Stuttgart 21 und NBS Wendlingen–Ulm

1 Magistrale für Europa
Das europäische Hochgeschwindigkeitsnetz der Eisen-bahnen (Transeuropäische Netzwerk) wird stetig ausgebaut. Zentral auf der Magistrale für Europa von Paris über Straßburg, Stuttgart, München, Wien bis nach Bratislava bzw. Budapest liegt das Großprojekt Stuttgart 21 – Wendlingen–Ulm (Bild 1).
Die sehr kurvige Steigungsstrecke zur Überwindung der Schwäbischen Alb mit Radien von unter 300 m und Geschwindigkeitseinbrüchen auf unter 70 km/h wurde bereits 1850 in Betrieb genommen und genügt schon seit längerem nicht mehr den Ansprüchen an eine leistungsfähige Hochgeschwindigkeitsstrecke (Bild 2).
Abhilfe soll die bereits seit 1985 im Bundesverkehrswegeplan als Vorhaben des vordringlichen Bedarfs aufgenommene Aus- und Neubaustrecke in Richtung München in Verlängerung der Neubaustrecke (NBS) Mannheim–Stuttgart schaffen. Bereits 1988 wurde von Prof. Heimerl ein Durchgangsbahnhof in Stuttgart und in der Weiterführung in Richtung Ulm eine autobahnnahe Trasse vorgeschlagen. Dies war der Beginn der Projekte Stuttgart 21 und der NBS Wendlingen–Ulm (siehe Kasten Projekthistorie).

1.1 Fahrzeitentwicklung
Neben dem bereits erwähnten Ausbau der Magistrale für Europa für den Fernverkehr bringt Stuttgart 21 erhebliche Verbesserungen und Fahrzeitverkürzungen auch im Nah- und Regionalverkehr. Anhand Bild 3 können die Fahrzeitverkürzungen nachvollzogen werden.

1.2 Projektbeschreibung Stuttgart 21/NBS Wendlingen–Ulm
Die Streckenlängen von Stuttgart 21 und der NBS Wendlingen–Ulm sind mit jeweils ca. 60 km nahezu gleich lang (Tabelle). Die NBS Wendlingen–Ulm ist dabei durchgängig als Hochgeschwindigkeitsstrecke ausgebaut, während bei Stuttgart 21 etwa die Hälfte als durchgehende Schnellfahrstrecke geplant ist. Neben der Anbindung an die Magistrale für Europa wird in Stuttgart der Bahnknoten einschließlich der Zulaufstrecken vollständig neu geordnet. Die häufig gelesene Aussage, Stuttgart 21 wäre lediglich der Neubau eines Bahnhofs, wird somit den Dimensionen des Gesamtprojekts nicht gerecht (Bild 4).

1.3 Projektstand Stuttgart 21
Die Übersicht in Bild 5 gibt Aufschluss über die 7 Planfeststellungsabschnitte von Stuttgart 21. Für 5 Abschnitte liegt bereits ein rechtskräftiger Plan-feststellungsbeschluss und somit Baurecht vor. Die Beschlüsse für die Planfeststellungsabschnitte 1.3 (Bereich Flughafen/Messe) und 1.6b (Abstellbahnhof Untertürkheim) werden noch erwartet.

1.4 Projektstand NBS Wendlingen–Ulm
In Bild 6 ist eine Übersicht der 7 Planfeststellungsabschnitte der NBS Wendlingen–Ulm dargestellt. In den Planfeststellungsabschnitten 2.1 und 2.3 ist die Bündelung mit der Autobahn A8 zu erkennen. Bei der NBS Wendlingen–Ulm liegt bisher ein rechtskräftiger Planfeststellungsbeschluss vor (PFA 2.1c).

