U-Bahnbau in Kanada : 11,9 Meter Schneidrad: Wie Strabag mit Kanadas größter Transit-TBM Toronto unterfährt

Für die Scarborough Subway Extension, die geplante Verlängerung von Torontos U-Bahn-Linie 2, treibt die Strabag seit Anfang 2023 einen der bislang größten Transit-Tunnel Kanadas voran. Auftraggeber sind Metrolinx und Infrastructure Ontario, das Projekt verbindet die bestehende Endstation Kennedy mit einem neuen Streckenende bei Sheppard Avenue und McCowan Road. Mehr als vier Kilometer Betonröhre liegen inzwischen unter Scarborough.

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Von einem 26 Meter tiefen Startschacht bei Sheppard Avenue East und McCowan Road aus hat sich Diggy Scardust unter dem Highway 401 und dem künftigen Verkehrsknoten Scarborough Centre hindurchgearbeitet. Der maschinelle Vortrieb begann im Januar 2023 und umfasst rund 6,9 Kilometer, Ziel ist ein vorbereiteter Bergeschacht an der Kreuzung Eglinton Avenue East und Midland Avenue. Im Februar 2026 war Halbzeit erreicht, im März meldete Metrolinx annähernd 2.000 eingebaute Tübbingringe, Ende Mai schließlich mehr als vier Kilometer beziehungsweise rund 65 Prozent des Vortriebs, zu diesem Zeitpunkt war die Maschine bereits bis in den Bereich Lawrence/McCowan vorgedrungen. 

Auftragnehmer ist die kanadische Strabag-Projektgesellschaft. Infrastructure Ontario und Metrolinx vergaben den Auftrag im Mai 2021 als Design-Build-Finance-Vertrag zum Fixpreis von 757,1 Millionen kanadischen Dollar, Strabag selbst führt das Volumen aktuell mit 505 Millionen Euro. Zum gesicherten Leistungsumfang gehören Planung, Bau und Finanzierung des Advance-Tunnel-Pakets, Bereitstellung und Betrieb der Tunnelbohrmaschine, der maschinelle Vortrieb selbst, der Einbau der vorgefertigten Tübbingschale, Start- und Bergeschacht, fünf Headwalls für spätere Stationsbauwerke, 14 Headwalls für spätere Notausstiege sowie temporäre Energieversorgung, Beleuchtung, Lüftung, Entwässerung und die nötigen Leitungsverlegungen. Die Entwurfsplanung liegt bei Arup Canada und Brian Isherwood & Associates, die Tunnelbohrmaschine stammt von Herrenknecht.

Strabag baut damit nicht die gesamte neue U-Bahn-Linie. Der Konzern verantwortet jenen Abschnitt, der das Projekt räumlich überhaupt erst möglich macht, die große Tunnelröhre, ihre beiden Schächte sowie 19 vorbereitete Durchfahrtswände für spätere Stationen und Notausstiege. Die eigentlichen Stationen, der Gleisbau und die technischen Systeme gehören zu einem zweiten Hauptpaket, das 2025 für 5,7 Milliarden kanadische Dollar an ein Konsortium aus Aecon, FCC Canada und Mott MacDonald Canada vergeben wurde.

Diggy Scardust ist eine Mixed-Face-Erddruckschildmaschine, der Erddruck in der Abbaukammer stabilisiert die Ortsbrust und soll verhindern, dass sich die Oberfläche über der Maschine setzt oder hebt. Das Schneidrad misst 11.910 Millimeter im Durchmesser, bestückt mit 54 Rollenmeißeln von je 483 Millimetern. 16 Motoren zu je 350 Kilowatt liefern eine Antriebsleistung von 5.600 Kilowatt, bei insgesamt 6.750 Kilowatt installierter Leistung, maximal 2,6 Umdrehungen pro Minute und einem maximalen Losbrechmoment von 43.711 Kilonewtonmetern. 48 Vortriebszylinder erzeugen laut Maschinenspezifikation eine Gesamtvortriebskraft von 103.440 Kilonewton, ein Schneckenförderer mit 1,4 Metern Durchmesser bringt das gelöste Material mit einer theoretischen Förderleistung von bis zu 1.800 Kubikmetern pro Stunde zunächst aus der Druckkammer, anschließend über ein Förderbandsystem zurück zum Startschacht.

