Forschungsbau Deutschland : 169.000 Kubikmeter Beton, Wände bis 6 Meter dick: Züblin und Doka beim Bau des Teilchenbeschleunigers FAIR in Darmstadt

Ende September 2026 hob in Darmstadt ein Kran ein Bauteil von 26 Tonnen über drei Gebäudeebenen: ein Quadrupol-Dublett, ein Magnetsystem für die Anlage Super-FRS. Ein Spezialtransport hatte es zuvor vom Prüffeld zum Einbauort gebracht. Es ist die erste von sechs Magnet-Teilbaugruppen im Targetbereich, FAIR meldete den Einbau am 29. Oktober.

FAIR steht für Facility for Antiproton and Ion Research. Die internationale Forschungsanlage entsteht östlich des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung. Dessen bestehende Beschleuniger sollen später als Vorbeschleuniger dienen. Herzstück ist der unterirdische Ringbeschleuniger SIS100 mit rund 1.100 Metern Umfang, der bis zu 17 Meter tief liegt. Dazu kommen nach Angaben von FAIR 25 Bauwerke, darunter Transfer- und Experimentiergebäude, Labore sowie Versorgungsanlagen, auf einem Baufeld von rund 20 Hektar.

Für das Gesamtprojekt nennt FAIR 600.000 Kubikmeter Beton, 65.000 Tonnen Stahl und rund zwei Millionen Kubikmeter Erdbewegung. Die Hoch- und Tiefbauarbeiten begannen im Sommer 2017.

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Den Anlagenbereich Nord baute eine Arbeitsgemeinschaft mit Gesellschaften der Porr. Sie errichtete den 1,1 Kilometer langen SIS100-Ringtunnel, das Kreuzungsbauwerk, die unterirdische Transferhalle und das Hauptversorgungsgebäude. Der Rohbau des Ringtunnels war im Juni 2021 abgeschlossen. Die Porr erhielt für das Projekt beim Solid Bautechpreis 2021 den Hauptpreis International.

Im Süden führte die Ed. Züblin AG den erweiterten Rohbau aus, unter anderem für Experimentiergebäude, nach eigenen Angaben seit 2020. Das Unternehmen mit Sitz in Stuttgart gehört zur Strabag-Gruppe. Doka aus Amstetten in Niederösterreich, Teil der Umdasch Group, war Schalungspartner von Züblin und plante für das Projekt seit Dezember 2020.

Nach Angaben von Züblin wurden im erweiterten Rohbau im Süden bisher rund 169.000 Kubikmeter überwachungspflichtiger Beton und rund 26.000 Tonnen Bewehrungsstahl verbaut. Bewehrungsstahl ist der Stahl, der im Beton liegt und Zugkräfte aufnimmt. Die Mengen beziehen sich auf Züblins Rohbau, die 600.000 Kubikmeter und 65.000 Tonnen gelten für das gesamte Projekt.

Züblin führt Stahlbetonwände mit einer Dicke von bis zu sechs Metern aus. Alle Stahlbetonbauteile in der Projektreferenz entstanden in Sichtbetonqualität, dazu kommt hochwertiges zweiseitiges Sichtmauerwerk. Bei Sichtbeton bleibt die Oberfläche sichtbar, Schalungsbild und Fugen sind damit Teil des Ergebnisses.

Gegen Wasser kombinierte Züblin wasserundurchlässigen Beton (WU-Beton) mit einer Frischbetonverbundfolie, einer Abdichtungsbahn, die sich beim Betonieren mit dem Beton verbindet. In den Arbeitsfugen, den Übergängen zwischen nacheinander betonierten Abschnitten, sitzen zusätzlich Fugenbleche und Verpressschläuche. Über die Verpressschläuche kann Dichtmaterial nachträglich in die Fuge gepresst werden.

An sogenannten Beam-Dumps, Einrichtungen, die Teilchenstrahlen abfangen, richtete Züblin Abschottungen aus Stahlbrammen mit einem Gewicht von bis zu 120 Tonnen zentimetergenau aus.