2 Bahnhöfe
2.1 Neuer Stuttgarter Hauptbahnhof
Herzstück des Projektes Stuttgart 21 ist der neue Stutt-garter Hauptbahnhof (Bild 7). Der bestehende Kopfbahnhof mit dem weit verzweigten Gleis-vorfeld weicht einem um ca. 90° gedrehten unterirdischen Durchgangsbahnhof. Der bestehende denkmalgeschützte Bonatzbau bleibt in seiner Funktion als Bahnhofsgebäude mitsamt dem Bahnhofsturm bestehen (Bild 8).
Bereits vor über 100 Jahren gab es Überlegungen, den Stuttgarter Hauptbahnhof in einen Durchgangsbahnhof umzuwandeln. Die Pläne wurden jedoch aufgrund der erforderlichen Tunnel und der damaligen bautechnischen Möglichkeiten verworfen. Stattdessen wurde im Rahmen eines Gestaltungswettbewerbs, den Paul Bonatz und Friedrich Eugen Scholer gewannen, der Kopfbahnhof von der Bolzstraße an den heutigen Standort verlagert. Auch damals entstanden Flächen für neue Stadtquartiere, die Trenn-wirkung der Gleise in Richtung Norden blieb jedoch bestehen.
100 Jahre später scheint sich die Geschichte zu wiederholen. Es gibt wieder einen Realisierungswettbewerb zur Neugestaltung des Bahnhofs, aus dem der Architekt Ingenhoven als Sieger hervorging. Charakteristisch sind die Kelchstützen mit gläsernen Lichtaugen, die sich aus dem zukünftigen Straßburger Platz erheben und durch die die unterirdische Station natürlich beleuchtet wird (Bild 9). Die bautechnischen Möglichkeiten haben sich seitdem stetig weiterentwickelt und damalige Pläne sind heute realisierbar geworden.
Nach Abschluss der Baumaßnahmen werden alle nicht mehr benötigten oberirdischen Gleisanlagen komplett zurückgebaut und so die Trennwirkung im Innenstadtbereich durch die Gleisanlagen beseitigt. Die freiwerdenden Flächen werden entsprechend dem städtebaulichen Rahmenplan entwickelt und ein vollkommen neues Stadtviertel, das Rosensteinviertel, wird entstehen. Der vorhandene Rosensteinpark wird vergrößert und schließt dann direkt an das neue Stadtviertel an.

2.2 Flughafenbahnhof
Von Stuttgart 21 profitiert nicht nur die Stuttgarter Innen-stadt. Auf den Fildern direkt am Flughafen Stuttgart und der Neuen Messe in unmittelbarer Nähe zur Autobahn entsteht ein neuer Verkehrsknoten, der die Verkehrsträger Flugzeug, Zug und Auto hervorragend miteinander verknüpft. Die bestehende Station Terminal wird an das neue Fernbahnnetz angeschlossen und in wenigen Metern Entfernung entsteht die neue Station NBS. Der Flughafen wird zukünftig in 8 Minuten vom Stuttgarter Hauptbahnhof aus zu erreichen sein.

2.3 Weitere Bahnhöfe
Neben den bereits genannten Bahnhöfen gibt es noch 3 weitere, die um- oder neugebaut werden. Dabei handelt es sich um die S-Bahn-Station Mittnachtstraße, die Verlegung der U-Bahn-Haltestelle Staats-galerie und den Anschluss an den Bahnhof in Ulm.
3 Baulogistik
Bei Stuttgart 21 werden insgesamt rd. 8 Mio. m³ Abraum und ca. 1,5 Mio. m³ Beton zur Ausbildung von Tunnelinnen-schalen, Bahnhöfen und Inge-nieurbauwerken transportiert. Allein auf den innerstädtischen Bereich rund um den Haupt-bahnhof entfallen nach derzeitiger Planung ca. 4 Mio. m³ Abraum und ca. 0,8 Mio. m³ Beton. Diese Zahlen machen deutlich, dass Stuttgart 21 hohe Anforderungen an Baulogistik und Transport stellt. Erhebliche Baustoffmengen müssen angeliefert, gleichzeitig Abbruch-, Aushub- und Tunnelausbruch-materialien abtransportiert werden. Um im Zentrum von Stuttgart einen optimalen und wirtschaftlichen Bauablauf sicherzustellen und Schmutz- und Lärmemissionen sowie Verkehrsbeeinträchtigungen auf ein Minimum zu reduzieren, wurde ein maßgeschneidertes Baulogistikkonzept entwickelt. Dabei wird ein Großteil der Baustellenlogistik auf einer vom Individualverkehr unabhängigen Baustraße abgewickelt. Diese führt vom Hauptbahnhof entlang der vorhandenen Bahntrasse bis zum Nordbahnhof. Dort werden die Materialien zwischengelagert und können auf Züge umgeladen und abgefahren werden. Des Weiteren wird bei bauzeitlichen Verlegungen von öffentlichen Straßen die Anzahl der Fahrspuren nicht verringert. Durch diese Maßnahmen werden Einschrän-kungen des öffentlichen Stra-ßenverkehrs weitestgehend vermieden (Bild 10, 11).

