Eiszeit im U-Bahnhof Heinrich-Heine-Allee
Bergmännischer Vortrieb im Eispanzer
Das Tunnelbauwerk Bahnhof Heinrich-Heine-Allee wird nach einem besonderen Lösungsvorschlag der ausführenden Arbeitsgemeinschaft gebaut. Hierbei wird das Bauwerk unterhalb des Kaufhofes in rein bergmännischer Bauweise im Schutze eines Vereisungskörpers hergestellt.
Wie die Vereisung vonstatten geht und der Tunnel gebaut wird, verdeutlicht die folgende Animation (bitte auf Start klicken).
Bodenvereisung bei -35 Grad
Der gefrorene Boden wird durch Gefrieraggregate mit einer Kälteleistung von zusammen rund 1.200 Kilowatt erstellt. Als Kälteträger wird eine 30-prozentige wässrige Salzlösung (Sole) mit einer Temperatur von -35 Grad durch Gefrierrohre im Erdreich und das Rohrleitungssystem gepumpt.
Der Frostkörper hat dabei doppelte Funktion:
- Bodenstabilisierung für den bergmännischen Vortrieb und
- Dichtkörper gegen das anstehende Grundwasser.
Nach dem Einbau der Gefrierrohre in die Horizontalbohrungen wird in einer etwa 60-tägigen Aufgefrierphase der zylinderförmige, rund 2,5 Meter dicken Frostkörper für den Mittelstollen angelegt.
Mit 75 Meter langen und insgesamt 120 horizontalen Gefrierrohren wird der aufzufahrende Tunnel umhüllt und ein zylinderförmiger Dichtkörper aufgefroren. Bei der Bodengefrieranlage werden alle Prozessparameter sowie die gemessenen Bodentemperaturen permanent überwacht. Parallel und senkrecht zu den Gefrierrohren sind in separaten Rohren Temperaturfühler angeordnet.
Der Frostkörper wird mit Hilfe von horizontalen Gefrierrohren erzeugt, die den geplanten U-Bahnquerschnitt umhüllen. Dabei werden von der östlichen Schlitzwand-Startbaugrube aus (Königsallee/Corneliusplatz) die Gefrierbohrungen als verlaufsgesteuerte Horizontalbohrungen ausgeführt und treffen auf die Schlitzwand der Zielbaugrube im Westen (Theodor-Körner-Straße/Heinrich-Heine-Allee).
Die Abfolgen zur Gefrierkörperherstellung orientieren sich an den Bauabschnitten des bergmännischen Vortriebs. Dementsprechend müssen für den Mittelstollen und die beiden Seitenstollen, die nacheinander aufgefahren werden, unterschiedliche Frostkörpergeometrien erstellt werden.
Online-Überwachung der Fassaden mit Sensoren und Prismen
Zur Vervollständigung der Überwachung während der Vortriebsarbeiten wurde im Untergeschoss des Kaufhofs innerhalb der Verkaufsräume ein Präzisionshöhen-Kontrollsystem (Schlauchwaagen) mit 152 Einzelsensoren installiert. Prismen an den Außenfassaden des Kaufhofs zur Theodor-Körner-Straße und zur Königsallee vervollständigen die messtechnische Überwachung der Bauaktivitäten mittels Tachymeter.
Eine Online-Anbindung informiert über die kleinsten Änderungen und meldet auch hier automatische Grenzwert über- oder -unterschreitungen. Die Bodenvereisung wird erst außer Betrieb genommen, nachdem die Innenschale des Bahnhofs eingebaut und das Bauwerk wasserdicht an die Tunnelröhre angeschlossen ist.Ähnliche Tunnelbauprojekte mit einem umhüllenden Frostkörper als temporäre Sicherung wurden schon mehrfach erfolgreich ausgeführt. Dies zeigen Anwendungen in München am U-Bahnhof Marienplatz sowie unter historischen Gebäuden der Berliner Museumsinsel und am U-Bahnhof Brandenburger Tor.
