Koordinierungen von Tunnelsperrungen aufgrund von Wartungs- und Reinigungsarbeiten sind ein wichtiger Beitrag für die Verfügbarkeit von Verkehrsinfrastrukturanlagen. Der Elbtunnel Hamburg hat innerhalb des transeuropäischen Straßennetzes eine hohe Bedeutung für die Infrastruktur Norddeutschlands, Hamburgs und Skandinaviens. Sperrungen des Tunnels für Wartungsarbeiten oder Verkehrseinschränkungen durch Ereignisse im Zusammenhang mit dem Straßenverkehr haben zudem eine große wirtschaftliche Auswirkung.

Darin begründet sich die Notwendigkeit für den Tunnelbetreiber fortlaufend die vorgesehenen Tunnelsperrungen nach den Erfordernissen zu beplanen.

Zu Grunde zu legen sind neben Wartungs- und Reinigungsarbeiten auch Instandsetzungen und größere Baumaßnahmen. Witterungseinflüsse, Jahreszeiten und Verkehrsspitzen z. B. in Ferienzeiträumen, eigenes Personal und die Verfügbarkeit von Wartungsfirmen müssen berücksichtigt werden.

Zu beteiligen sind die Polizei/Feuerwehr, die Verkehrsleitzentrale sowie die Koordinierungsstelle für Baumaßnahmen. Die Information der Öffentlichkeit ist ebenso unverzichtbar.

Im Vortrag vorgestellt wird das Hamburger System der Koordinierung durch ein Sperrplanmanagement parallel zu einem Belegungsplan der 4 Tunnelröhren.

Fazit:

Koordinierung von Wartungs-, Reinigungsarbeiten und Baumaßnahmen sind ein wichtiger Bestandteil der Organisation zur Sperrung des Elbtunnels. Durch koordinierte und aufeinander abgestimmte Abläufe lassen sich Synergien erzielen und Sperrungen verkürzen, was sich auf den zur Verfügung stehenden Verkehrsraum positiv auswirkt.

Der Fachvortrag zur Veranstaltung ist im Volltext verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder und Formeln.

1  Einführung und Übersicht

Der Fachbereich Betrieb Bundesfernstraßen und Straßentunnel ist seit 2007 eingebettet in einen Hamburger Landesbetrieb, den Landesbetrieb Straßen, Brücken und Gewässer.

Die Organisationseinheiten sind Geschäftsbereiche, die in Fachbereiche untergliedert sind. Es gibt vier fachorientierte Geschäftsbereiche:

Überwiegend projektorientiert von der Planung bis zur Baudurchführung sind

• der Geschäftsbereich Straßen, Bundesfernstraßen und Stadtstraßen mit Verkehrssteuerung und Beleuchtung,
• der Geschäftsbereich Konstruktive Ingenieurbauwerke, B. Tunnel- und Brückenbau,
• der Geschäftsbereich Gewässer und Hochwasserschutz einschließlich Deichverteidigung,
• Im Geschäftsbereich Betriebe finden sich alle Zum Betriebsbereich Bundesfernstraßen und Straßentunnel gehören die Tunnelunterhaltung, der Tunnelbetrieb und die Autobahnmeistereien.

Der Landesbetrieb übernimmt als Dienstleister die ihm gestellten Aufgaben. Er erhält seine Aufträge durch Kontrakte mit den auftraggebenden Dienststellen und kann auch hoheitliche Aufgaben wahrnehmen.

Er untersteht der Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt (BSU) als Aufsicht führende Behörde.

Der Fachbereich umfasst

• 2 Autobahnmeistereien für
  • 83 km Bundesautobahnen, B. A 1 und A 7
  • 21 km Bundesstraßen
  • 33 Anschlussstellen
  • 5 Autobahnknoten
• 1 Tunnelunterhaltung und Betrieb für 12 Straßentunnel wie B. Elbtunnel, Krohnstiegtunnel, Alsterkrugchaussee, Moorfleettunnel, Deichtortunnel, ...

