Überdeckung (Tunnel)

Tunneleinfahrt in Richtung San Francisco

Tunnelausfahrt zur San Francisco-Oakland Bay Bridge

Im Inneren eines Straßentunnels

Ein Tunnel (auch Tunell) ist eine künstliche Passage, die Berge, Gewässer oder andere Hindernisse (in der Regel als Verkehrsweg) unterquert. Ein Tunnel liegt - abgesehen von der Zu- und Ausfahrt - unterhalb der Erd- oder Wasseroberfläche^[1]. Allerdings gelten nach DIN 1076 ab einer Länge von 80 Metern oberirdische Einhausungen von Straßen oder Galeriebauwerke als Straßentunnel^[1]. Eine Unterführung zählt nach DIN 1076 nicht zu den Tunnelbauwerken, wenn diese in offener Bauweise hergestellt wurde und nicht länger als 80 Meter ist^[1]. Teilweise dienen Tunnel dem Schutz der Anwohner vor Straßen- oder Schienenverkehrslärm.

Tunnel bieten:

• Schienenfahrzeugen,
• Straßenfahrzeugen,
• Wasserfahrzeugen
• Fußgängern
• Medien (Wasser etc.),
• Leitungen der Ver- und Entsorgung

eine Trasse.

Für den Verkehr erstellte Tunnel können ein-, zweispurig oder mehrspurig sein. Der Bau eines Tunnels ist kostenintensiv und oft eine Herausforderung an die Ingenieurskunst. Lange Tunnel werden üblicherweise im Gegenortvortrieb gebaut, dies gilt vor allem im Gebirge oder unter dem Meer.

Sprachliche Herkunft

Der Begriff Tunnel wurde in England (the tunnel) geschaffen, dabei lehnte man sich an das französische Wort tonnelle an, welches blumenbewachsene, durchschreitbare Bögen in Gartenanlagen zumeist aus Draht oder Holz bezeichnet. Das Wort wanderte weiter nach Deutschland und dann weiter zurück nach Frankreich (le tunnel). Die tonnelle stammt übrigens wegen ihrer Form vom französischen Begriff für ein spezielles, großes Fass (tonne) ab. Dieses Fass wiederum gab wegen seines Inhalts (etwa 1000 Liter) der Masseneinheit Tonne (1000 kg) ihren Namen.

Im Duden wird neben dem Lemma „der Tunnel“ auch „das Tunell“ (süddeutsch und österreichisch neben Tunnel) angeführt. Im Sprachgebrauch ist die Verwendung als Neutrum nur noch selten, besonders aber in der Schweiz anzutreffen.^[2] Die bis zum Anfang des 20. Jahrhunderts noch typische Endbetonung (wie im Französischen) ist weitgehend der Betonung auf der ersten Silbe gewichen, mit Ausnahme einiger Sprecher im Süden des deutschen Sprachraums und besonders Südtirols.^[3]

Messgrößen

Neben der Länge sind relevante Messgrößen:

• Querschnitt: Inhalt einer rechtwinklig zum Tunnelverlauf gespannten Fläche.
• Überdeckung: Höhenunterschied zwischen der Oberkante des Tunnels und der Oberkante des darüber befindlichen Geländes.
• lichte Höhe: Abstand zwischen der Oberkante und dem Boden des Tunnels. Wenn Tunnel für Fahrzeuge bestimmt sind (die üblicherweise ein ungefähr ebenes Dach haben), aber aus bautechnischen oder statischen Gründen gleichwohl gewölbt ausgeführt sind, kann man zwischen einer maximalen lichten Höhe und der lichten Durchfahrtshöhe unterscheiden. Letzteres ist die minimale lichte Höhe in dem planmäßig zum Befahren vorgesehenen Bereich.

Weiterhin kann man jegliche Messgrößen angeben, die auch für Wege im freien Gelände gelten, z.B. die Steigung.

