Tunnelbautechnik

Arbeits-, Brand- und Lärmschutz beim Bau des Lärmschutztunnels Stellingen

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Im Zuge des Ausbaus der A7 wird die Autobahn innerhalb Hamburgs durch mehrere Lärmschutztunnel geführt, auf denen zukünftig neu verfügbare Flächen entstehen. Baustellensicherung, Arbeits-, Brand- und Lärmschutz haben bei den Bauarbeiten im laufenden Verkehr oberste Priorität.

Modelldarstellungen des A 7-Abschnitts Stellingen mit Landschaftspark im Jahr 2022
Modelldarstellungen des A 7-Abschnitts Stellingen mit Landschaftspark im Jahr 2022
Bildquelle: DEGES/V-KON.media

Ende 2020 soll es so weit sein – dann wird der Hamburger Stadtteil Stellingen nach Jahrzehnten der Trennung wieder vereint. Möglich macht das ein Deckel über der Autobahn A7. Das bedeutet, dass die A7 im Streckenabschnitt Stellingen zukünftig von einem Lärmschutztunnel umhüllt wird. Auf der fast einen Kilometer langen Tunneldecke soll auf einer Fläche von ca. fünf Hektar bis 2022 ein Landschaftspark entstehen, der Stellingen neu verbindet.

Zentrale Verkehrsader

Der Ausbau der A7 ist ein Infrastrukturprojekt von europäischem Rang. Die Autobahn ist die zentrale Transitstraße aus und in Richtung Norden bzw. Skandinavien. Sie führt von Norden nach Süden mitten durch die Millionenmetropole Hamburg und erfüllt damit eine Doppelfunktion für den Transit- und den Stadtverkehr. Gleich einer Schneise trennt sie Wohnviertel, Parkanlagen und auch das städtische Leben. Auf dem Autobahnabschnitt vom Autobahndreieck Hamburg-Nordwest bis zur Anschlussstelle Hamburg-Stellingen verkehren täglich etwa 152.000 Kraftfahrzeuge. Mit diesem Verkehrsaufkommen wird die bisher verfügbare theoretische Maximalkapazität um 26 % überstiegen. Im Jahr 2025 sollen es täglich sogar etwa 165.000 Fahrzeuge sein. Unter diesen Voraussetzungen ist der Ausbau unumgänglich.

Bau des Lärmschutztunnels Stellingen als Teil des „Hamburger Deckels“
Bau des Lärmschutztunnels Stellingen als Teil des „Hamburger Deckels“
Bildquelle: HOCHTIEF

Der Hamburger Deckel

Nördlich der Elbe wird die A7 an drei dicht bewohnten Abschnitten – in Stellingen, Schnelsen und Othmarschen – durch Lärmschutztunnel geführt. Auf diesen wird der „Deckel“ aufgesetzt. Auf dem Streckenabschnitt Stellingen verlief die Autobahntrasse von jeher einem Canyon vergleichbar eingefasst von steilen Böschungen, die mit Lärmschutzwänden besäumt waren. In Zukunft werden beide Fahrtrichtungen sowohl gegeneinander als vom umgebenden Erdreich durch bis zu 1,20 m dicke Betonwände getrennt. Sie sind statisch so bemessen, dass sie nicht nur die zwei Betondeckel tragen, die auf etwa 890 m Länge jeweils die bis zu acht Fahrspuren überspannen, sondern noch eine Park- und Kleingartenanlage. Dazu wird der Tunnel mit 1,20 m erdfeuchtem Boden überschüttet. Insgesamt werden circa 26.700 m³ Unterboden, 8.000 m³ Oberboden und 1.350 m³ Leichtbaustoffe aus Schaumglasgranulat verbaut.

Arbeitsschutz gemeinsam abstimmen

Markus Mohr betreut das Bauprojekt als Aufsichtsperson der BG BAU. Er hat auch den Bau des schon fertiggestellten Lärmschutztunnels Schnelsen begleitet. Für seine Aufgaben kommt Mohr entgegen, dass er sowohl mit den Verantwortlichen aufseiten der ausführenden Baufirmen als auch mit den Vertretern des Bauherrn und dem Sicherheits- und Gesundheitsschutzkoordinator (SiGeKo) bereits im Rahmen des Autobahnausbaus zusammengearbeitet hat. Denn auf einer Baustelle mit einer solchen Ausdehnung in einer solchen Lage (mitten durch ein Wohngebiet) und bei fließendem Verkehr die Belange von Bauablauf, Logistik und vor allem von Sicherheit und Gesundheit im Auge zu behalten, ist für alle am Bau Beteiligten die übergeordnete Aufgabe. Gemeinsam mit der Bauleitung und dem SiGeKo begeht die Aufsichtsperson alle zwei Wochen die Baustelle.