4 Tunnel
Ein Großteil der Gleise verläuft zukünftig unterirdisch. Der größte Teil dieser Tunnel wird bergmännisch aufgefahren. Aufgrund der schwierigen Bodenverhältnisse in Stuttgart und auf der Schwäbischen Alb ist eine genaue Erkundung der anstehenden Bodenverhältnisse unerlässlich. Im gesamten Streckenverlauf wurde ein umfangreiches Bohr- und Erkundungsprogramm durchgeführt. Die dabei erlangten Kenntnisse unter anderem zu Anhydritvor-kommen, druckhaftem Gebirge, Karsthöhlen und Mineralwasservorkommen wurden in der Planung berücksichtigt. In den Planfeststellungsverfahren ist die Spritzbetonbauweise zugrunde gelegt worden. Die Tunnelröhren sind in regelmäßigen Abständen durch Querschläge miteinander verbunden (Bild 12).

4.1 Tunnel von Stuttgart 21
In Stuttgart werden rd. 55  km Tunnel in offener und bergmännischer Bauweise erstellt. Auf der Schnellfahrstre-cke aus Richtung Mannheim in Richtung Ulm wird zunächst der Feuerbacher Tunnel durchfahren. Nach dem Halt im neuen Hauptbahnhof geht es dann durch den fast 10  km langen Fildertunnel zum Flughafen. Weitere Tunnel nach Ober-/Untertürkheim und Bad Cann-statt schließen den Innenstadt-ring und stellen die Anbindung an den neuen Abstellbahnhof in Untertürkheim sicher (Bild 13).

4.1.1 Fildertunnel
Der Fildertunnel sowie die Tunnelabzweigungen nach Ober- bzw. Untertürkheim schließen an das südliche Ende des neuen Hauptbahnhofes an. Vom An-schlag aus gesehen verlaufen die Gleise zunächst in südöstliche Richtung jeweils in 2 zweigleisigen maulförmigen Tunnelröhren. An ein Verzweigungsbauwerk schließen dann 2 eingleisige Röhren an. Der untere Teil des Fildertunnels ist als Kreisprofil, der obere Teil als Maulprofil geplant. Im Anschluss an die bergmännisch aufgefahrene Tunnelstrecke folgt ein Abschnitt in offener Bauweise und der Anschluss an die oberirdische Strecke in Richtung Flughafen. Der Fildertunnel überwindet einen Höhenunterschied von etwa 160 m. Im innerstädtischen Anfahrbereich beträgt die Überdeckung lediglich etwa 9 m. Zum Schutz der bestehenden Bebauung sind Hebungsinjektionen vorgesehen. Bergwärts nimmt die Überdeckung schnell zu und erreicht im Bereich Degerloch eine Überdeckung von etwa 220 m.
Im unteren Tunnelbereich beträgt die Entwurfsgeschwin-digkeit 160 km/h und im oberen 250 km/h. Wie auf dem geologischen Längsschnitt (Bild 14) zu erkennen ist, führt der Fildertunnel mehrere Kilo-meter durch Gesteinsschichten des unausgelaugten quellfähigen Gipskeupers (Anhydrit). Anhydrit heißt „wasserfrei“. Anhydrit nimmt als wasserfreies Sulfat bei kurzfristiger Feuchtigkeitseinwirkung kein Wasser auf. Bei andauernder Feuchtigkeitseinwirkung wandelt sich das Anhydrit in einem chemischen Prozess zu Gips um. Dieser Prozess ist mit einer Volumenzunahme verbunden. Bei behinderter Volumenzunahme entstehen hohe Drücke. Bei der Festlegung der Gradien-te des Fildertunnels sind für die Durchörterung der verschiedenen Schichten Bereiche ausgewählt worden, die wenig Wasser führen. Die beiden Tunnelröhren werden in regelmäßigen Abständen durch Quer-stollen miteinander verbunden. Geplant sind 2 Zwischenangriffe. Zum einen der Zwischenangriff „Hauptbahnhof Süd“, der im Endzustand als Rettungszufahrt „Hbf. Süd“ genutzt wird. Zum anderen der Zwischenangriff im Bereich der Sigmaringer Straße, der nach Bauende wieder verfüllt wird.