Geschichte

Antike und Frühmittelalter

Vorläufer der dem Verkehr dienenden großen Tunnel waren unterirdische Be- und Entwässerungskanäle, die bereits von den antiken Griechen (beispielsweise Samos: der zur verdeckten Wasserversorgung ca. 530 v. Chr. gebaute Tunnel des Eupalinos), der unter dem israelischen König Hiskija ebenfalls zur Wasserversorgung bei Belagerung gegrabene 500 m lange Hiskija-Tunnel von der Gihon-Quelle zum Siloah-Teich in Jerusalem, der etwa 150 v. Chr. geschlagene 700 m lange Tunnel zur Wasserversorgung nach Qumran am Toten Meer, besonders von den Römern ausgeführt wurden (beispielsweise Ableitung des Fucino-Sees, 5,6 km langer Tunnel, Mitte des 1. Jahrhunderts). Vespasian ließ im Jahr 77 auf der Via Flaminia einen neuen Tunnel durch den Intercisa-Pass (Furlo) errichten. Aufgrund von Resten antiker Schachtbauwerke in der Umgebung von Dover geht die moderne Forschung davon aus, dass bereits die Römer sich mit dem Gedanken eines Ärmelkanaltunnels nicht nur theoretisch beschäftigt haben. Der mitteleuropaweit älteste frühmittelalterliche Wasserstollen ist der Almkanal in Salzburg, der der Nutzwasserversorgung der Stadt diente und 1143 durch den Mönchsberg geschlagen worden war. Ein weiterer Tunnel, der eventuell aus dieser Zeit stammt, ist der sogenannte Fulbert-Stollen am Laacher See, der vermutlich nach 1164 gebaut wurde und der teilweisen Senkung des See-Wasserspiegels diente.

Neuzeit

Nördlich der Alpen gab es in Deutschland vor dem Zeitalter des Eisenbahnbaus nur vier Tunnel, die dem Verkehr dienten. Zu ihnen zählt der Tiergarten-Tunnel in Blankenheim in der Eifel. Die Einführung des Schwarzpulvers zur Gesteinssprengung machte seit dem 17. Jahrhundert Tunnel auch beim Bau von Kanälen realisierbar (beispielsweise der 157 m lange Malpas-Tunnel für den Canal du Midi (um 1680) und der Schiffstunnel von Weilburg an der Lahn). 1708 wurde mit dem Urnerloch bei Andermatt der erste Tunnel an einer Alpenstraße (Länge 64 m) für den Güter und Personenverkehr gebaut. Das 1765 fertiggestellte Sigmundstor in Salzburg ist mit einer Länge von 131 Metern der vermutlich älteste Tunnel Österreichs. Der 1789 eröffnete Sapperton Tunnel im Thames & Severn Canal in England war 3,5 km lang und erlaubte den Transport von Kohlefrachtern. Auch der 2869 m lange Norwood-Tunnel in England, eröffnet 1775, ist ein weiteres Beispiel. Durch den von 1842 bis 1847 erbauten 4.880 m langen Mauvages-Tunnel im Canal de la Marne au Rhin im Elsass wurden Boote und Schiffe mit einem im Jahre 1912 in Betrieb genommenen elektrischen Kettenschlepper getreidelt. Die Treideleinrichtung ist jedoch nicht mehr in Betrieb, da der Kanal überwiegend von Freizeitschiffern genutzt wird.

Alter Elbtunnel (1911)

Der erste Verkehrstunnel unter einem Fluss wurde unter der Themse in London zwischen Rotherhithe und Wapping von 1825 bis 1841 mit einer Unterbrechung von sieben Jahren erstellt. Nach der Ausrüstung mit Licht, Fahrbahnen, Treppen und einer Maschinenanlage zur Drainage wurde er am 25. März 1843 für den öffentlichen Verkehr freigegeben. Für Fußgänger wurde er nur bis 1865 genutzt, danach wurde dieser Thames Tunnel von der East London Railway als Teil der London Underground (zuletzt East London Line) benutzt.

Der erste amerikanische Verkehrstunnel unter einem Fluss wurde am 1. Januar 1869 in Chicago eröffnet. Der erste Flusstunnel auf dem europäischen Kontinent ist der am 7. September 1911 eröffnete Elbtunnel in Hamburg. Bereits 1899 wurde der Spreetunnel Stralau in Berlin in Betrieb genommen.

Die ersten Eisenbahntunnel schuf George Stephenson auf der Strecke Liverpool–Manchester 1826 bis 1830. 1837 bis 1839 wurde auf der Strecke Leipzig–Dresden bei Oberau der erste deutsche Eisenbahntunnel gebaut. Die großen Gebirgstunnel ermöglichte erstmals die Erfindung des Dynamits und der mit Druckluft betriebenen Gesteinsbohrmaschinen.

