Tunnelbau in Deutschland: Statistik (2016/2017), Analyse und Ausblick

1 Laufendes Tunnelbauvolumen

Wie in den Vorjahren, hat die STUVA auch für den Jahreswechsel 2016/17 eine Umfrage zu den laufenden Tunnelbauvorhaben in Deutschland durchgeführt. Das Ergebnis wurde für den Stichmonat Dezember 2016 tabellarisch zusammengestellt und nachfolgend bewertet. Es handelt sich dabei um eine Fortschreibung der für 1978 [2] bis 2016 [3] veröffentlichten Tabellen. Erfasst wurden nur solche Tunnel- und Kanalbauwerke, die einen begehbaren oder bekriechbaren Ausbruchquerschnitt, d. h. einen lichten Mindestdurchmesser von 1000 mm bzw. mindestens einen Ausbruchquerschnitt von etwa 1 m² unter Einbeziehung der Rohrwandung aufweisen. Unberücksichtigt blieben dagegen – wie in den Vorjahren – grabenlose Kleinvortriebe, die im Zusammenhang mit dem Sammlerbau, den zugehörigen Hausanschlüssen oder auch bei Unterpressungen von Bahn- und Straßenanlagen zur Anwendung gelangen.

Die Tabellen der zum Jahreswechsel 2016/17 im Bau befindlichen Tunnelprojekte sind aufgrund ihres Umfangs nicht im Detail abgedruckt, können jedoch von den Internet-Seiten der STUVA [4] abgerufen werden. In diesen Tabellen wird der Bezug zu dem Datenmaterial der Vorjahre über die Nummerierung der Tunnelbauvorhaben erkennbar. Im Einzelnen setzt diese sich aus ein oder zwei Kennbuchstaben, einer zweiziffrigen, fortlaufenden Registrierungsnummer und der ebenfalls zweiziffrigen Angabe des Erfassungsjahres zusammen. Die Kennbuchstaben dienen dazu, die geplante Tunnelnutzung stichwortartig aufzuzeigen:

US       U-, Stadt- und S-Bahntunnel

B         Fernbahntunnel

S         Straßentunnel

V         Leitungs-/Versorgungstunnel

A         Abwassertunnel

So       Sonstige Tunnel

GS      Grundsanierung von Tunneln

Dementsprechend besagt die Kennnummer US 0116, dass es sich um das Tunnelprojekt mit der laufenden Nummer 1 aus dem Bereich der U-, Stadt- und S-Bahnen handelt, das im Jahr 2016 erstmals in die Statistik aufgenommen wurde. Die vorstehend beschriebene Art der Nummerierung wurde vor dem Hintergrund gewählt, dass die meisten Baustellen, insbesondere aus dem Verkehrstunnelbereich, über zwei bis drei Jahre und mehr laufen. Um Doppelzählungen zu vermeiden und um das ggf. neu hinzugekommene Bauvolumen ausweisen zu können, hat sich diese Art der Registrierung bewährt. Entsprechend wird in Tabelle 1 nicht nur das Gesamtbauvolumen, sondern in Klammern auch das im Berichtsjahr jeweils neu erfasste Bauvolumen ausgewiesen. Zum Vergleich sind dort neben den Angaben für den Jahreswechsel 2016/17 auch die Zahlen der beiden Vorjahreswechsel aufgeführt.

Allgemein informieren die Projektlisten auf den Internetseiten der STUVA [4] über Lage und spätere Nutzung der aufgeführten Tunnel, über Länge und Querschnitt sowie über die vorwiegend angetroffenen Bodenverhältnisse. Das angewandte Bauverfahren wird stichwortartig beschrieben und die geplante Bauzeit angegeben. Soweit möglich, werden Bauherren, Planer und Ausführende benannt. Schließlich werden ggf. noch konstruktive oder verfahrenstechnische Besonderheiten angemerkt.

Informationen über das Ausbruchvolumen der einzelnen Baumaßnahmen lassen bei einem Vergleich der Verkehrstunnel mit den Ver- und Entsorgungstunneln den tatsächlichen Umfang der jeweiligen Bauarbeiten besser abschätzen als Längenangaben allein. Allerdings ist bei der Erhebung des Ausbruchvolumens Folgendes zu beachten: Während bei den geschlossenen Bauweisen das Ausbruchvolumen unzweifelhaft zu ermitteln ist, ergibt sich der für die offenen Bauweisen vergleichbare Wert erst aus der Verminderung des gesamten Bodenaushubs um die Wiederverfüllung.

