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Jagdbergtunnel - BAB A4

1. Allgemeines

1.1 Aufgabenstellung

Im Zuge des sechstreifigen Ausbaus der Bundesautobahn A4 Eisenach - Görlitz, Streckenabschnitt AS Magdala - AS Jena/ Göschwitz, Verkehrsprojekt Deutsche Einheit Nr. 15 erfolgte der Bau des Tunnels Jagdberg. Das Projekt des gesamten Streckenabschnittes Leutratal wurde durch den Freistaat Thüringen der DEGES Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH zur Planung und Bauausführung übertragen.

Der Tunnel ist nach dem 288 m hohen Jagdberg benannt, der sich zwischen Jena-Göschwitz und dem Ostportal des Tunnels erhebt. Östlich und westlich des Leutratals ist die Autobahn bereits seit längerem sechsstreifig unter Verkehr. Der zurückgestellte Ausbauabschnitt im Leutratal wies erhebliche verkehrliche Mängel auf und entsprach nicht mehr den heutigen Regelwerken. Extreme Steigungen, ungünstige Sichtverhältnisse, zu geringe Kurvenradien und überwiegend fehlende Standstreifen führten zu einer überdurchschnittlich hohen Unfallhäufigkeit auf diesem Streckenabschnitt. Hinzu kamen hohe Lärm- und Schadstoffbelastungen für die angrenzenden Ortschaften und Naturschutzgebiete vor dem Hintergrund der erheblich gestiegenen Verkehrsbelastung seit der Wiedervereinigung. Aufgrund der komplizierten topografischen und ökologischen Randbedingungen waren aufwändige Varianten- Untersuchungen zum Trassenverlauf erforderlich, um die optimale Lösung unter Berücksichtigung der Verkehrs- Sicherheit, Raumordnung, Ökologie und Wirtschaftlichkeit zu ermitteln. Die neue Trasse schwenkt östlich der Anschlussstelle Magdala von der alten Trasse ab, verläuft ca. 1,3 km nördlich des Bestandes und schwenkt unmittelbar westlich der Anschlussstelle Jena-Göschwitz zurück auf den Bestand. Die maximale Längsneigung wurde durch den Trassenneubau von 6 % auf 3,7 % reduziert. Im Tunnel beträgt die Längsneigung konstant 2,95 %. Der Regelquerschnitt der neuen Autobahn ist als RQ 35,5 mit sechs Fahrstreifen und zwei Standstreifen ausgebildet.

1.2 Naturschutz

Das gesamte Leutratal stellt einen hochsensiblen und schützenswerten Naturraum dar. In dem Gebiet befindet sich das Naturschutzgebiet „Leutratal", welches mit 27 nachgewiesenen Orchideenarten eines der wichtigsten Verbreitungsgebiete seltener Orchideen in Deutschland ist. Weiterhin liegen ein FFH-Gebiet und ein EU-Vogelschutzgebiet in diesem Tal. Der Neubau des Jagdbergtunnels und der gleichzeitige Rückbau der alten Trasse mit vollständiger Entfernung des Verkehrs entlasten diese Schutzgebiete nachhaltig. Die von der alten Trasse ausgehende Trenn- Wirkung in dem ökologisch bedeutsamen Naturraum wird aufgehoben.

1.3 Geologie

Der Tunnel durchquert von West nach Ost mehrere geologische Schichten (Unterer Muschelkalk, Oberer, Mittlerer und Unterer Röt) und ein Störungssystem, die sogenannte Leutrastörung. Die Kalk- bzw. Mergelkalksteine sind überwiegend gesteinsfest ausgebildet. Lediglich im Anfahrtsbereich am Westportal und in der Störungszone ist das Gebirge bereichsweise entfestigt. Im Bereich des Mittleren Röt wurden Gipseinschaltungen und betonangreifende Gebirgswässer vorgefunden.

