Ein Großprojekt verlangt präzise Technik im Spezialtiefbau
Der Bau des Nordhavnstunnels in Kopenhagen zählt derzeit zu den anspruchsvollsten Infrastrukturvorhaben Skandinaviens. Bereits in der frühen Bauphase wurde deutlich, dass die Herstellung der Ankerbohrungen für die Sicherung der Baugruben eine Technik erfordert, die mit den heterogenen Bodenverhältnissen zuverlässig umgehen kann. Eine zentrale Rolle spielte dabei der VibroDrill VD 150 von terra infrastucture, dessen Einsatz durch die Grundbau Nord GmbH neue Erkenntnisse im Umgang mit bindigen und zugleich stark wechselnden Schichten aus Lehm, Kalk und Flint lieferte.
Bedeutung des Projekts für die dänische Verkehrsentwicklung
Der rund 1,4 Kilometer lange Tunnel soll künftig den Verkehr im Stadtteil Østerbro entlasten und das wachsende Hafenquartier Nordhavn besser an den übergeordneten Straßenraum anbinden. Etwa die Hälfte der Strecke verläuft als Unterwassertunnel unter der Bucht von Svanemøllehavn, während der übrige Abschnitt im Cut-and-Cover-Verfahren realisiert wird. Diese Kombination technischer Bauweisen ist Ausdruck des hohen planerischen Anspruchs, denn das Projekt dient nicht allein der Verbesserung der Verkehrsströme, sondern auch der Vorbereitung einer möglichen östlichen Ringstraße.
Das Bauwerk entsteht im Auftrag der dänischen Straßenbehörde Vejdirektoratet, umgesetzt von einem Joint Venture der Unternehmen MT Højgaard Danmark und BESIX. Ergänzend wirken NIRAS, Jacobs und Bravida Danmark in Planung und Beratung mit. Nach einem Baustart im Jahr 2024 ist die Inbetriebnahme Ende 2027 vorgesehen. Neben den verkehrlichen Zielen steht ein deutlicher Fokus auf Ressourceneffizienz: Optimierte Betonrezepturen, der verstärkte Materialtransport über den Wasserweg sowie umfassende Recyclingkonzepte sollen den CO2-Ausstoß gegenüber herkömmlichen Verfahren beträchtlich reduzieren.
Komplexe Spundwandverankerung und das Duplexverfahren
Für die Herstellung der Baugruben, die jeweils etwa 300 Meter Länge und rund zwölf Meter Tiefe aufweisen, wurden drei bis vier Ankerlagen eingebracht. Die ersten dieser Lagen entstanden in Tiefen zwischen 25 und 35 Metern. Dazu waren an den Spundbohlen Rohrstutzen aufgeschweißt, an denen die Bohrgeräte angesetzt wurden. Die Arbeiten erfolgten durchgängig im Duplexverfahren, bei dem ein Außengestänge mit Ringbohrkrone das Bohrloch stabilisiert, während ein Innengestänge mit Vollbohrkrone die eigentliche Vortriebskraft erzeugt und später die Zementsuspension einbringt.
Kenneth Paetsch von der Grundbau Nord GmbH beschreibt das Verfahren so: „Während das Außengestänge mit Ringbohrkrone das Bohrloch absichert und das Eindringen von Wasser oder Erdreich verhindert, arbeitet im Inneren ein zweites Gestänge, das eine Vollbohrkrone antreibt und später das Verfüllen der Zementsuspension übernimmt.“ Nach dem Erreichen der Endtiefe – im Mittel etwa 27 Meter – wurde die Suspension über das Innengestänge eingebracht, bevor dieses gezogen und die Litzenanker in das verbliebene Außenrohr eingeführt wurden. „Danach wurde der Anker verpresst und die Außengestänge gezogen“, so Paetsch weiter.
