Der Gotthard-Basistunnel

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In gut einem Jahr soll der Gotthard-Basistunnel für den regulären Publikumsverkehr frei­gegeben werden. Dann wird er mit 57 km der längste Eisenbahntunnel der Welt sein,
der mit modernster Technik ausgerüstet ist. Um den störungsfreien Betrieb zu garantieren,
werden besondere Vorkehrungen für Wartungsarbeiten getroffen. – Ein spannendes Projekt unter dem Gotthard-Massiv.

Zürich – Lugano in weniger als 2 Stunden

Bis zu 60 Minuten Zeitgewinn – Bahn fährt bis zu 2300 Meter unter dem Bergrücken!Die Schweiz hat eine zentrale Lage in Europa und ist ein viel genutztes Drehkreuz - nicht nur beim Reiseverkehr, sondern vor allem beim Güterverkehr. Laut Angabe der AlpTransit Gotthard AG (ATG) werden jährlich 26 Millionen ­Tonnen Fracht durch die Schweizer ­Alpen transportiert, 80% davon im Transitverkehr und in den nächsten Jahren wird ein weiterer Anstieg erwartet. Die Bevölkerung stimmt im Jahr 1992 zu, den Verkehr von der Straße auf die Schiene zu verlagern, um den Alpenraum weitestgehend zu schonen: Das Projekt NEAT, Neue Eisenbahn-­Alpentransversale, nimmt seinen Anfang; der Gotthard-Basistunnel ist das zentrale Bauwerk, das im Jahr 2016 eröffnet werden wird.

Zur so genannten Gotthard-Achse wird auch der Ceneri-Basistunnel gehören, dessen Fertigstellung 2020 geplant ist. Die Tunnel werden die Fahrzeit von ­Zürich nach Lugano um bis zu 60 Minuten verkürzen.

Der Tunnelbau ist ein immenses Projekt, doch auch der reibungsfreie laufende Betrieb wird die Verantwortlichen vor Herausforderungen stellen, sodass schon in der Projektierung die ersten Weichen gestellt werden mussten. Zwei einspurige Röhren verlaufen nahezu kurvenlos auf einer Länge von 57 km; die Strecke hat fast keine Steigung, was hohe Geschwindigkeiten bis zu 250 km/h bei Personenzügen zulassen wird – der Standard bei Tunnelfahrten liegt heute bei maximal 200 km/h. Die ebene Strecke erlaubt zudem längere Güterzüge mit höherem Gewicht als bisher – so wird die Schiene konkurrenzfähig.

Bei Tunneln spielt die Sicherheit eine zentrale Rolle. So sind 178 Querschläge zwischen den Röhren, die mit Lüftungen ausgerüstet und mit Flucht- und Brandschutztüren abgeschlossen sind. Weiterhin gibt es zwei Nothaltestellen mit je zwei Spurwechseln, an denen die Züge die Röhre wechseln können - im Normal­fall sind diese durch Tore verschlossen. Die Nothaltestellen sind mit Türen ausgestattet, die einerseits als Fluchttür dienen, und mit denen andererseits die Frischluftzufuhr geregelt wird.

Mobile Erhaltungstore im Gotthard-Basistunnel

Die genaue Positionierung der mobilen Erhaltungstore machen Wartungsarbeiten im Tunnel möglich. 
Walter Brändli, Nencki AG. Um Wartungsarbeiten in Teilabschnitten des Tunnels durchführen zu können, muss eine ausreichende Luftversorgung für das Personal garantiert werden. Hierfür wird Frischluft aus den Nothaltestellen in die Erhaltungsabschnitte geleitet - das geht jedoch nur, wenn die Röhre vorher verschlossen wird. Der Verschluss erfolgt mit so genannten mobilen Erhaltungstoren, die die Firma Nencki AG im Auftrag der Harsco Rail Europe entwickelt hat.

Als MET wird das schienengebundene Fahrzeug bezeichnet, das an definierten Positionen im Gotthard-Basistunnel verankert werden kann, um den Tunnelquerschnitt zu verschließen (Abb. 1).

