Tunnelbau in Großbritannien : 15,9 Meter Ausbruch: BEMO baut Europas Rekordschacht für den Themse-Tunnel

Manche Maschinen werden für eine einzige Aufgabe gebaut und verschwinden danach wieder von der Baustelle. Die Vertical Shaft Sinking Machine „Verena" hat genau das getan: Sie hat zwei Löcher in den Untergrund beiderseits der Themse gegraben und wird den eigentlichen Tunnel dazwischen nie befahren. Diese Aufgabe übernimmt eine andere, deutlich schmalere Maschine, die seit Mai 2026 unterwegs ist.

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Mit 15,9 Metern Ausbruchsdurchmesser fraß sich Verena, Europas größte bis dahin eingesetzte Vertical Shaft Sinking Machine und zugleich die größte, die Herrenknecht je gebaut hatte, im November 2025 in Tilbury durch den Untergrund. Innerhalb von rund vier Wochen schuf sie dort den Zugang für eine zweite Maschine, bei einem maschinellen Abteufweg von rund 45 Metern. Anschließend wurde Verena demontiert, über die Themse nach Gravesend transportiert und dort erneut aufgebaut. Zwischen Mitte März und Anfang Mai 2026 entstand auf der Südseite der rund 48 Meter tiefe Zielschacht, mit etwas kleinerem Innendurchmesser als der Startschacht in Tilbury.

Anfang Mai begann dann der eigentliche Tunnelvortrieb. National Grid meldet, dass die TBM „Caroline" ihre erste Vortriebsphase absolviert habe und Start, Ausrichtung sowie Systeme wie geplant funktionierten, der Hauptvortrieb soll nach aktuellem Zeitplan im November 2026 abgeschlossen sein.

BEMO Tunnelling hat seinen Hauptsitz in Innsbruck und ist beim Grain-to-Tilbury-Projekt über die Tochtergesellschaft BEMO Tunnelling UK Ltd. beteiligt. Das Unternehmen führt den Auftrag nicht als nachgereihter Spezialist, sondern gemeinsam mit Ferrovial Construction als integriertes Design-and-Build-Joint-Venture. Der Auftragswert beträgt rund 230 Millionen Pfund, wobei diese Summe den Vertragswert des Joint Ventures bezeichnet, nicht zwingend die Gesamtkosten sämtlicher Grain-to-Tilbury-Maßnahmen.

Zum gesicherten Leistungsumfang gehören der rund 2,2 Kilometer lange Kabeltunnel für die 400-kV-Ebene, der Startschacht in Tilbury, der Zielschacht in Gravesend, die zugehörigen Schachtbauwerke, Tunnelkopfbauwerke beziehungsweise Headhouses, Cable Sealing End Compounds an beiden Tunnelenden, die Anbindung an die bestehenden Freileitungssysteme sowie der maschinelle Tunnelvortrieb selbst. Herrenknecht lieferte dafür sowohl Verena als auch Caroline, das Unternehmen ist Maschinenlieferant, kein ausführender Baupartner. Eine öffentlich belastbare interne Aufteilung, welches Gewerk ausschließlich Ferrovial oder BEMO zuzurechnen ist, gibt es nicht.

Eine Vertical Shaft Sinking Machine arbeitet grundlegend anders als eine klassische Tunnelbohrmaschine. Verena stand am Boden des Schachts und löste das Material mit einer rotierenden Schneidtrommel, der Abbau erfolgte dabei unter Wasser: Zu Beginn wurde der Schacht kontrolliert geflutet, die Schneidtrommel löste das Material an der Sohle, das gelöste Gestein wurde mit dem Wasser zu einer Suspension vermischt und über Leitungen zur Separationsanlage an der Oberfläche gefördert, wo Boden und Wasser wieder getrennt wurden. Parallel zum Aushub entstand an der Oberfläche die Schachtauskleidung, die während des Abteufens kontrolliert und schrittweise nach unten abgesenkt wurde.