1.4 Bauwerksgestaltung

Die Bauwerksgestaltung des Tunnelbauwerkes wird wesentlich durch die Einbindung der Portale in die Landschaft bestimmt. Beide Portale sind im Einfahrtsbereich mit einer Natursteinverkleidung versehen, welche die Optik der Natursteinverblendungen der angrenzenden Stützwände aufnimmt und weiterführt. In deutlichem Kontrast dazu sind die Portale an den Ausfahrtsbereichen des Tunnels mit Betonfertigteilen ausgeführt. Eine bauliche Trennung der different gestalteten Ein- und Ausfahrtsbereiche bilden Lüftungstrennwände aus Acrylglas. Diese Wände dienen der Trennung der Frisch- und Abluft zwischen den beiden Röhren.

2. Bauwerksentwurf

2.1 Allgemeines

Der neue Tunnel besteht aus zwei getrennten Röhren mit je drei Fahrstreifen. Er weist eine Länge von 3.074 m (Nordröhre) bzw. 3.070 m (Südröhre) auf. Die maximale Überdeckung beträgt ca. 134 m. Am Westportal beträgt der Achsabstand der beiden getrennten Röhren ca. 26,5 m. Er 138 Neubau Tunnel Jagdberg bei Jena(A 4) erhöht sich auf ca. 35,5 m, so dass zwischen den Röhren ein Gebirgspfeiler von ca. 11 m bis 20 m erhalten bleibt. In jeder Röhre werden drei 3,50 m breite Fahrsteifen sowie beidseitig l m breite Notgehwege geführt. In beiden Portalbereichen befindet jeweils ein Betriebsgebäude. Der Tunnel ist für Gefahrguttransporte zugelassen.

2.2 Geologie

Im Rahmen der Baugrunderkundungen wurde festgestellt, dass der Tunnel mehrere geologische Schichten und Störungszonen durchquert. Während der höher liegende westliche Teil des Tunnels vorwiegend im Muschelkalk verläuft, liegt der nach Osten abfallende Teil, getrennt durch eine Störungszone, im Röt. Störungszonen wurden ebenfalls in den Portalbereichen angetroffen. In Auswertung der geologischen Situation konnte der Tunnel auf ca. 80% seiner Länge als Gewölbe mit offener Sohle geplant werden. In den Portalbereichen und im Bereich der Leutrastörung wurde die Anordnung eines Sohlgewölbes erforderlich.

2.3 Konstruktion

Der Regelquerschnitt des zweischalig ausgebildeten Tunnels ist als Lichtraumprofil RQ 33t mit einer lichten Weite von 13,0 m ausgelegt. Der Tunnel wurde in der Spritzbetonbauweise im Sprengvortrieb mit einer Spritzbetonaußenschale und einer Stahlbetoninnenschale hergestellt. Die Regelblocklänge der Innenschale beträgt 10 m. Damit ergeben sich 306 Blöcke in der Nordröhre und 294 Blöcke in der Südröhre. Im Bereich der Ein- und Ausfahrten sind die Blockfugen als Raumfugen und im Mittelteil des Tunnels als Pressfugen ausgeführt. Sohl- und Gewölbeblock wurden durch eine unbewehrte Arbeitsfuge getrennt hergestellt. In Abhängigkeit von den geotechnischen Verhältnissen wurde die Innenschale mit einer geschlossenen Sohle oder mit Banketten ausgeführt. Die Regeldicken der Innenschale betragen 40 cm bis 60 cm, wobei Unterschiede zwischen den Querschnitten mit offener und geschlossener Sohle bestehen. Die Sohle und das Gewölbe bestehen aus Beton der Festigkeitsklasse C35/45.

Aufgrund der geologisch-hydrologischen Verhältnisse wurde ein drainierter Tunnel mit „Regenschirmabdichtung" ausgeführt. Die Abdichtung besteht aus einer Kunststoffdichtungsbahn zwischen der Tunnelaußen- und -innenschale. Auf den Spritzbetonabdichtungsträger wurden ein Geotextil als Schutzunterlage und darüber eine 2 mm dicke Kunststoffdichtungsbahn mit Signalschicht eingebaut. Im Bereich des Sohlgewölbes befindet sich zusätzlich eine 3 mm dicke Kunststoffdichtungsbahn als Schutzlage zwischen Schutzbeton und Ulmendrainage.

