Tunnelblick: Die Herausforderungen beim Bau von Melbournes neuem Megaprojekt im Wert von 12,6 Milliarden australischen Dollar

Tief unter den Wolkenkratzern aus Glas und Stahl im Stadtzentrum von Melbourne ist eine neue unterirdische Welt erschienen.

Glänzende Rolltreppen führen hinunter zu fünf kathedralenartigen Stationen und hinaus auf lange, durch automatische Türen abgeschirmte Bahnsteige, während leere blau-weiße U-Bahn-Züge durch einen gerade fertiggestellten Tunnel rumpeln.

Dabei handelt es sich um Melbournes 9 km langen Zwillings-Metrotunnel, der von South Kensington im Nordwesten des zentralen Geschäftsviertels (CBD) nach South Yarra im Südosten führt und drei der zehn bestehenden U-Bahn-Linien der Stadt miteinander verbindet. Dadurch entsteht die erste durchgehende Ost-West-Linie. Dadurch wird ein Engpass im bestehenden Netz beseitigt und Straßen und Straßenbahnen entlastet.

Für Jim Heron, stellvertretender Lieferdirektor des Metro Tunnels, der das Projekt seit Oktober 2021 im Auftrag der Agentur des Bundesstaates Victoria, Rail Projects Victoria, beaufsichtigt, ist der 12,6 Milliarden australische Dollar (8,2 Milliarden US-Dollar) teure Infrastrukturausbau ein Symbol für Melbournes rasant zunehmende Größe.

„Der Metro-Tunnel wird dazu beitragen, Melbournes wachsende Bevölkerung zu versorgen“, sagt er gegenüber Construction Briefing . „Die Bevölkerung der Stadt wird bis 2050 so groß sein wie die [derzeitige Bevölkerung] Londons. Die Wirtschaftstätigkeit und die Vollzeitbeschäftigung liegen bereits deutlich über dem Niveau vor der Pandemie.“

Melbourne wächst zweifellos schnell. Die Stadt hat Sydney offiziell überholt und wird 2023 hinsichtlich der Einwohnerzahl die größte Stadt Australiens sein – was laut Demographen zum Teil einer Entscheidung der Bundesregierung zur Neuziehung der offiziellen Grenzen zu verdanken ist – aber auch der inländischen und internationalen Einwanderung, die neue Menschen in die Stadt zieht.

Prognosen des australischen Statistikamts zufolge wird die Bevölkerung Melbournes von heute 5,3 Millionen Menschen auf acht Millionen im Jahr 2053 ansteigen.

Um sich in Melbourne fortzubewegen, nutzen derzeit nur sehr wenige dieser Pendler das Schienennetz der Stadt, das sich vom Hauptgeschäftsviertel bis in die zahlreichen Vororte erstreckt. U-Bahn-Benutzer müssen daher selbst für kurze Strecken in die Innenstadt und wieder zurück fahren, was in den Stoßzeiten zu Verkehrsstaus führt.

Um dies zu ändern, hat die von der Labour-Partei geführte Regierung des Bundesstaates Victoria das „Victoria’s Big Build“ in Angriff genommen – eine Reihe von über 180 großen Infrastrukturverbesserungen im Wert von angeblich rund 100 Milliarden australischen Dollar, zu denen auch die vier Kilometer lange mautpflichtige West Gate Tunnel-Straße, das zehn Kilometer lange mautpflichtige Autobahnprojekt North East Link und die geplanten neuen Schnellbahnlinien Suburban Rail Loop gehören.

Obwohl sie als entscheidender Faktor für die dritte Amtszeit der Labour-Partei im Bundesstaat Victoria gelten, sind die Megaprojekte besonders bei den Oppositionspolitikern unpopulär. Diese haben schon oft damit gedroht, sie aufzugeben, mit der Begründung, sie würden den Steuerzahlern unnötig Schulden aufbürden und die Baupreise in die Höhe treiben.

Ein zentraler Baustein von Victorias Big Build ist der Metro Tunnel der Stadt, der eine zweite U-Bahn für Melbourne mit fünf neuen Stationen schafft, den bestehenden unterirdischen City-Loop-Tunnel umgeht und es Pendlern erstmals ermöglicht, die Stadt zu durchqueren, ohne umsteigen zu müssen.

Welche Bauunternehmen arbeiten am Metro-Tunnel?

Zwei große Baukonsortien arbeiten an dem Projekt. Cross Yarra Partnership, eine Gruppe bestehend aus Lendlease, John Holland, Bouygues Construction, John Laing und Capella Capital, baut die Zwillingstunnel und fünf neue Bahnhöfe. Unterdessen baut ein Konsortium namens Rail Network Alliance, bestehend aus John Holland, CPB Contractors, Alstom, Aecom, Rail Projects Victoria und Metro Trains, die beiden Tunneleingänge und installiert Schienensysteme, darunter Hochleistungssignal-, Zug- und Stromsteuerungssysteme.

