Ein Tunnel ist ein einfaches Konzept: ein Loch im Boden, im Allgemeinen horizontal oder mit einer leichten Neigung. Autobahntunnel, die durch Berge führen, unterirdische U-Bahn-Linien oder städtische Abwasserkanäle sind Arten von Tunneln, die überall vorkommen.
Mathematisch gesehen ist ein Tunnel ein „subtraktiver Vorgang“, bei dem Erde oder Gestein aus dem Boden geholt wird. Auf diese Weise wird der Raum, der vorher das Stück Land eingenommen hat, zu einem Teil eines Lochs, durch das Wasser, Menschen, Materialien usw. fließen. Aber was passiert mit dem ganzen abgebauten Material, wenn ein Tunnel gegraben wird?
Beim Graben eines Tunnels wird eine Menge Material aufgewirbelt
Wer schon einmal den Sommer am Strand verbracht und einen kleinen Graben gegraben hat, hat schnell gemerkt, dass man mit jeder Schaufel den nassen Sand ein Stück weiter wegschieben muss. Am Anfang türmt er sich noch in der Nähe des Ganzen auf, aber der Berg erreicht bald beachtliche Ausmaße. Machen wir eine einfache Rechnung: Wie viel Sand, Lehm oder Felsen müssen bewegt werden, damit ein Tunnel entsteht, durch den mein Auto passt?
Um unsere Berechnungen zu vereinfachen, nehmen wir an, dass die Tunnel vollkommen kreisförmig sind und einen Durchmesser von 5 m haben. Ein echter Tunnel hängt natürlich von der Anzahl der Fahrspuren und den Vorschriften des jeweiligen Landes ab. Erinnern Sie sich an die Formel für das Volumen eines Zylinders, die Sie in der Schule gelernt haben? V=π-r2-l, wobei r der Radius und l die Länge ist.
Ein Tunnel mit einem Radius von 2,5 Metern (es ist ein sehr kleiner Tunnel) und einer Länge von 100 Metern (wieder klein) ergibt ein Volumen von 1.963 Kubikmetern Material. Um uns eine Vorstellung davon zu geben, ob das viel oder wenig ist, sollten wir bedenken, dass ein Zementlaster ein Fassungsvermögen von 6 bis 9 m3 hat und ein Müllwagen etwa 7 bis 20 m3.
Ein Dumper, ein Fahrzeug, das auf den Transport von dichten Materialien wie Gestein oder Erde spezialisiert ist, hat normalerweise höchstens 10 m3. Da Gestein sehr viel wiegt (und daher weniger Platz braucht), nehmen wir es als Beispiel. Für den Bau eines kleinen Tunnels mit nur einer Fahrspur über eine sehr kurze Strecke benötigen wir etwa 200 Fahrten, um das abgebaute Material an einen anderen Ort zu bringen. Stellen Sie sich ein großes Bauprojekt vor.
Recycling von Baumaterialien
Mit dieser sehr grundlegenden, kleinmaßstäblichen Berechnung im Hinterkopf machen wir einen Spaziergang durch London und einige der Projekte, an denen Ferrovial arbeitet, wie das Tideway-Projekt zur Erweiterung des Kanalisationsnetzes oder die Erweiterung der Elizabeth Line. Im ersten Fall denken wir an ein Loch mit einem Durchmesser von 32 Metern und einer Höhe von 53 Metern, das für das Absenken von Tunnelbohrmaschinen benötigt wird.
Wenn wir die obige Formel anwenden, erhalten wir ein Volumen von 42.625 Kubikmetern. Selbst wenn es sich um kompaktes Gestein mit einem Gewicht von 2.000 kg/m3 handeln würde (was nicht der Fall war – es gab eine Menge Sand, Lehm oder Schlamm), sprechen wir von mehr als 85 Millionen Kilogramm nur für das Hilfsloch, ohne den Bau des Tunnels selbst zu berücksichtigen. Was können wir mit all diesem Material machen?
Eine der häufigsten Verwendungsmöglichkeiten für die Reste einer Baugrube ist das Recycling der Materialien. Oft wird das Material, das beim Öffnen eines Tunnels übrig bleibt, auf dem Materialmarkt an Unternehmen verkauft, die bestimmte Bauelemente suchen. Zum Beispiel Sand für den Bau von Fotovoltaikzellen oder Kies für Stadtparks.
