Technische Meisterleistungen zum Wohle von Natur und Landschaft

Die Querung des Thüringer Waldes im Zuge des Neubaus der BAB A 71 Erfurt - Schweinfurt ist eine der ingenieurtechnisch anspruchsvollsten Aufgabenstellungen bei der Verwirklichung der Verkehrsprojekte Deutsche Einheit - Straße insgesamt. Unterteilt in die Verkehrseinheiten (VKE) 5315, 5316 und 5317, weist der 19,6 km lange Streckenabschnitt zwischen der Anschlußstelle (AS) Geraberg und dem Autobahndreieck (AD) Suhl Besonderheiten auf, wie sie bisher einmalig im deutschen Autobahnbau sind. Den Forderungen des Natur- und Landschaftsschutzes wurde in diesem Bereich bei der Linienfindung in besonderer Weise Rechnung getragen mit der Konsequenz, daß die Kammquerung überwiegend unter Tage erfolgt, und zwar in 4 Tunnels mit einer Gesamtlänge von 12,6 km, wobei der Rennsteigtunnel mit rund 7,9 km Länge der längste Straßentunnel Deutschlands sein wird. Gleichzeitig liegen in diesem Teilabschnitt mehrere Autobahnbrücken mit einer Gesamtlänge von 1,4 km, darunter die 3 Talbrücken:
- Schwarzbachtal (352 m)
- Wilde Gera (552 m)
- Steinatal (340 m)
Im vorliegenden Streckenabschnitt befinden sich außerdem die beiden Anschlußstellen Zella-Mehlis (B 247) und Suhl/Nord (B 247) sowie das Autobahndreieck Suhl (A 71/A 73). Der Abschnitt zwischen diesen beiden Anschlußstellen bewirkt eine starke Entlastung der B 247 im Innenstadtbereich von Zella-Mehlis.
Diese dichte Aufeinanderfolge unterschiedlicher Ingenieurbauwerke bringt neben einer Vielzahl technischer Herausforderungen auch besondere logistische Probleme mit sich.

Daten und Fakten zu den Verkehrseinheiten 5315/16/17
 
Länge: 19,6 km
Regelquerschnitt: 26,0 m
Bodenbewegung: (siehe Logistik-Konzept)
Bauwerke: 9 Brücken, darunter 
- Schwarzbachtal (352 m/322 m) 
- Wilde Gera (552 m) 
- Steinatal (340 m + 108 m) 
4 Tunnel 
- Alte Burg (874 m) 
- Rennsteig (7.916 m) 
- Hochwald (1.058 m) 
- Berg Bock (2.740 m)
Anlagen: Anschlußstellen 
- Zella-Mehlis (B 247) 
- Suhl/Nord (B 247) 
Autobahndreieck Suhl (A 71/A 73) mit 3.200 m Verbindungsrampen
Flächenbedarf: ca. 303 ha Trasse und Anlagen 
ca. 350 ha Gestaltungs-, Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen
Prognose - 
Verkehrsbelast.:
(durchschnittl. tägliche Verkehrsmengen im Jahr 2010) 
- VKE 5315 35.500 Kfz/24 h 
- VKE 5316 44.200 Kfz/24 h 
- VKE 5317 42.000 Kfz/24 h
Planung: BPI, Erfurt (Gesamtplanung VKE 5315) 
HIG, Erfurt (Gesamtplanung VKE 5316/17) 
IGUT, Erfurt (Landschaftspfl. Begleitplanung) 
VBM, Berlin (Tunnel Alte Burg) 
ILF, München (Rennsteigtunnel) 
EDR, München (Hochwaldtunnel) 
BUNG, Heidelberg (Tunnel Berg Bock)
Portalgestaltung: Schüler-Witte, Berlin
 