Bemerkenswert ist auch der 1882 unter dem Col de Tende hindurchgetriebene 3182 Meter lange Straßentunnel. Er war der erste Straßentunnel unter einem Alpenpass und dürfte seinerzeit einer der längsten für den öffentlichen Verkehr freigegebenen Tunnel der Welt gewesen sein.

Jüngere Geschichte

Tunnel schrieben auch politisch/militärische Geschichte: Gegen Ende des Zweiten Weltkriegs lagerte die deutsche Rüstungsindustrie zahlreiche Fertigungsstätten in bombensicher vermauerte Verkehrstunnel im Rahmen des sogenannten U-Verlagerungsprogramms aus. In den 1960er Jahren wurden geheime Fluchttunnel aus Ostberlin und der DDR nach Westberlin und Spionagetunnel vice versa während der Zeit der Berliner Mauer gebaut. Während des Vietnamkrieges besaß der Vietcong in den 1970er Jahren eine Vielzahl von Tunneln bis in die Nähe der südvietnamesischen Hauptstadt Saigon, in welche die Soldaten der Vietnamesischen Volksbefreiungsarmee sich bei amerikanischen Luftangriffen und Patrouillen versteckten, Nachschublager unterhielten und Verwundete operierten und pflegten. Während des Bürgerkriegs in Bosnien in den 1990er Jahren bauten die bosnischen Truppen einen geheimen Tunnel von Sarajewo unter dem serbischen Belagerungsring hindurch, durch den sie bescheidenen Nachschub erhielten.

Tunnelarten

Dieser Artikel oder Absatz stellt die Situation in Deutschland dar. Hilf mit, die Situation in anderen Ländern zu schildern.

Eisenbahntunnel

→ Hauptartikel: Eisenbahntunnel

Eisenbahntunnel

Wie jede andere Art von Verkehrsmitteln benötigt auch die Eisenbahn Tunnels. Diese dienen auch hier in erster Linie einer Umgehung eines topografischen Hindernisses.
Im Gegensatz zu Straßenfahrzeugen oder Zahnradbahnen können Adhäsionsbahnen normalerweise keine großen Steigungen überwinden. Deshalb wurden die Bergstrecken von Eisenbahnen mit Hilfe von Kehren oder Spiralen auf künstliche Art verlängert. Dies erfolgte einerseits, wie historisch beim Straßenbau, durch Anlegung von Kehren oder sonst durch Spiralen.
Diese Maßnahmen konnten je nach Topografie oberirdisch angeordnet werden. In den meisten Fällen erforderten sie wegen der engen Topografie aber eine Verlegung in einen Kehrtunnel.
In extremen topografischen Verhältnissen wird auch bei Zahnradbahnen davon Gebrauch gemacht.

Straßentunnel

→ Hauptartikel: Straßentunnel

Da Straßenfahrzeuge größere Steigungen als Schienenfahrzeuge überwinden können, begann der Bau von Straßentunneln in größerem Umfang erst im Zuge des Baus von Autobahnen und anderen Schnellstraßen. Vorher waren Straßentunnels vor allem in den Alpen anzutreffen und meist nur wenige Meter lang.

Fußgängertunnel

Eiertunnel in Bad Kleinen

Diese Tunnelart findet man hauptsächlich in Städten. Dort dienen Fußgängertunnel häufig als Ersatz für Fußgängerüberführungen über breite Straßen oder als Verbindung von U-Bahn-Stationen.

In Städten in kälteren Klimazonen gibt es auch größere Netzwerke aus Fußgängertunneln, welche auch Untergrundstädte genannt werden.

Beispiele für Fußgängertunnel

• Einen besonderen Fußgängertunnel gibt es in Rendsburg zu sehen. Dort wurde eigens für Fußgänger und Radfahrer ein Tunnel unter dem Nord-Ostsee-Kanal gebaut (Eröffnung 1965). Über Rolltreppen und Fahrstühle erreichen die Nutzer das Tunnelniveau bzw. auf der anderen Seite die Oberfläche. Der Tunnel befindet sich ungefähr an der Stelle der alten Drehbrücke, die wegen der Behinderung des Durchgangsverkehrs zugunsten eines reinen Straßentunnels abgebaut wurde (1961).
• In Berlin gibt es im Stadtbezirk Treptow-Köpenick einen Fußgängertunnel unter der Spree, den sogenannten Spreetunnel Friedrichshagen.
• In Bad Kleinen verbindet der wegen seiner Form sogenannte, 1896 erbaute Eiertunnel die Wasserheilanstalt mit dem Außensee des Schweriner Sees.