2.4 Entwässerung

Im Bereich der Tunneltrasse erfolgt eine dauerhafte Ab- Senkung des Grundwasserspiegels. Über die Regenschirmabdichtung und die beiden außenliegenden Ulmendrainageleitungen wird das Bergwasser in einer Sammelleitung in der Tunnelsohle zusammengeführt und mit dem Tunnelgefalle in die Vorflut abgeleitet. Im Sohlbereich zutretendes Sickerwasser wird über eine Drainschicht aus Filterkies der Tunnellängsdrainage zugeführt, die als Huckepackleitung parallel zur Bergwassersammelleitung verläuft.

Im Endzustand verläuft im Bereich der Strosse an beiden Seiten des Tunnels eine Bergwasserdrainage DN 225. In Abständen von ca. 300 m durchdringt die Drainage in Drainageschächten die Tunnelinnenschale und bindet in eine Sammelleitung DN 300 ein. Diese Leitung führt durch den Tunnel zur Neutralisationsanlage. Das im Tunnelbauwerk anfallende Lösch- und Reinigungswasser und das in den Einfahrbereichen anfallende Schleppwasser wird über Schlitzbordrinnen gefasst und über Tauchwandschächte in Abständen von ca. 50 m der Tunnellängsentwässerung zugeführt. Zur Aufnahme des Löschwassers und sonstiger Flüssigkeiten im Havariefall wurden im östlichen Tunnelvorfeld zwei Schadstoffbecken aus Stahlbetonfertigteilen DN 3000 angeordnet.

2.5 Abluftzentrale

Aufgrund der Länge des Jagdbergtunnels ist ein aufwändiges Lüftungskonzept erforderlich, das die Schadstoffbelastung an den Portalen minimiert und auch für einen möglichen Brandfall ausgelegt ist. Ein etwa in Tunnelmitte angeordneter Entrauchungsquerschlag unterteilt in Verbindung mit einem 140 m hohen Abluftschacht jede Röhre in zwei Lüftungsabschnitte.

Am Übergang zum Entrauchungsquerschlag musste die Blocklänge auf 14,60 m vergrößert werden. Die Verschneidungsblöcke wurden mit einer Innenschalendicke von 70 cm und geschlossener Sohle ausgeführt. Der Übergangsbereich von den Hauptröhren zum Entrauchungsquerschlag und vom Querschlag zum Entrauchungsschacht stellt eine Besonderheit dar. Zur Strömungsoptimierung wurden räumliche Verschneidungen ausgeführt. Statt der Regelschalwagen kam bei der Herstellung eine konventionelle Holzschalung zum Einsatz. Die Betonage erfolgte mit selbstverdichtendem Beton separat für Ulme und Firste.

Der Innendurchmesser des Abluftschachtes beträgt 6,70 m. Mit einer Befahranlage kann der Schacht geprüft und kontrolliert werden. Zusätzlich ist eine Einholmleiter mit einklappbaren Ruhepodesten eingebaut. Im Brandfall werden über den Abluftschacht die Gase aus einer Tunnelhälfte der betroffenen Röhre abgesaugt, so dass eine Verrauchung der gesamten Tunnelröhre verhindert wird. Im Regelbetrieb sorgt eine mechanische Längslüftung mittels Strahlventilatoren für die erforderliche Be-und Entlüftung im Tunnel.

2.6 Technische Ausstattung

Zur betriebstechnischen Ausrüstung des Tunnels zählen:

  • Beleuchtung, Belüftung,
  • Brandmeldeeinrichtung,
  • Videoüberwachung, Lautsprecher,
  • Verkehrsbeeinflussungseinrichtung,
  • Notrufstationen, Tunnelfunk,
  • Löscheinrichtungen,
  • Höhenkontrollen,
  • Fluchtwegkennzeichnung,
  • Leiteinrichtungen.

