Baubegleitender Arbeits- und Gesundheitsschutz bei der Modernisierung eines S-Bahn-Tunnels

Der in den 1930er-Jahren gebaute Nord-Süd-S-Bahn-Tunnel ist mit vier S-Bahn-Linien und ca. 100.000 Fahrgästen pro Tag eine der meistgenutzten Strecken Berlins und war sanierungsbedürftig. Im Rahmen einer Totalsperrung wurden vom 6. Januar bis zum 17. Februar 2023 in zwei Bauabschnitten diverse Instandhaltungs- und Erneuerungsmaßnahmen umgesetzt, die aufgrund der freigesetzten Stäube und Emissionen Bewetterungsmaßnahmen und den Einsatz von Entstaubungsanlagen erforderten.
 

Der ca. 6 km lange Nord-Süd-S-Bahn-Tunnel ist ein Teil der S-Bahn-Strecke zwischen den Stationen Gesundbrunnen und Südkreuz im Stadtzentrum Berlins. Er beginnt am Portal nördlich des Nordbahnhofs, durchfährt die Stationen Nordbahnhof, Oranienburger Straße, Friedrichstraße, Brandenburger Tor, Potsdamer Platz sowie Anhalter Bahnhof und endet am Portal südlich der Station Anhalter Bahnhof.
 

Umfang der Modernisierungsarbeiten

Die Modernisierung umfasste die Erneuerung von zwei Weichen und 9,1 km Schienen, eine Gleislagekorrektur, eine Durcharbeitung (DUA), das Fräsen von 18,4 km Schienen sowie diverse weitere Instandhaltungsarbeiten. Während der Gleisbauarbeiten kamen neben zwei neuen Akku-Lokomotiven auch dieselbetriebene Arbeitszüge wie Lokomotiven, Bamowags, Bagger und eine Fräsmaschine im Tunnel zum Einsatz, die Bewetterungsmaßnahmen für den Arbeits- und Gesundheitsschutz erforderten. Durch die Weichenerneuerungen und Gleislagekorrektur wurde zudem ins Schotterbett eingegriffen. Um die aus dem Schotterbett freigesetzten Stäube aus der Luft abzuscheiden und nicht in die Stadtatmosphäre zu übergeben, war darüber hinaus ein ergänzender Einsatz von Entstaubungsanlagen notwendig.
 

Berücksichtigung der Arbeits- und Gesundheitsschutzmaßnahmen

Die beteiligten Ingenieurbüros planten dabei unter frühzeitiger Einbeziehung des Koordinators nach BaustellV (SiGeKo) neben den technischen auch die organisatorischen Schutzmaßnahmen mit einem geeigneten Bauablaufplan. Für diesen sahen die Planungen eine Wetterscheide vor, welche den Tunnel in zwei bewetterungstechnisch entkoppelte Bereiche unterteilte und somit den effizienzsteigernden Einsatz von zwei lufttechnisch vollkommen entkoppelten Baubereichen ermöglichte.

Schutz vor Emissionen von dieselbetriebenen Fahrzeugen

Durch den Einsatz dieselbetriebener Fahrzeuge wurden Motorabgase freigesetzt. Da sie gesundheitsgefährdende Gase wie Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO₂), Kohlenstoffmonoxid (CO) und Kohlenstoffdioxid (CO₂) sowie Dieselrußpartikel enthalten und in Arbeitsbereichen auftreten, waren die Anforderungen der TRGS 554 für den Arbeits- und Gesundheitsschutz einzuhalten und die Anforderungen der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) sowie die Verordnung zur arbeitsmedizinischen Vorsorge (ArbMedV) zu integrieren.

Schutz vor Staubemissionen

Neben dem Umgang mit Gefahrstoffen aus den Abgasen dieselbetriebener Schienenfahrzeuge war auch der Umgang mit partikelförmigen Gefahrstoffen, also beim Aus- und Einbringen von Schotter freigesetzte Stäube, wichtiger Bestandteil der Planungen. Für die Abscheidung quarzhaltiger Stäube sollten Trockenentstauber sowie eine ergänzende Benetzung des Alt- und Neuschotters zum Einsatz kommen, um die in TRGS 559 beschriebenen Anforderungen umzusetzen.
 