Autobahndreieck Suhl

Der nunmehr festgelegte Standort für das Autobahndreieck, an dem sich die A 71 Erfurt - Schweinfurt mit der A 73 Erfurt - Lichtenfels verbindet, ist das Ergebnis umfangreicher Variantenunterschungen. Mit der Linienbestimmung für die A 71/A 73 durch das Bundesministerium für Verkehr im Mai 1995 ergaben sich noch drei mögliche Standorte für das Autobahndreieck. Nach sorgfältiger Prüfung und Abwägung aller relevanten Faktoren, erhielt der Standort südöstlich von Albrechts im Bereich Heiliger Berg/Gemeindeberg den Vorzug. Aus ökologischer, ökonomischer und städtebaulicher Sicht ist diese Variante den beiden anderen möglichen Standorten (südlich von Albrechts im Bereich des Albrechtsgrabens und nordwestlich von Albrechts im Bereich des Lenkberges) überlegen.
Ein Klima-Schadstoff-Gutachten sagt aus, daß infolge der Querung des Haseltals durch die A 73 keine Grenzwertüberschreitungen für Luftschadstoffe durch den Autoverkehr zu erwarten sind.

Tunnel Berg Bock (2.740 m)

Der Tunnel beginnt an der Suhler Struth (Nordportal) bei einer Fahrbahnhöhe HN = 527 m, durchfährt den 709 m hohen Berg Bock und endet mit einer Fahrbahnhöhe HN = 498 m zwischen der Linsenhofsiedlung und Suhl-Albrechts (Südportal). Für jede Richtungsfahrbahn steht eine Röhre mit einer Fahrbahnbreite von 7,50 m (plus je 1 m breite Notwege beiderseits der Fahrbahn) zur Verfügung. Die Weströhre hat eine Länge von 2.750 m, die Oströhre von 2.729 m; die lichte Höhe in beiden Röhren beträgt 4,50 m. Im Abstand von ca. 340 m werden die Röhren durch 6 Querstollen verbunden. In der Mitte des Tunnels ist eine Überfahrt vorgesehen. Die Längslüftung der Röhren (in Fahrtrichtung) erfolgt durch Strahlventilatoren. Der Tunnelvortrieb soll nach den Regeln der "Neuen Österreichischen Tunnelbauweise" (NÖT) erfolgen. Nach dieser Methode wird der Hohlraum im Bohr- und Sprengverfahren abschnittweise ausgebrochen. Je nach Notwendigkeit wird der freigelegte Bereich unmittelbar mit Spritzbeton, Stahlbögen, Bewehrungen und Ankern gegen ein Nachbrechen des Gebirges abgestützt und gesichert. Lediglich an den Portalen werden die Röhren (jeweils rund 80 m) in offener Bauweise hergestellt.

Talbrücke Steinatal (340 m)

Unmittelbar im Anschlußstellenbereich entsteht ein aufwendiges Brückenbauwerk zur Querung des Steinatals. Das Gesamtbauwerk setzt sich aus drei Teilen zusammen:
1. Eine Hauptbrücke (340,5 m) zur Querung der B 247, der Bahnlinie Neudietendorf - Ritschenhausen und des Bachs Sachsa. Mit ihrem schlanken Überbau (Bauhöhe ca. 1,85 m), Stützweiten zwischen 28 und 45 m und den mit Klinkern verblendeten Pfeilern fügt sich das Bauwerk unaufdringlich in die Umgebung ein.
2. Zwei Rampen-Brücken, die von den Hauptpfeilern der Hauptbrücke ausgehen und sich nach 65 m bzw. 90 m zu einer Brücke vereinen. Sie bilden Zu- und Abfahrt zur Anschlußstelle Suhl/Nord für die Richtungsfahrbahn Schweinfurt der A 71.
3. Eine südlich der Hauptbrücke anschließende Brücke über Industriegleise (101,9 m).

Anschlußstelle Suhl/Nord (B 247)

Die Anschlußstelle liegt im Bereich des Gewerbegebietes Zella-Mehlis und verknüpft die stark befahrene Bundesstraße B 247 mit der A 71. Industrie und Gewerbe erhalten damit einen unmittelbaren Zugang zum Fernstraßennetz, die Erreichbarkeit beider Städte wird erheblich verbessert. Im Anschlußstellenbereich wird die derzeit dreistreife Bundesstraße von der DEGES vierstreifig ausgebaut.