Tabelle 1 vermittelt ein Bild über die jeweils zum angegebenen Jahreswechsel im Bau befindliche gesamte Tunnelauffahrlänge und das zugehörige Ausbruchvolumen. Außerdem sind für den Jahreswechsel 2016/17 in Bild 1 Auffahrlänge und Ausbruchvolumen nach der Art der Tunnelnutzung graphisch aufgegliedert.

Ein genereller Vergleich der Zahlen in Tabelle 1 lässt gegenüber dem Vorjahr ein unverändert hohes Niveau der Verkehrstunnel-Auffahrlängen zum Jahreswechsel 2016/17 mit insgesamt knapp 174 km erkennen. Die Bautätigkeit im Verkehrsbereich Fernbahn bleibt nahezu unverändert, während der Verkehrsbereich U-, Stadt- und S-Bahn deutlich zulegt. Im Verkehrsbereich Straße schwächt sich die Bautätigkeit erneut deutlich ab.

Betrachtet man die Angaben zum Ausbruchvolumen, so ergibt ein Vergleich zwischen den Verkehrstunneln einerseits und den Ver- und Entsorgungstunneln andererseits bei einem längenbezogenen Verhältnis von gut 2,5 : 1 ein Volumenverhältnis von etwa 38 : 1 (vgl. auch Bild 1).

Die Frage der Vollständigkeit des durch die STUVA-Umfrage von den Baufirmen und den Ingenieurbüros erhaltenen Zahlenmaterials ist nur schwer abzuschätzen. Um in dieser Hinsicht eine größere Zuverlässigkeit sicherzustellen, wurden im Rahmen der Erhebung 2016/17 – wie in den Vorjahren auch – die im U-, Stadt- und S-Bahnbau tätigen Städte sowie die Deutsche Bahn AG angeschrieben. Die Daten für die Tunnel der Bundesfernstraßen wurden vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) bereitgestellt [5]. Diese Daten sind unverzichtbar für die Fortschreibung dieser Statistik und liefern wichtige Ergänzungen und Korrekturen. Generell sei dem BMVI, der Deutschen Bahn AG, den anderen genannten Behörden und Bauherren, den Planungsbüros sowie den beteiligten Baufirmen an dieser Stelle für die Mitarbeit bei der statistischen Erfassung der Tunnelbauvorhaben ausdrücklich gedankt.

Im Folgenden wird das Ergebnis der Erhebung per Dezember 2016 in verschiedener Hinsicht genauer ausgewertet, um so einen aktuellen Überblick über den Tunnelbau in Deutschland zu erhalten. Zur Vertiefung sei auf die umfassenden Erläuterungen in der Dokumentation „Unterirdisches Bauen Deutschland 2010“ mit zahlreichen in Wort und Bild dargestellten Beispielen verwiesen [6].

Der Schwerpunkt des innerstädtischen Bahntunnelbaus (Tabellenteil US) liegt – wie im Vorjahr – in Stuttgart, wo sich zum Jahreswechsel 2016/17 insgesamt ca. 9,7 km S-Bahn- bzw. Stadtbahntunnel im Bau befanden. Es folgen Karlsruhe (4,7 km), Frankfurt a. M. (4,4 km) und Berlin (3,2 km). Weitere Tunnelstrecken unter 2 km Länge sind in Dortmund, Hamburg und Nürnberg im Bau.

Der längenbezogene Anteil der geschlossenen Bauweisen am innerstädtischen Bahntunnelbau betrug mit 15,6 km Ende 2016 etwa 65 % (Vorjahr 48 %) des bundesweiten Gesamtbauvolumens an U-, Stadt- und S-Bahnen. Wiederum bezogen auf das Gesamtvolumen entfielen gut 39 % auf die Spritzbetonbauweisen (Vorjahr 22 %) und, wie im Vorjahr, etwa 26 % auf den Schildvortrieb. Eine Übersicht über die Anteile der verschiedenen Tunnelbauverfahren gibt Bild 3a. Ergänzend hierzu zeigt das Diagramm in Bild 4a den längenbezogenen Anteil der verschiedenen Bauweisen im U-, Stadt- und S-Bahnbau während der letzten 20 Jahre.

Die im Tabellenteil B aufgeführten Fernbahntunnel betreffen zu einem wesentlichen Teil die Tunnelbaumaßnahmen im Großraum Stuttgart (Bild 2). Von den derzeit laufenden Baumaßnahmen (insgesamt 122 km) entfallen knapp 47 km auf das Großprojekt „Bahnknoten Stuttgart 21“ und ca. 59 km auf die NBS Wendlingen–Ulm. Weitere Fernbahntunnel sind im Zuge der ABS/NBS Karlsruhe–Basel sowie der ABS Hanau–Nantenbach im Bau. Die Fernbahntunnel werden zu 35 % in Spritzbetonbauweise erstellt, bei 61 % des aktuellen Auffahrvolumens kommen Tunnelvortriebsmaschinen (TVM) zum Einsatz (vgl. Bild 4b).

