Der Untertagebau umfasst sämtliche Tätigkeiten zur Errichtung von Hohlräumen und Bauwerken unter der Erdoberfläche – von Tunnelvortrieben über Kavernen bis hin zu tiefen Schachtbauwerken. In Villingen-Schwenningen gewinnt dieser Fachbereich zunehmend an Bedeutung, da die Stadt als Oberzentrum im Schwarzwald-Baar-Kreis mit beengten Platzverhältnissen im Talkessel und wachsender Verkehrsinfrastruktur konfrontiert ist. Unterirdische Bauwerke bieten hier Lösungen, um oberirdische Flächen zu entlasten und Verkehrswege leistungsfähig zu halten, erfordern jedoch eine äußerst sorgfältige Planung und Ausführung unter schwierigen geologischen Bedingungen.
Die lokale Geologie stellt eine besondere Herausforderung dar: Villingen-Schwenningen liegt an der Nahtstelle zwischen Muschelkalkformationen des Oberen Gäus und den Gneis- und Granitvorkommen des östlichen Schwarzwalds. Im Stadtgebiet dominieren wechselhafte Lockergesteinsüberdeckungen aus quartären Kiesen und Auelehmen, die insbesondere entlang der Brigach weiche, setzungsempfindliche Böden bilden. Für Tunnelprojekte in diesen Formationen ist eine qualifizierte geotechnische Analyse für Tunnel in weichem Boden unverzichtbar, da unerwartete Verformungen oder Wassereinbrüche das Baugeschehen massiv beeinträchtigen können.
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Rechtlich bindend sind in Deutschland die Normen des Eurocode 7 (DIN EN 1997) zur geotechnischen Bemessung, ergänzt durch die nationale Anwendungsnorm DIN 1054 für Baugrundsicherheit sowie die ZTV-ING für Ingenieurbauten im Verkehrswegebau. Die Einhaltung dieser Regelwerke wird durch die Landesbauordnung Baden-Württemberg (LBO) und die VOB/C überwacht. Besonders bei tiefen Baugruben, wie sie für Untertagebauwerke typisch sind, greift zudem die DIN 4124 für Baugruben und Gräben, deren Anforderungen an eine standsichere Ausführung durch eine präzise geotechnische Bemessung tiefer Baugruben erfüllt werden müssen.
Typische Projekte, die Untertagebau erfordern, sind in Villingen-Schwenningen vor allem Verkehrstunnel zur Entlastung der Innenstadt, unterirdische Regenrückhaltebecken im Zuge des Hochwasserschutzes sowie Leitungsstollen für die Fernwärmeversorgung. Auch der Ausbau der Schieneninfrastruktur, etwa entlang der Schwarzwaldbahn, kann Tunnelbauwerke notwendig machen. Bei all diesen Vorhaben ist eine kontinuierliche geotechnische Baugrubenüberwachung essenziell, um Verformungen an Nachbarbebauung oder Geländeoberfläche frühzeitig zu erkennen. Die messtechnische Begleitung stellt sicher, dass die in der Planung getroffenen Annahmen mit dem tatsächlichen Baugrundverhalten übereinstimmen und bei Abweichungen rechtzeitig reagiert werden kann.
Fragen und Antworten
Welche geologischen Besonderheiten prägen den Untertagebau in Villingen-Schwenningen?
Die Stadt liegt im Übergangsbereich zwischen Muschelkalk und kristallinem Grundgebirge des Schwarzwalds. Im Talkessel dominieren quartäre Lockergesteine wie Kiese und Auelehme mit teils hohem Grundwasserstand. Diese Wechsellagerungen erfordern eine detaillierte Baugrunderkundung, da die Tragfähigkeit kleinräumig stark variieren kann und bei Tunnelvortrieben in weichen Böden besondere Sicherungsmaßnahmen notwendig werden.
Welche Normen sind für den Untertagebau in Deutschland maßgeblich?
Zentral sind der Eurocode 7 (DIN EN 1997) mit der nationalen Ergänzungsnorm DIN 1054 für Baugrundsicherheit. Für Ingenieurbauwerke im Verkehrswegebau gilt die ZTV-ING. Bei tiefen Baugruben kommt die DIN 4124 zum Tragen. Die Landesbauordnung Baden-Württemberg und die VOB/C regeln zudem die baurechtlichen und vertraglichen Rahmenbedingungen für die Ausführung untertägiger Arbeiten.
Welche Bauprojekte erfordern typischerweise Untertagebau in der Region?
In Villingen-Schwenningen sind dies vor allem Verkehrstunnel zur Entlastung der Innenstadt, unterirdische Regenrückhalteanlagen für den Hochwasserschutz sowie Leitungsstollen für die Nah- und Fernwärmeversorgung. Auch der Ausbau der Bahninfrastruktur, beispielsweise im Zuge der Schwarzwaldbahn, kann Tunnelbauwerke oder tiefe Schachtbauwerke zur Querung von Höhenrücken notwendig machen.
Warum ist ein geotechnisches Monitoring beim Untertagebau unverzichtbar?
Die messtechnische Überwachung stellt sicher, dass Verformungen an der Geländeoberfläche oder an Nachbargebäuden frühzeitig erkannt werden. Da der Baugrund trotz sorgfältiger Erkundung Überraschungen bergen kann, ermöglicht das Monitoring den Vergleich zwischen Prognose und tatsächlichem Verhalten. Bei Abweichungen können so rechtzeitig Sicherungsmaßnahmen ergriffen werden, um Schäden zu vermeiden und die Standsicherheit zu gewährleisten.