Von Tunnelbauern und Tauchern

Den Haag, Hollands quirliger Regierungssitz platzt aus allen Nähten. Auf der Suche nach kostbarer Bürofläche versuchen die Holländer hier nicht nur dem Meer kostbares Bauland abzuringen, sondern auch noch dem Himmel über ihren Köpfen. Regierungsgebäude und Bürokomplexe ragen spitz in die Höhe, schwingen sich Stadttoren gleich über die Einfallstraßen. Dazwischen wie vergessen ein paar alte Häuschen. Für so etwas antiquiertes wie eine Straßenbahn ist hier kein Platz mehr. Sie wird zur U-Bahn, soll unter die Erde. Doch wer hier, nur wenige Kilometer vom Meer entfernt, ein Loch gräbt, stößt bald auf eine altbekannte Grenze: das Wasser, das jede Baugrube in kürzester Zeit füllt. Abpumpen hilft da nicht viel, das ist als wolle man in einer überschwemmten Straße einen Keller trocken legen. Aber die pragmatischen Holländer wussten sich zu helfen: Sie trieben Spundwände entlang des 1100 Meter langen, geplanten Tunnels in die Erde, bauten eine zweistöckige Tiefgarage als Deckel auf das Ganze, verschlossen Ein- und Ausgang mit Schleusen und setzten den ganzen Tunnel einfach unter Druck. Der hält das eindringende Wasser zurück während die Bautrupps in aller Ruhe die Erde zwischen den Spundwänden abtragen.
Ein Überdruck von 0,8 bis 1 bar ist nötig um das Grundwasser in seine Schranken zu weisen. Das klingt wenig und doch entspricht es dem Druck, den ein Taucher in 8 bis 10 Meter Wassertiefe aushalten muss. Oder noch anschaulicher: Bodenplatten aus 2,5 Meter dickem Beton werden nach der Öffnung des Tunnels die Aufgabe des Luftdrucks übernehmen. Der technische Aufwand, um diesen Druck zu halten, ist gewaltig: Materialschleusen, die ganze LKW fassen, Personenschleusen, die Dekompressionskammern auf Tauchschiffen gleichen und natürlich eine Kompressortechnik weit jenseits des Üblichen.
Tunnelbauer unter Druck gesetzt
Unüblich selbst für Aad Brons, Geschäftsführer von Airconet, einem Ingenieurbüro für Drucklufttechnik und Generalvertretung für Boge Kompressoren in den Niederlanden: ¿Wir sind auf Sonderkonstruktionen spezialisiert und haben schon mehrere Druckluftzentralen für Tunnelbaustellen entworfen und gebaut, doch dieses Projekt war auch für uns eine neue Herausforderung. Wassereinbruch beispielsweise vor einem Bohrkopf durch Druckluft zu vermeiden ist eine im Tunnelbau übliche Methode. Aber hier arbeiten Menschen in der Druckatmosphäre, weshalb wir zu jedem Zeitpunkt eine absolut zuverlässige Druckluftversorgung mit höchster Luftqualität garantieren müssen.¿ Das von den Holländern entworfene Sicherheitskonzept lässt daher nicht die kleinste Lücke. Redundanz ist das Stichwort.
Zwei voneinander unabhängige Kompressorstationen liefern die Druckluft. Beide so ausgelegt, dass jede für sich im Notfall die Druckhaltung im gesamten Tunnel übernehmen könnte. Im Normalbetrieb jedoch arbeiten die Stationen getrennt voneinander für die beiden Röhren des Tunnels. Grundbaustein dieser Stationen ist der öleingespritzte Schraubenkompressor S 150 mit Nachkühlung von Boge. Vier davon für die Hauptröhre, zwei für die kleinere Nebenröhre, jeweils noch unterstützt von einem S 75. Das sind stattliche 82,7 beziehungsweise 46 Kubikmeter pro Minute bei 8 bar. Die feine Leistungsstückelung dient zum einen der Redundanz und damit der Sicherheit, zum anderen lässt sich so der Volumenstrom über eine intelligente Kaskade schnell und genau regeln. ¿Um die 24 Stunden am Tag arbeitenden Kompressorstation zu schonen, schaltet immer der Kompressor zu, der am längsten still stand¿, erläutert Brons, ¿Das gleicht zudem die Wartungsintervalle an¿. Die sind dank der wartungsarmen Konstruktion der S-Reihe nicht allzu kurz. Das patentiertes Antriebssystem garantiert eine konstante Keilriemenspannung, was zusammen mit dem staubdichten Riemenschutzgehäuse eine hohe Keilriemen-Lebensdauer verspricht. Und auch der ventillose Ölkreislauf ohne Stopp- und Rückschlagventil wirkt sich positiv auf die Betriebssicherheit aus.
Aber selbst der zuverlässigste Kompressor ist nichts wert, wenn ihm der Strom fehlt. Deshalb steht neben jeder Kompressorstation ein Diesel als Backup. Hier gehen die Holländer nicht den Umweg über einen Generator, sondern treiben mit dem Dieselmotor direkt einen weiteren Schraubenkompressor an. Die komplett in einem Container untergebrachten, auf einem GHH-Schraubenblock basierenden Einheiten sind Eigenkonstruktionen und liefern 64 beziehungsweise 32 Kubikmetern pro Minute.