Zur Unterstützung der Brandbekämpfung durch die Feuerwehr erhielt der Tunnel Jagdberg für den Brandfall eine automatische Brandbekämpfungsanlage (BBA). Die BBA ist als stationäre Schaumlöschanlage ausgebildet. Pro Minute können mittels Druckluft aus den zur Verfügung stehenden 4.0001 Wasser ca. 20.0001 Schaum erzeugt werden. Die Anlage soll die Brandausbreitung im Tunnel verhindern, indem das Feuer eingedämmt wird. Die Verteilerleitungen der BBA verlaufen in zwei parallelen Rohrleitungssträngen unter der Tunneldecke. Zum Ausbringen des Löschmittels dienen Rotoren, die sich in konstanten Abständen an den Verteilerleitungen befinden.

Jeder Löschbereich ist mit 8 Rotoren ausgestattet. Die BBA wird nach Ablauf der Selbstrettungsphase bedarfsweise auch automatisch aktiviert. Die automatische Branderkennung erfolgt über ein Brandmeldekabel an der Tunneldecke. Es registriert sowohl Absoluttemperaturen als auch Temperaturanstiege.

Die Tunnelsicherheit hat beim Tunnelbetrieb in Deutschland höchste Priorität. Durch den Einbau von 10 Querschlagen, von denen jeder zweite für Rettungsfahrzeuge befahrbar ist, beträgt die maximale Fluchtweglänge im Notfall nur 300 m. Die Querschläge sind mit Brandschutztoren versehen. Aufgrund der Tunnellänge sind in beiden Röhren jeweils fünf Pannenbuchten vorgesehen. Die Breite des in den ca. 50 m langen Pannenbuchten zusätzlich angeordneten Haltestreifens beträgt 2,50 m. An jeder Pannenbucht sind die beiden Röhren durch einen befahrbaren Querschlag verbunden. Notruf- und Feuerlöscheinrichtungen befinden sich im Abstand von ca. 140 m. Entlang des Notgehweges sind auf der Seite der Querschläge im Abstand von maximal 24 m Brandnotleuchten mit Fluchtwegkennzeichnung angeordnet. Beide Röhren werden durchgehend videoüberwacht. Zur weiteren Optimierung der FIuchtwegkennzeichnung wurde eine aktive Leiteinrichtung eingebaut.

3. Bauausführung

3.1 Tunnelvortrieb

Das Auffahren des Tunnels begann am 25. September 2008 mit einem feierlichen Tunnelanschlag an der Südröhre. Der Tunneldurchschlag erfolgte bereits am 18. August 2009 in der Südröhre und am 3. September 2009 in der Nordröhre. Beide Röhren wurden von Westen und von Osten zeitgleich vorgetrieben. Da ein Erdmassentransport aus dem östlichen Tunnelvortrieb aus verkehrstechnischen Gründen nicht möglich war, mussten ca. 500.000 m3 Erdmaterial zunächst am Ostportal zwischengelagert werden. Die Ausbruchmassen aus dem westlichen Vortrieb konnten hingegen direkt ins westliche Baufeld transportiert und dort eingebaut werden.

Beide Röhren und die Querschläge wurden in geschlossener Bauweise aufgefahren. Lediglich in den Portalbereichen erfolgte die Herstellung auf ca. 130 m (Ost) und ca. 10 m (West) in offener Bauweise. Der Jagdbergtunnel wurde in der Spritzbetonbauweise aufgefahren. Bei diesem Verfahren wird der Hohlraum in kurzen Abschlägen im Bohr- und Sprengverfahren hergestellt und unmittelbar danach mit Spritzbeton, Bewehrung und Ankern gegen ein Nachbrechen des Gebirges gesichert. Die Tunnelröhren wurden mit Abschlagslängen von 0,80 m bis 2,0 m im Kalottenvortrieb aufgefahren. Bei Strosse und Sohle variierten die Abschlagslängen zwischen 1,60 m und 3,0m. Aufgrund der während des Vortriebes angetroffenen geologischen Bedingungen wurde in Teilbereichen eine Verlängerung des Sohlgewölbes notwendig.

