U4-Verlängerung: Wie wird da eigentlich gebaut?

Seit Juni 2013 bauen wir an der Verlängerung der U4 Richtung Elbbrücken. Von der heutigen unterirdischen Endhaltestelle HafenCity Universität wird es dann 1,3 Kilometer weiter bis zur neuen oberirdischen Haltestelle direkt an den Elbbrücken gehen. Der Abschnitt ist unterteilt in 230 Meter Kehr- und Abstellanlage, die heute schon fertig ist, etwa 710 Meter Tunnel, der gerade gebaut wird, rund 230 Meter Trog, dessen Bau noch vor uns liegt und 160 Meter Haltestelle. 2018 soll die U4 dann bis zu den Elbbrücken fahren. Ein Weg, für den bis dahin noch rund 220.000 Kubikmeter Erde ausgehoben und der Strecke weichen müssen.

Doch wie genau macht man das: Offene Bauweise – Was ist das?

Unser Projektleiter Dirk Göhring bringt es auf den Punkt: Für die U4-Verlängerung bauen wir ein Bauwerk im Bauwerk. Denn schließlich wird sie in bis zu 17 Metern unter der Erde gebaut und somit auch deutlich unter dem Grundwasserspiegel. Bedeutet also, dass zuerst eine Baugrube gebaut werden muss, die durch Stahlbetonwände und eine im Boden verankerte Betonsohle gegen Grundwasser abgesichert ist. Weil in der HafenCity genug Platz ist und an der Oberfläche noch keine Gebäude, haben sich die Planer für diese offene Bauweise entschieden. Dafür gibt es im Wesentlichen 4 Schritte:

1. Schlitzwände

Die sogenannten Schlitzwände dienen der Baugrubensicherung. Von diesen Baugruben haben wir mehrere, weil wir Tunnel und Trog bis zur Haltestelle Elbbrücken in mehreren Abschnitten bauen. Jede dieser Baugruben ist rund 100 Meter lang, bis zu 20 Meter breit und noch einmal 20 Meter tief.
Um darin vor Grundwasser geschützt einmal den U-Bahn-Tunnel bauen zu können, werden Schlitzwände gebaut. Dafür hebt ein Schlitzwandgreifer zuerst bis zu 30 Meter tiefe Schlitze aus. Zur Stabilisierung dieser Schlitze wird parallel eine Stützflüssigkeit, das sogenannte Bentonit, eingefüllt. Dieser „Zauberstoff“ verhält sich in Bewegung wie Flüssigkeit, wird im Ruhezustand jedoch zu einem festen Gebilde und stabilisiert damit den Schlitz. Der würde sonst direkt zusammenstürzen. Um die Wand dauerhaft stützend zu machen, werden zunächst 30 Meter hohe Stahlkörbe eingelassen, bevor man anschließend ein Rohr bis kurz vor den Boden des Schlitzes herab lässt. So wird von unten nach oben Beton eingefüllt, der das Bentonit verdrängt, das dann abgepumpt und wiederverwertet werden kann. So arbeitet man sich vor, bis ein komplettes Dock entsteht, das von den Seiten vor Grundwasser geschützt ist.
Um  die Baugrube nun auch von unten zu schützen, folgt der nächste Schritt.

2. Mikropfähle, Aussteifungen und Aushub

Aufgrund des Auftriebs durch den Grundwasserdruck kann die Baugrube nicht einfach ausgehoben und auf ihrem Boden eine Betonsohle gebaut werden. Diese Betonsohle alleine wäre nämlich nicht stabil genug. Deshalb werden noch vor dem Aushub und dem Betonieren Mikropfähle in den Boden gebohrt, an denen die Betonsohle später gehalten wird. Anschließend wird die Baugrube das erste Mal von großen Baggern ausgehoben. Um in dieser Phase die gegenüberliegenden Schlitzwände zu stabilisieren, werden hier zusätzlich Aussteifungen eingebaut. Da wir mit der Grube nun eben unter dem Grundwasserspiegel liegen, läuft dieses Grundwasser in die Baugrube und flutet sie.