Ausführungsplanung

Die Ausführungsplanung gliederte sich in die Detailplanung für die Teilbereiche (u. a. Lüfter, Entstaubungsanlagen, Messgeräte, Wetterwände, Benetzung, Energieversorgung), das Netzwerkkonzept zur Einbindung aller Messgeräte und Ventilatoren sowie den entsprechenden Anträgen bei Behörden. Im Rahmen diverser Tunnelbegehungen wurden zunächst die Anlagenstandorte für Entstaubungsanlagen, Ventilatoren und Messtechnik aufgenommen. Im Nachgang erfolgte die zeichnerische Darstellung der wesentlichen Einbauten in den Tunnel, wie alle Entstaubungsanlagen sowie eine besondere Abluftführung im Bereich des Bahnhofs Potsdamer Platz einschließlich der Rohrleitungen und eines Abluftkamins.
 

Baumaßnahme in zwei Bauphasen

Die Baumaßnahme wurde in zwei Bauphasen eingeteilt und umgesetzt. In Bauphase 1 wurde der Nordbahnhof betrieblich noch genutzt, während der Tunnel in Bauphase 2 voll gesperrt war.

Staubbekämpfung am Schotterbett

Für die Erneuerung der beiden Weichen in Bauphase 1 mussten auch die Bettungen ausgetauscht und dazu in das Schotterbett eingegriffen werden. Die Arbeiten zur Gleislagekorrektur sahen ein Absenken des vorhandenen Gleises vor. Dazu wurde das Gleis in Abschnitten von 15 m zurückgebaut und überschüssiger Schotter mit einem Zweiwegebagger abgezogen, was ebenso einen Eingriff in das Schotterbett erforderlich machte.

Im Schotterbett konnten sich infolge jahrelanger Reibung der Schottersteine große Mengen Feinstkorn bilden, die beim Eingriff in die Bettung als Staub freigesetzt werden. Dieser Staub sollte laut Planung mit einer Kombination aus Benetzung des Altschotters und Einsatz von Trockenentstaubungsanlagen bekämpft werden.

Benetzung des Altschotters

Vor dem Eingriff in das Schotterbett wurde der jeweilige Arbeitsbereich mit Frischwasser benetzt, das aus einem oberirdisch gelegenen Hydranten in Schläuchen durch einen nahegelegenen Notausstieg in den Tunnel zum Benetzungswagen geführt wurde. Da das zur Benetzung in das Schotterbett eingebrachte Wasser gemäß den derzeit gültigen Regularien nicht über vorhandene Entwässerungen in die Kanalisation eingeleitet werden darf, wurden Maßnahmen ergriffen, die ein kontrolliertes Auffangen ermöglichten. Das Benetzungsrückwasser wurde daher durch Pumpen im Bereich der Tunnelsohle erfasst und in für die fachgerechte Entsorgung vorgesehene Wassertanks gepumpt.
 

Trockenentstaubungsanlagen

Die Bewetterung sah eine durch Axialventilatoren hergestellte Luftbewegung zu zwei auf Bahnwagen aufgestellten Trockenentstaubungsanlagen vor. Die kontinuierliche Luftbewegung in Richtung der Entstaubungsanlagen stellte einen ununterbrochenen Abtransport der Stäube sicher und wirkte somit einer Anreicherung der partikelförmigen Gefahrstoffe in den Arbeitsbereichen entgegen. Die mit Feinstaub belasteten Abwetter aus dem Baufeld wurden schließlich durch Trockenentstaubungsanlagen der CFT GmbH auf einen Reststaubgehalt ≤ 0,05 mg/m³ gereinigt und im weiteren Verlauf im Bereich der Weichenerneuerungen aktiv über einen Abluftkamin bzw. im Bereich der Gleislagekorrektur über eine passive Entlüftung an die Stadtatmosphäre übergeben.
 

Messtechnik zur Überwachung der Arbeitsplatzgrenzwerte

Zur Gewährleistung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschäftigten muss der Arbeitgeber gemäß § 7 GefStoffV die Exposition gegenüber Gefahrstoffen ermitteln und beurteilen. Um sicherzustellen, dass die in der TRGS 900 definierten Arbeitsplatzgrenzwerte für Gefahrstoffe eingehalten werden, müssen entsprechende Arbeitsplatzmessungen durchgeführt werden, u. a. wird die inhalative Exposition der Beschäftigten gemäß TRGS 402 messtechnisch ermittelt.

Bei Bauarbeiten in Eisenbahntunneln hat sich eine Kombination aus ortsfesten und tragbaren Messeinrichtungen etabliert. Laut Stand der Technik wird die Konzentration von CO, CO₂, NO, NO₂ an ortsfesten Messeinrichtungen in Arbeitsbereichen dauerhaft überwacht und aufgezeichnet. Neben diesen Gefahrstoffen werden mit ortsfesten Messeinrichtungen auch die O₂-Konzentration sowie die mittleren Strömungsgeschwindigkeiten der Luft überwacht.