Im Zusammenhang mit Wartungs- und Reinigungsarbeiten sowie der Unterhaltung von Straßentunneln fallen Aufgaben an wie z. B.:

1) Wartung Tunnel
Wartung und Kontrolle der verschiedenen Tunnel- und Gebäudebereiche sowie deren technische Einrichtungen wie z. B.:

• Energieversorgung,
• Betriebsräume,
• Pumpwerke + Löschwassereinrichtungen,
• Tunnellüftung.

Einige Bereiche, in denen Kontrollen stattfinden müssen, sind nur bei gesperrter Röhre erreichbar.

Zur Unterhaltung Tunnel gehören Instandhaltung sowie Sanierungsmaßnahmen und Ersatzinvestitionen.

Im Bereich Elektrotechnik fallen hierunter Prüfungen nach VDE 0832 Straßenverkehrs-Signalanlagen oder die Erneuerung von Mittelspannungsschaltanlagen als Ersatzinvestition.

Der Bereich Maschinenbautechnik beinhaltet wiederkehrende Prüfungen nach VDMA sowie Erneuerungen Pumpwerksstationen oder Lüftungsanlagen. Bauwerksprüfung nach DIN 1076 wird in der Sparte Ingenieurbau abgearbeitet.

Die hier ausgemachten Bauwerksschäden werden im Zuge der baulichen Unterhaltung behoben.

2) Reinigung Tunnel

Reinigungsarbeiten dienen einerseits der Sicherheit der Tunnelnutzer direkt wie das Erhalten der Beleuchtungsstärke durch das Waschen der Wände und die Erkennbarkeit der Lichtzeichen und Signalgeber.

Indirekt ist zur Sicherheit auch das Reinigen der technischen Anlagen, wie z. B. Trafostationen und Schaltanlagen, der Luftkanäle und Fluchtwege notwendig.

Die Überwachungsanlagen für den Verkehrsraum wie Kameras sind ebenfalls wiederkehrend zu reinigen.

Die Reinigungsarbeiten werden durch den Tunnelbetrieb erledigt.

3) Betrieb Tunnel

Das Kerngeschäft des Betriebes ist jedoch die Überwachung und Bedienung von Computersystemen für die:

• Betriebsrechner
  Der Rechner regelt beispielsweise den Betrieb von:
  • Betriebs- und Katastrophenlüftung,
  • Beleuchtung des Verkehrsraums,
  • Unterflurfeuer/Markierungsknöpfe,

• Verkehrsrechner Elbtunnel und VBA,
• Koordinierung der Einsatzkräfte Tunnel und Autobahnmeisterei.

4) Die Autobahnmeisterei arbeitet mit dem Tunnelbetrieb zusammen und übernimmt folgende Aufgaben:

• Kontrolle der Fahrbahndecke + Notmaßnahmen bei Belagsschäden,
• Reinigen der Sieleinläufe und Rohrleitungssysteme,
• Reinigen der Hochborde und Seitenstreifen im Tunnel,
• Fahrbahnreinigung nach Verkehrsunfällen,
• Winterdiensteinsatz.

2  Sicherheit und Wirtschaftlichkeit

2.1   Wartungen und Reinigungen

Wartungen sind gemäß DIN 31051 Maßnahmen, die einen geringen Verschleiß, eine lange Lebensdauer und eine hohe Verfügbarkeit der Objekte gewährleisten.

Die Wartungsdefinition spricht 2 Aspekte an:

• über die hohe Verfügbarkeit von Anlagen das Höchstmaß an Sicherheit für den Betrieb und damit für den Tunnelnutzer zu bewirken.
• und ein Life-Cycle-Management für die wirtschaftliche Nutzung der Anlagen zu betreiben.

Um die Verfügbarkeit, also Funktion der technischen Anlagen zu gewährleisten sind regelmäßige Wartungen und Inspektionen notwendig. Die Wartungsintervalle ergeben sich aus Regelwerken, nach Herstellervorgaben und aufgrund von Verschmutzungs- oder Verschleißerscheinungen.

• Nach VDE und DIN ist für ortsfeste elektrotechnische Anlagen ein Prüfintervall von 4 Jahren vorgesehen.
• Wartungsintervalle für maschinentechnische Anlagen sind festgelegt in der VDMA 24186. (VDMA = Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V.)
  
