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Besondere Bauprojekte : Visionäre Meisterstücke

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Der Durchmesser der Gripper-Tunnelbohrmaschine, die auf die einer der Baustellen am Gotthard-Tunnel zum Einsatz kam, beträgt fast zehn Meter. Bild: Herrenknecht AG

2016 wurden der Gotthard-Basistunnel in der Schweiz und die Kernfusionsanlage Wendelstein 7-X in Greifswald eröffnet. Wer an solchen Prestigeprojekten mitarbeitet, widmet ihnen einen Großteil seines beruflichen Lebens.

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          Beim letzten Durchbruch am 23. März 2011 war Tilo Baumgart 34 Jahre alt. Er erinnert sich, als wäre es gestern gewesen. Der Vortag war für ihn emotional: In einer ruhigen Minute spazierte der ausgebildete Konstruktionsmechaniker noch einmal über die Tunnelbohrmaschine – eine von zwei, die in den vergangenen neun Jahren seinen Alltag am Gotthard-Basistunnel in der Schweiz wesentlich bestimmt hatten. 

          Für seinen Arbeitgeber Herrenknecht hatte Tilo Baumgart am südlichen Bauabschnitt zwischen Faido und Bodio die sogenannten Gripper-Tunnelbohrmaschinen (TBM) – einen speziellen Maschinentyp für Hartgestein – betreut und für reibungslose Abläufe gesorgt. „In der Zeit wächst einem so eine Maschine ans Herz. Man lernt sie sehr genau kennen – ihre Eigenheiten, aber auch die Komponenten, auf die man besonders aufpassen muss, damit nichts kaputtgeht“, erzählt er.

          Tilo Baumgart bei der Arbeit auf einer der Tunnelbohrmaschinen.

          Nun würde eine Ära zu Ende gehen: In den nächsten Wochen würde die Maschine in ihre Einzelteile zerlegt werden und zukünftig nur noch in Teilen in anderen Maschinen zum Einsatz kommen. Auch außerhalb seines regulären Dienstes war er oftmals – manchmal in der Nacht oder auch am Wochenende – bei auftretenden Schwierigkeiten an der Maschine in den Tunnel geeilt. Das bedeutete: aufstehen, an die Baustelle fahren, Sicherheitskleidung anziehen und sich einen Überblick über die Situation verschaffen schnelle Lösungen finden. Denn wenn möglich sollte das Projekt wie jedes große Bauprojekt im Zeitplan bleiben.

          Trotz seines jungen Alters war die Arbeit am Gotthard für Baumgart so etwas wie ein Lebenswerk. Zu Hause in Dresden hängen heute noch viele Fotos, die ihn an die Zeit auf der Baustelle erinnern. Zu einigen ehemaligen Kollegen, die mittlerweile in anderen Projekten weltweit im Einsatz sind, pflegt er weiterhin den Kontakt.

          Von der Idee bis zum Baubeginn

          Seit Mitte 2016 fahren inzwischen Züge durch den Tunnel. Doch von der ersten Idee eines Basis-Eisenbahntunnels durch den Gotthard bis zur tatsächlichen Umsetzung waren fast fünfzig Jahre vergangen: Schon 1947 entwarf der Ingenieur und Verkehrsplaner Eduard Gruner aus Basel erste Skizzen eines Gotthard-Basistunnels als Teil eines Schnellbahnsystems. In den 1990er Jahren wurde das künftige System des Tunnels festgelegt, Erkundungsbohrungen und Sondierungen zur Bodenbeschaffenheit schlossen sich an. 1998 nahm das Projekt mit der Gründung der Alp Transit Gotthard AG, Bauherrin des Gesamtprojektes, konkrete Formen an. Als Herzstück der geplanten Neuen Eisenbahn-Alpentransversale (NEAT), durch die Nord- und Südeuropa näher zusammenrücken, erhielt der Gotthard-Basistunnel auch europaweit eine besondere Bedeutung.

          Um die Bauzeit des 57 Kilometer langen Tunnels zu verkürzen, wurde der Bau der beiden Hauptröhren in fünf Bauabschnitte aufgeteilt. 2003 startete der Regelvortrieb auf den ersten beiden Tunnelabschnitten. 2007 und 2008 folgte der Vortriebsstart auf den beiden weiteren Teilabschnitten. Die TBMs von Herrenknecht waren auf insgesamt mehr als 85 Kilometern der 152 Kilometer an Tunneln, Schächten und Stollen im Einsatz.

          Blick in eine der beiden fertiggestellten Röhren des Basistunnels.