4.1.2 Tunnel im Planfest-stellungsabschnitt 1.5
Der Planfeststellungsabschnitt 1.5 besteht aus maßgeblich 4 Einzelabschnitten: Der Fernbahn-Zuführung Stuttgart–Feuerbach, der Fernbahn-Zuführung Stuttgart-Bad Cannstatt, der S-Bahn-Strecke Stuttgart-Nord – Stuttgart-Hauptbahnhof (tief) und der S-Bahn- Strecke Hauptbahnhof-Stuttgart – Bad Cannstatt – Bahnhof Stuttgart – Mitt­nachtstraße.
Die Fernbahnzuführung Stuttgart–Feuerbach beginnt in Feuerbach mit einem Trogbauwerk, mit anschließendem Tunnel in offener Bauweise und geht in bergmännisch aufzufahrende Tunnellage über. Die anschließenden eingleisigen Tunnelröhren unterqueren den Killesberg, das alte Messege-lände, den Stadtbahntunnel zur Messe und die Wohngebiete am Kriegsberg mit Überdeckungen von etwa 40 bis 100 m. Die Bauwerksabdichtung wird hier druckwasserdicht hergestellt. Etwa auf halber Tunnellänge ist im Bereich des Zwischenangriffs Prag ein Entrauchungsbauwerk geplant. Kurz vor der Einfahrt in den Hauptbahnhof werden die jeweils eingleisigen Rich-tungstunnel von und nach Feuerbach und Cannstatt in einem Verzweigungsbauwerk zusammengeführt und zweigleisig bis in den nördlichen Bahnhofskopf des neuen Haupt-bahnhofs geführt. Die Vor-triebsarbeiten werden vom Zwischenangriff Prag und vom Hauptbahnhof-Nordkopf durchgeführt.
Aus Richtung Bad Cannstatt kommend schließt unmittelbar an die neue Neckarbrücke der Rosensteintunnel an. Dieser wird auf einer Länge von ca. 60  m sowohl für die Fernbahn als auch mit dem daneben liegenden S-Bahn-Tunnel in offener Bauweise als Hufeisen-profil erstellt. Hierauf folgt jeweils ein zweigleisiger Tunnel für die Fernbahn und die S-Bahn in bergmännischer Bauweise. Mit dem Kreuzungsbauwerk Ehmannstraße wird die Fern-bahn-Zuführung über die S-Bahn-Zuführung geleitet. Auf das Kreuzungsbauwerk folgt bei der Fernbahn das Verzwei-gungsbauwerk, in dem der zweigleisige Fernbahntunnel in 2 eingleisige Tunnelröhren geteilt wird. Die Tunnelröhren sind in regelmäßigen Abständen durch Querstollen miteinander verbunden. Der S-Bahn-Tunnel wird nach dem Kreuzungsbau-werk in 2 eingleisige Rich-tungstunnel getrennt. Das Ent-rauchungsbauwerk für die Fernbahnzuführung liegt an der Heilbronnerstraße. Die Vor-triebsarbeiten für die Fernbahn werden von den Angriffspunk-ten Nordbahnhof und vom Hauptbahnhof Nordkopf vorgetrieben. Die Vortriebsarbeiten für die S-Bahn werden von den Zwischenangriffspunkten Mitt-nachtstraße und Rettungszu-fahrt Ehmannstraße getätigt.
Die S-Bahn-Strecke Stutt-gart-Nord – Stuttgart-Haupt-bahnhof (tief) schließt im Bereich des S-Bahn-Haltepunkts Nordbahnhof an den Bestand an. Im Anschluss an die Brücke Ehmannstraße verläuft die S-Bahn in einem Trog mit Gefälle in Richtung Hauptbahnhof zum Verzweigungsbauwerk Mitt-nachtstraße, das in offener Bauweise hergestellt wird. Hier werden die Gleise von und nach Stuttgart Nord mit den Gleisen von und nach Stuttgart–Bad Cannstatt zusammengeführt. Im weiteren Streckenverlauf schließt die neue offene S-Bahn-Station Mittnachtstraße an. Zwischen dem neuen Bahnhof Stuttgart-Mittnachtstraße und Stuttgart-Hauptbahnhof (tief) wird die neue S-Bahn-Strecke als Tunnel in offener Bauweise ausgeführt. Am Hauptbahnhof bindet der Tunnel an den Bestand an.