Vollständig montiert ist die Anlage laut Metrolinx 84 Meter lang und 2.050 Tonnen schwer, in etwa das Gewicht von 42 Nahverkehrswaggons. Eine technische Projektpublikation nennt für die reine Kernmaschine abweichende 71 Meter und 1.500 Tonnen, offenbar unterschiedliche Abgrenzungen zwischen Kernmaschine und vollständig montierter Anlage samt Nachläufern.

Die Trasse verläuft überwiegend in eiszeitlichen Ablagerungen: sandige und kiesige Schichten, Schluff und Ton, glaziale Moränenablagerungen, wasserführende Zonen, Findlinge und größere Blöcke, dazu lokal wechselnde bindige und nichtbindige Böden. Fels wurde entlang der Trasse nicht erwartet, dafür kann sich das Material innerhalb des 11,9 Meter großen Querschnitts stark unterscheiden, genau dafür wurde die Mixed-Face-EPB-Maschine gewählt.

Vor dem Vortrieb liefen umfangreiche Erkundungen: 366 Bohrungen, 575 Grundwasser- beziehungsweise Beobachtungsbrunnen, elf Pumpversuche, 411 Brunnenreaktionstests und 67 Pressiometerversuche, die Trasse selbst wurde weitgehend unter öffentlichen Straßenflächen angeordnet, um Eingriffe in private Grundstücke zu reduzieren. Besonders anspruchsvoll ist die Stelle am West Highland Creek, wo die geringste Überdeckung nur rund 8,5 Meter beträgt und unterhalb des Tunnels zusätzlich ein gespanntes Grundwasservorkommen liegt, ebenso das Consilium-Place-Überführungsbauwerk, wo ein Teil des Tunnelquerschnitts unter einem rund acht Meter hohen Widerlager verläuft. Dreidimensionale Berechnungen mit unterschiedlichen Stützdruck- und Grundwasserszenarien ergaben, dass an der Oberfläche keine künstliche Auflast notwendig war.

Der große Durchmesser der Maschine ist allerdings nicht nur den Bodenverhältnissen oder ihrer Leistung geschuldet. Strabag baut in Scarborough grundsätzlich anders, als es bei nordamerikanischen U-Bahn-Tunneln üblich ist.

Üblicherweise erhalten U-Bahn-Strecken zwei kleinere Röhren, eine pro Fahrtrichtung. In Scarborough liegen beide Gleise nebeneinander in einem einzigen Tunnel mit 10,7 Metern lichtem Innendurchmesser, getrennt durch eine Mittelwand und flankiert von außen angeordneten Sicherheitswegen, dazu kommt Raum für die erforderliche technische Ausrüstung. Nach Angaben der Projektverfasser ist dies Torontos erster Single-Bore-U-Bahn-Tunnel und, nach Durchmesser gemessen, der größte Metro-Tunnel Kanadas.

Der wahre Rekord liegt damit nicht allein vor dem Schneidrad, sondern hinter der Maschine. Statt zwei getrennte Röhren aufzufahren, lässt Strabag einen einzigen, 10,7 Meter weiten Tunnel zurück, und das gesamte Tunnel-, Tübbing- und Ausbaukonzept ist auf diesen gemeinsamen Querschnitt abgestimmt, nicht auf zwei kleinere, getrennte Röhren.

Die Tübbingschale hat einen Innendurchmesser von 10,70 Metern bei 400 Millimetern Wandstärke, in Ringen von zwei Metern Breite, jeweils aus acht Segmenten zusammengesetzt, sechs rechteckigen und zwei trapezförmigen, als Universalring mit einer Konizität von ±50 Millimetern. Geplant sind insgesamt rund 3.500 Ringe beziehungsweise 28.000 Segmente, ein vollständiger Ring wiegt knapp 60 Tonnen. Gefertigt werden die Segmente bei CSI Tunnel Systems in Whitby, rund 30 Kilometer vom Startschacht entfernt, laut älteren Projektangaben entstanden dafür rund 50 lokale Arbeitsplätze. Per Lkw angeliefert, in den Schacht gehoben und vom Vakuumerektor der Maschine versetzt, drückt sich Diggy Scardust anschließend mit ihren Vortriebszylindern am zuletzt eingebauten Ring ab.

