DE4123594A1

DE4123594A1 - Verkehrs- und betriebsanlage fuer den personen- und gueterverkehr

Info

Publication number: DE4123594A1
Application number: DE19914123594
Authority: DE
Inventors: Stefan Prof Dipl Ing D Polonyi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-07-17
Filing date: 1991-07-17
Publication date: 1993-01-21

Description

1. Vorbemerkung

1.1 Die Genehmigungen von überirdischen Verkehrstrassen mit den Enteignungsverfahren nehmen immer mehr Zeit in Anspruch. Augenblicklich muß bis zum Beginn der Bauarbeiten mit 20 Jahren gerechnet werden. Die Ver kehrsprobleme bedürfen jedoch einer schnellen Lösung.
1.2 Mit der sukzessiven Stillegung des Bergbaus wird für unterirdisches Bauen Know-how mit großer Kapazität frei.
1.3 Die derzeitigen Tunnel sind für Fahrzeuge konzipiert die im freien Gelände und auch im Tunnel fahren. Sie verdrängen die Luft. Deshalb sind die Tunnelquer schnitte etwa 10mal so groß wie Zugquerschnitte.

2. Das Grundprinzip

Das USSS wird grundsätzlich unterirdisch in einer Tiefe von ca. 30 m geführt. Es ist möglich, den Tunnelguerschnitt nur unwesentlich größer aus zu bilden als den Fahrzeugquerschnitt, wenn der Luftwi derstand abgebaut wird. Das Fahrzeug, das die Tun nelröhre ausfüllt, ist mit Turbinen (Propeller, Schnecken) versehen, die die Luft "durchsaugen". Das heißt, das Fahrzeug schiebt die Luft nicht vor sich her, sondern es bewegt sich in stehender Luft vorwärts.

Um die Fortbewegung des Fahrzeuges zu erleichtern, kann gegebenenfalls ein Unterdruck im Tunnel erzeugt werden.

Die Trasse zwischen den Stationen wird bevorzugt gerade geführt. In den Stationen werden die Fahr zeugkapseln auf Schiebebühnen in den nächsten Tun nelabschnitt eingeführt.

Die Führung der Fahrzeuge in den Tunnels erfolgt entweder mechanisch oder magnetisch.

Um eine entsprechend hohe Geschwindigkeit zu errei chen, wird zu den Turbinen ein zusätzlicher Antrieb, z. B. Magnetantrieb, hinzugeschaltet.

3. Einsatzbereiche

Folgende Einsatzbereiche des USSS bieten sich an:

- Zubringer zu den Flughäfen;
- Ersatz für den inländischen Flugverkehr ein schließlich Flugfrachtverkehr;
- Ergänzung den IC-Verbindungen der DB.

Zur Entlastung des Luftraumes empfiehlt es sich, den gesamten inländischen Flugverkehr durch das USSS ab zulösen. Hierzu ist ein Streckennetzsvorschlag in Bild 1 dargestellt. Als erstes soll die Linie Düs seldorf Flughafen - Köln-Deutz - Köln-Bonn Flughafen mit Erweiterung nach Frankfurt und Dortmund in An griff genommen werden.

4. Akzeptanz

Voraussetzung für die Akzeptanz sind:

- Kurze Reisezeiten. Kürzere als mit dem Flugzeug einschließlich Zufahrt und Abfertigung. Daher müs sen die Fahrzeuge mit hoher Geschwindigkeit (≈500 km/h) fahren.
- Gute Anbindung an die anderen Verkehrssysteme. Gute Parkmöglichkeiten.
- Die geschlossene Kapsel als Beförderungsmittel von Personen wird von den Passagieren nur dann akzep tiert, wenn die Fahrzeuge innen großzügig, bequem und hell gestaltet sind. Eine Fahrzeugbreite von 4 m böte hierfür gute Möglichkeiten. Daraus er gäbe sich ein Tunneldurchmesser von 4,5 m-5,0 m. Die reversieblen Turbinen sind oben und unten an geordnet (Bild 2).

