SOLID 09/2022 : U-Bahn-Bau: Kühler Kopf Down Under
Das lesen Sie in dieser SOLID-Baureportage
* Innerstädtischer U-Bahn-Bau seit mehr als 30 Jahren
* Neuralgische Kreuzungspunkte beim U-Bahn-Bau
* Planungsintensität enorm gestiegen
* Mehr Verhandlungs- als offene Verfahren
* Digitalisierung und BIM: „Wenn es nicht mehr Arbeit macht“
* Bauabschnitt Rathaus: Urgestein am Werk
* Was möglich ist, wenn beim U-Bahn-Bau alle an einem Strang ziehen
* Rohstoff- und Baumaterialengpässe, Preissteigerungen
* Zahlen & Fakten zum Wiener U-Bahn-Bau
* Tiefste Bohrpfähle Wiens in geologischer Spezialzone
* Fotos von der Baustelle
Innerstädtischer U-Bahn-Bau seit mehr als 30 Jahren
Manche Bauprojekte sind so groß, dass man gar nicht richtig weiß, wie man sie journalistisch einigermaßen sinnvoll angreifen soll, dass es weder banal noch ausufernd wird. Die gerade stattfindende Erweiterung des U-Bahn-Baus in Wien mit dem Umbau der Linie U2 und dem Neubau der Linie U5 ist so eines. Es wird so viel investiert und bewegt, es kommen so viele Menschen und Techniken zum Einsatz und es entstehen so viele Sondersituationen, dass eine Gesamtsicht kaum möglich ist.
Denn immerhin wird mit dem gegenwärtigen Projekt nach einer langen Zeit, die die Erweiterung an den außenliegenden Bezirken Wiens zum Ziel hatte, erstmals seit mehr als 30 Jahren wieder innerstädtisch U-Bahn Bau betrieben.
Wo, wann und was dabei genau gebaut wird, wird in Wien durch die MA18 (Stadtentwicklung und Stadtplanung) mit Rücksicht auf städtebauliche Entwicklungen festgelegt und auch entsprechend sich ändernder Situationen allenfalls verändert. Dadurch entstehen und verschieben sich auch ursprüngliche Priorisierungen. Auf diese Weise erklärt etwa Martin Hrunek, Abteilungsleiter Ingenieurbau und Großprojekte-Management bei den Wiener Linien, eine für auswärtige Besucher schwer verständliche Eigenheit: „Daher gab es jahrzehntelang eine U6, aber keine U5, weil man von einem ursprünglichen Zielnetz weggegangen ist.“
Neuralgische Kreuzungspunkte beim U-Bahn-Bau
In den vergangenen Jahren sei aber nun die Entscheidung von Seiten der Stadt gefallen, das Netz innerstädtisch zu verdichten. „Bei der U2 hatte es früher einmal die Idee gegeben, sie über den Karlsplatz Richtung 3. Bezirk zu verlängern, das wurde aber fallengelassen. So entstand die jetzige Variante mit dem Linienkreuz von U2 und U5 und der Verlängerung der U5 Richtung AKH und Hernals.“
Der Ausbau des Linienkreuzes U2xU5 erfolgt in zwei Baustufen, wobei die erste Baustufe den Ausbau der U2 vom Rathaus bis zum Matzleinsdorfer Platz und der U5 vom Karlsplatz bis zum Frankhplatz umfasst. Die darauffolgende zweite Baustufe, in welcher die U5-Stationen bis Hernals sowie die U2- Stationen bis zum Wienerberg gebaut werden, befindet sich momentan in Planung.
Neuralgische Kreuzungspunkte gibt es in der gegenwärtigen ersten Ausbauphase – weil innerstädtisch – zur Genüge, so etwa die Station Pilgramgasse mit vielen baulichen Schmankerln, sagt Hrunek. „Generell gibt es bis auf die Reinprechtsdorfer Straße ausnahmslos Stationen, wo wir bestehende Linien oder die Schnellbahn kreuzen.“ Vor allem der Matzleinsdorfer Platz ist ein wichtiger dritter Knotenpunkt, um die Ströme aus dem und in den Süden aufzufangen. Denn die U6 ist knapp an der Leistungsgrenze, ebenso wie Straßenbahnlinien wie z.B. die Linie 43.
