57 Kilometer Schweizer Ingenieurskunst

Der Gotthard-Basistunnel ist das Herzstück der neuen Alpentransversale für den Bahnverkehr in der Schweiz und durch die Schweiz. Der Tunnel der Superlative ist nicht nur der längste Eisenbahntunnel der Welt, er ist auch ein Prestigeprojekt, in dem Schweizer Ingenieurskunst voll zum Tragen kommt.

Über eindrücklichen 57 Kilometern Länge gräbt sich der Gotthard-Basistunnel vom Nordportal in Erstfeld im Kanton Uri nach Süden bis Bodio im Kanton Tessin. Für die beiden einspurigen Hauptröhren sowie die Sicherheits-, Belüftungs- und Querstollen wurden seit der ersten Sprengung vor 17 Jahren 28,2 Millionen Tonnen Stein herausgebrochen. Ein veritabler Kraftakt, gelungen dank Schweizer Ingenieurskunst.

 

Den riesigen Unterschied zum bestehenden Gotthardtunnel zeigen schon die nackten Zahlen. Wer heute Richtung Alpensüdseite fährt, merkt deutlich, wie sich der Zug auf kurvenreicher Strecke und über Kehrtunnels in die Höhe schraubt, um auf 900 Meter über Meer die Alpen zu durchqueren. Dabei hat man dann «nur» 1100 Meter Gebirgsmasse über sich – verglichen mit dem neuen Basistunnel ein relativ bescheidenes Gewicht. Denn dieser verläuft auf einer Höhe von maximal 550 Metern über dem Meeresspiegel bei geringfügigen Steigungen und ohne enge Kurven. Dafür verbleiben 2300 Meter Felsabdeckung über dem Kopf. Das muss man mögen. Aber es lohnt sich, denn die Fahrzeit von Zürich nach Lugano verkürzt sich um 45 Minuten auf rund zwei Stunden, die nach Mailand auf drei Stunden. Das sind Zahlen, die nicht nur in der bahnaffinen Schweiz Begeisterung hervorrufen – bei den Reisenden genauso wie bei den Technikern.

 

 

Mit 250 km/h sicher durch die Röhren rauschen

Dass Sicherheit im Tunnel grossgeschrieben wird, versteht sich von selbst, schliesslich sollen dereinst pro Tag über zweihundert Züge mit bis zu 250 km/h durch die Röhren rauschen. Diese sind alle 325 Meter durch Querschläge verbunden, so dass die Zugpassagiere im Brandfall in die andere Röhre flüchten können. Doch Feuer ist nicht die eigentliche Gefahr, sondern Ersticken. An den beiden je 600 Meter langen Nothaltestellen pro Tunnelröhre ist eine Evakuierung von bis zu eintausend Personen möglich. Doch soweit soll es erst gar nicht kommen, dafür ist die Anlage mit unzähligen Sensoren, Überwachungseinrichtungen und Steuerungen bestückt, die über Tausende von Kilometern Glasfaserkabel mit den beiden Tunnel-Control-Centern am Nord- und am Südportal verbunden sind.

 

Käfighaltung für Brandmelder

Das gilt auch für die Brandorterkennung in den vier Nothaltestellen: Sie erfolgt mit drei unterschiedlichen Detektionssystemen und steuert bei einer bevorstehenden Evakuierung direkt die Lüftungsklappen an. Alle paar Millisekunden werden die Überwachungsdaten von der Steuerung überprüft und aufgezeichnet. Eine Besonderheit war die Installation der Fibrolaser-Branderkennungstechnik von Siemens. Im Normallfall wird das Fibrolaserkabel mit 5 cm Abstand von der Wand verlegt, weil so die Temperatur optimal übertragen werden kann. Im Gotthard-Basistunnel jedoch wurden sie aus technischen Gründen direkt an der Betonwand montiert. Damit nicht genug: Auch am Boden wacht Fibrolaser über erste Gefahrenanzeichen, denn zum Beispiel ein feststehendes Rad am Zug oder austretende Flüssigkeit kann in Brand geraten. Armierte Kabel waren für die Verlegung des Fibrolaser am Boden nötig, um ihn vor Spritzwasser und mechanischen Beanspruchungen zu schützen. An der Decke musste das Fibrolaserkabel ohne Metall verwendet werden, damit es mit der Fahrleitung keine Probleme gibt.