Kanaltunnel

Tunnel am Rhein-Marne-Kanal bei Arzviller

Als Kanaltunnel bezeichnet man Bauwerke, mit denen ein schiffbarer Kanal unter Landschaftserhebungen wie Hügeln oder Bergen hindurchgeführt wird. Bei der Planung von Kanälen werden Anhöhen, die nicht mit einem Geländeeinschnitt zu durchqueren sind, wenn immer möglich mit einer längeren Strecke auf gleichbleibender Höhe umgangen oder mit Schleusenreihen überschritten. Wo beides nicht in Frage kommt oder für eine solche Lösung eine zu große Massenbewegung erforderlich wäre, kann der Bau eines Tunnels die wirtschaftlich optimale Variante sein. Kanaltunnel bilden in Kanälen mit mehreren Schleusenstufen einen Abschnitt der Scheitelhaltung.

Kanaltunnel sind in der Regel für einspurigen Verkehr ausgelegt. Vor beiden Portalen sind deshalb ausreichende Warteräume und Signaleinrichtungen für die Verkehrsregelung erforderlich. In einigen Tunneln wird der Wasserweg von einem Bankett über dem Wasserniveau begleitet, das für Kontrollgänge und das Ziehen von Kähnen diente.

Der erste Kanaltunnel wurde im 17. Jahrhundert für den Canal du Midi gebaut.

Beispiele für große Kanaltunnel:

• der 7120 m lange Tunnel des Canal du Rove bei Marseille (nach Teileinsturz seit 1963 nicht mehr schiffbar) ^[4]
• der 5677 m lange Souterrain de Riqueval in der Picardie, Canal de Saint-Quentin, Frankreich
• der 5209 m lange Standedge-Tunnel im Huddersfield Narrow Canal, England
• der 4880 m lange Mauvages-Tunnel des Canal de la Marne au Rhin (deutsch: Rhein-Marne-Kanal) in Frankreich
• der 4354 m lange Souterrain de Ruyaulcourt des Canal du Nord, Frankreich
• der 3490 m lange inzwischen eingestürzte Sapperton-Kanaltunnel des Themse-Severn-Kanal in England
• der 3333 m lange Scheiteltunnel Voûte de Pouilly-en-Auxois des Canal de Bourgogne (deutsch: Burgund-Kanal) in Frankreich
• der 2836 m lange Norwood-Tunnel im Chesterfield-Kanal, England

Das einzige Beispiel in Deutschland für einen schiffbaren Tunnel ist der 195 m lange Weilburger Schiffstunnel an der Lahn.

Tunnelbau

→ Hauptartikel: Tunnelbau

Der Bau von Tunneln erfolgt in geschlossener oder in offener Bauweise. Bei der geschlossenen Bauweise erfolgt die Herstellung bergmännisch in der Neuen Österreichischen Bauweise mittels Bohr- und Sprengvortrieb beziehungsweise Baggerausbruch oder maschinell mittels einer Tunnelbohrmaschine. Beim Tunnelbau in offener Bauweise erfolgt die Herstellung des Tunnelbauwerks in einer offenen Baugrube, die anschließend wieder verfüllt wird.

Bei längeren Tunneln im Gebirge und im Hochgebirge kommt oft nur der Gegenortvortrieb, evtl. ergänzt um weitere Vortriebe von Zwischenangriffen aus, als Bauweise in Frage, um die Bauzeit auf eine wirtschaftlich sinnvolle Zeitdauer zu begrenzen. Die Grundlage für einen erfolgreichen Tunnelbau ist eine präzise Vermessung des zu bauenden Tunnels.

Beim Bau des Tunnels werden Lokomotiven mit dieselelektrischem Antrieb und optimalen Traktionseigenschaften eingesetzt.