Planungsintensität enorm gestiegen
Über so lange Zeiträume ändern sich natürlich einige Parameter in Planung und Abwicklung. Andere Techniken kommen zum Einsatz, Preise ändern sich, die Art der Zusammenarbeit der einzelnen Projektbeteiligten ist einem ständigen Wandel unterworfen.
So werde bei den Dienstleistungsausschreibungen immer mehr die Qualität der Bieter in den Fokus der Bestbieterermittlung gestellt, sagt Hrunek. „Wir versuchen hier die fachlichen Expertisen der zum Einsatz kommenden Personen und die auf das jeweilige Projekt passenden Erfahrungen der Bieter zur Bewertung heranzuziehen.“
Gegenüber früher sei es mittlerweile üblich, dass die Ausschreibungen der Bauleistungen immer detaillierter beschrieben werden. „Die Planungsintensität ist weit höher als vor 20 Jahren. Es werden schon im Vorfeld enorm viele Abklärungen getätigt, die dann in den Ausschreibungsunterlagen berücksichtigt werden. Dies ist aufgrund der vielen Projektbeteiligten bei mehrjährigen innerstädtischen Bauvorhaben erforderlich.“
Bei uns soll man nicht U-Bahn-Planen lernen. Wir setzen auf Firmen mit Erfahrung.Martin Hrunek, Abteilungsleiter Ingenieurbau und Großprojekte-Management bei den Wiener Linien
Mehr Verhandlungs- als offene Verfahren
Hat sich der Blick und das Bild auf die Bauwirtschaft im Lauf der Jahrzehnte verändert, wollen wir wissen? Wie zufrieden sind die Wiener Linien als Bauherr mit dem Input von Seiten der Baubranche bzw. gibt es die Möglichkeit dazu überhaupt? Und wie früh kann dieser Input dann sinnvoller Weise kommen?
Hrunek: „In den letzten Jahrzehnten hat es in der Bauindustrie diverse Änderungen gegeben. Firmen sind vom Markt verschwunden, andere fusionierten. Die handelnden Personen haben sich aufgrund des Generationenwechsels, so wie auch bei uns, verändert. Dadurch ist einerseits zum Teil ein Verlust an Erfahrungen zu sehen. Andererseits bringen junge Techniker:innen auch innovative Ideen ein.“ Gerade beim Punkt der Digitalisierung seien hier in den letzten Jahren viele Dinge geschaffen worden.
Der Input von Seiten der Baufirmen kam beim Projekt U2xU5 schon im Zuge der Vergabeverfahren der umfangreichen Rohbau- und Tunnelbauleistungen zum Tragen. Hrunek: „Wir sind hier von den früher im Regelfall angewandten offenen Verfahren zu Verhandlungsverfahren gewechselt. Im Zuge dieser Verhandlungen bot sich für alle Bieter die Möglichkeit, hier schon vor Beauftragung gute technische Ideen für das Projekt vorzuschlagen und dadurch die jeweiligen Stärken der Firmen in der Umsetzung einzubringen. Das ist in einigen Bereichen passiert.“
Dieses frühe Involvement passiert dabei vor allem bei den Ziviltechnikern, die für den Bauherrn Dienstleistungen erbringen. Martin Hrunek: „Hier legen wir das Augenmerk sehr auf Firmen, die den Fokus haben und die Qualifikation, so etwas schon einmal gemacht zu haben. Bei uns soll man nicht U-Bahn-Planen lernen.“ Bei den Ausführenden würden die Firmen dann zum Zeitpunkt der Bauausschreibungen ins Boot geholt, also nach dem abgeschlossenen Einreichverfahren. „Das Projekt ist zu diesem Zeitpunkt schon sehr stark definiert. Das ist aber auch notwendig, weil es enorm viele Beteiligte gibt und das nur eine geringe Anzahl an Freiheitsgraden verträgt.“
Die hauseigene Planungsabteilung der Wiener Linien ist dabei vor allem in der Phase der generellen Planung und in einem frühen Stadium tätig.