VibroDrill VD 150 im praktischen Einsatz
Besondere Aufmerksamkeit erforderte der hohe Grundwasserdruck in den unteren Bohrlagen. Um ein Austreten von Wasser und Bohrgut unmittelbar an der Spundwand zu verhindern, kam ein eigens für dieses Projekt entwickeltes Bohrpackersystem zum Einsatz. Dieses ermöglichte eine direkte Abdichtung der Bohrstelle am Gerät und verhinderte unkontrollierte Materialbewegungen während des Vortriebs.
Neben den etablierten Bohrhämmern setzte die Grundbau Nord GmbH erstmals den VibroDrill VD 150 ein. Für B.Eng. Johannes Müller, Internationaler Vertrieb Bohrtechnik bei terra infrastructure GmbH, lag darin ein entscheidender Fortschritt: „Es vereint kompakte Bauweise, hohe Leistung und technische Vielseitigkeit und bietet damit eine optimale Lösung für wirtschaftliches, sicheres und präzises Bohren im Spezialtiefbau – dies nicht nur bei extremen Bodenverhältnissen, sondern auch in bindigen Böden.“
Der VibroDrill VD 150 arbeitet mit Zentrifugalkräften von 240 kN und Frequenzen bis 120 Hz, erreicht Bohrtiefen bis zu 100 Metern und bleibt trotz der Leistungswerte vergleichsweise kompakt. Das integrierte Dämpfungssystem sowie geringe Schallemissionen ermöglichen ein Arbeiten in städtebaulich sensibler Umgebung. Unter den gegebenen geologischen Bedingungen im Nordhafen erwies sich das konstante Vibrationsverhalten des Systems als maßgeblicher Vorteil.
Konkrete Auswirkungen auf die Bauzeit
Die ausführenden Teams nutzten zunächst zwei Bohrgeräte mit klassischen Schlaghämmern. Die Bohrzeit pro Bohrung von rund 25 Metern lag damit üblicherweise zwischen zwei und drei Stunden. Nachdem ein drittes Gerät, eine HBR 605, mit dem VibroDrill VD 150 ausgestattet wurde, verringerte sich die Dauer vergleichbarer Bohrungen in den oberen Lagen auf etwa 40 Minuten. Paetsch beschreibt den Unterschied so: „Wo das Schlagwerk in größeren Tiefen an Wirkung verliert, hält der VibroDrill die Vibrationsenergie über die gesamte Bohrlänge konstant. So ließen sich die Bohrungen deutlich schneller und gleichmäßiger herstellen.“
In Bereichen mit direkt anstehendem Flintstein glichen sich die Leistungen beider Systeme wieder an. Gleichzeitig zeigte sich, dass die hohe Leistungsabgabe des VibroDrill die HBR 605 hydraulisch stark beanspruchte, insbesondere bei sommerlichen Temperaturen. In der Folge kamen auf deutschen Baustellen kleinere VibroDrill-Varianten – wie der VD 100 – zum Einsatz, bei denen das Zusammenspiel zwischen Trägergerät und Antrieb optimal ausfiel.
Perspektiven für den zukünftigen Spezialtiefbau
Unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Bodenbedingungen und Bohrtiefen zeigte sich, dass die VibroDrill-Technik insbesondere bei langen Bohrungen klare Effizienzgewinne ermöglicht. Die gemachten Erfahrungen fließen inzwischen in weitere Projekte ein. Kenneth Paetsch und Michael Paetsch, Inhaber und Geschäftsführer der Grundbau Nord GmbH, setzen die neue Technologie daher bewusst unter verschiedenen Rahmenbedingungen ein, um die Einsatzfelder weiter zu präzisieren und den Maschinenpark entsprechend auszurichten.
Die Arbeiten im Nordhavnstunnel verdeutlichen damit nicht nur die Herausforderungen eines komplexen urbanen Infrastrukturprojekts, sondern auch die Bedeutung eines technisch adaptiven Bohrverfahrens, das den wechselhaften Untergrundbedingungen gerecht wird und gleichzeitig zeitliche wie qualitative Vorteile bietet.
