Bachelorarbeit Marco Hofer

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Diplomand
Marco Hofer
Betreuer
Martin Stolz, dipl. Ing. ETH / Dr.-Ing.
Experte
Stefan Wachter, Projektleiter Firma B+S
Disziplin
Geotechnik
Jahr
2012
Varianten für eine weitere Fahrspur
Variantenstudium zur Erweiterung der Autobahn N14 beim Rathausentunnel
Der Rathausentunnel auf der Autobahn N14 zwischen Zug und Luzern ist verkehrstechnisch ein Nadelöhr. Es soll deshalb ein geotechnisches Variantenstudium ausgearbeitet werden, wie die Strecke um eine Fahrspur erweitert werden könnte. Welche Linienführung schliesslich die geeignetste ist, lässt sich aus einem Kompromiss ausgewählter fachlicher und sozialer Kriterien eruieren.

Das Ziel dieser Arbeit ist es, anhand einer ­Variantenstudie eine passende Linienführung für den ergänzenden neuen Rathausentunnel zu projektieren. Für die gewählte Linienführung werden Sicherungsmethoden miteinander verglichen und die Bestvariante detailliert ausgearbeitet. Das gesamte Projekt wurde von zwei Diplomanden bearbeitet. In dieser Arbeit geht es um die notwendigen Geländeeinschnitte, die für die Zufahrten der Tunnels notwendig sind, um die Sicherungsmassnahmen im Bereich der Einschnitte und um die Projektierung des Portalbereichs.
Die Aufteilung in zwei Arbeiten erfordert die präzise Abstimmung der Projekte an der Schnittstelle: Die Projektierung der Einschnitte muss betreffend Linienführung und bezüglich der technischen Ausführung mit der Projektierung des neuen Rathausentunnels – die Arbeit des zweiten Diplomanden – kongruieren.
Geologie vor Ort
Die geologischen Gegebenheiten stellten eine besondere Herausforderung für die gesamte Projektierung dar: Hangsedimente mit teilweise verwitterten Moränen bis hin zu Fels mit ent­haltenen Verwitterungszonen wechseln sich ab und beeinflussen die Kohäsion sowie die innere Reibung des Bodens. Die Projektierung basiert auf den schlechtesten Werten.

Vorgehensweise
Die Wahl der Linienführung hat einen grossen Einfluss auf viele Aspekte des Projekts: Kosten und Fahrsicherheit verändern sich, die Bedürfnisse von Anwohnern zum Beispiel bezüglich Lärmschutz sind unterschiedlich erfüllt, und die ästhetischen Anliegen fallen verschieden aus. Die beiden Variantenstudien – eine für die Linien­führung und eine für die Sicherungs­methoden – nehmen alle diese Kriterien auf.

Ergebnis
Die neue Linienführung verläuft 13 m neben dem bestehenden Rathausentunnel. Damit liegt der neue Tunnel nicht im statischen Einfluss­­gebiet des alten Tunnels. Gross gewählte ­Wendeklothoiden gewährleisten den fliessenden Weganschluss im Bereich der Einschnitte. Für die Aushubarbeit bedeutet das einen grös­seren Aufwand. Die bessere Fahrdynamik kompensiert diesen Nachteil allerdings.
Die Wahl der Sicherungsmethoden ist schwierig. Viele Varianten sind nur umständlich umsetzbar. Sie sind sehr teuer und bringen einen hohen Bauaufwand mit sich. Oft verun­möglichen die geologischen Verhältnisse die Um­setzung einer wirtschaftlich günstigeren Projektierung. Die Bohrpfahlwand genügt den geologischen Gegebenheiten am besten, und sie ist zudem mit der Sicherungs­methode im Bereich des neuen Rathausentunnels gut zu verbinden (Vorgaben aus dem Projekt des zweiten Diplomanden). Dank dieser Abstimmung der beiden Sicherungsmethoden lassen sich auch die Portale ästhetisch ansprechend gestalten. Zudem werden, um die Bedürfnisse der Anwohner zu befriedigen, schallabsorbierende Elemente an den Bohrpfahlwänden montiert.
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