Das Wasser im Schacht war dabei kein Problem, das beseitigt werden musste, sondern Teil des Verfahrens: Es wirkte dem äußeren Grundwasserdruck entgegen und stabilisierte die Verhältnisse an der Schachtsohle. Dadurch entfielen eine großflächige Grundwasserabsenkung, umfangreiche Pumpanlagen für die Trockenhaltung und vor allem Arbeiten von Beschäftigten direkt an einer offenen Schachtsohle. National Grid betont, dass sich während des VSM-Abteufens kein Personal im Schacht befinden musste, sämtliche Maschinenfunktionen wurden von der Oberfläche aus bedient. Das gilt allerdings nur für diese eine Bauphase, beim späteren TBM-Vortrieb und Ausbau arbeiten wieder Menschen im Tunnelsystem. Herrenknecht nennt für das Projekt Vortriebsleistungen von bis zu 2,7 Metern pro Tag, laut Ferrovial ist Grain to Tilbury erst der zweite Einsatz dieses Verfahrens in Großbritannien überhaupt, und mit deutlich größerem Durchmesser als beim ersten.

Verena hat mit Tilbury und Gravesend beide Endpunkte des Projekts hergestellt, den Raum dazwischen übernimmt jedoch eine Maschine, deren Durchmesser kaum ein Drittel so groß ist, und die unter dem Fluss mit einem völlig anderen Drucksystem arbeitet. Caroline ist eine speziell für das Projekt angepasste Mixshield-TBM von Herrenknecht: 4,73 Meter Bohrdurchmesser, rund 108 Meter Gesamtlänge, rund 464 Tonnen Gesamtgewicht, ausgelegt für einen fertigen Tunnelinnendurchmesser von rund vier Metern und einen Außendurchmesser von rund 4,5 Metern, bei einer Vortriebslänge von 2,2 Kilometern und einem kleinsten Kurvenradius von 350 Metern. In Presseberichten kursiert für die Maschine auch die Zahl 271,5 Tonnen, diese bezieht sich offenbar nur auf einen Teil des Maschinenzugs; Herrenknecht selbst führt für die vollständige Anlage 464 Tonnen.

Weil die 108 Meter lange Maschine gar nicht vollständig in den 15 Meter durchmessenden Tilbury-Schacht passte, begann der Vortrieb als „umbilical launch": Zunächst grub nur ein rund zwölf Meter langer Maschinenabschnitt innerhalb des Schachts, der Rest der Anlage folgte erst schrittweise nach, während der bereits arbeitende Teil sich weiter in den Untergrund vorschob. In der Wand des Zielschachts in Gravesend, der mit rund zwölf Metern etwas schmaler ausfiel als der Startschacht, wartet bereits eine definierte, unbewehrte Stelle auf Carolines Ankunft, dort darf die Bewehrung den Schneidkopf beim finalen Durchbruch nicht blockieren.

Unter dem Themseästuar trifft Caroline auf Kreide und Feuerstein, für einzelne Feuersteine nennt Herrenknecht Druckfestigkeiten von bis zu 1.000 Megapascal. Der umgebende Kreideboden ist vergleichsweise weich, darin liegen jedoch extrem harte und abrasive Einschlüsse, der Schneidkopf muss also sehr unterschiedliche Materialien gleichzeitig bewältigen, dazu kommen Grundwasserdruck, Belastung aus dem Fluss, Tidenhub an der Themsemündung und die notwendige präzise Ausrichtung auf den Zielschacht. An der Ortsbrust herrscht Flüssigkeits- und Erddruck von bis zu 4,5 bar, eine unter Druck stehende Suspension stabilisiert dort den Boden, während der hintere Maschinenbereich unter atmosphärischen Bedingungen bleibt. Mehrere Dichtungssysteme trennen diese Druckzonen, sodass nicht die gesamte 108 Meter lange Maschine dauerhaft unter Überdruck arbeiten muss.

