Einer Werkschau des allerletzten Stands der Technik kommt gleich, was terra^® für die geodätische und geotechnische Überwachung im Bahnhof Bern einsetzt. Die äus­serst anspruchsvolle Grossbaustelle der SBB verlangt nach höchsten Sicherheitsvorkehrungen und deshalb auch nach allen Disziplinen, die terra^® im Monitoring beherrscht. Denn während eine neue Personenunterführung gebaut wird, welche die bestehende Bahnhofhalle mit sämtlichen 15 Gleisen und Perrons in über 20 Metern Tiefe unterquert, muss der Publikums- und Bahnverkehr reibungslos und absolut sicher weiterlaufen.

Akute Platznot herrscht bei den Publikumsanlagen im Bahnhof Bern. Diese sollen unter anderem durch eine neue Personenunterführung behoben werden, die für Pendlerinnen und Passanten rasche und sichere Wege von und zu den Gleisanlagen schafft. Und weil der zweitgrösste Bahnhof des Landes bereits heute die Drehscheibe im Alltag von rund 260 000 Personen bildet, muss an der Unterführung unter beinah normalem Bahnbetrieb gebohrt, gebaggert und gebaut werden. Erschütterungen im Umfeld sind dabei unvermeidbar, müssen aber im tolerablen Mass bleiben. Sind sie zu stark, können Gebäude und Schienen Schaden nehmen und so die Arbeiter wie auch die Reisenden gefährden. Deren Sicherheit hat oberste Priorität. Sie müssen jederzeit geschützt resp. frühzeitig gewarnt werden können, falls sich im Umfeld der Baustelle Instabilitäten und dadurch gröbere Probleme ankündigen sollten. Seit dem Baustart im Jahr 2017 bis zur Fertigstellung der Unterführung 2027 ist terra^® damit beauftragt, die kritischen Zonen mit einem 24/7-Monitoring zu überwachen.

«Gemessen und aufgezeichnet werden die erst ab dann, wenn das schwere Gerät auf der Baustelle auffährt», präzisiert Florian Eidt, Leiter des gesamten Bereichs des geotechnischen und geodätischen Monitorings bei terra^®. «Bevor der erste Bagger für die Personenunterführung im Bahnhof Bern in Stellung ging, haben wir umfassende Erschütterungsmessungen in Gebäuden im direkten Umfeld des Bahnhofes durchgeführt. Nur wenn wir das Vorniveau kennen, also wissen, wie fest die Umgebung bei normalem Bahnbetrieb bebt, können wir später überhaupt verlässliche Aussagen darüber machen, ob die Baustelle Zusatzschwingungen verursacht und wie stark diese wirken.» Die Unterführung wird in acht Bauabschnitten erstellt. Pro Bauabschnitt – einer umfasst jeweils die Unterquerung von zwei bis drei Gleisen und eines Perrons – sind jeweils rund 1000 Messsensoren im Einsatz. Dass bei grossen SBB-Bauprojekten so viele Sensoren eingesetzt werden, ist für Florian Eidt nichts Aussergewöhnliches. terra^® war bspw. bereits mit dem Monitoring beim Bau des Weinbergtunnels im Rahmen der Zürcher Durchmesserlinie beauftragt worden.

Zuverlässige Signale auch aus 20 Metern Tiefe

Dennoch ist die Baustelle im Bahnhof Bern keine Routinearbeit. Eine besondere Herausforderung stellt sich den erfahrenen Monitoring-Spezialisten mit dem Dach der riesigen Bahnhofshalle und den teilweise daraufstehenden Gebäuden. Dies lastet auf rund sechszig der insgesamt weit über hundert Stützen, welche auf den Perrons stehen. Durch den Bau der Unterführung verändert sich für zahlreiche, in deren näheren Umgebung stehenden Stützen die bisher stabile Bodensituation grundlegend. Sie brauchen neue Fundamente, welche die Kräfte aufnehmen, sie nicht mehr gebündelt in die Tiefe, sondern verteilt ins Erdreich ableiten. «Die betroffenen Stützen werden dafür auf neue Fundamente umgelagert. Jede Einzelne von ihnen lastet neu auf einer Konstruktion, die aus je rund zwanzig einbetonierten Stahlsäulen besteht, wobei jede dieser Säulen zwanzig Meter in die Tiefe reicht. Bei jeder dieser neuen Fundamentkonstruk­tionen bestücken wir je einen Säulenfuss mit einer 5 m langen Sensorkette. Diese Sensoranordnung liefert uns dann Daten darüber wie resp. bestätigt, dass die Kräfte in der Tiefe wie erwartet wirken.» Doch nicht nur an und um die Stützen herum wird intensiv überwacht. Auch an den Stirnwänden der neuen Unterführung messen die in Erdanker eingesetzten Extensometersensoren, ob die Baugrubenwände dem Geländedruck standhalten. Zudem werden die Gleise im jeweiligen Bauabschnitt und zur Sicherheit auch zwei weitere, links und rechts des Abschnitts überwacht. Mittels Tachymetermessungen können allfällige vertikale und horizontale Verschiebungen der Schienen sowie auch der Perrondachstützen millimeterscharf festgestellt und so im Fall der Fälle umgehend die notwendigen Schutzmassnahmen ergriffen werden. 