  Die Wartungsintervalle der technischen Anlagen sind standardmäßig viertel- oder halbjährlich, teilweise werden Intervalle aufgrund von Erfahrungswerten auch verkürzt oder zusätzliche Inspektionen durchgeführt.
  
  z. B. vierteljährlich – Wartung der Brandmeldeanlage,
  - Wartung Notruftelefone,
  - Wartung Schachtdeckel,
  
  z. B. halbjährlich – Pumpwerkswartung,
  - Wartung der Rauchabzugsklappen der Röhre,
  - Wartung Strahlventilatoren.

Reinigungsarbeiten im Tunnel erfolgen nach innerbetrieblichen Plänen, die Erfahrungswerte berücksichtigen und nach Bedarf, z. B. im Winter durch außergewöhnliche Verschmutzung bei Einsatz von Streumitteln.

Die bei Wartung und Inspektionen entstehenden Kosten für Reparatur, Instandsetzung und Ersatzteile werden erfasst. Dies bildet die Basis für wirtschaftliche Entscheidungen im Life-Cycle-Management.

Art und Umfang der Arbeiten sind in Arbeitsblättern beschrieben. Die Arbeiten werden mit Wartungsprotokollen dokumentiert.

Damit werden die in den RABT unter Abschnitt 1.2.2 Störungsbeseitigung und Instandhaltung angezeigten Anforderungen für die Wartung aller Teile der technischen Ausstattung erfüllt.

Auch baulicherseits sind Arbeiten notwendig, die mit Wartungsarbeiten an technischen Anlagen zu koordinieren sind.

Die Bauwerksprüfung nach DIN 1076 im Elbtunnel beinhaltet im Wesentlichen die handnahe Prüfung aller konstruktiven Bauteile, um die Standfestigkeit und die Dauerhaftigkeit des Bauwerkes zu gewährleisten.

Die regelmäßige Prüfung und Überwachung hat den Zweck, etwa eingetretene Mängel und Schäden rechtzeitig zu erkennen, zu bewerten, um geeignete Maßnahmen zu ergreifen, bevor größerer Schaden eintritt oder die Verkehrssicherheit beeinträchtigt wird.

Die erkannten Bauwerksschäden werden im Zuge der baulichen Unterhaltung behoben.

Die in der Röhre eingebauten Anlagen wie Strahlventilatoren, Rauchabzugsklappen und Pumpen werden einer halbjährlichen Wartung unterzogen. Hier wird eine Funktionsprobe und Test der Rauchabzugsklappen durchgeführt.

Beim halbjährlichen Reinigen und Überprüfen der Notrufnischen werden auch die Notruftelefone und SOS Taster auf Funktion geprüft. Starke Verschmutzungen durch Staub, Abgase, Bremsstaub und Reifenabrieb können schnell zu Fehlfunktionen bei Messeinrichtungen und bis zur Funktionsuntauglichkeit bei beweglichen Teilen führen. Gemische aus Streusalz mit Tauwasser und Abgasen führen auf metallischen Oberflächen schnell zu Korrosionserscheinungen. Diese Randbedingungen machen regelmäßige Wartungen für den Funktionserhalt unverzichtbar.

2.1.1 Schrankenwartung

Die Wartung von Schranken als aktive Verkehrseinrichtung hat eine hohe Sicherheitsrelevanz.

Es sind dabei umfangreiche Absperrmaßnahmen erforderlich, die sich abhängig vom Aktionsradius der Schranke über mehrere Fahrstreifen erstrecken.

Austausch der Hydrauliköle und Überprüfung der Schrankensteuerung und der mechanischen Bauteile sind die Hauptbestandteile. Das Wartungsintervall beträgt 6 Monate.

2.1.2 Reinigungsarbeiten

Das Waschen der Tunnelwände, wie auch die Reinigung einer Vielzahl weiterer Anlagen sind turnusmäßig zu erledigen, wie z. B. auch: Reinigen der Sieleinläufe und Rohrleitungen, Reinigen der Fluchtwegsbeschilderung, Reinigung der Unterflurfeuer, Reinigen der Fahrbahnmarkierungen, Reinigung der Durchfahrtsbeleuchtung, Reinigung des Seitenstreifens und Hochbords. Es werden die verkehrsarmen Zeiten genutzt.