Das Tübbingkonzept selbst ist eine weitere Premiere: Erstmals wird ein Verkehrstunnel in Toronto ausschließlich mit stahlfaserbewehrten Betonsegmenten ausgekleidet, ohne klassische Bewehrungskörbe. Die Betonfestigkeit liegt bei mindestens 60 Megapascal, die Stahlfaserdosierung bei 40 Kilogramm pro Kubikmeter, eingesetzt wird das Produkt Dramix 4D 80/60 BGP. Die Dichtheitsbemessung erfolgte für vier bar Wasserdruck bei einer zulässigen Leckagerate von 0,05 Litern pro Quadratmeter und Tag, mit einbetonierten Dichtungsprofilen statt nachträglich aufgeklebter Dichtungen. Ein automatisiert erzeugtes BIM-Modell bestimmte für jeden Ring die optimale Orientierung, die berechnete maximale Abweichung von der Sollachse betrug nur 15 Millimeter, weitere 85 Millimeter blieben als Steuerreserve für die Maschine. Auch der Brandfall wurde untersucht, die Projektvorgabe simulierte einen zehn Megawatt starken Zugbrand über zwei Stunden, zusätzlich zu numerischen Berechnungen liefen großmaßstäbliche Brandversuche mit Tübbingproben.

Bei der Auftragsvergabe 2021 hatte Strabag den Abschluss des Advance-Tunnel-Pakets für Herbst 2024 angekündigt. Der Vortrieb liegt damit deutlich hinter dem ursprünglichen Zeitplan, Metrolinx weist die Arbeiten 2026 weiterhin als laufend aus und veröffentlicht derzeit kein neues konkretes Abschlussdatum.

Offizielle Metrolinx-Berichte dokumentieren mehrere geplante Wartungsstopps, etwa nach der Unterfahrung des Highway 401, wo Verschleißteile am Schneidrad kontrolliert und ersetzt wurden, im Februar 2026 meldete Metrolinx den Abschluss eines weiteren Wartungsstopps zeitgleich mit dem Erreichen der Halbzeit. Der dokumentierte Verschleiß und die Wartungsstopps erklären Teile des Ablaufs, aber nicht belastbar die gesamte Terminverschiebung, eine bezifferte Gesamtstillstandszeit oder ein neu errechnetes Fertigstellungsdatum sind öffentlich nicht dokumentiert.

Der Bergeschacht an Eglinton und Midland wurde bereits im Juni 2025 fertiggestellt: 24 Meter tief, mit einer Öffnung von 25 mal 15 Metern, gesichert durch 240 Rückverankerungen, mit annähernd 1.200 Kubikmetern Beton in der Bodenplatte, wofür zeitweise fünf Fahrstreifen der Eglinton Avenue verlegt werden mussten. Nach dem Durchbruch soll die Maschine dort zerlegt und ausgehoben werden, anschließend verbinden die Arbeiten des separaten Stations-, Gleis- und Systempakets den Tunnel mit der bestehenden Kennedy Station.

Die gesamte 7,8 Kilometer lange Verlängerung erhält drei neue Stationen. Metrolinx prognostiziert 105.000 tägliche Einstiege und 38.000 zusätzliche Menschen in fußläufiger Entfernung zu einer Schnellverkehrsstation. Unter einer der verkehrsreichsten Straßen Scarboroughs wartet der 24 Meter tiefe Bergeschacht bereits auf den Durchbruch. Erst wenn Diggy Scardust dort zerlegt wird, endet Strabags spektakulärster Arbeitsschritt, der größte Teil der neuen U-Bahn muss dann allerdings erst noch in den fertigen Tunnel einziehen: Trennwand, Gleise, Technik und Stationen.