Baustelle der U4-Verlangerung (Richtung Elbbrucken), Versmannstrasse Hamburg.whuppertz | europe, germany, Hamburg, Hochbahn AG, | [ fur alle Hochbahn internen Veroffentlichungen: Broschuren, Flyer, Geschaftsbericht, Intranet, Website etc honorarfrei, copyright (C) Wolfgang Huppertz, Werk nach Paragraph 2 UrhG, Faberstr. 15, D-20257 Hamburg ph. ++49 40 85400241, NO MODEL-RELEASE! e-mail: info@wolfganghuppertz.de www.wolfganghuppertz.de] [#0,26,121#]

3. Betonsohle – Betonieren unter Wasser

Ist schließlich die Endaushubtiefe erreicht, kommen in der gefluteten Baugrube die Bautaucher zum Einsatz. Diese reinigen die Baugrubensohle und Schlitzwände von übriggebliebenem Klei und bereiten das Unterwasserbetonieren vor. Auf der U4-Baustelle sind sechs Taucher im Einsatz, die auch die Ankerplatten und Verpressschläuche montieren. Da unten ist die Sicht gleich null, das Arbeiten erfolgt also ausschließlich über Tasten – eine besondere Herausforderung für eine wichtige Aufgabe, denn das ist echte Feinarbeit.

Taucher

Abschließend wird die Betonsohle unter Wasser hergestellt. Dafür wird der Beton über ein bis auf die Sohle reichendes Rohr unter Wasser eingebracht und gleichmäßig verteilt, wodurch nun auch von unten kein Wasser mehr in die Baugrube eindringen kann.
Nachdem die Baugrube in einem nächsten Schritt mit Sand aufgefüllt wurde, wird schließlich das Wasser herausgepumpt (lenzen). In der fertigen, trocken gelegten Baugrube kann dann also der eigentliche Bau des Tunnels beginnen.

4. Tunnelbau – Das Bauwerk im Bauwerk

Nun kann der Tunnel als rechteckiges Rahmenbauwerk in der zuvor ausgehobenen Baugrube errichtet werden. Hierzu werden zunächst die Tunnelsohlen in Blöcken bis zu 10 m Länge hergestellt, anschließend folgen die Wände und Decken, die zusammen betoniert werden. Im fertigen Rohbau erfolgt dann nach und nach der Gleisbau . 2018 wird die U4 dann auf diesen Gleisen bis zur Haltestelle Elbbrücken fahren.

Hier noch mal das ganze Bauverfahren im Überblick:

 



10 Kommentare zu “U4-Verlängerung: Wie wird da eigentlich gebaut?

  1. Wird die Kehranlage genutzt, in dem im südlichen Gleis der Station Hafen City Uni die Züge aus Richtung Jungfernstieg einfahren, die Kehranlage nutzen und vom nördlichen Gleis Richtung Jungfernstieg abfahren?
    Vorteil für Fahrgäste – besonders für Auswärtige – man muss nicht rätseln welcher Zug als erster die Station verlässt.

    • Das ist erst einmal nicht geplant. Mit dem Betriebszustand jetzt fahren die Züge von dem Gleis zurück, auf dem sie in die Haltestelle HafenCity Universität eingefahren sind. Heißt, dass das eigentliche Kehren schon über eine Weiche vor der Haltestelle statt findet. Die Kehr- und Abstellanlage soll dann erst einmal vor allem als Abstellanlage dienen, in der z.B. zusätzliche Züge für den Andrang bei Veranstaltungen in der HafenCity abgestellt werden können.

  2. Hallo,

    die Animation ist wirklich gut. Eines verstehe ich aber nicht, wieso wird erst in großer Tiefe eine Sohle betoniert, dann wieder viel Sand aufgefüllt und auf diesem Sand erst der eigentliche U-Bahntunnel gebaut. Wieso betoniert man die Sohle nicht in geringerer Tiefe und baut den Tunnel direkt darauf?

    • Das hat etwas mit dem Baugrund zu tun. Wir hätten auch gerne in einer weniger tiefen Baugrube gebaut, allerdings war der Boden vereinfacht gesprochen so schlecht, dass er nicht stabil genug gewesen wäre und ausgetauscht wurde. Man hat also ganz einfach den „schlechten Boden“ durch den Sand ausgetauscht, auf dem der Tunnel besser gebaut werden konnte/kann.