Aufsichtsperson Markus Mohr im Gespräch bei der Baustellenbegehung
Aufsichtsperson Markus Mohr im Gespräch bei der Baustellenbegehung
Bildquelle: Kay-Uwe Rosseburg

Verkehrsorganisation und Lärmbelastung

Der Lärmschutztunnel wird getrennt für jede Fahrtrichtung errichtet. So kann der Verkehr während der gesamten Bauphase auf verengten Spuren im Gegenrichtungsverkehrsprinzip über die jeweils baufreie Fahrtrichtung geleitet werden.

Seit April 2019 ist der Lärmschutztunnel in Fahrtrichtung Norden in Betrieb, aber noch nicht vollkommen abgeschirmt. Täglich fahren hier etwa 155.000 Fahrzeuge durch. Obwohl der neue Tunnel die Verkehrsgeräusche spürbar abschirmt, nimmt der Geräuschpegel an den Ein- bzw. Ausfahrten abrupt zu. Aber auch auf der Baustelle selbst gibt es zahlreiche Lärmquellen, die auf die Beschäftigten, aber auch auf die Einwohner einwirken.

Mohr hat dafür gesorgt, dass an einigen Stellen Lärmschutzbereiche eingerichtet wurden, in denen das Tragen von Gehörschutz obligatorisch ist. Das gilt etwa für das Umfeld einer sanierungsbedürftigen Brücke, die über die Autobahn führt. An deren Pfeilern werden Sandstrahlarbeiten durchgeführt. Der Schutzbereich ist so bemessen, dass Arbeiten mit entsprechendem Gehörschutz über einen praktikablen Zeitraum möglich sind, ohne dass das Gehör Schaden nimmt. Die ursprünglichen Lärmschutzeinrichtungen wurden abgerissen, um Platz für zwei weitere Fahrspuren zu schaffen. Bevor der Deckel fertiggestellt ist, hat ein Gerüstbauunternehmen eine provisorische Lärmschutzwand für die geplante Bauzeit von fünf Jahren auf dem Rand der Baugrube errichtet. An einigen Bereichen reicht sie bis direkt an die Wohnbebauung heran.

Karte Stellingen Stadtentwicklung
Karte Stellingen Stadtentwicklung
Bildquelle: Behörde für Stadtentwicklung und Wohnen, Hamburg

Gefährdungen bei Tiefbauarbeiten

Auf der Gegenfahrbahn sind die Gründungsarbeiten nach dem Abtrag der bestehenden Deck- und Tragschichten in vollem Gange. Zur Verbreiterung der Fahrbahnen finden über die gesamte Länge des Tunnels Tiefbauarbeiten mit Erdbaugroßgeräten statt. Die dafür in den Boden getriebenen Trapezbleche schirmen das Wasser des küstennahen Bodens von der Baugrube ab. Um bei diesem Untergrund die nötige Stabilität zu garantieren, werden bis zu zwölf Meter tiefe Löcher für die Pfahlgründung in das Erdreich gebohrt. Auch bei diesen Arbeiten ist Lärm eine maßgebliche Gefährdung, die sich nur durch ausreichend Abstand und durch das Tragen persönlicher Schutzausrüstung in Form von Gehörschutz regulieren lässt.

Neben der Lärmbelastung sind bei diesen Tätigkeiten noch weitere Gefährdungen zu bedenken. Die eingesetzte Bohrtechnik arbeitet im Teilverdrängungsverfahren. Ein Teil des Erdreichs wird an den Bohrlochwänden verdichtet, das verbleibende Material gelangt auf den Windungen des Bohrgestänges als Aushub an die Oberfläche. Das für küstennahe Landstriche typische feuchte Sandgemisch haftet hartnäckig an der Gestängeoberfläche. Neuere Erdbohrgeräte sind mit sogenannten Schneckenputzern ausgerüstet, die an den Windungen entlangfahren und das Erdmaterial mechanisch entfernen, sodass es herabfällt. Auf der Baustelle in Stellingen werden aber noch Geräte eingesetzt, die keinen Selbstreinigungsmechanismus besitzen. Als ein Beschäftigter mit einem Spaten den Aushub vom Bohrgestänge entfernen wollte, kam es zu einem Unfall. Er wurde von einem herabfallenden Sandklumpen getroffen und zog sich leichte Verletzungen zu. Seitdem dürfen Beschäftigte den Gefahrenbereich nicht mehr betreten, haben sich alle Beteiligten geeinigt.