          Baumgarts Arbeit am Gotthard-Basistunnel begann 2002 mit der Montage der ersten Tunnelbohrmaschine am südlichen Ende, in Bodio. Schnell sammelte er Erfahrungen, wuchs in die Rolle des Projektleiters hinein und war damit verantwortlich für die Planung von Montagen und Demontagen sowie die Durchführung von Revisionen an den Tunnelbohrmaschinen. Als erster Ansprechpartner zu allen Fragen rund um die Maschinen stand er vor Ort im direkten Kontakt mit den Verantwortlichen der Arbeitsgemeinschaft (Consorzi TAT), die sich aus verschiedenen Bauunternehmen zusammensetzte. In seiner Schnittstellenfunktion zwischen Kunde und Herrenknecht profitierte er von kurzen Wegen, die eine enge Zusammenarbeit und eine schnelle Klärung von Fragen und Problemen möglich machten. „Kommunikation ist das A und O und eine gute Beziehung zu den verantwortlichen Akteuren auf der Baustelle von großem Vorteil. Egal, ob es darum geht, Abläufe zu optimieren oder auftretende Probleme zu meistern“, sagt er. Dass am Ende trotz geologischer Störzonen der Zeitplan gar unterboten werden konnte, darauf ist Baumgart besonders stolz.

          Die tägliche Routine an der Baustelle spielte sich zwischen Tunnel und Büro ab: Nach dem Gespräch mit dem verantwortlichen Bauleiter und dem Status-quo-Check der Maschinen im Vortrieb am Morgen begann gegen Mittag die Arbeit im Office, wo Baumgart anstehende Vorarbeiten etwa zu Revisionen vorbereitete oder sich um die Ersatzteilbeschaffung kümmerte.

          Technisches Büro als zentrale Anlaufstelle

          „Die Arbeit vor Ort ist sehr abwechslungsreich“, erzählt auch Bauingenieur Jürgen Mielenz von Hochtief, der von 2003 bis 2011 das technische Büro des Baukonsortiums Consorzi TAT leitete, an dem Hochtief mit 25 Prozent beteiligt war und das den südlichen Tunnelabschnitt betreute. Planungen fanden üblicherweise im Büro statt, alle akuten technischen Fragen wurden direkt im Tunnelbereich begutachtet.

          Rund 30 Mitarbeiter zählten zu Mielenz’ Team, darunter Konstrukteure, technische Zeichner, Vermessungsspezialisten und Betontechnologen. Er leitete die regelmäßigen Besprechungen zum Projektfortschritt mit der Bauherrin Alp Transit und regelte die Zusammenarbeit mit Subunternehmern, die beispielsweise für die Innengewölbeabdichtung oder das Betonwerk engagiert waren. Auch die Absprachen zu den eigenen Produktionseinheiten auf der Baustelle, wie beispielsweise zur maschinentechnischen Abteilung, zum Innenausbau oder der Logistik, lagen in seiner Verantwortung. Genauso die Abteilung Querschläge, die für den Ausbruch der Verbindungen zwischen den beiden Hauptröhren zuständig war. Zu technischen Anfragen aus den Abteilungen entwickelte er mit seinem Team Lösungsvorschläge.

          „Die besonderen Herausforderungen eines Projektes wie des Basistunnels ergaben sich aus der außergewöhnlichen Länge“, so Mielenz. „Je weiter der Vortrieb voranging, desto länger waren die Anfahrtswege im Tunnel.“ Das beeinflusste die gesamtlogistischen Abläufe stark. Hier mussten optimale Wege gefunden werden. Die Komplexität erhöhte sich zusätzlich durch die parallele Ausführung von Tunnelvortrieb und Innenausbau. Um reibungslose Arbeitsabläufe sicherzustellen, war eine besonders exakte Planung nötig.

          Wendelstein: Komplexer Prototyp

          Komplex und herausfordernd war auch der Bau des Prestigeprojektes Wendelstein 7-X (W 7-X) am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Greifswald – allerdings auf einem ganz anderen Gebiet. Die Fusionsanlage des Typs „Stellarator“ ist ein Prototyp und die größte Anlage ihrer Art weltweit. Hier soll künftig getestet werden, wie tauglich eine solche Anlage für die Energiegewinnung sein kann. Die Annahme der Wissenschaftler: Ein Gramm Brennstoff könnte in einem solchen Kraftwerk 90.000 Kilowattstunden Energie erzeugen. Das entspräche einer Verbrennungswärme von elf Tonnen Kohle.

          Der Traum von der Energiegewinnung durch Fusion ist ähnlich alt wie die Vorstellungen vom Durchbruch des Gotthard-Basistunnels. Die ersten konkreten Planungen zu W 7-X gab es allerdings erst etwas später – Anfang der 1980er Jahre. Der eigentliche Bau der Anlage startete dann 2005. 2015 konnte die Montage der Grundanlage fertiggestellt werden.

