Sowohl der Neubau als auch die Instandsetzung von Ingenieurbauwerken für die Verkehrsinfrastruktur stellen in der Stadt immer eine Herausforderung dar. Aufgrund der Lage des Stuttgarter Talkessels kommt der Verkehrsführung im Bauzustand eine besondere Bedeutung zu. Anhand von drei Projekten im Hauptverkehrsstraßennetz werden die Aufgaben und Lösungsmöglichkeiten dargestellt. Die Planungen für die Bauwerke und die Verkehrsführung während der Bauzeit greifen dabei eng ineinander.

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

1 Einleitung

„Stuttgart ist eigentlich keine große Stadt, aber sie hat ein riesiges Einzugsgebiet mit über fünf Millionen Menschen, die hier einkaufen, das Kulturangebot oder die medizinische Versorgung nutzen wollen.“ Mit diesem Satz leitete der Stuttgarter OB Fritz Kuhn seine Rede zur Eröffnung des Kongresses „Cities of Mobility“ ein. Diese Tatsache sowie die geografische Kessellage sorgen dafür, dass in Stuttgart ein sehr hohes Verkehrsaufkommen über wenige Hauptverkehrsstraßen abgewickelt werden muss, die in ihrem Verlauf auch durch Straßentunnel geführt werden. Der Neubau sowie die Erhaltung und Nachrüstung dieser Tunnel muss deshalb unter Verkehr oder mit zeitlichen Begrenzungen erfolgen. Leistungsfähige Umfahrungsstrecken existieren nicht.

Im Folgenden sollen exemplarisch an drei Bauvorhaben von Straßentunneln in Stuttgart die Möglichkeiten und Herausforderungen solcher Maßnahmen dargestellt und aufgezeigt werden. 

2 B 14 Tunnel Heslach:

Nachrüstung der sicherheitstechnischen Einrichtungen

Der Heslacher Tunnel ist einer der am stärksten befahrenen Gegenverkehrstunnel in Europa mit einer Verkehrsbelastung von bis zu 50.000 Kfz/Tag. Der 2,3 km lange Tunnel ist Stuttgarts längster Straßentunnel und ging 1991 in Betrieb (Hauck, Koci et al., 2017). Vor dem Hintergrund mehrerer Brandkatastrophen in Straßentunneln (z. B. Mont-Blanc-Tunnel und Tauerntunnel im Jahr 1999) wurde die „Richtlinie für die Ausstattung und den Betrieb von Straßentunneln“ (RABT 2006) fortgeschrieben. Sie stellt die sicherheitstechnischen Anforderungen an Straßentunnel dar mit dem Ziel, Unfälle im Tunnel möglichst zu vermeiden und die Selbstrettung von Personen bei Gefahr in möglichst kurzer Zeit sicherzustellen. Daher war es notwendig, auch den Heslacher Tunnel sicherheitstechnisch nachzurüsten (Hofmann, Braitinger et al., 2013). 

2.1 Bauliche Maßnahmen

In den Jahren 2005 und 2006 wurden für die Selbstrettung der Verkehrsteilnehmer zunächst in einer ersten Stufe ein zusätzlicher Fluchtstollen gebaut (Bild 1) und ein vorhandener Stollen verlängert. Die Fluchtwegabstände im Tunnel liegen seitdem bei max. 300 m. 

Bild 1: Blick in den Fluchtstollen

Im Sommer 2007 erhielten die Tunnelwände eine neue Beschichtung. Außerdem wurden die Brand- und Fluchtwegbeleuchtung und optischen Leiteinrichtungen auf den Bordsteinen realisiert (Bild 2). 

Bild 2: Neue Wandbeschichtung und beleuchtete Fluchtwegekennzeichnung 

In den Jahren 2011 und 2012 wurden weitere Maßnahmen umgesetzt. Der sicherheitstechnisch notwendige Umbau der Lüftungsanlage zur Verbesserung der Brandrauchabsaugung erforderte den Einbau von 38 Rauchabsaugklappen. Die neue Anlage wurde eingebaut, um die bei einem Brandfall entstehenden Rauchgase besser abzusaugen (Bild 3). 