Passgenaue Ausrichtung der Tore entscheidend
Bautoleranzen führen dazu, dass die Tunnelröhren nicht an jeder Stelle genau gleich sind. Damit die Tore an allen vorgesehenen Stellen verwendet werden können, sind im Tunnel Anpassringe montiert, die in der inneren Form übereinstimmen. Um das verlangte Verdämmmaß zu erreichen, beträgt der Spalt zwischen Tor und Anpassring nur wenige Zentimeter. Das Tor muss so aufgestellt werden, dass der Spalt gleichmäßig verteilt ist (Abb. 2).

Die hohen Kräfte, welche durch die Druck­unterschiede vor und hinter dem Tor entstehen, werden über zwei Spreizarme auf Verankerungen in der Tunnelwand übertragen. Während sich die Spreiz-
arme des MET nur auf einer Seite des Torblattes befinden, sind vor und hinter den Anpassringen je ein Paar Verankerungen angebracht.

Anforderung an die Positionierung
An vier Orten mit je zwei Orientierungen des MET müssen die Spreizarme in die Verankerung und das Torblatt in den Anpassring passen. Der Aufbau der Tore darf kaum Zeit kosten. Die korrekte Ausrichtung setzt Nencki mit einem ­FLEXPOINT^® Kreuzlinienlaser um, der auf der Hauptkonsole aufgebaut ist, welche Tor und Spreizarme trägt.

An der Tunnelwand ist eine Platte mit einem ausgeschnittenen Malteserkeuz angebracht (Abb. 3). Wenn das Laserkreuz auf die Zielplatte passt, passen die Spreizarme in die Verankerung und das Torblatt in den Anpassring.

Die Ausrichtung
Der Triebfahrzeugführer fährt den Modultragwagen mit der Hilfe der senkrechten Laserlinie auf wenige Zentimeter genau an den Aufstellungsort. Dann wird die Feststellbremse angezogen und die vier Abstützfüße werden auf den Tunnel­boden gesenkt.
Anschließend kann das MET mit den Abstützfüßen einer Wagenseite leicht um die Längsachse geschwenkt werden. Maßgebend ist die waagrechte Laserlinie, die dadurch angehoben oder abgesenkt wird. Die Feinpositionierung in Längsrichtung geschieht, indem die Hauptkonsole auf dem Tragwagen verschoben wird. Dabei richtet sich der Bediener nach der senkrechten Laserlinie. Nach der Ausrichtung umgreifen die Spreizarme die Verankerung (Abb. 4) und das Aufstellen des Torblattes kann beginnen.

Harsco Rail Europe GmbH ist System­lieferant und für die Prototypenentwicklung sowie die Serienfertigung der Erhaltungsfahrzeuge verantwortlich, während die Nencki AG die mobilen Erhaltungstore zum Abdichten der Röhre entwickelt hat.

Lasermodule für Industrie und Handwerk

In diesem Projekt wurde ein FLEXPOINT^® FP-HD Laser mit der Wellenlänge 635 nm und 10 mW eingesetzt, der mit der Präzisionshalterung FP-MPT-19 montiert wurde. Die HD-Serie ist für Industrieumgebungen entwickelt worden und besonders robust. Es erfüllt die IP67-Anforderungen, ist also staubdicht und gegen zeitweiliges Untertauchen geschützt (DIN EN 60529).

Das potentialfreie Gehäuse ist aus Aluminium und der Laser kann bei Umgebungs­temperaturen zwischen -20°C bis +50°C eingesetzt werden – ideal geeignet für den Tunnel, der eine Temperatur zwischen +35°C bis +40°C hat.

Die Nencki AG hat die fokussierbare Variante des Lasers gewählt, der einfach per Hand eingestellt werden kann. Das Kreuz wird mit einem fest im Gehäuse vergossenen diffraktiven Element mit einem Öffnungswinkel von 10° projiziert. Die Laser wurden nach Kundenwunsch aufgebaut.

Datenblatt:

Weitere Produktinformationen:
Lasermodule für Industrie und Handwerk

Hersteller:
LASER COMPONENTS Germany / Lasermodule

Kontakt:

Ansprechpartner:	Stephan Krauß
Firma:	Laser Components Germany GmbH
Adresse:	Werner-von-Siemens-Str. 15
PLZ / Ort:	82140 Olching
Telefon:	+49 (0) 8142 2864-32
Fax:	+49 (0) 8142 2864-11
E-Mail:	stephan.krauss@lasercomponents.com