Marmaray-Projekt quert den Bosporus

[Bauforum24 1.291]

In der 15 Millionen Einwohner zählenden Metropole Istanbul, an der Trennstelle zwischen Europa und Asien, wird zurzeit an einem besonders spektakulären Eisenbahntunnel gearbeitet - dem Marmaray-Projekt. Putzmeister Betonpumpen und ein Beton-Nassspritzgerät sind dabei, sowohl bei der Herstellung der gewaltigen Tunnelelemente für den Unterwasserabschnitt, bei der Ausbruchsicherung mit Nassspritzbeton sowie beim Hinterfüllen einzelner Tunnelschalungen an Land.

Großmastpumpen bei der Betonage des Oberteils eines der riesigen Tunnelsegmente im
gefluteten Trockendock. (Abb. Oyak Beton)

In Istanbul lebt etwa ein Fünftel der Bevölkerung der Türkei. Um in der Stadt die chronisch überlasteten beiden Brücken über den Bosporus und die dazugehörigen Zufahrtsstraßen zu entlasten, setzen die Verkehrsplaner auf die Modernisierung öffentlicher Verkehrsmittel und den Ausbau der Infrastruktur. Dazu zählt vor allem das Marmaray-Projekt, an dem seit den 1980er Jahren gearbeitet wird. Im Mai 2004 wurden die Ausschreibungen schließlich genehmigt und das Projekt gestartet. Ein wichtiger Abschnitt des Bauwerks ist eine 1,4 km lange Tunnelstrecke, die am südlichen Ende des Bosporus auf dem Boden des Marmarameers verläuft. Das Teilstück besteht aus riesigen vorgefertigten Betonelementen, die bis in 58 m Tiefe abgesenkt, abgedichtet und miteinander verbunden werden. Der Tunnel verbindet den europäischen Vorort Halkali mit Gebze auf der asiatischen Seite Istanbuls.

Systematische Darstellung des Marmaray-Tunnelprojekts. (Abb. Wikipedia)

Auf beiden Seiten der Wasserstraße wird an einem Anschluss der Tunnelröhre an das bestehende Eisenbahn- bzw. Metronetz gearbeitet. Zu den Baumaßnahmen gehören u.a. 9,8 km bergmännisch aufgefahrene Tunnelstrecken, 2,4 km in offener Bauweise errichtete Tunnel, drei neue unterirdische Bahnhöfen und 37 oberirdisch gelegene Stationen, die z.T. umfassend modernisiert werden. Eine 63 km lange bereits existierende Eisenbahnstrecke wird ausgebaut. Auftraggeber ist die türkische Generaldirektion für Eisenbahn-, Hafen- und Flughafenbau (DLH). Gebaut wird das Projekt von einer japanisch-türkischen Arbeitsgemeinschaft (Baulos BC1) unter Federführung der Taisei Corporation mit den Firmen Kumagai, Gama und Nurol. Die Baukosten werden auf 3,5 Milliarden US $ (ca. 2,7 Milliarden ?) geschätzt.

Dort, wo auf dem Festland die Tunnelabschnitte in offener Bauweise hergestellt werden, sind oft
Autobetonpumpen im Einsatz. (Abb. Oyak Beton)

Die Betonage der elf je 135 m langen, 15,3 m breiten und 8,6 m hohen Tunnelsegemente erfolgt auf der asiatischen Seite Istanbuls im Stadtteil Üsküdar in einem Trockendock. Hier setzt die Firma Oyak Beton vom Rand des Docks aus mehrere seiner Putzmeister-Autobetonpumpe mit den Mastgrößen M 24-4, M 36-4 und M 47-5 ein, um die Boden-, Wand- und Deckenschalungen der Senkkästen zu füllen. Benötigt werden pro Tunnelelement ca. 5.000 m³ Beton unterschiedlicher Festigkeitsklassen (bis zu C40). Das Betonieren des oberen Segmentteils erfolgt bei geflutetem Becken.

Schwere Schlepper ziehen die fertigen und dicht bewehrten Tunnelsegmente vom Dock hinaus aufs Marmarameer zu einer schwimmenden Arbeitsplattform in Katamaran-Bauweise. Hier werden die je 30.000 t wiegenden Stahlbetonkonstruktionen vorsichtig zwischen die beiden Schiffsrümpfe bugsiert. Der Katamaran befindet sich fast zentimetergenau in einer voraus berechneten Position über dem Meeresgrund, in dem zuvor Schwimmbagger eine tiefe Rinne ausgehoben haben. Gehalten wird das Spezialschiff von armdicken Stahltrossen, die an 13 auf dem Meeresboden verankerten Bojen befestigt sind. An Bord des Katamarans befinden sich riesige Kräne mit Seilwinden, mit denen die Tunnelteilstücke in den künstlichen Graben abgesenkt werden. Kameras und Messgeräte überwachen dabei, wie das Tunnelsegment ? ähnliche einem U-Boot ? durch Füllen und Leeren von Ballasttanks exakt ausgerichtet wird. Kritisch ist vor allem die Schlussphase wenn Gefahr besteht, dass die großen Gummidichtungen beschädigt werden können. Denn sie sollen ja die wasserdichte Verbindung zwischen den Segmenten herstellen. Später wird die Oberseite der Tunnelelemente mit einer 4,5 m starken Sedimentschicht vor Beschädigungen geschützt.