3.2 Abluftschacht

Zwischen den beiden Tunnelröhren befindet sich etwa in Tunnelmitte der Abluftschacht. Für den Bau des Abluftschachtes wurde das Raise-boring- Verfahren (Aufwärtsbohren) angewendet. Mit Hilfe einer Pilotbohrung (DN 146 mm) von der Geländeoberfläche bis zum Querschlag wurden die Informationen zum geologischen Aufbau des Gebirges in der tatsächlichen Lage des zukünftigen Schachtes präzisiert. Nach Herstellung der Pilotbohrung konnte das Bohrgestänge für den Erweiterungsbohrkopf in dieses Bohrloch eingeführt und der Bohrkopf am Schachtfuß befestigt werden. Der Erweiterungsbohrkopf wurde in mehreren Stufen nach oben gezogen, wobei das Bohrgut nach unten in den Querschlag fiel und von dort gefördert werden konnte. Das so entstandene Bohrloch (Durchmesser 1800 mm) wurde bei dem nachfolgenden Ausbau des Schachtrohbaus als Schutterloch genutzt, um von oben einen konventionellen Vortrieb und Ausbau des Schachtes vornehmen zu können. Der im Schacht gewonnene Ausbruch wurde nach unten abgeführt und aus dem Querschlag abtransportiert. Nach ca. 80 Tagen war das Auffahren des Schachtes mit einem maximalen Rohbaudurchmesser von 8,10 m abgeschlossen. Die Sicherung der Schachtwandung und der Ausgleich der Bautoleranzen erfolgten mit mindestens 30 cm Spritzbeton. Anschließend wurde mittels Gleit- Schalung die Innenschale mit einer Dicke von 20 cm eingebracht und der planmäßige Innendurchmesser hergestellt. Im unteren Drittel des Schachtes, welcher im Bereich des Röt liegt, wurde eine Dichtung zwischen der Außen- und Innenschale des Schachtes eingebaut. Diese Dichtung dient dem Schutz der Innenschale vor betonaggressiven Wässern aus dem Röt.

3.3 Tunnelinnenschale

Den Abschluss des Rohbaus bildete der Einbau der Betoninnenschale, welche die dauerhafte Standsicherheit des Bauwerkes gewährleistet. Die Herstellung eines Gewölbeblockes erfolgte im 24-Stunden- Takt, wobei die Betonage je nach Jahreszeit 6-8h und die Erhärtung bis zum Erreichen der Mindestdruckfestigkeit von 3-5 N/mm2 ca. 10 -12 h dauerte. Zur Betonnachbehandlung standen je Röhre drei Nachbehandlungswagen zur Verfügung. Über eine Kaltnebelanlage mit elektronischer Überwachung wurde die Wasserbenetzung realisiert. Die Überwachung der Klimakammern erfolgte vollautomatisch mit Messfühlern und Daten- Schreibern.

3.4 Wasserhaltung

Während des Ausbruchs wurde das Gebirgssickerwasser in den Teilbereichen der geschlossenen Sohle unter der Fahrbahn gesammelt und über eine Drainageleitung DN 200 abgeleitet. Nach dem Einbau der Innenschale wurde diese Baudrainage mit Zement verfüllt. In den Bereichen der offenen Sohle wurden die Wässer in speziellen Pumpensümpfen gefasst und über Sammelleitungen der Vorflut zugeführt.

Im Zuge der Bauausführung wurden Feuchtstellen in den Bereichen mit offener Sohle im Röt festgestellt. Da die im Röt auftretenden Gebirgswässer i.d.R. betonangreifend sind, waren zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen notwendig. Vier Sperrbauwerke aus Stahlbeton unterhalb der Fahrbahn verhindern den Wasserzutritt zu den Betonfundamenten in diesem Bereich. Zusätzlich wurden halbkreisförmig unter den Sperrbauwerken Gebirgsinjektionen vorgenommen. Dadurch konnte die wasserführenden Bereiche abgeschottet und die anfallenden Wässer den Sperrbauwerken zugeführt werden.