Tunnel Hochwald (1.058 m)

Ausgehend von der am Nordrand von Zella-Mehlis gelegenen Senke Schneidersgrund unterquert der Tunnel in einer Länge von 1.058 m den Höhenrücken des Hochwaldes und endet am Rande des Industriegebietes nördlich von Suhl. Die beiden Röhren pro Richtungsfahrbahn sind im Abständen von ca. 360 m durch Querstollen verbunden. Jede Röhre hat eine Fahrbahnbreite von 7,50 m (plus je 1 m breite Notwege beiderseits der Fahrbahn) und eine lichte Höhe von 4,50 m.
Für die Ein- und Ausfädelungsspuren zur Anschlußstelle unmittelbar hinter dem Nordportal wird der Querschnitt des Normalbereichs um 3,50 m verbreitert. Der Tunnel wird auf einer Länge von ca. 1.040 m in bergmännischer Bauweise, im Bereich des Nordportals bzw. des Südportals werden pro Tunnelröhre 7,50 m bzw. 10,40 m in offener Bauweise hergestellt. Die Längslüftung der Röhren erfolgt wie im Tunnel Berg Bock.

Anschlußstelle Zella-Mehlis (B 247)

Zwischen dem Südportal des Rennsteigtunnels und dem Nordportal des Hochwaldtunnels liegt diese Anschlußstelle. Die Auffahrt zur A 71 bzw. die Abfahrt zur B 247 erfolgt hier über Rauten, die an einen 823 m langen Zubringer anschließen, der die Bahnlinie unterfährt und die Bundesstraße mit der Autobahn verbindet. Im Anschlußstellenbereich wird die B 247 auf einer Länge von 250 m erneuert. Die Zubringerstraße zur AS wird durch einen Kreisverkehrsplatz an die B 247 angebunden.

Tunnel Rennsteig (7.916 m)

Größtes und aufwendigstes Bauwerk im Zuge der Kammquerung des Thüringer Waldes ist der Tunnel Rennsteig. Mit ca. 7,9 km Länge entsteht hier der mit Abstand längste Straßentunnel in Deutschland. Die Gesamtuntertunnelung des Gebirgskammes garantiert den Erhalt und die ungehinderte Entwicklung aller wertvollen Biotope und vermeidet die Störung von Flora und Fauna. In Bezug auf Natur- und Landschaftsschutz stellt dieser große Tunnel mithin die beste Lösung dar.
In der Mitte des zweiröhrigen Tunnels erreicht die A 71 bei ca. 670 m über dem Meeresspiegel ihren höchsten Punkt zwischen Erfurt und Schweinfurt. Diese Steigung ist deshalb erforderlich, weil der Tunnel Rennsteig im Berg den Brandleitetunnel der DB-Strecke Erfurt - Meiningen überquert. Zwischen dem Eisenbahntunnel, der in den Jahren 1881 bis 1884 gebaut wurde, und dem Autobahntunnel verbleibt eine Gebirgsfeste von 6 bis 7 m.
Auch für den Tunnel Rennsteig ist eine Längsbelüftung vorgesehen. Aufgrund der Länge des Tunnels müssen zur Be- und Entlüftung der Röhren Luftaustauschzentralen (LAZ) eingerichtet werden. Mit der LAZ Kehltal und der LAZ Floßgraben werden beide Röhren in drei annähernd gleichlange Lüftungsabschnitte unterteilt. Die Längslüftung in diesen Abschnitten erfolgt jeweils durch Strahlventilatoren. In der LAZ wird die Tunnelluft mittels Axialventilatoren abgesaugt und über einen Kamin ausgeblasen. Gleichzeitig wird - in erforderlichem räumlichen Abstand - die Frischluft über einen Stollen aus dem Freien angesaugt und in den Fahrraum eingeblasen. Durch eine Reihe von Kontroll- und Meßanlagen werden die Luftverhältnisse in den Röhren kontinuierlich überwacht.
Als Sicherheitseinrichtungen erhalten beide Röhren u.a. 12 Pannenbuchten. In Abständen von ca. 300 m werden beide Röhren außerdem mit Querstollen verbunden, wobei jeder zweite (bei jeder Pannenbucht) auch von Rettungsfahrzeugen befahrbar ist. Beiderseitig der Fahrbahnen gibt es Notgehwege.