25 t Tunnellokomotive Schalker Eisenhütte

Bei einem langen Tunnel liegt die Linie des konstanten Gefälles nicht mehr auf einer Geraden, sondern wegen der Krümmung der Erdoberfläche auf Kreisen mit dem Erdmittelpunkt als Kreismittelpunkt. Das Licht zur Vermessung der Tunnelachse breitet sich dagegen völlig geradlinig aus. Eine Missachtung dieses Sachverhaltes führt zu einem Höhenfehler, der beispielsweise bei den etwa 10000 m langen Richtstollen des Simplontunnels etwa 8 m betragen hätte. Die tatsächliche Abweichung beim Zusammentreffen der beiden Richtstollen betrug jedoch nur etwa 22 cm.

Der Bau von Tunnel ist sehr investitionsintensiv. So schlägt in Deutschland ein zweistreifiger Straßentunnel, welcher bergmännisch in mittelschweren Bodenverhältnissen hergestellt wird, im Schnitt mit 20.000 € pro Meter zu Buche. Dies ist nur ein Durchschnittswert, der nach unten, vor allem aber stark nach oben hin abweichen kann. Davon entfallen in der Regel 15 bis 20 % auf die Ausstattung des Tunnels, zum Beispiel Beleuchtung, Notrufsäulen, etc. Neben den zum Teil enormen Baukosten ist die Unterhaltung des Tunnels ebenfalls sehr kostspielig. So rechnet man im Schnitt mit jährlichen 180.000 € Folgekosten pro Kilometer Tunnelstrecke.

Tunnelsicherheit

Notrufnische im Autobahntunnel der A 17 bei Dresden

In Tunneln kann ein funktionierendes Sicherheitssystem im Falle eines Unfalls oder Brandes Leben retten. Folgende bauliche und technische Maßnahmen erhöhen die Sicherheit in Tunnelanlagen:

• nach Fahrtrichtungen getrennte Tunnelröhren (Richtungsverkehrstunnel, „Zwillingsröhre“ im Gegensatz zu Gegenverkehrstunnel);
• zusätzliche Rettungsstollen, die hauptsächlich als Fluchtweg, aber auch als Zugang für Einsatzkräfte genutzt werden können;
• Belüftungsanlage mit Strahlventilatoren und evtl. Belüftungsschächten;
• Anlage zur Sichttrübungsmessung;
• Anlage zur Windgeschwindigkeitsmessung;
• Anlage zur automatischen Branddetektion (Brandmelder);
• Sprinkleranlage und für die Feuerwehr Löschwasserentnahmestutzen;
• Fluchtweghinweise mit Entfernungsangabe und Fluchtwegbeleuchtung;
• Notrufnische mit Notrufanlage und mit Feuermelder und Feuerlöscher;
• Abflusssystem für brennbare Flüssigkeiten;
• Überwachungskamera;
• Nothaltebuchten bei Straßentunneln;
• Notbeleuchtung bei Eisenbahntunneln.

Weiterhin ist ein intensives Sicherheitsmanagement notwendig, welches das Erstellen von Alarmplänen und Übungen mit ansässigen Feuerwehren (so genannte Portalfeuerwehren) beinhaltet.

Zahlreiche schwere Unfälle in Tunneln (Siehe Katastrophen im Straßenverkehr und Schienenverkehr) zeigen immer wieder, dass viele Tunnel nur über ein schlechtes Sicherheitssystem verfügen.

Um die Sicherheit zu erhöhen werden auch laufend Tests von den Verkehrsclubs durchgeführt. Dabei werden ungefähr 30 Tunnel in ganz Europa miteinander verglichen. Durch Veröffentlichung dieser Vergleiche soll auf die Tunnelbetreiber öffentlicher Druck ausgeübt werden. Derzeit (2005) beginnt ein von der EU gefördertes Sicherheitsprojekt, dass unter der Federführung des ÖAMTC mit zehn weiteren Ländern unter dem Namen EuroTAP (European Tunnel Assessment Programme). Die EU hat zur Verbesserung der Tunnelsicherheit die Richtlinie 2004/54/EG erlassen, deren Umsetzung in den Mitgliedsstaaten bis zum 30. April 2006 abgeschlossen sein musste. In Österreich wurde dazu das ab 1. Mai 2006 gültige Tunnelsicherheitsgesetz erlassen, das alle Straßentunnel auf den Autobahnen und Schnellstraßen mit einer Länge über 500 m betrifft.