Unten ist die Luft am besten
Wer bei der Drucklufterzeugung einen so hohen Wert auf doppelt und dreifache Sicherheit legt, muss es auch bei deren Aufbereitung tun. Neben dem Sicherheitskonzept war diese Luftaufbereitung die zweite große Herausforderung für Brons und seine Mannschaft: ¿Damit Menschen Druckluft atmen dürfen, muss sie technisch ölfrei sein. Unsere Aufgabe war es, eine Luftqualität sicher zu stellen, die 200 mal besser ist als normale Straßenluft.¿ Diese, natürlich doppelt ausgeführte, Luftaufbereitung beginnt genau genommen schon in den beiden jeweils 5000 Liter fassenden Speicherbehältern. Ein Teil der Feuchtigkeit der mit 30 bis 40 Grad aus den Kompressoren kommenden Luft kondensiert an den tunnelkalten Behälterwänden und wird über Kondensatabscheider abgeführt. Danach senkt ein Wasser gekühlter, im Gegenstromverfahren eingesetzter Nachkühler die Lufttemperatur weiter auf ungefähr 2,5 Grad Celsius ab. Das dabei anfallende Kondensat entfernt ein nach dem Zyklon-Prinzip arbeitender Fliehkraft-Abscheider.
Die trockene Luft strömt jetzt durch eine dreistufige Filterkaskade von MTA mit zunehmender Filtergüte. Die ersten beiden Filter nutzen den Mechanismus des Koalierens, also des Zusammenbackens der Staubteilchen und Öltröpfchen, um diese in Stufen von 1 und 0,01 Mikrometer zu entfernen. Danach bleibt nur noch Öldampf in der Luft, der sich mechanisch nicht entfernen lässt. Ihm rückt der abschließende Aktivkohlefilter zu Leibe, der die verbliebenen Kohlenwasserstoffe durch Adsorption bindet und die Luft damit geruchsfrei macht. Jetzt ist sie zwar für den Menschen ¿genießbar¿, aber immer noch eisig kalt.
Ein abschließenden Wärmetauscher heizt deshalb die Luft zum Einblasen in den Tunnel vor. Dabei wird die vom Kaltwassersatz im ersten Wärmetauscher entzogene Wärme einfach wieder zugeführt. Die gesamte Klimatisierung des Tunnels ist damit quasi ein Abfallprodukt der Drucklufterzeugung. Und selbst für die Aufbereitung der Luft wird außer der Antriebsenergie des Kaltwassersatzes und dem Druckverlust keine Energie benötigt. Dazu Brons: ¿Die Erzeugung und hochwertige Aufbereitung so großer Luftmengen ist auf dem hohen Druckniveau von Kompressoren wesentlich wirtschaftlicher als eine Lösung, die von Anfang an auf dem niedrigeren Druckniveau des Tunnels arbeitet. Außerdem haben Kompressoren mit abschließenden Druckminderern den Vorteil, dass ohne ein zweites Netz aufbauen zu müssen ein Teil der Luft, hier sind es 30 Prozent, direkt als Arbeitsluft für Bohrhämmer oder als Blasluft genutzt werden kann.¿
Eintauchen in die Baustelle
Sorgfalt und Sicherheitsbemühungen enden jedoch nicht mit dem Einblasen der Luft in den Tunnel. Eine Reihe von mechanisch gesteuerten, empfindlichen Überdruckventilen, auch hier wieder in zwei voneinander unabhängige Gruppen gegliedert, bewahren die massiven Tunnelwände aus Beton bei Überdruck vor dem Bersten und die Arbeiter vor der Tiefenkrankheit. Noch einmal zur Veranschaulichung: Jedes Bar zuviel bedeutet eine zusätzliche Last von zehn Tonnen pro Quadratmeter auf die Tunnelwand und zehn weitere ¿Tiefenmeter¿ für die Arbeiter. Überhaupt dürfen nur Arbeiter in den Tunnel, denen der Arzt zuvor ihre Tiefentauglichkeit bescheinigt hat. Ein Berufstaucher überwacht den Druckausgleich in der Schleusenkammer und die maximale Arbeitszeit ist auf drei Stunden am Stück begrenzt. Das treibt natürlich die Kosten in Schwindel erregende Höhen und so sind wir nicht die ersten, die über dieses Projekt berichten. ¿Der Tunnel bekommt sehr viel Presse, leider selten der aufwendigen Technik wegen, sondern meist aufgrund der Kosten, die inzwischen ein mehrfaches der ursprünglichen Planungssumme erreicht haben¿, scherzt Brons.
Er und seine Mannschaft haben das ihre getan, um diese Kosten im Rahmen zu halten. Was bleibt, ist die Wartung der Kompressoren. Ausnahmsweise ein Standard-Job für die Druckluftprofis. Die Blauen aus Bielefeld stehen gut erreichbar in der drucklosen Tunneleinfahrt und durch ihren klar gegliederten Aufbau sind alle Systemkomponenten gut zugänglich. Einziges Hindernis für die Wartungstrupps ist der alltägliche Stau rund um die Baustelle in der Innenstadt. Das ist nicht immer so einfach. Einige der maßgeschneiderten Kompressoren und Sonderkonstruktionen aus Waddinxveen arbeiten als Booster für Gasturbinen, in Entgasungsanlagen von Müllhalden oder als Startkompressor für Flugzeugmotoren. Aber selbst auf hoher See oder auf Ölbohrplattformen garantieren die Holländer schnellen Service rund um die Uhr: Um auch noch den entlegensten Kunden in kürzester Zeit zu erreichen, haben allein sieben Servicetechniker einen Sicherheitspass um, per Hubschrauber eingeflogen, auf Bohrinseln arbeiten zu dürfen. Aber das ist eine andere Geschichte.
Matthias Meier

Links: http://www.boge.de, http://www.airconet.nl, http://www.ghh-rand.de, http://www.mta.de