Brandbeständig in die mobile Zukunft - Der Hamburger Wallringtunnel wurde umfassend saniert

Der zwischen 1963 und 1966 errichtete Wallringtunnel verläuft zwischen Alster und Elbe unter der Hamburger Innenstadt und unterquert dabei mit einer Länge von 550 Metern die Kreuzung am Georgsplatz sowie die Spitaler-, Mönckeberg- und Steinstraße.

Er entlastet den oberirdischen Cityverkehr erheblich und zählt mit einem täglichen Verkehrsaufkommen von rund 40.000 Fahrzeugen zu den wichtigsten innerstädtischen Verkehrsadern der Hansestadt. Der Tunnel besteht aus zwei Tunnelröhren mit je zwei Fahrbahnen. Im Mittelbauwerk sind Versorgungsanlagen, ein Betriebsgang und ein Fluchtweg untergebracht.

Erneuerung von Grund auf

War die Ausstattung des Wallringtunnels bei seiner Eröffnung 1966 noch vorbildlich, so hatte sie mit heutigen Sicherheits- und Brandschutzverordnungen nur noch wenig zu tun. Daher stellte der Hamburger Senat für die dringend notwendige Sanierung im Jahre 2013 30 Millionen Euro im Etat des Stadtstaates bereit, sodass der Landesbetrieb Straßen, Brücken und Gewässer (LSBG) der Freien und Hansestadt Hamburg das Bauvorhaben einleiten konnte.

Der LSBG startete zunächst 2014 mit dem Straßenbau und dann ab 2016 in beiden Tunnelröhren mit den Bauarbeiten im Sicherheits- und Brandschutzbereich, was dem Projektteam um Bauingenieur Hanns Simons, beim LSBG im Geschäftsbereich „Konstruktive Ingenieurbauwerke“ verantwortlich für das Projekt „Nachrüstung Wallringtunnel“, einiges abverlangte: „Die erforderlichen Bauarbeiten mussten ja bei gleichzeitigem Betrieb der Tunnelröhren durchgeführt werden.“ Dafür sollte es notwendig werden, im Projektverlauf insgesamt 700 Nächte durchzuarbeiten.

Um den Verkehrsfluss soweit wie möglich zu gewährleisten, wurde der Verkehr zeitweise einspurig durch die beiden Tunnelröhren geleitet, Sperrzeiten in verkehrsarme Zeiten wie in die Nacht, ins Wochenende oder in die Ferien verlegt.

Gefahrenquelle Innenbeschichtung

Weit mehr Kopfzerbrechen bereitete den Planern jedoch die ursprüngliche Bewehrung der Tunnelröhren. Diese waren in den 1960er Jahren zur Verbesserung der Lichtverhältnisse im Tunnel mit weißen Spaltplatten versehen worden, deren 3 bis 4 cm dicke keramische Verkleidung auf eine 1,5 cm dicke Mörtelschicht aufgetragen worden war.

Im Ergebnis sorgte diese seinerzeit fortschrittliche Verkleidung tatsächlich für eine Aufhellung des Tunnelinneren, doch mit modernen Brandschutzvorschriften war sie längst nicht mehr in Einklang zu bringen. Im Falle eines schweren Brandes in einer der beiden Tunnelröhren hätte an der Bewehrung eine Temperatur von mehr als 500 °C entstehen und diese dabei ihre statische Wirkung verlieren können.

Diese potenzielle Gefahrenquelle machte eine Ertüchtigung der gesamten Betonkonstruktion zwingend notwendig, die durch Erhöhung der Betondeckung an den Wänden und an der Tunneldecke erreicht werden sollte. An diesem Punkt setzte die Beratung durch Henning Völtz, Vertriebsleiter Infrastructure & Industry im Service-Center Hamburg, an.

Werner Baumgart, Global Product Manager Concrete Repair & Surface Protection, unterstützte ihn dabei von Zeit zu Zeit. Im Bereich Concrete Repair & Surface Protection hat MC ihr Know-how und ihre Expertise im Schutz sowie in der Instandsetzung von Betonbauwerken gebündelt.