Bild 3: Lüftungssystem im Brandfall 

In diesem Zuge wurden zum Beispiel die automatische Brandmeldeanlage, die Sichttrübemesseinrichtungen und die Funkanlagen für die Rettungsdienste erneuert. Im Sommer 2012 befanden sich dazu bis zu 60 Ingenieure und Arbeiter nachts im Tunnel. Im Tunnel und im verkehrlichen Einflussbereich wurde zur besseren Information der Verkehrsteilnehmer bei Tunnelsperrungen die Wechselwegweisungsanlage modernisiert. 

Bild 4: Brandtest im Tunnel (Foto: Horst Rudel) 

Wie gut die neue Lüftungsanlage funktioniert, wurde am Samstag, 27. Oktober 2012, nachts im Tunnel getestet – mit sogenanntem „heißem Rauch“. In runden Metallwannen wurde dabei kontrolliert Benzin entzündet, um möglichst realitätsnahe Tests (Bild 4) durchführen zu können. Das Testergebnis war sehr gut. Die Entrauchung über die neuen Abzugsklappen an der Decke ist wie vorgesehen gelungen. Diese Klappen öffnen sich im Brandfall, vier Ventilatoren im Bereich der Anschlussstelle Karl-Kloß-Straße saugen den Rauch an und leiten ihn über einen Kamin ab.

Auch die Branddirektion nutzte die Gelegenheit für einen Test: Der Löschzug der Feuerwache 1 (Süd) probte mit vier Einsatzfahrzeugen und zwölf Einsatzkräften einen Löschangriff.

Insgesamt wurden von 2006 bis 2012 rund 30 Mio. Euro in die Tunnelsicherheit des B 14-Tunnels Heslach investiert. 

2.2 Verkehrliche Abwicklung

Die ersten beiden Nachrüstungsstufen konnten unter laufendem Tunnelbetrieb durchgeführt werden. Für die Baumaßnahmen der weiteren Nachrüstungsstufen waren jedoch Sperrungen unumgänglich. Sperrzeiten außerhalb der Ferienzeiten waren aufgrund der hohen verkehrlichen Bedeutung des Heslacher Tunnels für das Stuttgarter Hauptverkehrsstraßennetz und der möglichen negativen Auswirkungen durch den Umleitungsverkehr in den sehr dicht besiedelten Stadtteilen im Stuttgarter Süden nicht möglich.

Infolge der hohen Verkehrsbelastung wurden deshalb diese Arbeiten in den Sommerferien 2007, 2011 und 2012 nachts von Montag bis Freitag jeweils von 21:00 Uhr bis 5:30 Uhr bzw. samstags und sonntags jeweils von 0:00 Uhr bis 9:00 Uhr durchgeführt. Hierzu wurden im Vorfeld bereits großräumig mobile LED-Hinweistafeln aufgestellt und gezielt Umleitungsstrecken mit der Verkehrsbehörde abgestimmt (Bilder 5 und 6). Diese wurden dann bereits Tage vor den Sperrungen jeweils ausgeschildert und in den örtlichen Medien kommuniziert.

Alle anderen Arbeiten wurden unter Beibehaltung des Tunnelbetriebs vor und nach den Sommerferien unter laufendem Betrieb im Hintergrund ausgeführt. Dieses gilt besonders für die Erneuerung der Tunnelsteuerung und des Leitsystems. 