Mit einem Blick die Kontrolle über tausende von Messdaten behalten

Bisher ist auf der Grossbaustelle alles nach Plan verlaufen. Auch aus der Sicht von Florian Eidt und des Monitorings. Die kritischen Punkte verhalten sich exakt so, wie es die Ingenieure vorab berechnet und mit entsprechenden Massnahmen antizipiert haben. Es habe bisher keine besorgniserregenden Situationen gegeben und das gesamte Baustellenumfeld sei sicher und stabil. Dies, obwohl für die Unterführung, die im offenen Tunnelbauverfahren erstellt wird, ein extrem tiefer Graben mit fast senkrechten Seitenwänden freigeschaufelt und der Schienenverkehr bis auf jeweils einem Gleis nicht ausgesetzt wird. «Unsere geodätische und geotechnische Überwachung funktioniert auch an diesem Ort, wo die gröbste Brutalität seitens Bau herrscht.» Eine zentrale Aufgabe übernimmt dabei die von terra^® entwickelte Datenplattform swissMon^®. Auf dieser laufen die Daten sämtlicher im Einsatz stehender Sensoren und Instrumente zusammen. Die Ergebnisse werden zusätzlich visualisiert, so dass jederzeit auf einen Blick erkennbar ist, wo alles im grünen Bereich liegt resp. wo allenfalls und wie häufig kritische Werte erreicht oder gar überschritten werden. Doch vor dem Bildschirm dieser Datenplattform muss im Prinzip niemand sitzen. Denn swissMon^® läuft vollautomatisch, hat automatisierte Dia­gnosefunktionen und setzt je nach definiertem Interventionswert einen Alarm per SMS auf vorbestimmte Mobiltelefone ab. Mit einem Klick auf den mitgeschickten Link kann der Empfänger sich einloggen, findet sich sofort im «kritischen Messbereich» wieder, kann sich einen Überblick verschaffen und nötigenfalls weitere Schritte veranlassen. swissMon^® kann nicht nur die Daten der mit ihr verbundenen Sensoren und Messinstrumente aufnehmen. Auch weitere, für das Monitoring des jeweiligen Projekts nützliche Daten Dritter, wie bspw. Grundwasserstände, können eingepflegt werden. 

Skalierbares Monitoring für jede Projektgrösse

Was jetzt schon ziemlich aufregend klingt, sei nichts im Vergleich mit dem, was noch auf dieser Baustelle komme, meint Florian Eidt. «Heute, im nördlichen Teil der Baustelle, ‹üben› wir für den Süden. Denn dort werden wir mit der Personenunterführung in einen Bereich vorstossen, wo rund 17 Meter tiefer auch noch die Kavernen für den neuen, viergleisigen Bahnhof der Regionalverkehr Bern-Solothurn AG gebaut werden. Zukünftig sollen alle Züge der RBS von diesem unterirdischen Bahnhof aus verkehren.» Bedenken, das Monitoring im «happigen Teil» der Baustelle nicht wie bisher lückenlos sicherstellen zu können, haben die Spezialisten von terra^® aber keine. «Auf unser Know-how und unsere Technik – von jedem einzelnen Sensor, unseren Trimble Tachymetern über alle weiteren unserer Messsysteme bis hin zu unserer Datenplattform swissMon^® – ist absolut Verlass. Und auch die Zusammenarbeit mit der Bauleitung des Projektes APBB klappt ausgezeichnet. Dies ist auf dieser anspruchsvollen Baustelle besonders wichtig für uns. Denn wenn wir Sensoren wie bspw. die an den neuen Stützenfüssen einbauen, müssen wir exakt zum richtigen Zeitpunkt vor Ort sein. Sind diese 20-Meter-Betonsäulen einmal in der Tiefe versenkt, ist es auch für den besten Sensor zu spät.»

Das Mass an Sicherheit, das ein Monitoring von terra^® bietet, ist nicht von der Projektgrösse abhängig. Es ist ohne Leistungseinbusse und Lücken skalierbar. Jede Aufgabe im Rahmen der geotechnischen und geodätischen Überwachung erfüllt terra^® zu 100 Prozent, auch dann, wenn nur 1 Sensor dafür eingesetzt werden muss.