5. Anbindung an die übrigen Verkehrssysteme

Die Stationen werden an Flughäfen in unmittelbarer Verbindung zu der Flugabfertigung angeordnet. Z. B. am Köln-Bonner Flughafen auf dem Vorplatz. Dort wo keine leistungsfähige Verbindung zum Flughafen vor handen ist (z. B. Köln) sollen Stationen auch in den Zentren von Großstädten für die Einbindung der Städte sorgen. Hier empfiehlt es sich, die Station beim Deutzer Bahnhof anzusiedeln. In Dortmund bietet sich für diesen Zweck das Gelände an der Nordseite des Bahnhofs an.

Es ist unbedingt erforderlich, ausreichende Parkmög lichkeiten zur Verfügung zu stellen. Der Raum zwi schen Terrain und USSS-Trasse bietet sich für Tief garagen an. Die Buchung der Fahrt kann mit zugewie sener Parkplatzbuchung gekoppelt sein.

6. Baudurchführung

6.1 Tunnel
Die Geschwindigkeit des Tunnelbaus ist vom Gestein, Wasserproblemen etc. abhängig. Als Durchschnittsge schwindigkeit wird mit 10 m/Tag gerechnet. So kann man in einem Los eine Jahresleistung von 2,5 km er warten. Von einem Arbeitsschacht ausgehend kann in drei Jahren eine Strecke von 15 km gebaut werden. So scheint es zweckmäßig, die Arbeitsschächte etwa in diesem Abstand anzuordnen. Das heißt, daß z. B. die Strecke Köln-Bonn Flughafen - Frankfurt mit 10 Ar beitsschächten etwa in 3 Jahren gebaut werden könn te.
6.2 Station mit Tiefgarage
Die Stationen mit Tiefgaragen werden im Senkkasten verfahren erstellt. Die zylindrische Außenwand (⌀≈60 m) wird überirdisch betoniert. Sie ist an der Unterkante mit einer Schneide versehen. Beim Ausschachten des Bodens senkt sich die Wand unter dem Eigengewicht. Zur Verringerung der Reibung an der Außenfläche (Wand - Boden) wird an der Unterkan te tixotrope Flüssigkeit (Bentonit) zugeführt. Die Wendel-Rampe wird zum Teil oben mitbetoniert. Nach Erreichen der Solltiefe wird die Sohle betoniert. Jetzt können die inneren Bereiche (Aufzüge, Versor gungsschächte, Innenbereich der Rampen) sowie Durch brüche zu den Tunnels erstellt werden. Im Grundwas ser kann mit offener Wasserhaltung bzw mit dem Caisson-Verfahren, gearbeitet werden.