Bild 5: LED-Hinweistafeln für die Umleitung des Verkehrs

Bild 6: Umleitungsplan für die Sperrung des B 14-Tunnels 

3 Straßenbauprojekt B 10-Rosensteintunnel

Das Gesamtprojekt Rosensteintunnel bildet den Lückenschluss beim Ausbau der B 10 zwischen der Friedrichswahl in Stuttgart-Zuffenhausen und der Talstraße in Stuttgart-Ost (Bild 7). Mit dieser Verkehrsinfrastrukturmaßnahme wird die Leistungsfähigkeit der B 10 deutlich erhöht, so dass durch zusätzliche bauliche und verkehrslenkende Maßnahmen auf den Nebenstrecken in Zukunft die Stadtbezirke Zuffenhausen, Bad Cannstatt und Stuttgart-Ost vom Durchgangsverkehr spürbar entlastet werden können.

Diese Verbesserung der Verkehrsinfrastruktur eröffnet zusätzlich städtebauliche Entwicklungsmöglichkeiten im Umfeld des Rosensteintunnels. Die nun zur Ausführung kommende Planung berücksichtigt das sensible Umfeld des Rosensteintunnels wie beispielsweise das Landschaftsschutzgebiet Rosensteinpark, den zoologisch-botanischen Garten Wilhelma sowie die besonders schützenswerten Mineralwasservorkommen.

Das Straßenbauprojekt B 10-Rosensteintunnel ist mit 270 Mio. Euro und einer Bauzeit von 10 Jahren die größte Infrastrukturmaßnahme des Tiefbauamtes.

Bild 7: Projektübersicht Straßenbauprojekt Rosensteintunnel

3.1 Überblick Gesamtprojekt

3.1.1 B 10 Rosensteintunnel

Das zentrale Bauwerk bildet der B 10-Rosensteintunnel. Der Bauabschnitt B 10 Rosensteintunnel zwischen Prag- und Neckartalstraße hat eine Baulänge von 1,6 km. Der zweiröhrige Tunnel besitzt eine Länge von rund 1.000 m. Die Tunnelröhren mit je zwei Fahrstreifen pro Fahrtrichtung werden zu rund 750 m in bergmännischer Bauweise und zu rund 250 m in offener Bauweise hergestellt. Ein wichtiger Bestandteil des Straßenbauprojekts ist der Rückbau vorhandener Verkehrsflächen in der Prag- und Neckartalstraße, die durch Grünflächen ersetzt werden und dem Bürger den Zugang zum Neckarufer erleichtern. 

3.1.2 B 10/B 14 Verbindung am Leuze

Der Bauabschnitt „B 10/B 14: Verbindung am Leuze“ schließt bei der bestehenden Bahnbrücke über den Neckar direkt an den Bauabschnitt B 10 Rosensteintunnel in der Neckartalstraße an. Durch den Bau entfällt der heute bestehende U-Turn in der Neckartalstraße für die B 14 in Richtung Innenstadt (Bild 8).

Die neue Verbindung zwischen der B 10/B 14 aus Richtung Esslingen und der B 14 in Richtung Innenstadt wird durch einen direkten Linksabbieger in der heute noch stadtauswärts führenden Röhre des Leuzetunnels hergestellt. Diesen verbindet anschließend ein 85 m langer Kurztunnel mit drei Fahrstreifen mit der Cannstatter Straße in Richtung Innenstadt. Als Ergänzung zu den bisherigen Abbiegebeziehungen ist aus Richtung B 10 Rosensteintunnel kommend ein Anschluss auf die König-Karls-Brücke nach Bad Cannstatt mit einer zusätzlichen Linksabbiegerrampe vorgesehen.

Für die Verkehrsführung der B 10 in Richtung Esslingen ist eine zusätzliche dritte Tunnelröhre für den bestehenden Leuzetunnel vorgesehen. Diese hat eine Länge von ca. 300 m und wird in offener Bauweise beziehungsweise teilweise in Deckelbauweise hergestellt. Die Uferstraße wird zusätzlich ab dem bestehenden Portal des Leuzetunnels auf einer Länge von 300 m um einen Fahrstreifen aufgeweitet.