3.5 Brandversuche

Im Mai 2014 wurden umfangreiche Brandversuche im Tunnel Jagdberg durchgeführt. Die Versuche erfolgten mit dem Ziel, die fehlerfreie Funktion und Wirksamkeit der automatischen Branderkennung und der stationären BBA sicherzustellen. Die Brandlast wurde durch mit Benzin bzw. n-Heptan gefüllte Brandwannen sowie durch den Realbrand eines PKW (Schrottfahrzeug) aufgebracht. Während der Brandversuche erfolgte der Schutz der Fahrbahn im Bereich der Brandstelle durch die Abdeckung mit Steinwolledämmung und Stahlblechtafeln. Die technischen Installationen im Tunnelinnenraum wurden ebenfalls durch mineralische Dämmstoffe vor Flammen und Strahlungseinwirkung geschützt. Alle durchgeführten Versuche verliefen erfolgreich. Die automatische Branderkennung erfolgte nach 60 Sekunden und genügte damit den Anforderungen der RABT 2006. Beim Brandversuch mit n-Heptan wurde die BBA bei Erreichen des Vollbrandes (20 Sekunden nach Entzündung) manuell ausgelöst und ein Löschbereich an der Brandstelle aktiviert. Der Brand war nach 40 Sekunden gelöscht. Der Realbrandversuch mit dem PKW lief im Automatikprogramm. Die automatische Branderkennung erfolgte 7:40 min nach Entzündung des PKW. Mit der automatischen Branderkennung wurden die stationäre BBA aktiviert und die Löschleitungen automatisch innerhalb einer Minute gefüllt. Parallel gingen die Brandfallnotleuchten an den Tunnelwänden und die Fluchtwegorientierungsleuchten am Fahrbahnrand in Betrieb. Nach einer anlagenseitig voreingestellten Verzögerungszeit von 3 min begann die Schaumaufgabe. Dadurch wurde der Brand innerhalb einer Minute soweit eingedämmt, dass nur noch eine Restablöschung im Fahrzeuginnenraum durch die Feuerwehr notwendig war. Die Wirksamkeit der Branderkennungsanläge und der BBA für alle durchgeführten Brandszenarien konnte erfolgreich nachgewiesen werden.

3.6 Streckenrückbau

Nach der Inbetriebnahme des Neubauabschnittes mit dem Jagdbergtunnel wurde die alte Trasse der A4 auf einer Länge von ca. 10 km einschließlich der Anschlussstelle Schorba/Milda zurückgebaut.

Durch den Neubau des Jagdbergtunnels wurde ein extrem störungsanfälliger Engpass auf der A4 beseitigt. Mit der neuen Trassenführung außerhalb des ökologisch sensiblen Naturraums Leutratal und den Rückbau der alten Trasse wurden der Natur wertvolle Lebensräume zurückgegeben.

3.7 Verkehrsfreigabe

Die Verkehrsfreigabe für den Tunnel und die Strecke in Richtung Eisenach erfolgte am 30.10.2014.Am 18.11.2014 konnte auch der Verkehr auf der Richtungsfahrbahn Görlitz frei gegeben werden.

4. Literatur

DEGES Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH (Hrsg.): Verkehrsprojekt Deutsche Einheit Nr. 15, A4 Eisenach - Görlitz, Streckenabschnitt: AS Magdala - AS Jena/Göschwitz „Leutratal", Tunnel Jagdberg. August 2014 

 

  • Land: Deutschland
  • Region: Thüringen
  • Tunnelnutzung: Verkehr
  • Nutzungsart: Straßentunnel
  • Bauherr: Bundesrepublik Deutschland, Land Thüringen
  • Projektrealisierung: DEGES Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH
  • Planer: WBI Beratende Ingenieure für Grundbau u. Felsbau GmbH
  • Bauüberwachung/Bauoberleitung: Bung, Heidelberg/Müller+Hereth. Freilassing
  • Prüfer: Ing.-Büro Prof. Duddeck + Partner GmbH
  • Bauausführung: Baresel GmbH, Leinfelden-Echterdingen; Beton- und Monierbau GmbH. Innsbruck; Kirchhoff Leipzig Straßenbau GmbH & Co. KG
  • Bauweise: Geschlossen
  • Vortrieb: Sprengvortrieb
  • Auskleidung: Spritzbeton
  • Anz. Röhren: 2
  • Gesamtlänge: 3074,02 m (Nordröhre), 3070,65 m (Südröhre)
  • Querschnitt: 125 bis 155 m²
  • Kosten: 173 Mio. Euro (Rohbau)
  • Bauzeit: 2008-2013
  • Inbetriebnahme: November 2014