Leitungskompensatoren sind darauf ausgelegt, Setzungsunterschiede von bis zu acht Zentimetern zwischen Bauwerken und modelliertem Gelände aufzunehmen. Setzungen sind langsame Absenkungen von Bauwerken im Baugrund. Die acht Zentimeter sind ein Auslegungswert und kein festgestellter Schaden.

Dazu kommen innenliegende Erdpakete von bis zu 43.000 Kubikmetern. Sie entstehen, indem Flüssigboden, ein fließfähiges Verfüllmaterial aus Boden, in Stahlbetonkammern gepumpt wird. Durch die Erdpakete verlaufen rund 22 Kilometer Elektroleerrohre, in die später Kabel gezogen werden.

Schalung ist die Form, die den Frischbeton bis zum Aushärten hält. Bei Decken trägt zusätzlich ein Traggerüst von unten das Gewicht von Schalung, Bewehrung und Beton. Je dicker die Decke, desto mehr Last muss das Gerüst aufnehmen, bis der Beton selbst trägt.

Doka nennt für FAIR Decken mit einer Dicke von bis zu vier Metern, die in einem Stück betoniert wurden (Stand der Veröffentlichung: September 2023). Für jede von Doka geplante Decke erstellte das Unternehmen eine prüffähige Statik, zeitweise war ein Doka-Statiker fest für FAIR abgestellt. Zum Einsatz kamen unter anderem Trägerschalung (Top 50), Rahmenschalung (Framax Xlife), Deckenschalung (Dokaflex), die Traggerüste Staxo 100 und SL-1 sowie Kletterbühnen (MF240).

Bis September 2023 hatte Doka fast 1.000 Pläne für die Baustelle erstellt, die ersten im Dezember 2020. Roy Gutsche, Oberbauleiter bei Züblin, berichtete laut Doka-Projektbericht, sein Team habe einfache Wandschalungen selbst berechnet, bei komplexen Aufgaben aber auf die Ingenieure von Doka vertraut. Zwei Doka-Richtmeister unterstützten die Ausführung auf der Baustelle.

Den hohen Materialbedarf begründete Doka-Projektmanager Lars Nolte 2023 auch mit der Arbeitssicherheit: Staxo 100 ermöglicht sichere Arbeitswege in den Bau- und Schalungsabschnitten.

Neben dem Rohbau dokumentiert Züblin Aufgaben der Baulogistik auf der Baustelle: Zutrittsmanagement, Betriebssanitäter, Containeranlagen, Baustellensicherung, Verkehrs- und Flächenmanagement, Material- und Abfallentsorgung, Bauaufzüge, Gerüste, Kernbohrungen, Reinigung und Winterdienst. Auf der FAIR-Kontaktseite werden Anliefernde an die Züblin-Baustellenlogistik verwiesen.

Die Bauprozesse mussten mit dem laufenden Betrieb des bestehenden GSI-Standorts und mit zahlreichen parallel arbeitenden Gewerken abgestimmt werden.

Der Rohbau der aktuellen Ausbaustufe war laut FAIR im Dezember 2024 fertig, der Einbau der Maschinentechnik läuft seit Jänner 2024. Im Mai 2026 wurde eine rund 15 Tonnen schwere Vakuumkammer in die High-Energy Cave transportiert, Ende September folgte das 26-Tonnen-Magnetsystem im Targetgebäude. Als Ziel für erste wissenschaftliche Experimente nennt FAIR das Jahr 2028.

Anfang Februar 2026 beschädigte ein Brand Teile der bestehenden GSI-Anlagen im Umfeld des Linearbeschleunigers UNILAC. Laut GSI ist die FAIR-Baustelle nicht betroffen, die Installations- und Inbetriebnahmearbeiten laufen weiter. Für die spätere Nutzung der GSI-Anlagen als Vorbeschleuniger werden Alternativlösungen geprüft.