4.1.3 Tunnel Ober-/Untertürkheim
Der ca. 5,5 km lange Tunnel führt vom Stuttgarter Haupt-bahnhof in Richtung Ober-/Untertürkheim unter dem Neckar hindurch. Dort verzweigt er sich in Richtung Ober- und Untertürkheim und schließt an den oberirdischen Bestand sowie den Wartungsbahnhof an. Die maximale Überdeckung beträgt ca. 125 m am Übergang zum Fildertunnel. Die minimale Überdeckung beträgt ca. 8 m im Bereich der Neckarunter-querung.
Der Regelabstand zwischen den beiden Tunnelachsen beträgt ca. 30 m. Der Gradien-tenverlauf wird insbesondere von den Anschlussbedingungen an den Planfeststellungsgrenzen und den geotechnischen Rand-bedingungen bestimmt. Daraus resultiert eine Wannenausbil-dung der Gradiente. Die eingleisigen Tunnel sind durch Quer-verbindungen miteinander verbundenen. Der Tunnel durchörtert den unausgelaugten, Gips/Anhydrit führenden Keu-per und den ausgelaugten Gipskeuper sowie quartäre Ablagerungen und künstliche Auffüllungen.

4.2 Tunnel der NBS Wendlingen–Ulm
Die topografischen Gege-benheiten erfordern auch hier eine umfangreiche unterirdische Streckenführung. Aus Stuttgart kommend werden auf dem Weg zur schwäbischen Alb zunächst Albvorland-, Boßler- und Steil-bühltunnel durchfahren. Auf der Albhochfläche führt die Strecke entlang der Autobahn A 8 bis zum Albabstiegtunnel, der unmittelbar beim Bahnhof Ulm endet (Bild 15, 16).

4.2.1 Albvorlandtunnel
Der Albvorlandtunnel mit 2 eingleisigen Röhren hat eine Länge von etwa 8,1 km. Die beiden Tunnelröhren sind in regelmäßigen Abständen durch Querstollen miteinander verbunden. Der Tunnel ist in Ge-steinen des Unteren und Mittleren Schwarzjuras, die je nach Tiefenlage unverwittert bis stark verwittert sind. Die größte Überdeckung beträgt etwa 65 m.

4.2.2 Boßlertunnel
Der Boßlertunnel beginnt an der nordwestlichen Planfeststel-lungsgrenze mit dem Portal Aichelberg. Der Tunnel verläuft weiter in südöstlicher Richtung und unterquert dabei zunächst den Roten Wasen und anschließend den Boßler. In diesem Bereich tritt die größte Überlagerung mit etwa 280 m auf. Die Tunnelröhren enden an der nördlichen Hangflanke des Filstales zwischen den Orten Mühlhausen i.T. und Wiesensteig (Portal Buch). Die Länge der Tunnelröhren beträgt ca. 8,8 km. Im Boßlertunnel wird ein Höhenunterschied von etwa 213 m überwunden.
In der Planung ist ein Zwischenangriff mit einer Länge von ca. 900 m als Fensterstollen vorgesehen. Dieser wird zum Bauende wieder verfüllt. Unter Berücksichtigung der bis zu 280 m reichenden Überlagerungshöhe ist abschnittsweise mit druckhaften Gebirgsverhältnissen zu rechnen.