Logistische Gradwanderung

Anspruchsvoll ist auch die Verkehrssicherung. Neben den Arbeitsbereichen führt ein schmaler, durch Materiallieferung und haltende Fahrzeuge beengter Korridor über die gesamte Baustelle. Bei dem hohen Bedarf an Material, wie Beton, Bewehrungen oder Schalungen, ist die Befahrbarkeit der Verkehrswege inklusive Verladearbeiten und Wendemanövern eine logistische Mammutaufgabe. Denn die gesamte Anlieferung erfolgt fast ausschließlich direkt über die Autobahn.

Bildquelle: Kay-Uwe Rosseburg

Brandschutzkonzept mit Finessen

Die Tunneldecke weist auf der Ober- und auf der Unterseite ein welliges Profil auf. Die in unterschiedlichen Abständen errichteten Aufbauten beherbergen die technische Infrastruktur für die Belüftung und die Verkehrslenkung. Insgesamt werden vier Lüftereinheiten mit jeweils vier Lüftern und vier Wechselverkehrszeichen sowie Verkehrsbeeinflussungszeichen in den beiden Röhren des Stellinger Abschnitts verbaut. Für den Innenausbau und die Installationen werden nach der Schließung der Decke ebenfalls Lüfter aufgestellt, die für die Luftzirkulation sorgen, bis die endgültige Belüftung installiert ist.

Dem Brandschutz und der Brandsicherheit galt ein Hauptaugenmerk in der Planungsphase. Für unterschiedliche Brandszenarien hält der Tunnel vielfältige Gegenmaßnahmen bereit. Der Beton, aus dem der Lärmschutztunnel besteht, ist mit Kunststofffasern angereichert, die im Fall eines Brands schmelzen, damit sich die Betonanteile entsprechend dem Wärmeausdehnungskoeffizienten ausdehnen können.

Im Endzustand wird der Tunnel mit einem Linienbrandmeldesystem durchgängig überwacht werden. Zusätzlich ist ein Branddetektionssystem per Videoüberwachung und Sichttrübungsmessungen integriert. Mit der Videodetektion kann jeder mögliche Brandherd innerhalb von maximal 15 Sekunden erkannt und lokalisiert werden. Die Sensoren lösen eine Alarmkette aus und aktivieren die Lüftungsanlagen sowie die Rauchgasabsaugung.

An den Ausgängen des Tunnels münden die Betonröhren in einer Metalleinhausung. Damit sie durch die im Brandfall entstehende Hitze nicht implodieren und die Konstruktion die Tunnelzufahrten versperrt, sind die Metallstützen mit einer mehrere Millimeter starken Schutzlackierung versehen.

Vor der Inbetriebnahme fanden umfangreiche Brandschutztests und -simulationen in der ersten Tunnelröhre statt. Dazu wurde ein Szenario mit vier gleichzeitig brennenden Fahrzeugen an vier Standorten im Tunnel geprobt. Die Brände wurden mittels Heißbrandversuchen simuliert, sodass die sicherheitstechnische Einrichtung auf ihre Funktion kontrolliert werden konnte.

Modelldarstellungen des A 7-Abschnitts Stellingen mit Landschaftspark im Jahr 2022
Modelldarstellungen des A 7-Abschnitts Stellingen mit Landschaftspark im Jahr 2022
Bildquelle: DEGES/V-KON.media

Die steigenden Mobilitätsbedürfnisse des 20. Jahrhunderts ließen die A7 durch Hamburg und damit mitten durch Stellingen und andere Stadtteile wachsen. Die A7 ist die meistbefahrene Transitstrecke zwischen Skandinavien und Mitteleuropa. Bisher verlief die A7 nach dem Elbtunnel in Richtung Norden ausschließlich oberirdisch durch die Hansestadt und teilte Gemeinden wie Stellingen. Mit dem sogenannten Hamburger Deckel wird die Autobahn in Wohngebieten durch Lärmschutztunnel geführt.

Autoren

Stephan Imhof

Redaktion BauPortal

Alina Baehr

Bauleitung
HOCHTIEF Infrastructure GmbH


Ausgabe

BauPortal 2|2020