Zur Koordination von Wartungs- und Reinigungsarbeiten gehört die Entscheidung make or buy. Die beiden wichtigsten Kriterien für diese Entscheidung sind die Sicherheit der Nutzer des Verkehrsraums und die möglichst lückenlose Nutzung der Infrastruktur. Eigenes Personal und Equipment halten wir daher, da am schnellsten und flexibelsten einsetzbar, für zeitkritische Einsätze wie Störeinsätze an den technischen Anlagen und Unfallschäden vor. Wiederkehrende Standardaufgaben, Spezialerfordernisse und größere Erneuerungen und Instandsetzungen werden an Firmen vergeben. In vielen Wartungsverträgen setzen wir auf ein Zusammenspiel zwischen Wartungsfirmen und eigenem Personal. In unserem Fuhrpark befindet sich z. B. eine fahrbare Arbeitsbühne, mit deren Hilfe unser Personal die Wartungsfirma unterstützt. Ebenso unterstützen wir die Wartungsfirmen bei notwendigen Absicherungen ihrer Arbeitsstellen. Die Aufgabenfelder der Firmen betrachten wir nach Ablauf der Gewährleistung und vor Abschluss neuer Wartungsverträge kritisch. Die Wartungsverträge müssen wirtschaftlichen Kriterien unseres Betriebes genügen. Aufgaben werden mit eigenem Personal übernommen, wenn Kapazität und Equipment vorhanden und eine hohe Auslastung des eigenen Personals erzielt wird.

Bild 1: Koordination der Wartungs- und Reinigungsarbeiten

3  Beispiel: Hamburger Elbtunnel

Er verbindet Skandinavien und Südeuropa und hat eine hohe Bedeutung im Transeuropäischen Straßennetz. Dieses spiegelt sich auch in der hohen Verkehrsbelastung wider. Die Fahrzeugbelastung liegt bei 120 000 Fahrzeugen pro Tag, der Schwerlastverkehrsanteil bei 18 %. Im südlichen Bereich des Elbtunnels ist der Hamburger Hafen mit seinen Container Terminals an das Autobahnnetz angeschlossen.

Das macht deutlich, welche strategische Bedeutung der Elbtunnel Hamburg für die Region Norddeutschland, aber auch international für Skandinavien und ganz Europa für die Lenkung und Leitung der Verkehrsströme hat. Jedes Ereignis am Hamburger Elbtunnel hat eine große Auswirkung auf den Verkehr und die Wirtschaft.

Die Minimierung der Sperrzeiten ist für uns daher eine entscheidende Aufgabe. Der Hamburger Elbtunnel ist ein 4 Röhrentunnel mit jeweils zwei Fahrstreifen.

Er verfügt über einen Weichenbereich an den Tunnelportalen, der es zulässt, den Verkehr mit Hilfe von Unterflurfeuern und Schrankensystemen zu lenken. Dieses System bietet weitreichende Möglichkeiten einzelne oder kombinierte Röhren zu sperren.

Durch das hohe Verkehrsaufkommen finden Sperrungen jedoch in der Regel nachts statt. Die Regelsperrzeit ist in der Zeit von 20:00 bis 05:00 Uhr. Neben den turnusmäßigen Sperrungen in den Regelsperrzeiten, die sich aus den Wartungsintervallen ergeben, bestehen oft noch weitere Bedarfe.

Da wären z. B. die Straßenunterhaltungs- und Instandsetzungsarbeiten zur Gewährleistung der Verkehrssicherheit oder Reparaturen an den verkehrstechnischen Ausstattungen. Die Koordinierung aller nötigen Arbeiten erfordert ein Management.

3.1    Sperrplanmanagement

Am Hamburger Elbtunnel führen wir hierfür ein sogenanntes Sperrplanmanagement.

Die Zusammenarbeit mit anderen Bedarfen im Hamburger Stadtgebiet findet dabei Berücksichtigung.