Im Nord-Süd-Tunnel wurden die Luftqualität und Wettergeschwindigkeit an 15 stationären Messpunkten erfasst. In Bereichen staubhaltiger Arbeiten, also im Bereich der Weichenerneuerung sowie der Gleislagekorrektur, wurde ergänzend eine kontinuierliche optische Staubmessung mit direktanzeigenden Geräten durchgeführt.

Die Messergebnisse dienen neben einer dauerhaften Dokumentation insbesondere der Regelung der Bewetterungsanlage. Zusätzlich zu den stationären Messeinrichtungen wurden in einer Leitwarte im Bereich der Baustelleneinrichtungsfläche personengetragene Gaswarngeräte für den direkten Personenschutz vorgehalten. Die Warngeräte waren mit Sensoren für CO, CO₂, NO, NO₂ und O₂ ausgerüstet. Gemäß Richtlinien der Baustelle hatte jeder Arbeitstrupp mindestens ein körpergetragenes Gaswarngerät mitzuführen, welches vor dem jeweiligen Einsatz gemäß den Herstellerangaben durch die CFT GmbH geprüft wurde.
 

Zonenbasierte Personenortung

Die Feuerwehr forderte, dass der Bauherr aufgrund der räumlichen Ausdehnung der Baumaßnahme jederzeit aussagekräftig über die Anzahl der Personen im Tunnel informiert sein müsse. Aufgrund der großen Anzahl potenzieller Zu- und Abgangsmöglichkeiten in den Tunnel über die Treppenaufgänge und -abgänge der sechs Bahnhöfe sowie 22 Notausstiege und drei Tunnelportale war eine analoge Führung von Listen keine Lösung, sondern es kam nur ein vollautomatisches System infrage, welches den Zu- und Abgang von Personen über alle potenziellen Ein- und Ausgänge erfasst und protokolliert.

Da für die zentrale Steuerung der Bewetterungsanlage sowie den zentralen Zugriff auf alle Messgeräte im Tunnel ohnehin der Aufbau eines Netzwerksystems geplant war, musste dieses System nur um eine speziell für diesen Zweck entwickelte Technik erweitert werden. Aus Datenschutzgründen wurde eine Aufschlüsselung, welche Person den in einem Tunnelabschnitt georteten Transponder trug, daher technisch nicht umgesetzt, sondern eine projektspezifische Lösung für die Personenortung ausgearbeitet. Es wurden Richtantennen an allen Zu- und Abgängen des Tunnels installiert und in das Netzwerk eingebunden.
 

Gemäß Richtlinien der Baustelle musste jeder Arbeiter einen Transponder mit aktiver BLE(Bluetooth Low Energy)-Technologie mitführen. Die Bewegungen der Transponder wurden technisch durch die Richtantennen erfasst und ermöglichten ein vollautomatisches und gesichertes Ein- und Auszählen der Personen im Tunnel. Aufgrund der räumlichen Ausdehnung der Baustelle sowie der baulichen Gegebenheiten, wie eingleisiger Abschnitte oder räumlich abgetrennter Abstellanlage, wurde der Tunnel darüber hinaus in Zonen mit einer Länge von maximal 500 m eingeteilt. In der zentralen Leitwarte konnte daher neben der Gesamtanzahl der Personen im Tunnel auch zonenweise die Anzahl an Personen dargestellt werden. Für die Personensuche bzw. -rettung hätte die Berliner Feuerwehr die Einsatzkräfte somit zielgerichtet in einzelne Bereiche des Tunnels entsenden können.
 

Fazit

Die umfassende Modernisierung der Infrastruktur des Nord-Süd-S-Bahn-Tunnels in Berlin wurde erfolgreich und in kürzester Zeit durchgeführt. Ein durchdachtes Bewetterungskonzept gewährleistete jederzeit während aller Bauphasen eine sichere Arbeitsumgebung. Die Implementierung eines vollautomatischen Personenortungssystems in ein ohnehin vorhandenes Netzwerksystem erfüllte die Anforderungen der Berliner Feuerwehr in effizienter und technologisch moderner Weise. Der Nord-Süd-Tunnel der Berliner S-Bahn wurde in einer sechswöchigen Sperrpause termingerecht modernisiert und danach als wichtige Lebensader des ÖPNV wieder in Betrieb genommen.