Müssen Werkzeuge am Schneidrad kontrolliert oder gewechselt werden, gelangen Beschäftigte über eine Personenschleuse zur unter Druck stehenden Ortsbrust, der Druck wird dabei schrittweise angepasst, ähnlich wie bei einem Tauchgang, als geplante hyperbare Intervention, nicht als frei schwimmender Einsatz. Zusätzlich verfügt Caroline über eine Anlage für Erkundungsbohrungen vor der Maschine, eine ausfahrbare Kamera zur Inspektion der Ortsbrust ohne zusätzlichen Personaleinsatz unter Druck, einen hydraulischen Überschneider für Kurven und Kurskorrekturen, Mini-Gripper zur Stabilisierung, Anti-Roll-Finnen gegen unkontrollierte Rotation sowie eine eigene Separationsanlage für das abgebaute Material.

Der Projektname „Grain to Tilbury" legt nahe, der neue Tunnel führe direkt von Tilbury bis zur Isle of Grain. Das stimmt nicht: Der Tunnel unterquert die Themse zwischen Tilbury in Essex und Gravesend in Kent, das Gesamtprojekt umfasst zusätzlich die Ertüchtigung bestehender Freileitungen zwischen Tilbury, Kingsnorth und der Isle of Grain, deshalb trägt das gesamte Netzausbauvorhaben den weiter gefassten Namen.

Im fertigen Tunnel werden zwölf neue XLPE-Hochspannungskabel verlegt, sechs je Stromkreis, bei zwei Stromkreisen und einer maximalen Übertragungsleistung von 3.325 MVA auf der 400-kV-Ebene. Die Kabel erzeugen im Betrieb Wärme und benötigen deshalb Abstand zueinander sowie mechanische Zwangsbelüftung, die Headhouses an beiden Enden übernehmen entsprechend nicht nur Zugang und elektrische Steuerung, sondern auch wesentliche Lüftungs- und Betriebstechnik. Der bestehende Tunnel aus den 1960er-Jahren führt dagegen flüssigkeitsgefüllte Kabel, die neuen XLPE-Systeme mit Isolierung aus vernetztem Polyethylen sind laut National Grid mechanisch robuster und wartungsärmer, für dieses Projekt ist zudem kein Schwefelhexafluorid als Isolier- oder Schaltgas erforderlich.

Ein neuer Tunnel war technisch naheliegend, aber nicht die einzige Lösung, die National Grid geprüft hat. Eine andere Variante wäre sogar schneller und günstiger gewesen, sie hätte die Themse allerdings mit einem Bauwerk überspannt, das alle bestehenden Strommasten Europas überragt hätte.

National Grid untersuchte parallel eine neue Freileitung über die Themse. Wegen der Flussbreite und des intensiven Schiffsverkehrs wäre daraus kein gewöhnlicher Leitungsabschnitt geworden: Die Querung hätte rund zwei Kilometer überspannt, bei maximaler Betriebstemperatur mit einem Leitungsdurchhang von rund 130 Metern, um trotzdem ausreichend Durchfahrtshöhe für große Schiffe zu sichern. Die eigentlichen Querungsmasten hätten deshalb auf rund 245 Meter wachsen müssen, National Grid bezeichnete sie als potenziell höchste Strommasten Europas, dazu wären auf beiden Flussseiten zusätzliche Abspannmasten sowie projektspezifische Sonderkonstruktionen für Fundamente und Leiterseile nötig geworden, auf der Südseite begrenzten zudem eine Bahnstrecke und sensible Lebensräume die verfügbare Fläche.

Der eigentlich überraschende Punkt: Diese Freileitungsvariante wäre laut National Grid günstiger gewesen und hätte sich baulich schneller umsetzen lassen. Verworfen wurde sie trotzdem, wegen dauerhafter Eingriffe in Landschaft und Ökologie, deutlich größerem Flächenbedarf, schwierigeren Genehmigungsverfahren, Risiken für geschützte Lebensräume und einer insgesamt längeren, unsichereren Genehmigungsphase. Der teurere Tunnel konnte damit genehmigungsseitig die schneller und sicherer realisierbare Lösung sein, eine bereits untersuchte und wieder verworfene Alternative, kein geplantes Parallelbauwerk.