          Die Gesamtanlage W 7-X setzt sich aus fünf Einzelmodulen zusammen. Arbeit in einem Einzelmodul.

          Fragt man Lutz Wegener, den Leiter der Montagearbeiten in Greifswald, was bei der Umsetzung des Projektes besonders gelungen ist, spricht er vor allem vom stabilen Kosten- und Zeitplan: „Projekte wie Wendelstein lavieren an der Grenze des menschlich Machbaren.“ Wenn der Zeit- und Kostenplan am Ende mit dem notwendigen Anspruch an die Qualität und die Funktionalität der Maschine in Einklang gebracht werde, sei das der wesentliche Teil des Erfolgs.

          Vor allem in zwei Aspekten unterscheidet sich aus Wegeners Sicht ein wissenschaftliches Projekt wie Wendelstein von Großprojekten in der freien Wirtschaft: Zum einen sei das die hohe Parallelität zwischen Konzeption, Konstruktion, Beschaffung und Bau. „Am Anfang ist keineswegs alles konzeptuell überlegt. Während etwa die Montageteile einer Hauptbaugruppe schon beschafft sind, wird eine benachbarte Gruppe gerade erst konzeptuell fertiggestellt“, erklärt er. Zum anderen sei die Montage eines solchen Prototyps in die wissenschaftliche Umgebung eingebettet. „Hier galt es zunächst, ein gemeinsames Arbeitsverständnis und eine Organisation zu entwickeln und zu implementieren, die die Arbeitswelten der Forschungsorganisation und den industrievergleichbaren Projektaufbau miteinander harmonisieren“, hält er fest.

          Enge Abstimmungen nötig

          Lutz Wegener, 60 Jahre alt und promovierter Ingenieur für Automatisierungstechnik, übernahm 2001 am IPP den Aufbau und später die Leitung des Bereichs Montage mit dessen gesamter Infra­struktur. In der zehnjährigen Montagezeit bestand sein Kernteam von rund 50 Mitarbeitern aus Ingenieuren, Technikern, Facharbeitern, Meistern, Vermessern und speziellen Prüfern. In Spitzenzeiten wurde das Montagepersonal auf bis zu 200 Mitarbeiter aufgestockt.

          Eine Gruppe von Ingenieuren entwickelte technologische Montageverfahren, beschaffte die zugehörende Ausrüstung und betreute deren Einsatz und Optimierung vor Ort. „Die Abläufe verlaufen nicht immer wie geplant. Man muss sich beispielsweise um Nachbesserungen kümmern.“ Ein weiteres Team strukturierte die Arbeitsabläufe und behielt die Zeitabläufe im Blick: „Hier ging es darum, zu überblicken, wann welches Gewerk vor Ort gebraucht wird.“ Die beiden Teams nennt er die Problemlöser.

          In der Montagehalle waren weitere Teams unter der Leitung der Schichtleiter dabei, die Teile zusammenzubauen. „Die Hauptmontage muss man sich wie eine Taktstraße mit mehreren Stationen vorstellen. Nachdem die fünf Module der Maschine montiert waren, kam der fordernde Innenausbau hinzu, bei dem Genauigkeit, oft im Teilmillimeterbereich, eine große Rolle spielte.“

          Die Mitarbeit an einem solchen Projekt setzt vor allem Flexibilität und Teamgeist voraus: „Jeder Mitarbeiter muss sich einbringen und sich vollkommen mit den Zielen des Projektes identifizieren. Wir brauchen Teamerfolg, das heißt, jeder muss Verantwortung für die eigene Arbeit, aber auch für die Ergebnisse des ganzen Teams übernehmen. Dazu gehört, dass jeder in seinem Fachgebiet Spitzenleistung bringt und sich ständig weiterbildet. Der technische Anspruch erfordert, dass man immer neues Wissen erwirbt“, so Wegener.

          Letztlich sollte in jedem Mitarbeiter ein Erfindergeist schlummern. Dass dies tatsächlich so ist, wird deutlich, wenn man mit Stefan Freundt spricht. Der 34-jährige Maschinenbauer ist heute verantwortlicher Ingenieur für unterschiedliche Diagnostiken von Sensor- und Kamerasystemen im Bereich Stellarator-Rand- und Divertorphysik am IPP. In seinen Anfängen, ab 2008, arbeitete er in der sogenannten Testergruppe. Dort wurde beispielsweise Material während der Montage unterschiedlichen Tests unterzogen; die Gruppe stellte Verformungsberechnungen an und kümmerte sich um die Bauteilbeschaffung für Montagehilfsvorrichtungen.