4.2.3 Steinbühltunnel
Der Steinbühltunnel beginnt an der südlichen Seite des Filstals mit dem Portal Todsburg und verläuft weiter in südöstlicher Richtung. Im weiteren Verlauf unterquert der Tunnel die Eselhöfe mit einer Überlagerung von rd. 90  m. Der Tunnel endet südöstlich von Hohenstadt mit dem Portal Hohenstadt. Die Tunnellänge beträgt ca. 4,8  km und es wird ein Höhenunterschied von etwa 105  m überwunden. Er durchfährt alle Formationen des Weißjura. Mit Verkarstungserschei-nungen auf einem großen Teil der Tunnelstrecke wie auch in der freien Strecke ist zu rechnen.

4.2.4 Albabstiegtunnel
Der Tunnel Albabstieg besteht aus 2 eingleisigen Röhren mit einer Länge von etwa 5,8 km. Sie sind als Korbbogen-querschnitt ausgebildet, dessen Größe an die jeweilige Ge-schwindigkeit angepasst ist. Abgestimmt auf das Flucht- und Rettungskonzept werden die beiden Röhren mit Querstollen verbunden. Abschnittsweise werden in den Tunnelröhren leichte und schwere Masse-Fe-der-Systeme als Erschütterungs-schutzmaßnahmen eingebaut.
Die Gebirgsverhältnisse im Bereich des Tunnels Albabstieg und des Zwischenangriffsstol-lens sind durch einen Gebirgs-aufbau bestehend aus Schicht-abfolgen des Weißjuras und der Unteren Süßwassermolasse gekennzeichnet.
5 Brücken
Insgesamt werden bei Stutt-gart 21 und Wendlingen–Ulm über 50 Brücken gebaut. Neben kleineren Straßen- und Eisen-bahnüberführungen sind insbesondere die große Talbrücke über die Fils und die Neckar-überquerung in Stuttgart erwähnenswert.

5.1 Neckarbrücke in Stuttgart
Der neue Trassenabschnitt (Fern- und S-Bahn-Zuführung nach Bad Cannstatt) erfordert den Bau einer neuen Eisenbahn-brücke über den Neckar. Diese Brücke wird als gemeinsames Bauwerk für Fernbahn und S-Bahn erstellt. Die Brücke hat eine Gesamtlänge von etwa 355  m und eine Breite von ca. 24 m. Sie überquert als Durch-laufträger mit 8 Feldern das Neckartal und überspannt nicht nur den Neckar, sondern auf Bad Cannstatter Seite zusätzlich die Schönestraße und auf der Seite Rosensteinpark die Neckartalstraße (B 10).
Über dem Neckar auf Bad Cannstatter Seite ermöglicht die parallel laufende Gleisfüh-rung von S-Bahn und Fernbahn einen gemeinsamen viergleisigen Überbau. Auf Seiten des Rosensteinparks laufen die Strecken für die S-Bahn und die Fernbahn aufgrund der anschließenden 2 getrennten Tun-nel auseinander, sodass sich die Brücke dort in 2 zweigleisige Überbauten aufteilt.
Der bestehende Holzsteg über den Neckar muss der neuen Brücke weichen. Der neue Rad- und Fußgängerweg über den Neckar befindet sich hängend unter der neuen Eisenbahnbrücke (Bild 17).

5.2 Filstalbrücke
In ca. 85  m Höhe überspannt die Talbrücke den Fluss Fils. Es werden 2 parallele, jeweils ca. 485  m lange eingleisige Brücken nebeneinander gebaut. Im Wes-ten schließt die Filstalbrücke unmittelbar an den Boßlertun-nel, im Osten an den Steinbühltunnel an. Die Stützen sind V-förmig ausgebildet und die größte Spannweite beträgt ca. 150 m.

6 Schlussbemerkung
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass das Projekt Stuttgart 21 – Wendlingen–Ulm die optimale Lösung für die zukunftsorientierte Gestaltung der Schieneninfrastruktur im Südwesten von Deutschland ist. Als Bestandteil der Magistrale von Paris über Wien nach Bratislava für den Fernverkehr, aber ebenso für den Regional- und Nahverkehr.