Bild 8: Übersicht Bauwerke am Leuze

3.2 Die Verkehrsplanung

Eine besondere Herausforderung bei diesem Projekt ist das hochkomplexe Bauen unter Verkehr im Straßenraum von zwei Bundesstraßen mit einer täglichen Verkehrsbelastung in den kritischen Bereichen von ca. 170.000 Fahrzeugen sowie die Berücksichtigung des bestehenden Stadtbahnverkehrs (Bild 9). Die durchzuführenden Arbeiten an den Hauptverkehrsadern der Stadt Stuttgart erfordern eine hohe Kompetenz und Erfahrung bei der Bauvorbereitung und in der Baudurchführung. 

Bild 9: Verkehrsführung im Bereich der Baustelle 

Im Zusammenspiel mit den verkehrslenkenden Maßnahmen kann im Endzustand der unerwünschte Ausweichverkehr in den Wohngebieten der umgebenden Stadtbezirke reduziert werden. Ziel aller Begleitmaßnahmen ist, die Verkehrsbelastung in den Wohngebieten zu reduzieren und die Verkehrsführung für Fußgänger und Radfahrer zu verbessern.

Mit der Inbetriebnahme des Rosensteintunnels wird die Pragstraße von vier auf zwei Fahrspuren zurückgebaut. Durch die Verkehrsentlastung profitieren die Anwohner in Neckartal- und Pragstraße.

Der Umbau der Kreuzung Rosensteinbrücke auf eine der örtlichen Situation angemessene Dimension trägt auch der Nähe zum Neckar und zum Wilhelma-Theater Rechnung. Dadurch verbessern sich außerdem die Bedingungen für die Bevorrechtigung des Bus- und Stadtbahnverkehrs.

Durch die Umgestaltung der Anschlussbereiche des Rosensteintunnels in der Pragstraße und speziell im Umfeld der Neckartalstraße entstehen attraktive Wegeführungen für Fußgänger und Radfahrer, die sich im Bereich des Neckarufers, der Wilhelma und des Rosensteinparks bewegen möchten. Besonders hervorzuheben sind die beiden neuen Stege, die über den Neckar und die Neckartalstraße errichtet werden, um einen optimalen Anschluss an den Rosensteinpark zu gewährleisten. Auch der temporär abgebaute Teil des Rosensteinstegs vom Leuzebad in den Rosensteinpark wird wieder hergestellt. Die Haltestelle Rosensteinpark wird verschoben und schließlich in den umgebauten Bereich der Pragstraße neu integriert. Ebenso trägt die neue Stadtbahnhaltestelle direkt vor dem Haupteingang der Wilhelma positiv zur fußgängerfreundlichen Erreichbarkeit des zoologisch-botanischen Gartens bei.

Beeinträchtigungen für Fußgänger und Radfahrer werden während der Baumaßnahmen durch eine möglichst kurze und gut ausgeschilderte Wegeführung gering gehalten. Sämtliche Wegebeziehungen im Umfeld der Gesamtbaumaßnahme werden für Fußgänger und Radfahrer durch Verlegungen und provisorische Wege aufrechterhalten (Bild 10). Die direkte Brückenverbindung vom Mineralbad Leuze in den Rosensteinpark ist bis 2019 unterbrochen und führt solange über die Stadtbahn-Haltestelle Mineralbäder. Wegen des Abbruchs des Wilhelmastegs und des Holzstegs über den Neckar wird der Fußgänger- und Radverkehr während der Bauzeit sowohl über die Rosensteinbrücke als auch über die König-Karls-Brücke geführt. 

Bild 10: Wegebeziehungen während der Bauzeit 

3.3 Der Tunnel

Ziel der Planung ist eine möglichst umwelt-, natur- und heilwasserschonende Realisierung des Tunnels. Durch die bergmännische Bauweise des Rosensteintunnels werden Eingriffe in den Rosensteinpark und die Wilhelma vermieden. Lediglich in den Anschlussbereichen zur Prag- und Neckartalstraße sind offene Bauweisen vorgesehen (Buch, Erichsen et al., 2013). 