Der Straßentunnelbau (Tabellenteil S) unterlag in den letzten Jahren ebenso wie die beiden anderen Verkehrsbereiche starken Vergabeschwankungen. Dies lässt sich aus der Vergabekurve in Bild 5 und vor allem aus der Blockgrafik zu den längenbezogenen Anteilen der Verkehrsträger am Vergabevolumen in Bild 6 ableiten. Das Verhältnis der geschlossenen zu den offenen Bauweisen im Straßentunnelbau liegt bei etwa 3 : 1 (vgl. Bild 4c). Bei den geschlossenen Bauweisen kommt fast ausschließlich die Spritzbetonbauweise zur Anwendung.

In den Tabellenteilen V und A für die Ver- und Entsorgungstunnel sind – wie eingangs ausgeführt – nur solche mit größerem Durchmesser aufgelistet. Die kleinsten hier erfassten Querschnitte weisen einen Durchmesser von etwa 1,0 m auf, die größten einen von 3 bis 4 m. Alle zum Jahreswechsel erfassten Ver- und Entsorgungstunnel werden unterirdisch erstellt. Bei den Abwassertunneln überwiegt von den Bauverfahren her – wie in den Vorjahren – die Rohrvorpressung. Generell ist zu der Zusammenstellung der Abwassertunnel außerdem anzumerken, dass es sich hier nur um größere Hauptsammler handelt. Der weitaus größere Anteil meist in offener Bauweise oberflächennah erstellter Sammler mit kleineren Querschnitten ist hier nicht aufgeführt, da er im Allgemeinen nicht zum Tunnelbau gerechnet wird.

Tabelle 2 und Bild 7 geben Auskunft über die regionale Verteilung der laufenden Tunnelbauprojekte. Mehr als 3/4 des bundesweiten Verkehrstunnel-Bauvolumens finden derzeit im Bundesland Baden-Württemberg statt.

Wertet man für die Verkehrstunnel aus der Statistik der letzten Jahre die jeweils zum Jahreswechsel neu erfassten Auffahrlängen und Ausbruchvolumina vergleichend aus, so ergibt sich ein aufschlussreiches Bild über den Vergabeverlauf. Bild 5 lässt in diesem Zusammenhang den herausragenden Einfluss der Aus- und Neubaustrecken der DB AG erkennen und zeigt unverändert deutlich die Unstetigkeit in der Vergabe des Tunnelneubaus durch die öffentliche Hand. Im Bereich der Fernbahntunnel folgt auf einen steilen Vergabeanstieg (bedingt vor allem durch die „blockweise“ Vergabe im Bereich der DB-Schnellfahrstrecken) in den darauffolgenden Jahren meist ein ebenso steiler Rückgang (vgl. auch Bild 6). Aus Bild 5 ist auch die mittlere jährliche „Fertigungsrate“ ersichtlich, die für alle Verkehrstunnel und über einen Zeitraum von 20 Jahren betrachtet bei etwa 30 km liegt.

2 Projektiertes Tunnelbauvolumen (künftiger Bedarf)

Das Ergebnis der Umfrage zu den konkret geplanten und in naher Zukunft zur Vergabe anstehenden Tunnelprojekten ist für die bauausführende Industrie und die Planungsbüros naturgemäß von besonderem Interesse. Es ist für den Vergabezeitraum ab 2017 in Tabelle 3 dargestellt.

Bei einer Bewertung des Zahlenmaterials in Tabelle 3 fällt auf, dass das Planungsvolumen bei den Verkehrstunneln (u. a. durch Vergabeeffekte) insgesamt weiter leicht rückläufig ist.

Bei den U-, Stadt- und S-Bahntunneln ist das Planungsvolumen insgesamt leicht zurückgegangen. Unter den geplanten Projekten ragt nach wie vor das Planvolumen der Stadt München mit gut 30 km heraus. In Hamburg sind knapp 10 km Tunnelstrecke für die U-Bahn projektiert (z. T. in Vorplanung). Weitere Tunnelbaumaßnahmen mit insgesamt jeweils weniger als 3 km Länge sind in den Städten Frankfurt a. M., Nürnberg, Berlin, Düsseldorf, Stuttgart und Dortmund vorgesehen.