Digitalisierung und BIM: „Wenn es nicht mehr Arbeit macht“
Und wie sieht es mit dem Großthema Digitalisierung aus? Hrunek: „Wir setzen seit Jahren immer mehr auf digitale Unterstützung während sämtlicher Projektphasen. Das sind z.B. digitale Kollaborationsplattformen, um sich im Projekt auszutauschen. Durch die Vielzahl an Projektbeteiligten und Daten können wir hier sicherstellen, dass alle auf die jeweils gültigen Daten zugreifen können.“
Man habe in der Bauabwicklung diverse Apps im Betrieb, die die ÖBA-Tätigkeiten und die Baudokumentation unterstützen. „Bei den Bauabrechnungen haben wir in vielen Teilen bereits die digitale Abwicklung der Prüfung der Unterlagen im Einsatz. Die Projektumsetzung mittels BIM wird derzeit in kleineren Projekten getestet. Wir schauen uns generell die Dinge immer bei kleineren Projekten testweise an, teils auch in der Erhaltung, dann rollen wir es erst aus. Das ist dann oft ein jahrelanger Prozess mit Adaptierungen. In fünf Jahren werden etwa Dinge Standard sein, von denen wir es im Detail jetzt auch noch nicht wissen.“
Rückhaltlose Digitaleuphorie kommt deshalb trotzdem nicht auf, sagt er. „Es ist immer wunderbar, wenn man auf einer Tagung oder einer Messe ist, wo die Dinge vorgestellt werden und wunderbar funktionieren. Aber man darf nie vergessen, dass ein Tiefbau andere Rahmenbedingungen hat als ein Krankenhaus- oder Hotelbau, wo Themen wie BIM schon jahrelang funktionieren. Wir müssen genau schauen, wo das wirklich Sinn macht und wo ich mir eigentlich damit nur mehr Arbeit mache.“
Bauabschnitt Rathaus: Urgestein am Werk
Planungen können – jede:r in der Baubranche weiß das – allerdings so gut sein, wie sie wollen, entscheidend ist dann mindest genau so sehr, was auf der Baustelle passieren kann und tatsächlich passiert. Erfahrung zählt hier doppelt und dreifach – mindestens. So ist der Projektleiter des hochkomplexen U2xU5-Abschnitts Rathaus, Wolfgang Körbl, bereits seit 1985 beim U-Bahn-Bau beschäftigt – und zwar sowohl bei offenen als auch bei geschlossenen Bauweisen nach der NÖT (Neue Österreichische Tunnelbaumethode, Anm.). Gestartet ist Körbl dabei beim Bauabschnitt Niederhofstraße in den Anfängen der U6, wo er vom Rohbau weg sämtliche Phasen durchlaufen habe. „Dann kam der Abschnitt U3/10 Volkstheater ziemlich bis zur Eröffnung. Michelbeuern, Floridsdorf – auch thematisch eine ziemliche Mischung.“ Highlights waren etwa der Spittelberg beim Volkstheater, wo man über 30 m in die Tiefe graben habe müssen, mit einem Schacht in der Siebensterngasse neben der Kaserne. Körbl lächelt: „Da hat man schon ganz schön Stiegensteigen müssen, bevor man wieder heraufgekommen ist.
Seit 2015 ist Körbl Projektleiter, seit Ende der generellen Planung und Durchführung der eisenbahnrechtliche Einreichung im Jahr 2017 konkret für den Abschnitt Rathaus zuständig. „Zudem habe ich bei der Ausschreibung der Planungsleistung für die Einreich -Ausschreibungs- und Detailplanung seit 2017 mitgewirkt. Danach starteten schon die Einbautenumlegungen zur Baufelsfreimachung.“
Das Projektteam der Wiener Linien umfasst circa zehn Mitarbeiter:innen, dem gegenüber steht die ARGE-Bauleitung mit ca. 20 Mitarbeitern in der Führungsebene. In Summer arbeiten ca. 100 Mann[MI1] gewerbliches Personal auf der Baustelle, das Team der Planungsarge besteht ca. aus 15 Mitarbeitern.
„Technisch wenden wir hier alles auf, was zu einer U-Bahn-Baustelle gehört: DSV-Arbeiten, Baugrubensicherungen mit Spundwänden, Bohrträgerverbau Nagelwand, Setzungskompensationsbohrungen, NÖT, Deckelbauweise bei Schächten, verschiedene Bohrverfahren bei Brunnenherstellungen für die Grundwasserabsenkung etc.