Talbrücke Wilde Gera (552 m)

In sehr geringem Abstand zum Tunnel Rennsteig überquert das Bauwerk das tief eingekerbte Tal der Wilden Gera mit der im Talgrund verlaufenden Landesstraße (L 2149) und der Bahnstrecke Zella-Mehlis - Gräfenroda. Diese Zwangspunkte, eine maximale Höhe über Tal von ca. 110 m und der Anspruch einer besonders ästhetischen Gestaltung, die das Bauwerk harmonisch in die Landschaft einbindet, bedeuteten für Planer und Ingenieure außerordentliche Herausforderungen. Nachdem mehrere Gestaltungsvarianten eingehend untersucht worden sind, kommt nun ein Sondervorschlag zur Ausführung, der nicht nur als ästhetisch besonders gelungen anzusehen ist, sondern auch mit technischen Superlativen aufwartet. Durch eine weit geschwungene Bogenkonstruktion bleibt der Talgrund unberührt von Pfeilern. Mit einem Abstand von 252 m zwischen den beiden Bogenenden (von Pfeilerachse 3 bis Pfeilerachse 9) wird dies der Stahlbetonbogen mit der größten Stützweite in Deutschland sein.
Der Überbau wird im Taktschiebeverfahren hergestellt. Er besteht aus einem einzelligen Stahlhohlkasten mit Schrägstreben und einer darübergelegten Srahlbetonfahrbahnplatte (Stahlverbund). Die Stützweiten betragen 30 m - 36 m - (10 x) 42 m - 36 m - 30 m = 552 m; die Bauhöhe liegt bei 3,74 m.

Talbrücke Schwarzbachtal (352 m)

Unmittelbar an das Westportal des Tunnels Alte Burg schließt das Ostwiderlager der Brücke über das Tal des Schwarzbaches an. Das Bauwerk erhält zwei getrennte Überbauten mit je 13,50 m zwischen den Geländern. Je Richungsfahrbahn stehen zwei Fahrstreifen und ein Standstreifen zur Verfügung. Aufgrund der Lage des Bauwerks zwischen dem Tunnel Alte Burg und der Talbrücke Wilde Gera werden die beiden Überbauten der Talbrücke Schwarzbachtal nicht parallel, sondern zulaufend (Achsabstand 16 m bis 23 m) hergestellt. Bei einer Bauhöhe von 3,24 m betragen die Stützweiten für den Nordüberbau 35 m - (6 x) 47 m - 35 m = 352 m; für den Südüberbau 35 m - (5 x) 45 m - 35 m = 322 m. Die Spannbetonüberbauten werden im Taktschiebeverfahren hergestellt. Die maximale Höhe über Tal beträgt ca. 65 m.

Tunnel Alte Burg (874 m)

Der kleinste Tunnel auf der Nordseite des Bergkamms komplettiert die "Tunnelkette Thüringer Wald". Auf 874 m Länge unterquert den Tunnel den Höhenrücken "Alte Burg" südwestlich Geschwenda und endet vor dem Schwarzbachtal. Für jede Richtungsfahrbahn steht eine Röhre mit 7,50 m Fahrbahnbreite (plus 1 m breite Notwege beiderseits der Fahrbahn) zur Verfügung. Der gesamte Tunnel liegt in einer konstanten Steigung von ca. 2,5 %. Die Röhren werden in bergmännischer Bauweise vom Ostportal ausgehend hergestellt. Lediglich die Portalbereiche werden in offener Bauweise errichtet.

Das Problem des Massenausgleichs

Zwischen Geraberg und Suhl ergibt sich durch den Bau der vier Tunnel mit einer Gesamtlänge von 12,6 km ein Ausbruchsvolumen von 2,4 Mio. m3. Ein weiterer hoher Massenüberschuß mit rund 0,35 Mio. m3 entsteht bei der Anschlußstelle (AS) Suhl/Nord. Die in diesem Abschnitt benötigten Mengen an Dammbau- und Frostschutzmaterial bzw. Zuschlagstoffen sind jedoch wesentlich geringer. Das überschüssige Ausbruchsmaterial wird zum größten Teil - bis auf einen Rest von rd. 350.000 m3 - nicht auf außerhalb liegende Deponien über das Straßennetz transportiert. Vielmehr wird alles geeignete Material zu Frostschutzschicht bzw. Schottertragschicht aufbereitet und in die Trasse der vorliegenden sowie angrenzenden Verkehrseinheiten eingebaut. Dies bedeutet gleichzeitig, daß die benötigten Baustoffe aus den vorhandenen Ausbruchsmaterialien gewonnen werden und keine weiteren Transporte von außerhalb notwendig sind. Ressourcen werden so geschont und die Straßen nicht durch Baustofftransporte belastet.
Um Behinderungen, zusätzliche Verkehrsbelastungen und Verschmutzungen durch Baufahrzeuge auf den Bundes- und Landesstraßen möglichst gering zu halten, werden die Erdstoffmassen überwiegend auf der Trasse der späteren Autobahn transportiert. Zur Bewältigung dieser komplizierten Aufgabenstellung wurde im Auftrag der DEGES ein ausgeklügeltes Logistik-Konzept erarbeitet.

