte unter. Angesichts der hohen Sicherheitsanforderungen im laufenden Bahnbetrieb ist die Schutzeinhausung ein wesentlicher Bestandteil der Maschinentechnik. Das Tunnel Enlargement System setzt sich aus drei Teilen zusammen: Der vordere Maschinenteil sichert den Tunnel und die Bahngleise vor Verbruch und herabfallendem Gestein und beherbergt das Belüftungs- und Entstaubungssystem. Der Mittelteil trägt die notwendigen Geräte wie Teleskopbohrlafetten, Hydraulikhammer und Spritzbetonsystem für die Ausbruch- und Sicherungsarbeiten. Im Nachläufer sind die Produktionslogistik mit Aggregaten, Kompressoren, Elektrik und Materiallager untergebracht.

Ausbruch und temporäre Sicherung

Zunächst wird das alte Mauerwerk ausgebrochen. Daran schließt sich der Ausbruch und die Aufweitung des Gesteins durch Meißeln oder Sprengen an. Das herausgearbeitete Material fällt dabei seitlich neben die Maschine in die Tunnelsohle und wird von separaten Förder- und Ladegeräten abtransportiert. Nach dem Abschlag bringt ein Spritzbetonmanipulator die temporäre Sicherung aus Spritzbeton an. Zusätzlich wird das Gebirge mit Ankern gesichert. Bewehrungsmatten und Stahlgitterbogen bilden zusammen mit dem Spritzbeton und der Ankerung die Erstsicherung. Die typische Abschlagslänge beträgt 1,0 - 1,75 m bei max. zwei Abschlägen pro Tag. Nach Abschluss der Vortriebsarbeiten mit dem TES erfolgt in einer zweiten Bauphase dann die finale Auskleidung des Tunnels in Ortbetonbauweise mit einem Schalwagen.

Minimal invasiv

Aufgrund der Aufweitung unter laufendem Bahnbetrieb können Streckensperrungen auf ein Minimum reduziert werden. Die ursprüngliche Trassenlage der Bahnstrecke bleibt erhalten. Dadurch können sich aufgrund der Beibehaltung der Raumordnung nicht nur Planfeststellungs- oder Planänderungsverfahren minimieren; das System kann so auch weitere Auswirkungen auf Schutzgüter wie Mensch und Umwelt reduzieren.

Fit für die nächsten 100 Jahre

Mit Beginn der Industrialisierung im 19. Jahrhundert setzte der Bau von Eisenbahnstrecken mit den dazu gehörenden Tunneln ein. Allein in Österreich, der Schweiz und Deutschland wurden zwischen 1850 und 1910 rund 800 Tunnel gebaut, die mittlerweile in die Jahre gekommen sind. Um die Strecken zu elektrifizieren, größere Spurweiten und schnellere Züge aufnehmen zu können, aktuelle Sicherheitsstandards einzuhalten oder um altersbedingt die Tunnelschale auszutauschen, ist es notwendig, das Tunnelprofil zu vergrößern. Dabei leistet das TES einen wesentlichen Beitrag zu einer effizienten, nachhaltigen Modernisierung der Infrastruktur: Bei geringem Instandhaltungsaufwand ist der Tunnel fit für die nächsten 100 Jahre Betrieb.

Quelle und Fotos: Herrenknecht AG

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