Bodenvereisung am Forrestfield Flughafen in Perth

Ausbau des öffentlichen Nahverkehrs in Perth

Zur Verbes­se­rung des öffent­li­chen Nahver­kehrs­net­zes in der austra­li­schen Stadt Perth, veranlasste Western Australien Government die Ost-West-Verbindung auszubauen. Die neue 8,5 km lange Strecke „Forrest­field Airport Link“ verbessert die Anbindung der östlichen Vororte sowie des inter­na­tio­na­len Flughafens der austra­li­schen Metropole an den öffent­li­chen Nahverkehr und entlastet die bestehende Verkehrs­in­fra­struk­tur. Dabei entstanden drei neue Stationen: Redcliffe, Airport Central und High Wycombe.

Realisierung der Tunnelstrecke

Die neue Strecke besteht aus zwei parallelen Tunnel­röh­ren, die mit insgesamt 12 Quer­schlä­gen miteinander verbunden wurden. Um die Ober­flä­chen­ver­for­mun­gen im Bereich des Flughafens möglichst gering zu halten, wurden vier Querschläge berg­män­nisch im Schutze einer Baugrund­ver­ei­sung aufgefahren. In unserem Geotech­ni­schen Labor haben wir an den austra­li­schen Bodenproben Verei­sungs­ver­su­che vorgenommen, aus denen wir wärme­tech­ni­sche und statische Kennwerte für die Frost­kör­per­be­mes­sung ermittelt haben. Aufgrund der Lage der Querschläge unmittelbar unter der Rollbahn des Flughafens lag zudem ein besonderes Augenmerk auf den Frost­he­bungs­ver­su­chen. Die Kennwerte dienten uns als Grundlage für die numerischen Berech­nun­gen zur Wärme­tech­nik, Frost­kör­per­sta­tik und Ober­flä­chen­ver­for­mung. Mit den Wärme­be­rech­nun­gen stellten wir sicher, dass in den maximalen Abmessungen in Quer­schlags­mitte im Bereich der Tunnel­firste eine Temperatur von T ≤ 0°C eingehalten wurde, damit beim Aushub kein Material ausbrechen und damit ein sicherer Vortrieb gewähr­leis­tet werden konnte. Aus den wärme­tech­ni­schen Berech­nun­gen konnten wir somit die Bemessung der Verei­sungs­an­lage ableiten und deren ausrei­chende Leistung nachweisen.

Wir berechneten die Statik numerisch für eine Gefrierzeit von sechs Wochen. Darin berück­sich­tig­ten wir unter anderem die gefrorenen Frost­kör­per­stär­ken, die sich aus den wärme­tech­ni­schen Berech­nun­gen ergaben. In dem maßgebenden Quer­schnitts­be­reich, der an die Tunnelaus­klei­dung angrenzt, bedachten wir auch eine ausrei­chende Stand­si­cher­heit der gefrorenen Frost­kör­per­di­cke von 1,5 m. Für diese Quer­schnitts­be­trach­tung konnten wir die Frost­kör­per­sta­tik mit einem Sicher­heits­fak­tor von 2 und auch von 4 nachweisen. Da die Querschläge unter sehr empfind­li­chen Bereichen wie dem Forrest­field Airport liegen, waren die maximalen Ober­flä­chen­ver­for­mun­gen auf 1,5 cm begrenzt. Mit einer zwei­di­men­sio­na­len numerischen Berechnung der Frost­he­bun­gen wurde diese Einhaltung der Verfor­mungs­be­gren­zung nach­ge­wie­sen. Während der Ausführung werteten wir außerdem die Tempe­ra­tur­mess­da­ten aus und begleiteten die Freigabe und Öffnung der Querschläge durch unsere Experten vor Ort. Die ersten Züge verkehren bereits auf der neuen Flug­ha­fen­li­nie.

Die Arbeiten fanden unter schwierigen Bedingungen statt, denn die Tunnel­vor­triebs­ma­schi­nen mussten sowohl den Swan River als auch den Flughafen von Perth unterqueren, wobei der Flugbetrieb am Flughafen Perth aufrecht erhalten werden musste. Aus diesem Grund haben wir uns für die Boden­ver­ei­sung entschieden, denn nur ein berg­män­ni­sches Verfahren kann den Anfor­de­run­gen an die Ober­flä­chen­ver­for­mung gerecht werden.

Dipl.-Ing. Rudolf Wernecke, Senior Projektmanager