Trotz aller dieser Maßnahmen kann vor allem in Straßentunneln keine hundertprozentige Sicherheit gewährleistet werden. Auch die Benutzer müssen sich der Gefahren bewusst sein und sich an die Regeln halten, wie:

• Fahrzeugbeleuchtung einschalten;
• Fahrgeschwindigkeit reduzieren;
• Sicherheitsabstand einhalten;
• Autoradio mit Verkehrsfunk einschalten;
• auch die Umstellung der Lichtverhältnisse der Augen beachten;
• nicht stehen bleiben im Tunnel;
• Ampel unbedingt beachten.
• Nie hinter einem brennenden Fahrzeug noch in den Tunnel einfahren. Die Verqualmung kann den Motor zum Absterben bringen, was eine Flucht aus dem Tunnel wesentlich erschwert.

Motive

Bei der Querung von Wasserflächen ist oftmals eine Entscheidung zwischen Tunnel und Brücke zu treffen. Generell sind Unterwassertunnel kostspieliger als zum Beispiel Hängebrücken. Bei Schiffswegen ist die Einsetzbarkeit von Brücken jedoch oftmals eingeschränkt. Beispiele für Tunnel, die aus schifffahrtstechnischen Gründen an Stelle einer Brücke gebaut werden mussten, sind der Holland- und Lincoln-Tunnel zwischen New Jersey und Manhattan sowie die Elizabeth-Tunnel zwischen Norfolk und Portsmouth in Virginia.

Seit neuerer Zeit wird Tunnelbau auch aus Gründen des Landschafts- und Umweltschutzes betrieben. So gab es zum Beispiel in den letzten fünf Jahren heftige Auseinandersetzungen um den Bau eines Tunnels im Zuge der BAB 4 westlich von Jena in Thüringen. Ursprünglich war ein Tunnel vorgesehen, der die Autobahn aus dem ökologisch wertvollen Leutratal herauslegen sollte. Aus Kostengründen wurden diese Pläne – zum Nachteil der Anwohner – auf einen 2,9 km langen Tunnel reduziert.

Die längsten Tunnel der Erde

→ Hauptartikel: Liste der längsten Tunnel der Erde

Die derzeit längsten und bereits für den Verkehr freigegebenen Tunnel der Erde sind:

• Seikan-Tunnel, 53,9 km, Japan, Eisenbahn
• Eurotunnel, 49,94 km, Frankreich/Großbritannien, Eisenbahn
• Lötschberg-Basistunnel, 34,6 km Schweiz, Eisenbahn
• Iwate-Ichinohe-Tunnel, 25,8 km, Japan, Eisenbahn
• Lærdalstunnel, 24,5 km, Norwegen, Straße

Siehe auch

• Listen: Liste der Alpentunnel, Liste der Schweizer Tunnel, Liste der Straßentunnel in Baden-Württemberg, Liste der Straßentunnel in Thüringen, Liste der Eisenbahntunnel in Thüringen
• Rohrschildtechnik

Weblinks

• Verzeichnis von Straßentunneln in Deutschland
• Tabelle aller deutschen Eisenbahn-Tunnel, sortiert nach verschiedenen Kriterien
• ADAC / EuroTAP Tunneltest 2005 & 2006 adac.de
• Die Ergebnisse der Tunneltests in Europa ÖAMTC
• Ergebnisse EuroTAP Tunneltests tcs.ch
• Historische Eisenbahntransversalen in den Alpen AlpenTunnel.de
• SEIBOLD-Messtechnik Grafische- und Textinformationen über Tunnel in Österreich

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c} DIN 1076:1999-11: Ingenieurbauwerke im Zuge von Straßen und Wegen. Abs. 3 Begriffe
2. ↑ Vierte Runde: Tunnel (Genus), Atlas der deutschen Alltagssprache, Phil.-Hist. Fakultät, Universität Augsburg, 23. Dezember 2007
3. ↑ Vierte Runde: Tunnel (Betonung), Atlas der deutschen Alltagssprache, Phil.-Hist. Fakultät, Universität Augsburg, 23. Dezember 2007
4. ↑ http://fr.structurae.de/structures/data/index.cfm?id=s0010963