3.3.1 Baudurchführung

Der Bau des B 10-Rosensteintunnels erfolgt über ca. 750 Meter in bergmännischer Bauweise vom Neckar in Richtung Pragstraße. Aufgefahren wurden die beiden Tunnelröhren über einen etwa 40 Meter langen Zugangsstollen, der vom bestehenden Busparkplatz der Wilhelma aus zugänglich ist. Dadurch wurden die eigentlichen Tunnelarbeiten von den Baumaßnahmen im Verkehrsraum entkoppelt und Lärmbelastungen auf ein Minimum reduziert.

Die Hauptaufgabe bei der Planung des Bauablaufes am Leuze ist es, die Bauzeit so kurz wie möglich zu halten. Daher wurde gleichzeitig mit dem Bau des Kurztunnels, der dritten Röhre des Leuzetunnels, der Betriebstechnikzentralen, der Lärmschutzwand und der Verbreiterung der B 10 auf der Seite des Wasserwerks begonnen. Erst im Anschluss wird die Rampe auf die König-Karls-Brücke in Richtung Bad Cannstatt errichtet.

Sowohl die Anschlussbereiche des Rosensteintunnels in Prag- und Neckartalstraße als auch die Tunnelbauwerke in offener Bauweise am Knotenpunkt Leuze befinden sich im Verkehrsraum. Um alle Fahrspuren von B 10 und B 14 aufrechtzuerhalten, werden in mehreren Bauphasen Gleise der Stuttgarter Straßenbahnen (SSB AG) sowie die Fahrbahnen provisorisch verlegt oder über Behelfsbrücken geführt. 

Bild 11: Baufeld in der Pragstraße 

Die gesamte Verkehrssteuerung erfolgt in Zusammenarbeit mit der Integrierten Verkehrsleitzentrale (IVLZ). Einzelne Fahrspuren können nur in verkehrsarmen Zeiten, zum Beispiel nachts oder an Wochenenden, gesperrt werden. Dies geschieht in Abstimmung mit der IVLZ, um beispielsweise Überschneidungen mit Großveranstaltungen im Neckarpark und auf dem Cannstatter Wasen zu vermeiden. 

4 Sanierung Schwanenplatztunnel

Der etwa 480 m lange, zweiröhrige Schwanenplatztunnel mit jeweils drei Fahrstreifen je Fahrtrichtung wurde 1972 in Betrieb genommen. Er soll nun baulich grundhaft instandgesetzt, mit neuer Betriebstechnik ausgestattet und sicherheitstechnisch nachgerüstet werden. 

4.1 Bauliche Maßnahmen

Aufgrund der langjährigen Einwirkung von Chloriden aus Streusalz weist der Beton im Tunnel teils erhebliche Schäden auf, die instandgesetzt werden müssen (Bild 12). Außerdem werden Öffnungen und Verstärkungen für neue Hydranten, Fluchttüren und Notrufkabinen hergestellt. Die Bankette werden umgebaut, Decken und Wände neu beschichtet und schließlich wird ein neuer Fahrbahnbelag aufgebracht. 

Bild 12: Schadhafter Beton an der Tunnelinnenwand 

4.2 Verkehrliche Maßnahmen

Die grundhafte Instandsetzung erstreckt sich über drei Bauphasen von 2018 bis 2020. Wegen des hohen Verkehrsaufkommens von 120.000 Fahrzeugen/Tag sind die Hauptbauphasen 1 und 2 unmittelbar auf die verkehrsschwache Zeit der Sommerferien in 2018 und 2019 mit jeweils drei Wochen Vor- und Nachlauf terminiert. Während der Arbeiten vor und nach den Sommerferien werden während der Rush-Hour (stadteinwärts 5:00 – 10:00 Uhr; stadtauswärts 15:00 – 20:00 Uhr) alle drei Fahrspuren je Fahrtrichtung dem Verkehr zur Verfügung stehen (Bild 13). Das bedeutet, dass zu diesem Zeitraum das Baufeld jeden Tag für fünf Stunden für den normalen Verkehr befahrbar sein muss. 