Gelegentlich erfolgt die Wiederverwertung an Ort und Stelle, z. B. wenn die abgebauten Materialien für die Herstellung anderer notwendiger Dinge verwendet werden. Das typische Beispiel ist Beton. Bei einem Bauprojekt, bei dem Dutzende von Tonnen Sand und Kies abgebaut werden, ist es nur angemessen, dass ein Teil des Materials in Form von Beton zurückkommt. Sand und Kies von der Baustelle abzutransportieren, nur um mehr zu holen, ist nicht sinnvoll und auch nicht sehr nachhaltig.
Reste eines Bergtunnels zur Nivellierung der Zufahrtsstraße
Ein sehr häufiger Fall – vor allem hoch in den Bergen, in abgelegenen Gebieten und auf Nebenstraßen mit sehr geringer Wartung – ist die Verwendung eines Teils des ausgehobenen Gesteins zur Verbesserung der Zufahrtsstraße zum Tunnel. Topographen verwenden dichtes Material, um die Fahrbahn zu verbreitern.
Wie kann man die Fahrbahn verbreitern, wenn man das obige Bild als Beispiel nimmt? Eine Möglichkeit, die bei Hügeln mit geringem Gefälle häufig angewandt wird, ist das Ausbaggern der Ebene in der Breite des Hügels, aber bei einem Gefälle wie dem auf dem Foto gezeigten ist dies aus Sicherheitsgründen nicht möglich. Wir müssen die Außenseite des Hangs verbreitern, indem wir Material hinzufügen, bis wir das Straßenniveau erreichen.
Gelegentlich ist, um der Fahrbahn eine gewisse Breite zu geben, ein sanfter Abhang erforderlich, der viel mehr vertikale Strecke einnimmt, um den Boden zu erreichen. Ähnlich verhält es sich mit dem Profil von Dämmen, das gegen die Last geneigt ist und zur Sicherung der Böschung verdichtete Erde verwendet.
Wie am Profil eines Dammes zu erkennen ist, ergibt sich daraus ein enormer Materialbedarf. Die Verwendung von Materialien aus dem Aushub selbst ist eine Möglichkeit, die Umweltauswirkungen des Ausbaus zu reduzieren. Wenn beide Bauprojekte gleichzeitig oder Rücken an Rücken durchgeführt werden, ergeben sich interessante Synergieeffekte.
Für die festen Kofferdämme der Themse werden lokale Materialien verwendet
In einem anderen Artikel haben wir erwähnt, wie die Kofferdämme der Themse für das Tideway-Projekt gebaut werden. Diese Hilfskonstruktionen werden dauerhaft sein, und es wird eine große Menge lokaler Materialien verwendet werden. Auf dem Bild unten sehen wir ein Beispiel dafür. Obwohl es unregelmäßig ist, können wir die Abbildung auf ein Rechteck von etwa 70 m x 35 m vereinfachen.
Daraus ergibt sich eine Fläche von 2.450 m2 und ein Volumen von 24.500 m3 Material für einen Kofferdamm, der etwa 10 m über der Themse liegt. In einigen Bereichen des Flusses werden die Mauern sogar noch höher liegen. Aber unabhängig davon, wie wir die Berechnungen anstellen, ist es leicht zu erkennen, dass diese Art von Bauarbeiten zusätzliches Material erfordern.
Wenn es an der Zeit ist, den Boden in dem Gebiet zu verdichten, um die künftige Sicherheit des Gebäudes zu erhöhen, müssen wir außerdem das Gefälle des Geländes und die Notwendigkeit berücksichtigen, weitere Erdschichten aufzutragen.
Diese beiden Beispiele sind nicht die einzigen Möglichkeiten. Vor einigen Jahren wurden beim Bau des Albertia-Tunnels (Guipúzcoa) durch Ferrovial Agroman 700.000 m3 Material aus dem Aushub wiederverwendet, um die Umweltauswirkungen der Bauarbeiten zu vermeiden und die einheimischen Arten bei der Abdeckung der genutzten Fläche zu erhalten.