Blick auf Istanbul, das durch den Bosporus in einen europäischen und asiatischen Teil
getrennt ist. Im Norden die Schwarzmeer-Küste, im Süden das Marmara-Meer. (Abb. Wikipedia)

Ein große Herausforderung für die Tunnelbauer sind die über 10.000 Erdbeben, die in der Region pro Jahr registriert werden, - die meisten davon sind allerdings kaum wahrnehmbar. Grund ist die so genannte Anatolische Falte, an der zwei Kontinentalplatte aneinanderstoßen. Sie liegt nur etwa 15 km vom Tunnel entfernt. Zu den Sicherheitsmaßnahmen gehört z.B., dass unter Wasser die Verbindungsstellen der einzelnen Segmente besonders geschützt sind. Und dort, wo der Marmaray-Tunnel in die Landtunnel übergeht, werden besonders mächtige, flexible Gummidichtungen eingesetzt, die im Falle eines Erdbebens elastisch sind und nicht brechen.

Während der 1,4 km lange Tunnelabschnitt auf dem Grund des Marmarameers aus Senkkästen hergestellt wird, kommen auf anderen Abschnitten des insgesamt 76,3 km langen Marmaray-Projekts ganz andere Tunnelbauverfahren zum Zuge. So erfolgt der Vortrieb im Bereich der Ufer und bei weichen Bodenverhältnissen im Schildvortrieb mit Tübbingausbau. An anderen Abschnitten werden zum Betonieren der Innenschalung stationäre Putzmeister-Betonpumpen eingesetzt, z.T. moderne Maschinen des Typs BSA 1408 E, aber auch ältere voll funktionsfähige Pumpen. Andere Teilstrecken werden in offener Bauweise errichtet, oft unter Einsatz von PM-Autobetonpumpen. Für Spritzbetonarbeiten hat Putzmeister einen kompakten Nassspritzmanipulator des Typs SPM 400 geliefert. Der Spritzarm dieser Maschinen verfügt über einen Arbeitsbereich von 2 m - 8,5 m, die Spritzleistung beträgt bis zu 20 m³/h

Einen kleinen Putzmeister Betonnassspritz-Manipulator dieses Typs setzt das japanische
Bauunternehmen Taisai Corporation an mehreren Stellen des Marmaray-Festlandtunnels ein.
(Abb. Putzmeister)

Oyak Beton
Mit einer jährlichen Produktionskapazität von 4,5 Mio. m³ gehört das Unternehmen Oyak Beton zu den größten Frischbetonherstellern der Türkei. Oyak Beton verfügt über eigene Betonlabore und ist mit mehreren mobilen und stationären Mischwerken im ganzen Land vertreten. Neben zahlreichen Fahrmischern betreibt das Unternehmen auch eine Flotte mit ca. 70 Putzmeister-Autobetonpumpen unterschiedlicher Größe. Außer der Betonage der Tunnelsegmente liefert und pumpt das Unternehmen Beton auch an anderen Abschnitten des Marmaray-Projekts (Baulose BC1 und CR1). Darüber hinaus ist Oyak Beton zurzeit an noch weiteren großen Bauprojekten in der Türkei beteiligt.


Zentimetergenaue Position trotz starker Strömung
Seit langem ist bekannt, dass die Verbindung zwischen Schwarzem Meer und Mittelmeer von einer gefährlichen Strömung durchzogen wird. Genau genommen sind es sogar zwei Richtungen, in denen das Wasser durch die Dardanellen, das Marmarameer und den Bosporus drückt: In der unteren Wasserschicht herrscht eine starke Strömung von Süden nach Norden, in der oberen Schicht der Meeresverbindung läuft das Wasser hingegen in genau umgekehrter Richtung. Um trotz dieser starken und in ihrer Geschwindigkeit oft schwankenden Strömung die Tunnelsegmente an den berechneten Positionen exakt absenken zu können, setzen die japanische Spezialisten ein extra entwickeltes System zur Strömungsvorhersage ein.

Nicht nur stationäre Betonpumpen moderner Bauart, sondern auch voll funktionsfähige Veteranen
wie diese Putzmeister BRA 1400 trifft man in den weitläufigen Tunnelabschnitten. Im Hintergrund
gut zu erkennen die beiden Röhren eines der Senkkästen beim Übergang in den Festlandtunnel
mit großem Querschnitt. (Abb. Putzmeister)

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