Verschärfte Anforderungen

Die Brandschutzvorgaben bei städtischen Tunnelbauwerken mit angrenzenden Verkehrsbauwerken wie beim Wallringtunnel sind besonders hoch. Um diesen gerecht zu werden, müssen solche Tunnel und ihre Bewehrung so geplant sein, dass die Feuerwiderstandsdauer gegenüber einem Brand von 60 Minuten mit 1.200 °C sowie einer sich daran anschließenden 110-minütigen Abkühlungsphase gewährleistet ist.

So soll die Wahrscheinlichkeit eines Verlusts des Bauwerks selbst sowie angrenzender Bauwerke minimiert werden. Die in diesem Zusammenhang verwendeten Baustoffe müssen der Baustoffklasse A (nicht brennbar) nach DIN 4102 entsprechen und dürfen keine Stoffe freisetzen, die Personen oder das Bauwerk schädigen.

Nafufill KM 250 erfüllt alle Anforderungen

Die Experten der MC empfahlen dem LSBG und dem von ihm beauftragten Planungsbüro WvS-Zivilingenieure Hamburg, den brandbeständigen, faserverstärkten PCC/SPCC-Betonersatz Nafufill KM 250 der MC einzusetzen. Letztendlich erwies er sich bei Vergleichsprüfungen als der einzige SPCC-Mörtel, der die o. g. Vorgaben sämtlich nachweisen konnte.

Der faserverstärkte Betonersatz der MC zeichnet sich außerdem durch sein sehr gutes Biegezug- und Druckfestigkeitsverhalten (R 4 Mörtel nach EN 1504 Teil 3) sowie einen hohen Karbonatisierungswiderstand aus. Zudem ist er frosttausalzbeständig und chloriddicht. Mit Nafufill KM 250 kann daher neben dem Brandschutz auch gleich der Beton geschützt werden.

Eine Mammutaufgabe erfolgreich gemeistert

Die Ausführung wurde der französischen Firma EUROVIA, einem weltweit führenden Unternehmen im Verkehrswegebau, übertragen.

Mit der Verarbeitung des SPCC wurde die Schachtbau Nordhausen Bau GmbH beauftragt, die schließlich von November 2016 an den spritztechnischen Einbau von Nafufill KM 250 vornahm.

Der Auftrag sollte in einer Schichtdicke von circa 4,5 cm im Nassspritzverfahren erfolgen, um eine staub- und rückprallarme Verarbeitung im Vergleich zu trockenspritzbaren SPCC-Mörteln zu ermöglichen und Umweltbelastungen hier noch geringer zu halten. Dabei sollten 21.000 m² Betonfläche bearbeitet werden.

Die gewaltige Gesamtmenge stellte auch die Logistik der MC auf eine harte Probe: Die Herausforderung bestand darin, eine ständige, termingerechte Bereitstellung und Lieferung von Nafufill KM 250 zu gewährleisten, obwohl die Anlieferung während der Bauphase nur nachts erfolgen durfte. Doch die Herausforderung wurde durchweg gemeistert: Während der gesamten Bauphase gab es keinen Zeitpunkt, an dem für die laufende Verarbeitung nicht ausreichend Nafufill KM 250 auf der Baustelle verfügbar war.

Dabei belief sich die Gesamtmenge schließlich auf 2.100 Tonnen, die mit 101 Lastzügen ausgeliefert wurden. Ein großer Erfolg, der dank starker Planung im Vorfeld und des reibungslosen Zusammenspiels aller Beteiligten während der Bauphase erzielt werden konnte. So konnte das Mammutprojekt sowohl terminlich wie auch wirtschaftlich im gesetzten Rahmen bewältigt und der Wallringtunnel umfassend saniert und modernisiert im Juli 2018 neu eröffnet werden.

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