Dazu gibt es die Koordinierungsstelle für Baumaßnahmen an Hauptverkehrsstraßen, die KOST. Bei der KOST werden zentral alle größeren Bau- bzw. Sperrmaßnahmen in Hamburg und Umland koordiniert. Die Abstimmung ist notwendig, um Kollision mit anderen Maßnahmen im Straßennetz zu vermeiden.

Der andere Abstimmungspartner ist die Polizei, die zentrale Straßenverkehrsbehörde. Mit der Verkehrsdirektion der Polizei werden Absperrmaßnahmen abgestimmt und dann von ihr genehmigt. Dies ist nur nötig bei Maßnahmen, die nicht den Regelsperrplänen (Betriebszustände) entsprechen oder von längerer Dauer sind. (Mit Inbetriebnahme wurden zu den Betriebszuständen Regelsperrpläne erstellt, die vorab verkehrsbehördlich angeordnet sind.)

Sperrungen zu vorabgestimmten Zeiten werden der Verkehrsdirektion lediglich angezeigt. Bei Erhalt von mindestens 2 Fahrstreifen pro Fahrtrichtung ist der Zeitraum von 20:00 bis 05:00 Uhr abgestimmt. Wird auf einen Fahrstreifen reduziert, beschränkt sich dieser Zeitraum auf 23:00 bis 04:00 Uhr.

Bedingt die Sperrung einer Röhre auch die Schließung einer Zu- bzw. Abfahrt, wird der HVV (ÖPNV) informiert und Verkehrsmeldungen im Rundfunk veranlasst.

Wenn eine Sperrung für Wartungs- oder Reinigungsarbeiten nötig ist, werden folgende Schritte erforderlich:

Das für diesen Zweck eingerichtete Funktionspostfach, sammelt sämtliche Korrespondenz zu den Sperrungen am Elbtunnel.

3.1.1  Sperrung vorhanden

Bei Eingang eines Antrags für eine Tunnelsperrung wegen Wartungs- und Reinigungsarbeiten an das Funktionspostfach wird geprüft, ob eine Koordinierung des Antrags mit bereits vorhandenen Sperrungen möglich ist.

Es wird abgestimmt, ob die beantragten Arbeiten mit bereits vorgesehenen anderen Maßnahmen kollidieren. Ist dies nicht der Fall, erfolgt eine Übernahme der beantragten Arbeiten in die vorhandene Sperrzeit.

Der Antragsteller wird über die Zustimmung der Tunnelsperrung informiert.

3.1.2  Sperrung nicht vorhanden

Bei Eingang eines Antrags für eine Tunnelsperrung an das Funktionspostfach, der nicht mit vorhandenen Sperrungen zu vereinbaren ist, wird entschieden, ob eine Verkehrsbesprechung einberufen wird. (Abhängig von Dauer und Umfang der Sperrung)

In der Verkehrsbesprechung wird die Koordinierung des Antrages mit den zuständigen Polizeidienststellen (Verkehrsdirektion), der KOST (Koordinierungsstelle), der Pressestelle und den(r) aus führenden(r) Firmen(a) durchgeführt. Bei Einigung erfolgt die Erstellung einer Straßenbaubehördlichen Anordnung nach StVO § 45 (2), unter Zugabe eines Verkehrszeichenplanes auf Basis der Angaben der Verkehrsbesprechung.

Nach Genehmigung (Unterzeichnung) der Straßenbaubehördlichen Anordnung durch die zuständige Polizeidienststelle erfolgt der Versand an alle Beteiligten. Die beantragten Sperrungen werden jetzt in den Sperrplan sowie in den sogenannten Belegungsplan übernommen.

Bild 2: Ausschnitt aus dem Sperrplan für den Elbtunnel

Es erfolgt die Benachrichtigung des Antragstellers über die Genehmigung der Tunnelsperrung.

Die nötigen Absperrmaßnahmen werden vom Betriebspersonal gestellt.