Logistik-Konzept für Erdtransporte

Grundsätzlich gilt: Ausbruchsmaterial aus den Tunnels muß, unabhängig von seiner Qualität, zerkleinert und klassiert (Aufteilung in Korngruppen) werden. Deshalb wurden in dem Konzept drei Standorte als Zwischendeponien und Aufbereitungsstätten festgelegt:
- Suhl Struth: (ehemaliges Heizkraftwerk) Transport über die Trasse
- Nordportal Rennsteigtunnel: Zwischenlager für Ausbruchmaterial und Aufbereitung
- Arlesberg: Transport über die Trasse; nach Aufbereitung Weitertransport über die Trasse zur künftigen Tank- und Rastanlage Geraberg sowie in den Bereich der VKE 5313/14.
In Verbindung mit diesem Logistik-Konzept wurde ein Rahmenbauzeitplan erarbeitet, durch den der Wiedereinbau der Erdstoffmassen möglichst ohne wesentliche Inanspruchnahme der Zwischendeponien gewährleistet wird.

Die Maßnahmen im einzelnen:

Tunnel Alte Burg

Tunnel Rennsteig Da der Schwerpunkt des Massenbedarfs im Norden liegt, ist möglichst frühzeitig eine durchgehende Befahrbarkeit des Tunnels erforderlich. Deshalb wird gleichzeitig vom Nord- und Südportal sowie von den Luftaustauschzentralen mit den Ausbruchsarbeiten begonnen.

AS Suhl/Nord

Tunnel Hochwald Tunnel Berg Bock Voraussetzung: Plangenehmigung

Das oben beschriebene Logistik-Konzept kann nur umgesetzt werden, wenn die Trasse der A 71 im vorliegenden Streckenabschnitt weitestgehend für die Erdtransporter befahrbar ist. Dies wiederum setzt voraus, daß die Brückenbauwerke fertiggestellt sein müssen, bevor das Ausbruchsmaterial aus den Tunnels anfällt.
Um den straffen Zeitplan einhalten zu können, wurden für die Talbrücken "Schwarzbachtal" und "Wilde Gera" (VKE 5315) sowie "Steinatal" (VKE 5317) zur Erlangung des Baurechts frühzeitig Plangenehmigungsverfahren durchgeführt. Als vorgezogene Maßnahmen befinden sich die drei Brücken seit November 1996 (Steinatal) bzw. Oktober 1997 (Schwarzbachtal, Wilde Gera) im Bau.

Planungsübersicht zu den Verkehrseinheiten 5315/16/17
 
Sommer '91 Beginn der Planungen (A 71/A 73 insgesamt)
September '92 Übernahme des Planungsauftrages durch DEGES
August '93 Vorliegen des Variantenvergleichs, Auswahl der Vorzugsvariante
April '94 Abschluß des Raumordnungsverfahrens für die A 71/A 73
Mai '95 Linienbestimmung durch das BMV
Plangenehmigung erteilt:
Oktober '96 - Steinatalbrücken
Juli '97 - Brücke Schwarzbachtal 
- Brücke Wilde Gera
Planfeststellungsverfahren:
Juni '97 - Mai '98 - VKE 5315: AS Geraberg - AS Zella-Mehlis
März '97 - Mai '98 - VKE 5316: AS Zella-Mehlis - AS Suhl/Nord
Juli '97 (eingel.) - VKE 5317: AS Suhl/Nord - AD Suhl
Baubeginn:
November '96 - Steinatalbrücken
Oktober '97 - Brücke Schwarzbachtal 
- Brücke Wilde Gera
August '98 - Tunnel Rennsteig
September '98 - Tunnel Alte Burg 
- Tunnel Hochwald