          Im Gesamtprozess – vom Entwickeln der Hilfsmittel über deren Fertigung bis zum tatsächlichen Einbau – habe er sein Wissen ständig erweitert, Fachliteratur gelesen oder auch ältere Kollegen um Rat gefragt, berichtet Freundt. Seiner Erfahrung nach könne alles reibungslos funktionieren, wenn man schon frühzeitig, also vor der eigentlichen Montagearbeit, auf Tuchfühlung mit den Monteuren gehe. So wisse man beispielsweise, wie die Kollegen arbeiten, könne Arbeitsanweisungen besser vorbereiten und im Vorfeld klären, welche Vorrichtungen gebraucht würden.

          Blick auf die erfolgreich montierte Anlage.

          Zehn Jahre Montage in Greifswald, acht Jahre Vortrieb am Gotthard – doch auch das längste Projekt geht irgendwann zu Ende: Bei Baumgart hat sich der Tag des letzten Durchschlags in die Erinnerung eingebrannt, bei Freundt ist es der Tag, an dem Angela Merkel 2016 das erste Plasma von Wendelstein 7-X per Knopfdruck in Gang setzte. „Ein herausragender Moment, um innezuhalten“, so Freundt. Und doch waren die Feierlichkeiten schon wieder ein Neustart für weitere Herausforderungen: Aktuell wird Wendelstein 7-X umgebaut – nach mehreren Experimentierphasen wird die Maschine dann Anfang der 2020er Jahre ihre volle Leistung bringen können.

          Der Gotthard-Basistunnel (Schweiz)

          • Der Gotthard-Basistunnel ist mit 57 Kilometer Länge (von Erstfeld in der Schweiz nach Bodio in Italien) der längste Eisenbahntunnel der Welt. Aus zwei einspurigen Tunnelröhren bestehend, unterquert er das Alpenmassiv auf einer nahezu flachen Strecke. Er gilt als Herzstück der Neuen Eisenbahn-Alpentransversale (NEAT), des großen Infrastrukturprojekts der Schweiz, das einen leistungsfähigen Schienenkorridor mitten durch die Alpen vorsieht.
          • Ziel: die Verbesserung der Reise- und Transportmöglichkeiten. Unter anderem soll durch die Transportgutverlagerung von der Straße auf die Schiene eine Entlastung der Umwelt herbeigeführt werden. Nach Eröffnung der gesamten NEAT-Strecke wird sich die Fahrzeit von Zürich nach Mailand um eine Stunde verkürzen.
          • Zeitrahmen: Knapp 50 Jahre lang wurde die Planung an die technischen Möglichkeiten und geologischen Erkenntnisse angepasst. Gesamtbauzeit des Basistunnels: 17 Jahre. Eröffnet wurde der Gotthard-Basistunnel am 1. Juni 2016, der Schienenverkehr ging am 11. Dezember 2016 in Betrieb.
          • Gesamtkosten: 12,2 Milliarden Franken (11,24 Milliarden Euro)

          Quellen: Alp Transit, UVEK

          Das Wendelstein 7-X-Projekt (Greifswald)

          • Wendelstein 7-X (W 7-X) ist die weltweit größte Fusionsanlage vom Typ Stellarator. Sie steht am Greifswalder Teilinstitut des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP). Technisches Kernstück der Anlage ist der Magnetfeldkäfig, der aus 50 speziell geformten, supraleitenden Magnetspulen besteht. Das dort erzeugte Plasma erreicht Temperaturen von bis zu 100 Millionen Grad und bis zu 30 Minuten lange Entladungen.
          • Ziel: zu untersuchen, ob sich eine Fusionsanlage des Stellarator-Bautyps als Kraftwerk zur zukünftigen Energiegewinnung eignet
          • Zeitrahmen: Die Idee, Kernfusion als Energiequelle nutzbar zu machen, gibt es schon seit Mitte des vergangenen Jahrhunderts. Im Jahr 1980 begannen die ersten Planungen für eine entsprechende Fusionsanlage im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) Garching. Gesamtbauzeit der Anlage: neun Jahre. Zunächst wurden fünf große, nahezu baugleiche Teilstücke (Module) vormontiert und dann in der Experimentierhalle zu einem Ring zusammengesetzt. Die Montage wurde 2014 abgeschlossen. Nach der Prüfung aller technischen Systeme konnte am 10. Dezember 2015 das erste Plasma erzeugt werden.
          • Gesamtkosten: 1,1 Milliarden Euro

          Quellen: IPP, BMBF

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