7. Zu klärende Problemkreise

Juristische und politische Fragen
Es ist zu klären, auf welche Weise die Genehmigungs verfahren für den Bau von USSS-Anlagen abgewickelt werden müssen.
Die Stationen werden vorwiegend auf Grundstücken er richtet, die sich im Besitz der öffentlichen Hand befinden, so daß Enteignungsverfahren selten notwen dig werden. Anhörungsverfahren werden für die Stati onen, ggf. für die Rettungsschächte und für die Zu fahrten nötig. Es ist zu klären, ob die Tunnel unter das Bergrecht fallen oder ob die Eigentümer entschä digt werden müssen.
Es ist zu prüfen, welche Gesetzesänderungen bzw. -ergänzungen für das schnelle Abwickeln des Verfah rens erforderlich oder/und zweckmäßig sind.
Techniche Fragen
Die technischen Fragen gliedern sich in folgende Gruppen:
- - sicherheitstechnische Fragen
- - Behaglichkeitsfragen
- - Optimierung des USSS
- - Rationalisierung des Tunnelbaus
- - Abführung und Verwendung der Wärme
Diese Fragenkomplexe überlappen sich zum Teil.
- 7.2.1 Sicherbeitstechnische Fragen
  Da es sich hier um ein neues System handelt, müssen die Sicherheitsanforderungen, der Sicherheitsstan dard festgelegt werden. Dabei ist die zugelassene Versagenswahrscheinlichkeit für den Gebrauchszustand und für den Katastrophenfall zu formulieren. Es sind alle denkbaren Gefahren zu erfassen und Methoden zu ihrer Verhütung zu entwickeln. Darüber hinaus müssen Richtlinien für die Rettung aufgestellt werden: Es gibt die Möglichkeit der Rettung durch Rettungs schächte oder durch den Zwillingstunnel.
- 7.2.2 Behaglichkeitsfragen
  Diese sind z. B.:
  - Behaglichkeitsfragen bei der Abfertigung
  - Behaglichkeitsfragen während der Fahrt:
  - - Luftdruck in der Fahrzelle
  - - Maximale positive und negative Beschleunigung
  - - Geräuschbelästigung
    - - Minimierung der Luftgeräusche durch Unter druck im Tunnel
    - - Schalldämmung der Fahrzelle
  - - Helligkeit der Fahrzelle
  - - Innenraumgestaltung
  - - Versorgungs- und Unterhaltungsmöglichkeiten.
- 7.2.3. Optimierung
  Freilich sind die einzelnen planerischen Entschei dungen erst nach gründlicher Optimierung zu treffen. Dies gilt auch für die konstruktiven Details. Als vorrangige Optimierungsprobleme werden angesehen:
  - - die Führung des Fahrzeuges
  - - der Antrieb
  - - der Luftdruck im Tunnel
  - - Fahrzeugdurchmesser
  - - Fahrzeuglänge
- 7.2.4 Rationalisierung des Tunnelbaus
  Die Tunnelbautechnik soll an diese Aufgabe genau angepaßt werden. Der Betonmantel soll mit Gleitscha lung in einem automatischen Arbeitsgang zusammen mit dem Vortrieb erfolgen. Dabei wäre es vorteilhaft, auf die Bewehrung zu verzichten. Es muß untersucht werden, unter welchen Bedingungen dies möglich ist. Hierzu bieten sich zwei Ansatzpunkte, die ggf. gleichzeitig angegangen werden sollen. Reduzierung der Zwängsspannungen durch entsprechende Betontech nologie und Nachbehandlung des Betons. Erhöhung der Betonzugfestigkeit z. B. durch Beimischung von Fa sern: Stahlfaserbeton oder Glasfaserbeton.
- 7.2.5 Abfübrung und Verwendung der Wärme
  Die im Tunnel entstehende Wärme muß abgeführt wer den. Hierfür ist eine geeignete Wärmeabführungs- und Verwendungsmethode zu entwickeln.

Claims

1. Verkehrs- und Betriebsanlage für den Personen- und Güterverkehr mit in Tunnelröhren geführten Triebfahrzeugen mit luftdurchsaugenden Triebwerken und einem Fahrzeugquerschnitt, welcher nur geringfügig kleiner als der Querschnitt der Tunnelröhren ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Tun nelröhren Unterdruck erzeugende und Wärme abführende Aggregate vor gesehen sind.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tunnelröhren als Zwischenstationen gerade Tunnelabschnitte ausgebildet sind.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stationen mit Schiebebühnen zum Überführen der Triebfahrzeuge von einem Tunnelabschnitt in einen anderen Tunnelabschnitt ausgerüstet sind.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Stationen Förderschächte für Personen, Versorgungsschächte und Tiefgaragen aufweisen.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß für die Tunnelröhren Rettungsschächte und/oder Zwillingstunnel für Rettungsarbeiten vorgesehen sind.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die Tunnelröhren eine Betonmantelauskleidung, z. B. aus Stahlfaser beton oder Glasfaserbeton, aufweisen.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Triebfahrzeuge mechanisch oder magnetisch geführt sind.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Triebwerken zusätzliche Antriebe, z. B. Magnetantriebe, zu schaltbar sind.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bs 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Triebfahrzeuge als Kapseln mit luftdruckgeregelten und schall gedämmten Parzellen ausgebildet sind.