Beeindruckend, was möglich ist, wenn alle an einem Strang ziehen.Wolfgang Körbl, verantwortlich für den Bauabschnitt Rathaus
Enormer Umfang der U-Bahn-Bauarbeiten
Als größte Herausforderungen sieht Körbl den enormen Umfang der Arbeiten – „fünf Schachtbauwerke, Arbeiten im Bestand der U2, dazu die Herstellung von 2,6 km Streckentunnel bei gleichbleibenden Personaleinsatz. Das entspricht dem Umfang von zwei Baulosen der vorigen Ausbauphase“ – und die Einhaltung der zahlreichen Randbedingungen bei Abwicklung der Baustelle, wie zahlreiche Zwischentermine, Verkehrsbehörden und Vertragsmanagement.
In der täglichen Arbeit sei die Hauptaufgabe, einen kühlen Kopf zu bewahren. „Das Team ist hier mit einer Vielzahl von Aufgaben konfrontiert und das mit einer Parallelität, die in bisherigen Projekten einfach noch nicht da war.“ Die fünf Schächte liefen alle fast gleichzeitig, zum Teil mit Vortriebsarbeiten in den einen und parallel Ausbauarbeiten in anderen Schächten. Damit gibt es die bekannte Taktung von herkömmlichen U-Bahn-Bau-Losen nicht mehr und dadurch wird es äußerst komplex. Es müssen außerdem durch die Notwendigkeit, die U2 im gesperrten Bereich (Schottenring bis Karlsplatz, Anm.) wieder in Betrieb zu nehmen, sehr unterschiedliche Bauphasen definiert und abgeführt werden. Während des Rohbaus gibt es Innenausbau-Ausschreibungen etc. Da geht es sehr stark darum, die Übersicht zu bewahren.“
Die größte Überraschung für Körbl sei, sagt er, was möglich ist, wenn alle an einem Strang ziehen: „Wir waren immer wieder an Punkten, an denen wir uns gefragt haben, wie das jetzt weitergehen soll und ob es für ein bestimmtes Problem überhaupt Lösungen gibt. Aber es hat dann immer wieder doch Vorschläge gegeben, sei es von den Ziviltechnikern, den ausführenden Firmen oder auch aus unseren eigenen Reihen, mit denen wir diese Schwierigkeiten meistern konnten.“
Rohstoff- und Baumaterialengpässe, Preissteigerungen
Im Jahr 2018 war es zu einer Widerrufung der Vergabe eines großen Leistungspaket für den Bau der U5 zwischen Frankhplatz und der neuen Knotenstation Rathaus gekommen. Man hatte danach das Vergabeverfahren – siehe oben – in einem Verhandlungsverfahren neu aufgenommen.
Mittlerweile ist man allerdings wie die ganze Bauwirtschaft mit neuen Herausforderungen konfrontiert: den Rohstoff- und Materialengpässen und damit verbundenen Lieferschwierigkeiten und Kostensteigerungen. Wiener Linien-Abteilungsleiter Martin Hrunek: „Bei allem, was über ein Jahr hinausgeht, haben wir veränderliche Preise definiert – in der Regel gibt es dadurch gute Abdeckungen. Wir haben aber schon Engpässe bei Baustahl, Holz etc. bemerkt und bei Projekten, die wir 2021 ausgeschrieben haben, gab es in den Kostenansätzen schon enorme Steigerungen.“
Wolfgang Körbl: „Wir merken auf der Baustelle, dass die Firmen von uns immer mehr verlangen, sehr weit in die Zukunft zu schauen. Wir werden teils mit Forderungen konfrontiert, die Umfänge von Bewehrungen einer bestimmten Dimension oder die Anzahl von Muffen für die nächsten 1 ½ Jahre genau zu definieren, weil es so lange Vorlaufzeiten gäbe. Man merkt auch, wie die Firmen versuchen, möglichst viel frühzeitig abzusichern, um bei einem Lieferverzug nicht in eine vertragliche Schere zu geraten. Das war vor der Pandemie kein Thema.“
Die nächsten Etappen warten auf jeden Fall bereits: 2023 starten die U5-Tunnelbauarbeiten bei U5 Frankhplatz, 2024 der Tunnelvortrieb mittels TVM ab Matzleinsdorfer Platz.