  3. Die Grafik von den beiden Alternativen zur Anbindung des kleinen Grasbrock hat mich zu folgender Idee angeregt.
    Man baut sowohl die oberirdische als auch die unterirdische Variante als Trennung nach der Station Elbbrücken, wobei man die unterirdische Station ein paar hundert Meter weiter nach Westen verlagert. Der Grasbrock wäre dann umfänglicher erschlossen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass man dann später einen Streckenast nach Wilhemsburg / Harburg und einen Streckenast nach Westen (Moorburg, Altenwerder oder Finkenwerder) realisieren kann. Einer der beiden Streckenäste könnte vor Jungfernstieg ausgefädelt und mit der U 5 nach Osdorf verknüpft werden (es gäbe dann eine U 6 von Osdorf über die Elbe nach Westen.

  4. Hallo,
    Werden eigentlich in der neuen Station Elbbrücken beide Bahnsteige gebaut oder vorerst nur einer? Über mehrere Jahre wird ja nur ein einziger gebraucht. Und wenn ja, welcher wird dies sein? Der östliche oder der westliche?

    Was für Vorteile bringen überhaupt aussen Bahnsteige? Dadurch wird doch alles doppelt benötigt. (doppelte Anzahl an Treppen, Fahrstühlen, Bänken, Mülleimer und und und) macht da ein Mittelbahnsteig nicht viel mehr Sinn?
    Mfg

    • Wirklich interessante Frage. An der Haltestelle Elbbrücken wird es tatsächlich Seitenbahnsteige geben. Diese werden zeitgleich gebaut. Sie haben Recht damit, dass man dann streng genommen alles doppelt braucht. Hier ist diese Lösung allerdings im Vergleich zum Mittelbahnsteig (wie z.B. an der HafenCity Universität) die bessere. Und zwar aus dem einfachen Grund, dass man bei der Planung immer auch die Möglichkeit der Verlängerung der U4 Richtung Süden eingeplant hat bzw. sich die Möglichkeit der Verlängerung nicht verbauen wollte. Diese Verlängerung wird aufgrund der Haltestellenlage nur über eine weitere Brücke über die Elbe erfolgen können. Diese wäre bei einem Mittelbahnsteig an den Elbbrücken deutlich breiter und somit baulich aufwendiger als in der schmaleren Variante bei den jetzt gewählten Seitenbahnsteigen.

  5. Liebe Frau Gängrich, zu meiner Frage bezüglich einer zusätzliche Westachse vom Graasbrock nack z. B. Finkenwerder mit mögliche Anbindung an die U5 zu Siemersplatz habe ich noch keine Rückmeldung von der Hochbahn bekommen. Ich weiß zwar, dass in der Karte der Hochbahn mit Zentren möglicher Nachfrage die Bereiche Moorburg, Altenwerder und Finkenwerder als 0-Potenziale eingestuft werden. Das wundert mich insofern, als die zukünftig gesteigerte Produktion von Airbus in einem 3-Schichtbetrieb über den ganzen Tag für Nachfrage sorgen wird. Aus dem (sicher zu ambitiösen) Gesamtvorschlag der IHK ist ersichtlich, dass dieser Bedarf ebenfalls gesehen wird. Ich schlage aber keine Elbquerung vor, sondern einen westlichen Abzweig vom kleinen Graasbrock. Mich würde wirklich eine detaillierte Einschätzung ihrer Fachleute interessieren. Was halten Sie von einer mögliche ‚U6‘ Ausfädelung aus dem westliche Ast der U5 zu U4 mit westlichem Abzweig zu Airbus.

    • Vom Grasbrook bis zu Airbus würde man kilometerweit durch den einwohnerfreien Hafen fahren, muss die Süderelbe queren und mutet den Fahrgästen einen ziemlichen Umweg zu. Mit der Fähre von Teufelsbrück ist man da deutlich besser dran. So ärgerlich das ist, abgesehen von den Leuten, die dort arbeiten, liefert niemand die entsprechende Nachfrage für eine U-Bahn.

  6. Hallo und vielen Dank für den interessanten Artikel. Das sieht wie bei uns in Berlin aus. Riesige Baugrubenabsicherungen sind dass.

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