Beim Planvolumen an Fernbahntunneln entfällt knapp die Hälfte (Vortriebslänge gut 19 km) auf bereits planfestgestellte Tunnelbauwerke im Zuge der ABS/NBS Karlsruhe–Basel. Weitere jeweils ca. 8 km Tunnel sind im Zuge der NBS Rhein/Main–Rhein/Neckar und auf der Bahnstrecke Nürnberg–Fürth geplant. Weitere 5 km Vortrieb warten im Projekt Bahnknoten Stuttgart 21 auf die Vergabe.

Das Planvolumen bei den Straßentunneln ist im Vergleich zum Vorjahr weitgehend unverändert. In Folge geänderter Bedarfsplanungen des Bundes hatte sich das Planvolumen bereits in den Vorjahren deutlich verringert.

Die in Tabelle 3 aufgeführten knapp 113 km an geplanten Straßentunneln haben in der Regel mindestens das Stadium der Planfeststellung erreicht. Das trifft in jedem Fall für die Tunnel im Zuge von Bundesfernstraßen, d. h. für alle in der Baulast des Bundes stehenden Projekte zu.

Technische Einzelheiten zu den in Tabelle 3 erfassten Tunneln gehen aus den zugehörigen Detailtabellen [4] hervor. Sie sind vom Grundsatz her in gleicher Weise gegliedert wie die in Abschnitt 1 erläuterten Tabellen der in Ausführung befindlichen Tunnelprojekte. Für die kennzeichnende und unterscheidende Nummerierung der einzelnen Tunnelprojekte wurde dieselbe Systematik gewählt. Ergänzt ist nur der jeweils vorangestellte Kennbuchstabe „Z“ zur Verdeutlichung, dass es sich um „zukünftige“ Tunnelbaumaßnahmen handelt. Dementsprechend fehlen auch Angaben zu den ausführenden Baufirmen, wie sie in der Statistik der laufenden Tunnelprojekte enthalten sind.

Allgemein ist bei einer Bewertung der Detailangaben zu den künftigen Tunnelbauprojekten zu beachten, dass sich im Zuge der Planfeststellung bzw. der Vergabe z. B. aufgrund von Sondervorschlägen Änderungen vor allem in der Frage des anzuwendenden Vortriebsverfahrens ergeben können. Hierauf wurde von verschiedenen Bauherren ausdrücklich hingewiesen. Änderungen können sich natürlich auch bezüglich der voraussichtlichen Anfangs- und Endtermine der Bauausführung einstellen.

Für die Bauindustrie und die planenden Ingenieure ist bezüglich der künftigen Tunnelprojekte wiederum von besonderem Interesse, in welcher Region diese sich schwerpunktmäßig befinden. Entsprechende Angaben enthalten Tabelle 4 und Bild 8 mit einer Gliederung nach den Bundesländern.

3 Laufende und geplante Grundsanierungen von Tunneln

Bei alten Eisenbahntunneln stehen in den kommenden Jahren z. T. umfangreiche Teil- und Vollsanierungen an. Diese Maßnahmen erfordern in der Regel ganz besondere organisatorische und logistische Überlegungen, vor allem, wenn sie bei laufendem Bahnbetrieb durchzuführen sind [7]. Beispiele bereits durchgeführter Vollsanierungen sind der Frauenberger und der Kupferheck Tunnel auf der Nahestrecke Bingen–Saarbrücken sowie die Tunnel Langenau und Hollerich auf der Lahnstrecke Wetzlar–Niederlahnstein bei Nassau. Diese Strecken gingen in den Jahren 1860 bzw. 1862 in Betrieb. Neben den laufenden Grundsanierungen über eine Gesamtlänge von derzeit etwa 12 km sollen in näherer Zukunft weitere gut 14 km grundsaniert werden.

Auch bei den Straßentunneln sind zunehmend bauliche Maßnahmen erforderlich, einerseits um die Grundsubstanz zu erhalten, andererseits um den betriebs- und sicherheitstechnischen Anforderungen gerecht zu werden. Dies kann z. B. eine Betonsanierung der Innenauskleidung oder der nachträgliche Bau eines Flucht- oder Rettungsstollens sein [8]. Zum Umfragezeitpunkt wurden etwa 4 km Straßentunnel strukturell instandgesetzt oder nachträglich mit Rettungsstollen ausgerüstet. Die Sanierung bzw. Nachrüstung weiterer ca. 12 km Straßentunnelstrecke ist derzeit geplant.

Einzelheiten zu laufenden Grundsanierungen sind im Tabellenteil „GS“ bzw. „ZGS“ für geplante Grundsanierungen zusammengestellt [4].