Im Kopf ist die Adresse des Funktionspostfaches ausgewiesen, um die Korrespondenz zentral verwalten zu können. Aus der Legende gehen die Tageszeiten der Sperrungen hervor. Es sind alle Sperrungen am Elbtunnel in kalendarischer Form dargestellt. Wenn keine Dauersperrung einer Röhre vorliegt, lassen sich Sperrungen am Elbtunnel meist gut koordinieren (4 Röhren 2x Fahrtrichtung Nord 2x Fahrtrichtung Süd). Zurzeit ist die Röhre 2 dauerhaft gesperrt. Hier finden Baumaßnahmen des Nachrüstprogramms zur Anpassung der Erfordernisse aus den RABT 2006 statt. Die zurzeit häufig auftretenden Sperrungen (Nachtsperrungen) der Röhre 3, im Plan durch N gekennzeichnet, stehen im Zusammenhang mit den Baumaßnahmen der Röhre 2; Röhre 3 dient als Zu- und Abfahrt zur Baustelle.

Damit stehen nur 2 Fahrstreifen pro Fahrtrichtung in der Nacht zur Verfügung und Sperrungen für Wartungsarbeiten sind nur bedingt möglich. Da sich die Baumaßnahmen in der Röhre 2 über ein Jahr erstrecken, kann dies zu Wartungsengpässen führen. Hier ist ein hohes Maß an Planung und Koordinierung nötig, um die Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen dennoch durchführen zu können.

Im Belegungsplan werden zu den Sperrungen die Durchführenden, eigenes Personal oder beauftragte Firmen und deren Ansprechpartner sowie deren Erreichbarkeit geführt.

Im Notfall z.B. nach einem Unfall, der eine Röhrensperrung verursacht, kann die Tunnelbetriebszentrale eine Sperrung absagen oder erst verspätet einleiten und anhand des Belegungsplans die betroffenen Firmen informieren.

Bild 3: Parallel zum Sperrplan wird ein Belegungsplan geführt

4   Beispiele aus der Praxis

Die beste Planung nützt jedoch nichts, wenn Sofortmaßnahmen erforderlich werden. Wie hier zu sehen, konnte ein Verkehrsteilnehmer sein Fahrzeug nicht mehr rechtzeitig zum Stehen bringen und fuhr in eine Sperrschranke. Die Röhre musste für einen Störeinsatz kurzfristig am Tage gesperrt werden. Den umfangreichen Vorwegweisungen und die Sperrung der Fahrspur, auf der er fuhr, hatte er falsch eingeschätzt oder ignoriert. Dies ist eins der zahlreichen Vorkommnisse, bei denen kurzfristig und flexibel umgeplant werden muss, da zur Sicherung, Schadensaufnahme und Instandsetzung dieser Schranke andere bereits geplante Maßnahmen in anderen Röhren verschoben werden müssen, bzw. Wartungs- und Reinigungstermine mit den Maßnahmen an der Schranke sinnvoll zusammengelegt werden können.

Bild 4: Kleine Ursache große Wirkung

Bild 5: Bei Routinekontrollen der Bauwerksprüfung wurden zwei gebrochene Bolzen an einem der Querriegel der Signalbrücken im Tunnelvorfeld entdeckt

Als Präventivmaßnahme wurde eine Überprüfung sämtlicher Querriegel dieses Typs nötig. Nahezu 3 000 Bolzen mussten überprüft werden. Die zur Überprüfung notwendigen Sperrungen konnten aufgrund des notwendigen Lichts nur tagsüber stattfinden. Dieses hat erheblichen Einfluss auf die Verkehrssituation am Elbtunnel, Staus sind bei einer solchen tagsüber stattfindenden Maßnahme unausweichlich. Um Störungen des Berufsverkehrs zu vermeiden, wurde die Prüfung am Wochenende erledigt. Gerade an diesem Wochenende fand jedoch auch der Hansemarathon in Hamburg statt. Um die nötigen Sperrzeiten sinnvoll auszunutzen, wurden kurzfristig Termine für Wartung und Instandhaltungsarbeiten umdisponiert. Durch sehr hohes Engagement aller Beteiligten einschließlich der Firmen konnte die Maßnahme um einen Tag verkürzt werden und der Verkehr an dem Tag des Hansemarathons ungestört fließen.