Der Tunnelbau in der Schweiz zählt weltweit zu den anspruchsvollsten Einsatzgebieten für Tunnelbohrmaschinen (TBM). Zwischen Festgestein-Durchörterung und komplexen geologischen Formationen sind spezialisierte Vortriebsgeräte gefragt. Die Schweizer Bauwirtschaft setzt dabei auf eine überschaubare Anzahl internationaler Hersteller, die für alpine Großprojekte maßgeschneiderte Maschinen entwickeln.

Herrenknecht liefert Maschinen für Gotthard-Großprojekte

Für den Bau der zweiten Röhre des Gotthard Straßentunnels produzierte Herrenknecht aus Schwanau eine TBM mit einem Bohrkopfdurchmesser von 12,30 Metern. Die Maschine erreicht eine Länge von 120 Metern bei einem Gesamtgewicht von 1.850 Tonnen. Die maximale Vortriebskraft liegt bei 95.000 Kilonewton. Implenia und Frutiger als Partner der ARGE secondo tubo Los 241 nahmen die Maschine im Juli formell ab. Nach der Zerlegung und dem Transport nach Göschenen erfolgte die Montage vor Ort, damit ab Februar der Vortrieb auf einer Länge von rund sieben Kilometern aufgenommen werden konnte.

Wie unterscheiden sich Tunnelbohrmaschinen und Schildmaschinen?

Im Tunnelbau werden im Wesentlichen zwei Bauformen unterschieden: Tunnelbohrmaschinen und Schildmaschinen. Herrenknecht sowie weitere Hersteller bieten beide Varianten an, abhängig von den geologischen Anforderungen. Tunnelbohrmaschinen verfügen über einen Bohrkopf am vorderen Ende und werden überwiegend, aber nicht ausschließlich, im Festgestein eingesetzt. Durch die hohe Standfestigkeit des Gebirges kann hierbei oftmals auf einen Schild verzichtet werden. Offene TBM kommen daher vor allem in alpinen Projekten zum Einsatz, bei denen stabile Felsformationen dominieren.

Schildmaschinen finden dagegen überwiegend im Lockergestein Anwendung. Sie verfügen über einen Schildmantel zur Stützung des umgebenden Materials. Beim Abbau wird zwischen vollflächigem Vortrieb mittels rotierendem Schneidrad und teilflächigem Vortrieb mittels Bagger oder Fräse unterschieden. Zusätzlich unterscheiden sich Schildmaschinen darin, ob und mit welchem Verfahren die Ortsbrust des Tunnels gestützt wird – mechanisch, mittels Flüssigkeits- oder Druckluftstützung.

Zentrale Komponenten einer Tunnelvortriebsmaschine

Eine TVM automatisiert verschiedene Arbeiten beim Tunnelvortrieb. Die wichtigsten Funktionsgruppen umfassen:

  • Abbau: Vorrichtungen zum Lösen von Gestein oder Erdreich, typischerweise über rotierende Schneidräder mit Disken oder Meißeln
  • Sicherung des Hohlraums: Temporäre Abstützung durch Schildmantel sowie Ortsbruststützung gegen Eindringen von Material
  • Tunnelausbau: Einbau von Tübbingen oder Spritzbeton-Schalen als dauerhafte Auskleidung
  • Vorschub: Hydraulische Pressen, die sich am bereits eingebauten Tunnelausbau abstützen und die Maschine vorwärtsschieben
  • Abtransport: Förderbänder oder Loren für das gelöste Material
  • Hilfs- und Versorgungseinrichtungen: Stromversorgung, Lüftung, Kühlung und Steuerungstechnik

Projektspezifische Fertigung statt Serienbau

Die Anforderungen an eine Tunnelbohrmaschine können je nach Bauprojekt erheblich variieren. Die Art des umgebenden Materials bestimmt, welche Abbauwerkzeuge geeignet sind und welche Abstützungs- sowie Ausbaumaßnahmen erforderlich werden. Dementsprechend werden Tunnelvortriebsmaschinen in der Regel für einen spezifischen Tunnel individuell angefertigt und vor Ort zusammengesetzt. Ein Transport am Stück ist aufgrund der Größe häufig nicht möglich. Nach Abschluss eines Projekts kann die Maschine entweder zerlegt und für ein neues Projekt modifiziert werden oder sie verbleibt im Tunnel, sofern eine Bergung wirtschaftlich nicht sinnvoll ist.

Weitere Hersteller und Dienstleister im Schweizer Tunnelbau

Neben Herrenknecht als dominierendem Maschinenhersteller sind in der Schweiz weitere Unternehmen im Tunnelbau tätig. Sandvik Mining and Construction bietet Maschinen, Hartmetallwerkzeuge sowie Dienstleistungen für den Abbau und die Weiterverarbeitung von Gestein an. Die Produktpalette reicht von Aufbereitungsanlagen über Bohrgeräte und Abbruchwerkzeuge bis hin zu Maschinen für Tagebau und Untertagebau in hartem und weichem Gestein. Implenia als führendes Bauunternehmen koordiniert komplexe Tunnelprojekte und setzt dabei auf langjährige Erfahrung im alpinen Tiefbau.

Spezialisierte Zulieferer wie WAT Wärme-Austausch-Technik liefern ergänzende Ausrüstung, etwa Kälteanlagen zur Erzeugung von Kaltwasser für den Einsatz im Bergbau oder mitführbare Kompakt-Kaltwassermaschinen mit Leistungen bis 600 Kilowatt. Diese Kühlsysteme sind essenziell, um die Betriebstemperatur in tiefen Tunneln zu regulieren und die Arbeitsbedingungen zu verbessern.

Servicekonzepte und Wartung

Der Betrieb einer Tunnelvortriebsmaschine erfordert kontinuierliche Wartung und rasche Reaktion auf technische Probleme. Unternehmen wie Sandvik bieten neben der Maschinenlieferung auch umfassende Servicekonzepte an, die Ersatzteillogistik, Ferndiagnose und Vor-Ort-Support umfassen. Bei Projekten wie dem Gotthard Straßentunnel ist eine fortgeschrittene Werkstattinfrastruktur unverzichtbar, um Standzeiten zu minimieren und den durchgängigen Arbeitsablauf auf der Baustelle zu sichern.

Die Qualitätssicherung nach Standards wie DIN EN ISO 9001 ist dabei branchenüblich. Unternehmen garantieren so die Einhaltung hoher Qualitätsstandards bei Maschinenlieferung, Montage und Inbetriebnahme. Die Schweizer Tunnelbauprojekte profitieren von dieser Kombination aus hochspezialisierter Maschinentechnik und umfassenden Servicekonzepten – eine Voraussetzung für die erfolgreiche Realisierung alpiner Infrastrukturvorhaben.