Tiefste Bohrpfähle Wiens in geologischer Spezialzone
Bauer Spezialtiefbau wurde von der ARGE U2xU5, bestehend aus Swietelsky, Hochtief Infrastructure und Habau, mit der Herstellung von ca. 35.000 m Bohrpfählen mit Bohrtiefen von bis zu 61 m für neun Schächte bzw. Stationsbauwerke im Stadtzentrum der österreichischen Hauptstadt beauftragt. Die Arbeiten mit bis zu fünf Großdrehbohrgeräten stehen vor dem Abschluss.
Die im Projektgebiet vorherrschende Geologie ist durch Ablagerungen des Wiener Beckens (Miozän), welche von Anschüttungen, Lösslehmen und wasserführenden Quartärschottern überlagert wird, gekennzeichnet. Im Gegensatz zu den Baulosen zwischen den U2-Stationen „Matzleinsdorfer Platz“ und „Neubaugasse“, in welchen die neu zu errichtenden Streckentunnel generell im Miozän („Wiener Tegel“) zu liegen kommen, verlaufen die Tunnelachsen im von Bauer Spezialtiefbau zu bearbeitendem Bereich zwischen „Rathaus“ und „Schottentor“, in den wasserführenden Schichten des Quartärs. Aufgrund dieser zusammenhängenden freien Grundwasserkörper in den Quarzschottern, in Kombination mit den gespannten Grundwässern der sandigen Lagen des Miozäns, müssen ins Miozän einbindende Bohrpfähle im Allgemeinen unter Wasserauflast hergestellt werden.
In Bezug auf die Herstellung der Bohrpfähle erfordern die nachfolgenden Gewerke und Ausbauarbeiten in den meisten Bauabschnitten die Einhaltung gegenüber der Norm erhöhter Toleranzanforderungen. So ist eine Bohrgenauigkeit mit einer maximalen Neigungsabweichung von 1 % bezogen auf die Bohrtiefe ab Bohrplanum und die Verwendung einer Bohrschablone, die in der Ansatzebene auf +/- 3 cm genau herzustellen ist, gefordert.
Um etwaige elektrische Störströme im U-Bahn-Betrieb zu vermeiden, sind im Hinblick auf die spätere Verwendung des Bauwerks bei allen Bewehrungskörben mindestens
10 % des maximalen Bewehrungsquerschnitts elektrisch „durchzuverbinden“ und in das Gesamtbauwerk einzubinden. Die Anbindung der von bis zu fünf Korbteilen pro Bohrpfahl gestoßenen Bewehrungseisen untereinander erfolgt durch eine direkte Verschweißung der Bewehrungseisen mittels einer 4 cm Schweißraupe im Zuge des Einbauvorganges auf der Baustelle.
Das Highlight der Arbeiten ist die Herstellung der tiefsten jemals in Wien ausgeführten Bohrpfähle am Absprungbauwerk „Schottentor“ – mit Durchmessern von 1.180 mm und einer Bohrtiefe von 61 m. Aufgrund der neuen Streckenführung ist eine Verbreiterung des Tunnels notwendig, wodurch die Bohrpfähle je nach Gruppenzugehörigkeit unterschiedliche Funktionen übernehmen. Beispielsweise ersetzt die tangierende Bohrpfahlwand auf der Seite der Universität die in diesem Bereich entfernte Schlitzwand und leitet zusätzlich die aus der vergrößerten Stützweite resultierenden Lasten in den Untergrund ab. Die aufgrund der statischen Randbedingungen und Lastumlagerungen entstehenden hohen Lastkonzentrationen erfordern die Herstellung einer zweireihigen Bohrpfahlgruppe im Bereich „Universität Ost“ sowie die Herstellung von bis zu 55 m langen Bohrpfählen mit einer Bohrtiefe von 61 m im Bereich „Universität Mitte“, welche nachfolgend auch einen Teil der Tunnelwand darstellen.