Tunnelbau Punktlandung am Gotthard

Wer in der Schweiz Rang und Namen hat, wird an diesem Mittwoch beim ersten Durchstich beim Bau des 57 Kilometer langen Gotthardbasistunnels dabeisein. Mehr als 1000 Gäste werden in dem schon (im klassischen Sprengvortrieb) ausgebauten unterirdischen Nothaltebahnhof Faido das Spektakel bewundern, wenn sich die Tunnelbohrmaschine „Sissi“ durch die letzten 70 Zentimeter Fels in der Oströhre Richtung Norden vorkämpft. Daß der Bauherr, die für dieses Projekt eigens gegründete Alptransit Gotthard AG, dabei kein Risiko eingehen will, versteht sich von selbst. Denn alles andere als eine Punktlandung der Maschine mit einem Durchmesser von 8,83 Meter wäre blamabel.

Doch die Verantwortlichen können dem Ereignis gelassen entgegensehen. Mit einem Fehlschuß ist nicht zu rechnen. Die Ingenieure sind sich sicher, daß man das gesteckte Ziel genau treffen wird. Die seitliche Abweichung von der Ideallinie wird nur fünf Zentimeter betragen. Die vom Bauherrn vorgegebene Toleranz betrug 25 Zentimeter. Noch präziser trifft die Maschine die vertikale Richtungsvorgabe. Hier hätte man einen Fehler von 12,5 Zentimeter zugelassen. Die erreichte Abweichung liegt bei zwei Zentimetern.

Durchbruch ohne Zuschauer

Wie können die für die Vermessung des Tunnels zuständigen Geodäten ihrer Sache so sicher sein? Die Antwort ist ähnlich komplex, wie die von den Vermessern eingesetzten Methoden zur Richtungs- und Lagebebestimmung: Möglich wurde die exakte Vorhersage dank einer Querbohrung zwischen West- und Oströhre. Schon vor Wochen wurde dazu aus der (von Norden) klassisch aufgefahrenen Weströhre der Multifunktionsstelle Faido ein begehbarer, 35 Meter langer Stollen nach Osten vorgetrieben. Mit dem Durchbohren der verbliebenen fünf Meter bis zur Oströhre mußte man dann warten, bis der Riesenmaulwurf „Sissi“ diese Stelle in Richtung Norden passiert hatte.

Am 22. August war es dann soweit. Mit einem nur zehn Zentimeter starken Bohrer stellten die Mineure eine Verbindung zur Oströhre her. Genau um vier Uhr morgens war damit nach einer Bauzeit von knapp vier Jahren erstmals - wenn auch nur um die Ecke herum - eine durchgängige Verbindung im größten Teilabschnitt des Gotthardtunnels von Süden nach Norden hergestellt. Ohne Zuschauer wurde dieses Ereignis zelebriert: Zwei Bierdosen wurden (jeweils eine in jede Richtung) durch den Berg geschoben. Ein Ritual, das sich diesseits offizieller Durchschlagsfeiern allenthalben etabliert hat.

Wie eine Ein-Euro-Münze aus zwei Kilometern treffen

Über diese Querverbindung war es den Geodäten unter der Leitung des „Chefvermessers“ Roland Stengele möglich, das von Süden in den Tunnel hineingetragene Meßraster mit dem des Nothaltebahnhofs Faido zu verbinden. In diesem Gebiet konnte ein Meßgitter über einen seitlichen Zugangsstollen in den Berg hineingelegt werden. Dieser „Kurzschluß“ der beiden Meßraster brachte die Sicherheit. Jetzt erst konnten verläßliche Aussagen über die Präzision des Durchstichs gemacht werden. Stengele kann mit dem erreichten Ergebnis zufrieden sein.

Seine Nervosität ist ruhiger Gelassenheit gewichen. Was er und seine Mannschaft geschafft haben, läßt sich nur über einen Vergleich verdeutlichen, den er selbst liefert: Die Abweichung der knapp zehn Meter weiten Tunnelröhre durfte auf 100 Meter nicht größer als einen Millimeter sein - und diese Präzision mußte auf einer Strecke von über 15 Kilometer gehalten werden. Das waren Anforderungen wie an einen Scharfschützen, der aus einer Entfernung von zwei Kilometern eine Ein-Euro-Münze treffen muß.

Methode schon von alten Griechen eingesetzt

Daß den Geodäten bei ihrer Arbeit die GPS- und Lasertechnik große Erleichterungen biete, ist für Stengele nur bedingt richtig. Die neuen Meßtechniken verbesserten vor allem die Wirtschaftlichkeit ihrer Arbeit. Dagegen sei die Störanfälligkeit der Verfahren durch systematische, einseitige Verfälschungen gleichgeblieben. Besonders gefürchtet werden Refraktionserscheinungen, die einen durch den Tunnel geschickten Laserstrahl von seiner schnurgeraden Bahn ablenken können. Ursächlich dafür sind Temperaturunterschiede zwischen Tunnelwand und Tunnelmitte, Magnetismus, lokale Schwere-Anomalien oder elektromagnetische Felder. Alle diese Störgrößen sind unsichtbar und deshalb nur schwer auszumachen.

Um im Berg genau messen zu können, müssen um die Tunnelportale ausreichend viele Referenzpunkte gesetzt werden. Beim Gotthardtunnel sind das genau 32, die in sicherer Entfernung zu den Tunneleingängen liegen. Mit ihren unverrückbaren Messingbolzen zeigen sie ihre Lage auf einen Millimeter genau an. Sie sind das Rückgrat der in die Tunnelröhren hineingeführten Winkelzüge, der Polygonzüge. Die Methode arbeitet also mit dem Aneinanderreihen von Stecken und Winkeln und wurde bereits von den alten Griechen eingesetzt.

Kein Tunnelbau gegen den Berg möglich

Meßungenauigkeiten und Refraktionsfehler machen diese Vermessungstechnik um so unsicherer, je tiefer man sich damit in den Berg vortastet. Auf sie allein sich zu verlassen wäre daher sträflicher Leichtsinn. Das tut daher auch kein Tunnelbauer. Vielmehr nimmt man eine zweite Meßmethode zu Hilfe, mit der einzelne Punkte unabhängig von den jeweiligen Nachbarpunkten bestimmt werden können. Das leisten Vermessungskreisel (Kreiseltheodolite), vergleichbar den autonomen Navigationskreiseln von Schiffen und Flugzeugen. Sie machen sich die Wechselwirkungen zwischen dem Drall eines Kreisels, der Erdanziehung und der Erddrehung zunutze.

Der Gotthardbasistunnel soll zum Fahrplanwechsel 2015 in Betrieb gehen. Ob dieser Termin zu halten ist und ob man mit dem angesetzten Budget von acht Milliarden Schweizer Franken (5,2 Milliarden Euro) auskommen wird, ist nur schwer abzusehen. Viel zu zahlreich sind mögliche Störungen in dem Gebirge. Die Tunnelbauer sprechen daher auch fast ehrfurchtsvoll von ihrer Arbeit: Gegen den Berg lassen sich keine rund neun Meter messenden Röhren durch das Gestein treiben.

Doch in einem Punkt sind sie sich trotz aller möglichen Schwierigkeiten sicher: Alle Probleme werden zu meistern sein, auch wenn dazu bislang im Tunnelbau unübliche Techniken eingesetzt werden müssen. Zur Zeit sind die Arbeiten weitgehend im Plan: Von den 153,5 Kilometer Tunnel, Schächte und Stollen sind jetzt genau 98,7 Kilometer aufgefahren. Das entspricht einer Ausbruchquote von 64,3 Prozent.