Bild: Metro-Tunnel-Projekt

Die Tunnelarbeiten für das Projekt begannen Ende 2019 und wurden 2021 abgeschlossen. Vier Tunnelbohrmaschinen gruben sich von beiden Enden der beiden parallelen Tunnel 35 Meter unter der Erde. Die ersten Züge fuhren im Juli 2023 auf dem Netz, und das Netz soll noch in diesem Jahr für die Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden.

Im Jahr 2019 machte der Bau des Metro-Tunnels Schlagzeilen, als dieser kurz nach Beginn der Arbeiten zwischen North Melbourne und Kensington zum Stillstand kam und die Tunnelbohrmaschinen auf Standby schalteten, da zwischen dem Bauunternehmer und der Regierung von Victoria ein Streit darüber tobte, wer für die finanziellen Überschreitungen aufkommen sollte.

Heron lehnt jeden Kommentar zu dem Streit ab, der beigelegt wurde, als sich der Auftragnehmer und der Staat darauf einigten, die Kostenüberschreitung von 2,74 Milliarden australischen Dollar gegenüber dem ursprünglichen Budget von 11 Milliarden australischen Dollar aufzuteilen.

„Die Kosten des Metro-Tunnel-Projekts belaufen sich auf 12,6 Milliarden Dollar“, sagt Heron. „Wie alle Bauprojekte in Australien und auf der ganzen Welt stand der Metro-Tunnel während der Pandemie vor beispiellosen Herausforderungen, darunter Auswirkungen auf die weltweiten Lieferketten, die niemand hätte vorhersagen können. Das Projekt schreitet wie geplant voran und bewältigt Leistung und Risiken gut.“

Sicherlich hatte die Pandemie neben den projektbedingten Kostensteigerungen auch erhebliche Auswirkungen auf die frühen Tunnelbauarbeiten im Jahr 2020.

„Es wurden Maßnahmen ergriffen, um die Sicherheit der Einwohner von Victoria zu gewährleisten und sicherzustellen, dass die Bauarbeiten wie geplant fortgesetzt werden konnten“, sagt Heron. „Dazu gehörten physische Distanzierung, Baustellenschließungen, verstärkte persönliche Schutzausrüstung und Baustellenreinigung, gestaffelte Schichten und vorgeschriebene Begrenzungen der Arbeiterdichte.“

Und der Bau eines unterirdischen Megaprojekts während einer Zeit erzwungener sozialer Distanzierung war bei weitem nicht die einzige technische Herausforderung, der sich das Projekt stellen musste.

Ein großes Problem für die Bauteams waren laut Heron die schwierige Geologie Melbournes und die Überbelegung der Stadt sowohl über als auch unter der Erde.

„Melbourne ist dafür bekannt, dass die geologischen Bedingungen dort anspruchsvoller sind als in anderen Städten wie Sydney“, sagt er. „In Sydney ist die Geologie gleichmäßiger – es besteht aus Sandstein. Melbournes einzigartige Geologie – bekannt als ‚Melbourne-Formation‘ – weist eine größere Variabilität auf und ist ein weitaus schwierigeres Arbeitsumfeld.“

Gewinner der Abstimmung: Jacinta Allan, damalige Ministerin für öffentliche Verkehrsmittel und Großprojekte (3. von links) und der damalige Premierminister von Victoria, Daniel Andrews (4. von links) posieren für ein Foto mit Metrotunnel-Mitarbeitern auf einer Baustelle für einen der neuen Metrotunnel-Bahnhöfe in Melbournes CBD im November 2017. Foto: Reuters/James Ross

Zum Bau der Tunnel verwendeten die Teams vier speziell für die örtlichen Bodenverhältnisse gebaute Slurry-TBMs. Jede TBM hatte einen Durchmesser von 7,28 Metern, wog mehr als 1.100 Tonnen und war 120 Meter lang.

Die Tunnelbohrmaschinen mussten sich beim Bohren des neuen Tunnels nicht nur durch den unberechenbaren Schlamm, Lehm und Basalt unter der Stadt graben, sondern auch ihren Weg nur 1,5 Meter unter der bestehenden unterirdischen Eisenbahnlinie „City Loop“ der Stadt finden, die durch die Baustelle weiter in Betrieb war, sowie durch den Burnley Road-Tunnel und Dutzende wichtiger Wasser-, Gas- und Stromleitungen und -kabel – und über den Yarra River in Melbourne.