Bild 13: Verkehrsphasen vor den Sommerferien

Während der Sommerferien 2018 und 2019 wird die jeweils rechte bzw. linke Fahrspur je Fahrtrichtung dauerhaft eingezogen. 

Bild 14: Baufeld im Portalbereich 

Für etliche Leistungen (Bearbeitung Deckenunterseite bis Tunnelmitte, Einrichtung von Verkehrssicherungen, Baustellenlogistik usw.) ist die Sperrung von zwei Fahrspuren je Fahrtrichtung erforderlich, die nur nachts zwischen 22:00 und 5:00 Uhr erfolgen kann.

Die Belagsarbeiten erfolgen nach der Bauphase 2 an zwei Wochenenden, durchgehend von Freitag 22:00 Uhr bis Montag 5:00 Uhr. Dabei wird eine Fahrspur je Fahrtrichtung zur Verfügung stehen (Bild 15). 

Bild 15: Asphalteinbau im Tunnel 

Die Bauphase 3 mit Beschichtungsarbeiten wird nachlaufend im Mai 2020 in Nachtschichten erfolgen. Dabei wird eine Fahrspur je Fahrtrichtung zur Verfügung stehen. 

4.3 Kosten und Termine

Die Kosten der Baumaßnahme einschließlich der Maßnahmen zur Verkehrsführung betragen ca. 10 Mio. Euro. Die Arbeiten der ersten Bauphase beginnen am 7. 7. 2018 und enden am 23. 9. 2018.

Die zweite Bauphase ist von 6. 7. 2019 bis 22. 9. 2019 geplant.

An zwei Wochenenden im Oktober 2019 wird die Fahrbahndecke im Tunnel erneuert. Im Mai 2020 wird die Maßnahme mit Beschichtungsarbeiten an der Decke abgeschlossen.

5 Zusammenfassung

Die drei dargestellten Bauprojekte stehen exemplarisch für die vielfältigen Aufgaben des kommunalen Tiefbaus im Neubau und in der Instandsetzung. Voraussetzung für eine erfolgreiche Realisierung ist eine sorgfältige Fachplanung mit einer frühzeitigen Abstimmung mit dem Verkehrsplaner. Bei der Planung von komplexen innerstädtischen Baumaßnahmen ist sowohl Erfahrung als auch Kreativität gefragt. In der Interaktion zwischen Fachplaner und Verkehrsplaner mit einer iterativen Vorgehensweise werden immer wieder auch in verkehrlich schwierigen Situationen erstaunlich gute Lösungen erarbeitet. Auch wenn Baustellen Beeinträchtigungen für die Verkehrsteilnehmer mit sich bringen, können diese doch auf ein unvermeidbares Maß reduziert werden. 

Literaturverzeichnis

Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2006): Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von Straßentunneln (RABT 2006), Köln (FGSV 339)

H o f m a n n, K.; B r a i t i n g e r, M.; E i s m a n n, K. (2013): Sicherheitstechnische Nachrüstung des Heslacher Straßentunnels unter laufendem Betrieb, STUVA-Tagung 2013, Tagungsband 45, S. 110–115

H a u c k, C. D.; K o c i, S; B r a i t i n g e r M. (2017): Gewährleistung eines sicheren Betriebs der Stuttgarter Straßentunnel: Nachrüstungsprogramme, Bauablauf, Verkehrssicherheit im laufenden Betrieb, zukünftige Erhaltungs- und Erneuerungsmaßnahmen, STUVA-Tagung 2017, Tagungsband 49, S. 321–326

B u c h, C.; E r i c h s e n, C.; B r a i g, B.; R u m p e l t, T. (2013): Rosensteintunnel – Planerische, bautechnische und geotechnische Lösungen, insbesondere zum Mineralquellen- und Grundwasserschutz, STUVA-Tagung 2013, Tagungsband 45, S. 269–274