Auch die Wiederverwendung des bestehenden Tunnels aus den 1960er-Jahren wurde geprüft und verworfen. Dort war schlicht nicht genügend Platz für zwölf neue Kabel, die Arbeiten hätten in extrem engem Raum stattfinden müssen, für größere Hebezeuge wäre kaum Platz gewesen, schwere Bauteile hätten teilweise manuell bewegt werden müssen. Hinzu kam ein betriebliches Problem: Mindestens einer der beiden bestehenden 400-kV-Stromkreise hätte während der Arbeiten in Betrieb bleiben müssen, die Beschäftigten also neben aktiver Hochspannungstechnik gearbeitet.

Für den Austausch eines einzigen Stromkreises waren mindestens 13 Monate Bauzeit angesetzt. Netzseitig standen dafür aber nur zwei Abschaltfenster von jeweils sechs Monaten zur Verfügung, für 2027 war überhaupt kein passendes Fenster verfügbar. Der bestehende Tunnel scheiterte damit nicht an seiner Größe allein, sondern am Verhältnis zwischen benötigter Bauzeit und möglicher Netzabschaltung, technisch machbar, aber betrieblich nicht durchführbar. Auch mehrere Horizontalbohrungen wurden geprüft, eine Kiesschicht im Untergrund hätte lange Bohrstrecken erschwert und mehrere einzelne Bohrungen samt größeren Start- und Zielgruben erfordert, National Grid stufte diese Variante als risikoreich ein, ohne einen entscheidenden Vorteil gegenüber dem begehbaren Tunnel zu erkennen.

Die Planungsunterlagen nennen eine Auslegungslebensdauer von rund 120 Jahren für den neuen Tunnel, die Schacht- und Tunnelkopfbauwerke sowie die Cable Sealing End Compounds. Die zwölf Kabel selbst werden diese Zeitspanne aller Voraussicht nach nicht unverändert überstehen, National Grid schreibt ausdrücklich, dass sie während der Lebensdauer des Bauwerks wahrscheinlich mehr als einmal ersetzt werden.

Das erklärt, weshalb ein begehbarer, belüfteter Tunnel trotz seiner hohen Baukosten langfristig sinnvoll sein kann. Auf 120 Jahre ist nicht das einzelne Kabel ausgelegt, sondern der unterirdische Korridor selbst. Ist der Tunnel einmal vorhanden, lässt sich die elektrische Ausrüstung darin erneuern, ohne die Themse ein weiteres Mal unterqueren zu müssen. Nach Inbetriebnahme des neuen Systems sollen zudem die alten, flüssigkeitsgefüllten Kabel entleert werden, Kabel, Verbindungen, Stahlteile und weitere Ausrüstung sollen nach Möglichkeit recycelt, aufgearbeitet oder anderweitig wiederverwendet werden, die endgültige Stilllegung des Bestandstunnels ist allerdings ein eigenes Thema außerhalb des aktuellen Neubauauftrags.

Der Vortrieb begann Ende 2025 beziehungsweise Anfang 2026 mit den vorbereitenden Arbeiten, die eigentliche TBM-Fahrt startete im März 2026 mit dem Umbilical Launch und läuft seit Mai im regulären Betrieb. Der Hauptvortrieb soll nach aktuellem Zeitplan im November 2026 abgeschlossen sein. Zum Gesamtabschluss aller Arbeiten kursieren unterschiedliche Zeitangaben: National Grid führt auf der aktuellen Projektseite 2028, mehrere aktuelle Fachmedien nennen für den Gesamtabschluss 2029, BEMO selbst nennt in eigenen Mitteilungen das erste Quartal 2029 als vertraglichen Abschluss. Bauliche Fertigstellung, elektrotechnische Ausrüstung, Inbetriebnahme und Vertragsabschluss besitzen dabei unterschiedliche Endpunkte, die sich nicht auf einen einzigen Fertigstellungstermin verkürzen lassen.

Der nächste sichtbare Meilenstein findet nicht mehr an der Oberfläche statt. Caroline soll den rund 2,2 Kilometer entfernten Schacht in Gravesend noch 2026 erreichen, Verena hat ihr dafür bereits die unbewehrte Stelle in der Schachtwand vorbereitet. Erst danach beginnt der Ausbau zum dauerhaften Stromkorridor, einem Bauwerk, das mehrere Generationen von Kabeln aufnehmen soll und zwei 245 Meter hohe Masten über der Themse überflüssig macht.