„Bevor mit dem Tunnelbau unter dem Yarra begonnen wurde, führte das Team eine Reihe geologischer Tests und Umweltverträglichkeitsprüfungen durch, um die Bodenbedingungen zu prüfen“, sagt Heron. „Die Tunnelbohrmaschinen fuhren etwa 120 m über den Yarra River und gruben einen Tunnel etwa 12 Meter unter dem Flussbett des Yarra.“

Und das Team musste nicht nur mit den Staus unter der Erde zurechtkommen. Um die beiden riesigen CBD-Stationen zu bauen, die notwendig waren, und gleichzeitig Melbournes berühmte Straßenbahnen weiter durch das Stadtzentrum auf der Swanston Street und entlang der St. Kilda Road – der meistbefahrenen Straßenbahnlinie der Welt – fahren zu lassen, entschied sich das Team laut Heron dafür, bis zu elf Stockwerke tiefe Zugangsschächte zu graben, um Maschinen, Ausrüstung und Arbeiter unter die Erde zu transportieren und die neuen Stationen auszuheben.

Bahnhöfe unter einer geschäftigen Stadt graben

Die Aushubarbeiten wurden mit sieben Teilschnittmaschinen durchgeführt – Maschinen mit riesigen Schneidköpfen, die Gestein und Sediment aus dem Untergrund herausschneiden und entfernen. Die Teilschnittmaschinen wurden in Einzelteilen bis zu 30 m unter die Erde hinabgelassen und dann für die Grabarbeiten wieder zusammengesetzt. Jede Teilschnittmaschine wog 118 Tonnen, war 15 m lang und konnte Gestein durchschlagen, das dreimal härter war als Beton. Die Teilschnittmaschinen bohrten dann die Stationen aus drei überlappenden Tunneln (bekannt als trinokulares Design), um die Bahnhofshalle und die Bahnsteige auf einer einzigen Ebene zu integrieren und 19 m breite Bahnsteige zu schaffen.

Nach dem Aushub wurden die Kavernen mit Spritzbeton, Felsankern und einer abschließenden Betonauskleidung verstärkt.

„Dieser Baustil ist wie eine Operation durch ein Schlüsselloch“, sagt Heron. „Wir haben direkt neben Swanston Street und St Kilda Road Schächte gebaut und dann von der Seite aus unterirdische Höhlen gegraben, um die neuen Stationen unterzubringen.“

Die tiefste Aushubstelle befand sich in einer Tiefe von bis zu 40 Metern an der State Library Station im zentralen Geschäftsviertel von Melbourne, wo Tunnelbohrmaschinen 600.000 Kubikmeter Fels und Erde entfernten – rund ein Drittel der insgesamt 1,8 Millionen Kubikmeter, die für das gesamte Projekt ausgehoben werden mussten.

Die Tunneltrasse. Bild: Rail Projects Victoria

Hier ist die Ausgrabung so tief, dass Forscher der Universität Melbourne die Nutzung geothermischer Energie zum Heizen und Kühlen von Gebäuden nachweisen konnten.

Während der ersten Baumonate der neuen Station vergrub das Forscherteam Kunststoffrohre in Betonfundamentpfählen, die dann als Teil einer Stützmauer installiert wurden.

Da die Temperatur des Bodens das ganze Jahr über konstant bleibt, nimmt das durch die Rohre gepumpte Wasser im Winter Wärme aus dem Boden auf und gibt diese im Sommer wieder an den Boden ab. Wenn das Wasser wieder an die Oberfläche kommt, kann die Temperaturänderung genutzt werden, um das Gebäude effizient zu heizen oder zu kühlen.

Der Test ergab, dass ein Bahnhof wie die State Library das System für seinen gesamten Heiz- und Kühlbedarf nutzen könnte – und sogar zum Heizen und Kühlen der umliegenden Gebäude beitragen könnte.

Und da die Bauarbeiten am Tunnel nun abgeschlossen sind, sei das Netz laut Heron nun in eine Testphase eingetreten, in der alle Elemente einschließlich Hochleistungssignalisierung, Bahnsteigtüren, Aufzüge, Rolltreppen, Sicherheitssysteme, Kommunikation, Beleuchtung, Sanitäranlagen und Stromversorgung gemeinsam nach und nach getestet würden.

Im Jahr 2023 gab die Regierung von Victoria bekannt, dass die Bauarbeiten an den Stationen so weit vor dem Zeitplan lägen, dass das Netz im Jahr 2025 eröffnet werden könne, also ein Jahr früher als geplant. Einige Bauunternehmer geben jedoch inoffiziell an, dass das Netz ab September 2024 Fahrgäste befördern werde.

„Das Metro-Tunnel-Projekt liegt im Zeitplan und soll 2025 für die Fahrgäste eröffnet werden – ein Jahr früher als ursprünglich geplant“, sagt Heron. „Das Projekt profitierte davon, so viel Arbeit wie möglich in den frühen Phasen des Programms abzuschließen, sodass das Team den Bau beschleunigen konnte. Die Arbeiten an der Arden Station wurden ebenfalls beschleunigt, damit das Team mit dem Testen der Systeme innerhalb der Station beginnen konnte, das seit einigen Monaten im Gange ist. Dadurch können wir die Zuverlässigkeit der Technologie verbessern und etwaige Probleme im System identifizieren, sodass die Technologie in den vier anderen U-Bahn-Stationen reibungsloser eingeführt werden kann.“