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Schneller als ein Flugzeug

erstellt von timo_meyer zuletzt verändert: 18.06.2010 16:47

Am 20. Juni 1993 fuhr erstmals ein Zug durch den Eurotunnel vom europäischen Kontinent auf die Britischen Inseln. Entstanden war ein Bauwerk der Superlative: Noch heute ist die Querung unter dem Ärmelkanal der längste Unterwassertunnel der Welt.

Als die Planungen für einen Tunnel unter den Ärmelkanal nach etlichen erfolglosen Anläufen Mitte der 1980er Jahre konkrete Formen annahmen, standen die Ingenieure auf beiden Seiten der Meerenge vor einer beispiellosen Mammutaufgabe. Nie zuvor war es gelungen, einen Verkehrsweg mit einer unterseeischen Länge von 38 Kilometern anzulegen. Die großen technischen Herausforderungen, die mit diesem Projekt verbunden waren, ließen seit dem 18. Jahrhundert die immer wieder unternommenen Versuche der Kanalunterquerung im besten Fall nach ersten zaghaften Bohrversuchen scheitern – die meisten von ihnen existierten gar nur auf dem Papier.

Im Dezember 1987 schließlich fraßen sich auf der britischen Seite des Kanals wieder Bohrköpfe in das Erdreich. Ihre Mission: Graben, bis sie tief unter dem Grund des Ärmelkanals auf ihre ein Jahr später startenden französischen Pendants treffen würden. Bevor die Maschinen ihre Zähne in die Erde schlagen konnten, musste allerdings zunächst gründlich untersucht werden, wie der Boden beschaffen war, den die monströsen Tunnelgräber zur Seite schaffen sollten.

Ausführliche Gutachten wurden erstellt, bis man sich schließlich ein genaues Bild von den Gegebenheiten unter dem Ärmelkanal machen konnte.  Die Analyse ergab, dass sich die horizontalen Erdschichten wie übereinander gestapelte Schalen aus Kreide, Mergel und Sand unter die Meerenge ziehen (siehe Querschnitt). Die Frage war nun: Welche der Schichten bleibt bei Bohrungen mit einem Durchmesser von knappen acht Metern am stabilsten?

 

 Querschnitt Ärmelkanal

Geologische Schichten unter dem Ärmelkanal. Der Eurotunnel (in der Grafik dunkelrot) wurde fast ausschließlich in der (grünen) Kalkmergel-Schicht angelegt (Bild: Commander Keane, Wikimedia Commons).


Die Wahl fiel schließlich auf ein Material, das sich rund 40 Meter unter dem Meeresboden des Ärmelkanals befindet: Kalkmergel. Das unter anderem zur Zementherstellung verwendete Sedimentgestein zeichnet sich durch Eigenschaften aus, die für den effizienten Bau eines Tunnels optimal sind. So ist Kalkmergel zwar leicht zu brechen, von Wasser kann er aufgrund seines hohen Tonanteils aber praktisch nicht durchdrungen werden.

Trend zur Untergrundbewegung

Als am 20. Juni 1993 schließlich der erste Testzug Großbritannien durch den Eurotunnel erreichte, war dies zugleich Ausdruck eines Trends, der bis heute anhält: Immer häufiger werden Verkehrswege in den Untergrund verlegt – sei es, um in Ballungsräumen Platz für wertvollen Wohn- und Arbeitsraum zu schaffen oder um Zug- und Individualverkehr einen direkten Weg durch sich auftürmende Hindernisse zu ermöglichen.

Gute Gründe für die GEOTECHNOLOGIEN diesem Forschungsgebiet innerhalb des FuE-Programms verschiedene Schwerpunkte zu widmen. Denn auch heute noch ist der Bau von Tunneln mit vielen Unwägbarkeiten verbunden. So bergen Unregelmäßigkeiten in den Gesteinsschichten unkalkulierbare Gefahren und zwingen Tunnelbauer häufig zu zeit- und kostspieligen Umwegen. Neue Erkundungsverfahren sollen hier in Zukunft Licht ins Dunkel bringen.

Der Clou: Ein geophysikalisches Ortungssystem wird bei Tunnelbohrmaschinen der neuen Generation direkt in das Schneidrad integriert. So können Hindernisse und plötzliche Gesteinswechsel im laufenden Betrieb erkannt und rechtzeitig auf diese Gefahrenquellen reagiert werden. Um dieses technisch anspruchsvolle Ziel zu erreichen, arbeiteten Ingenieure, Geowissenschaftler und marktführende Technologieunternehmen im Forschungsschwerpunkt "Erkundung, Nutzung und Schutz des Unterirdischen Raumes" und hier im Teilbereich "Innovationen im Tunnelbau" eng zusammen. Projekte wie AUTOSEIS oder ONSITE wurden bis 2009 im Rahmen der GEOTECHNOLOGIEN gefördert.

Gemeinsam wollen die Experten zudem Verfahren entwickeln, die einen skalenübergreifenden Blick ins Erdinnere ermöglichen. So muss der Untergrund abhängig von der Anwendung mal keinen Meter, mal – wie beim Tunnelbau – bis zu 100 Meter tief durchleuchtet werden. Auf der Suche nach Rohstoffen eingesetzte seismische Verfahren ermöglichen gar den Blick in mehrere tausend Meter Tiefe.  Im neuen GEOTECHNOLOGIEN-Schwerpunkt „Tomografie der Erdkruste – Von der Durchschallung zum Echtzeitmonitoring“ sollen aus diesen Messmethoden in den nächsten Jahren mit Hilfe von bildgebenden Verfahren nun skalenübergreifende Bilder der Erdkruste entstehen.

So fortgeschritten wie heute war die Technik noch nicht, als die ersten beiden Enden des Eurotunnels im Dezember 1990 nach fast auf den Tag genau dreijähriger Bauzeit unter dem Kanal aufeinandertrafen. Wenig später wurden auch die Tunnelenden für die entgegengesetzte Fahrtrichtung und die eines Servicetunnels, der im Notfall eine Evakuierung der Fahrgäste ermöglicht, miteinander verbunden. Ausgiebige Tests folgten, bevor am 14. November 1994 schließlich die ersten Passagiere durch die beiden Tunnelröhren rasten.

Auch wenn der Eurotunnel wirtschaftlich lange rote Zahlen schrieb – als schneller Verkehrsweg vom Kontinent auf die Insel hat er sich längst bewährt. Angesichts von Fahrzeiten unter zweieinhalb Stunden von der Pariser in die Londoner Innenstadt sind Flüge nur noch die zweitschnellste Möglichkeit, zwischen den Metropolen zu pendeln.

RD, iserundschmidt 06/2010


Erste Informationen zum neuen Forschungsschwerpunkt „Tomografie des nutzbaren Untergrundes - Von der Durchschallung zum Echtzeitmonitoring“ finden Sie auf den Seiten der GEOTECHNOLOGIEN.

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