 

Ergänzt wird Fibrolaser durch Wärmebildkameras und durch Rauchmelder, die ständig Temperatur und Luft auf Rauchpartikel prüfen. Um sie vor den harschen Tunnelbedingungen zu schützen, wurden sie in Käfige verpackt – auch dies eine Spezialanfertigung für den Gotthard. Alles ist ausgerichtet auf Züge, die mit 270 km/h fahren können, ein bisschen Luft nach oben ist also eingeplant.

 

Redundante Systeme

Sobald Züge im Tunnel fahren, darf sich niemand mehr im Tunnel aufhalten. Damit auch bei Unterhaltsarbeiten keine Unfälle passieren, werden die Türen in den Querstollen überwacht. In den rund 40 Meter langen Röhren sind hunderte dezentrale Simatic-Steuerungen und Interfacemodule untergebracht. Diese Siemens-Systeme, die 60 000 Datenpunkte beinhalten, überwachen die Türen und kommunizieren mit zahlreichen elektrischen Komponenten.  Die Datenübertragung erfolgt über Siemens Scalance-Router via Ethernet mit je sieben Gruppenrechnern pro Tunnelröhre, die wiederum mit den Kopfrechnern kommunizieren. Auf den Gruppen- und Kopfrechnern ist das Prozessvisualisierungssystem WinCC OA von Siemens installiert. Alle Informationen werden in das übergeordnete Tunnelleitsystem übertragen. Herzstück in den beiden Tunnel-Control-Centern am Süd- und Nordportal ist je ein redundantes Tunnel- und Bahnleittechniksystem von Siemens. Diese Systeme überwachen und steuern die gesamten Infrastruktur-Einrichtungen des Tunnels und regeln die Eisenbahntechnik.

 

Modernste Bahntechnik

Im Auftrag der Alcatel-Lucent Schweiz AG sowie der Thales Rail Signalling Solutions, in der Arbeitsgemeinschaft der Transtec Gotthard AG, ist Siemens als Lieferant für die Überwachung der Züge mit der Bahnleittechnik (Iltis und TAG/Tunnelautomatik Gotthard – Thales Rail Signalling Solutions) sowie der Anzeige und Bedienung aller anderen Tunnelleittechnik-Installationen (Alcatel-Lucent Schweiz AG) zuständig. Das sind, einfach ausgedrückt, jene technischen Einrichtungen, die dereinst für einen reibungslosen Zugsverkehr sorgen werden.

 

Bilder: AlpTransit Gotthard / Hans Stuhrmann

 

Am 31. Mai 1879 leitete Werner Siemens mit drei von einer elektrischen Lokomotive gezogenen kleinen Wagen an der Berliner Gewerbeausstellung das Zeitalter der elektrischen Zugförderung ein.

 

Bereits zwei Jahre später befasste sich die Gotthardbahn mit der Elektrifizierung ihres 15 Kilometer langen Tunnels zwischen Göschenen und Airolo. Das Vorhaben – es wäre die erste elektrische Eisenbahnstrecke der Schweiz gewesen – wurde nicht verwirklicht. Nach Berechnungen hätte für einen Schnellzug von ungefähr 160 Tonnen bei einer Fahrgeschwindigkeit von 45 km/h und für einen Güterzug von 400 Tonnen bei 25 km/h ein elektrischer Motor mindestens die Leistung von 400 Pferden erbringen sollen.

 

Die Firma Siemens & Halske vertrat jedoch die Ansicht, dass der elektrische Antrieb durch den Tunnel sehr wohl ausführbar sei, schlug vor, vierrädrige Lokomotiven von je etwa 100 bis 120 PS einzusetzen und so viele davon aneinander zu kuppeln, wie zur Beförderung des Zuges erforderlich sind.

 

Tatsache ist, dass der Probebetrieb nicht zustande kam und der Gotthardtunnel erst vier Jahrzehnte später, ab dem 1. Juli 1920, mit elektrischen Lokomotiven befahren werden konnte. Der Postzug hingegen nahm am 1. Januar 1882 mit zwei kleinen Dampflokomotiven den Betrieb auf.

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