TU Graz wird europäisches Tunnelbau-Kompetenzzentrum

Verkehr unter der Erde: Die Erschließung des unterirdischen Raums bietet ungeahnte Möglichkeiten, die die Lebensqualität der Europäer weiter erhöhen sollen. Mit dem EU-Projekt „TUNCONSTRUCT“ (Technology Innovation in Underground Construction) startet mit September das derzeit weltweit größte Projekt zum Thema Tunnel- und Tiefbau, an dem 41 Partner aus elf Mitgliedsländern der EU teilnehmen. Die Projektleitung für diese Forschungs-Großoffensive mit einem Projektvolumen von insgesamt 26 Millionen Euro liegt beim Institut für Baustatik der TU Graz.

Die Vision von einer Stadt ohne Autos, in der Feinstaub und störender Verkehrslärm unter die Erde verbannt sind, und wo Grünoasen und Freizeitparks den Menschen Erholung bieten, rückt ein Stück näher: Unter der Erde liegen riesige Raum-Reserven brach, die bis dato kaum genützt werden. Die Kosten, aber auch die Risiken des unterirdischen Bauens liegen dabei aber deutlich über jenen im Hochbau – Faktoren, die große Herausforderungen für ingenieurwissenschaftliche Forschungsarbeit im Bereich des Tiefbaus bieten. Die Europäische Union hat diese Chance, die Lebensqualität der Europäer entscheidend zu verbessern, erkannt: Im 6. Rahmenprogramm fördert sie insbesondere Forschungsprojekte, die rasch zu einer deutlichen Verbesserung der derzeitigen Situation führen können. Durch den Technologieschub will man gleichzeitig die europäische Bauindustrie außerdem an die weltweite Spitze bringen.

Gegen starke internationale Konkurrenz setzte sich der Projektantrag der TU Graz gemeinsam mit 41 europäischen Partnereinrichtungen aus Wissenschaft und Wirtschaft durch. Mit dem EU-Großprojekt „TUNCONSTRUCT“ (Technology Innovation in Underground Construction) startet mit 1. September 2005 nicht nur das größte Forschungsprojekt in der Geschichte der TU Graz, die Forschungsoffensive findet selbst international kein Pendant: Die Grazer Techniker koordinieren das Tunnelbau-Großprojekt mit einem Gesamtvolumen von 26 Millionen Euro und 41 Partnern aus ganz Europa federführend. „Die TU Graz wird damit europäisches Tunnelbau-Kompetenzzentrum und macht die steirische Landeshauptstadt so zur internationalen Tunnelbau-Metropole“, zeigt sich TU-Rektor Hans Sünkel stolz über den Erfolg seiner Universität. „Ziel des Projekts ist es, durch Einsatz innovativer Technologie die Kosten und die Bauzeit für den Tunnel- und Kavernenbau wesentlich zu vermindern und die Sicherheit und Nachhaltigkeit zu erhöhen. Ich bin stolz, dass durch dieses weltweit größte Projekt die TU Graz zum Tunnelbau-Kompetenzzentrum wird“, erklärt auch Landeshauptmann-Stellvertreter Leopold Schöggl.

Tunnelbaukompetenz „Made in Styria“

„Unsere Wissenschafter genießen im Tunnelbau seit vielen Jahren Weltruf. Wir werten es als erfreuliche Bestätigung, dass Europa bei dieser Forschungs-Großoffensive auf die Kompetenz von Professor Beer und seinen Mitarbeitern vertraut“, freut sich auch Wolfgang von der Linden, Vizerektor für Forschung und Technologie der TU Graz. Zuletzt war der Baustatiker Beer im EU-Projekt „Virtualfires“ an der Entwicklung von Simulations-Software zur Bekämpfung von Tunnelbränden federführend beteiligt. Unter der Schirmherrschaft des Grazer TU-Professors wurde ein „Werkzeug“ entwickelt, mit dem Einsatzkräfte ausgebildet, aber auch bestehende Tunnels auf ihre Sicherheit überprüft werden können. Für „TUNCONSTRUCT“ steuert das Land Steiermark eine Startfinanzierung von 83.000 Euro bei. „Darüber sind wir sehr froh“, bedankt sich Projektleiter Gernot Beer. „So ist gewährleistet, dass wir wie vorgesehen mit September starten können ohne auf die Überweisung des Geldes aus Brüssel warten zu müssen.“ Als zweite steirische Universität ist die Montanuniversität Leoben Projektpartner. Die 40 weiteren Partnerinstitutionen finden sich in allen Teilen Europas von Schweden bis nach Griechenland. Neben dem mit der Projektleitung und Forschung betrauten Institut für Baustatik sind an der TU Graz außerdem die Institute für Felsmechanik und Tunnelbau sowie für Betriebswirtschaftslehre und Betriebssoziologie beteiligt.

Technologieschub für den Tunnelbau

Ein besonderer Schwerpunkt von „TUNCONSTRUCT“ liegt auf der Errichtung von sicheren und kostengünstigen Tunnel-Lösungen für den Verkehr auf Straße und Schiene. „Verlegt man den Verkehr in Zukunft vermehrt unter die Erde, könnte sogar das Transitproblem für Österreich gelöst werden“, ist Beer betont optimistisch. Für einen flächendeckenden Ausbau eines zweiröhrigen europäischen Tunnelsystems in Europa müssen in den nächsten fünfzehn Jahren etwa 2100 Kilometer Tunnel gebaut werden. Die Kosten für den Ausbau betragen rund 300 Milliarden Euro. „Um die geplanten Vorhaben rasch durchführen zu können, müssen Kosten und Bauzeit reduziert werden. Dazu ist es notwendig, alle Prozesse im Untertagebau zu optimieren“, erläutert Projektleiter Gernot Beer. Die im Projekt entwickelten Prototypen werden an Tunnelbaustellen ausführlich getestet. Verschiedene Tunnelbetreiber und Bauträger – darunter auch die ÖBB – haben dazu ihre Unterstützung zugesagt.

Auch die Wartungs- und Instandhaltungskosten, die oft über die Lebenszeit eines Tunnels ähnlich hoch sein können wie die Baukosten, werden unter die Lupe genommen. Durch eingebettete Sensoren oder den Einsatz von Robotern soll hier eine wesentliche Kosten- und Zeitersparnis möglich sein: „Lange Sperren von Tunnels für Wartung und Instandsetzung könnten bald der Vergangenheit angehören. Statt Menschen werden Roboter in den Tunnel geschickt, die die anfallenden, mitunter gefährlichen Aufgaben schneller und effizienter erledigen“, blickt Beer zuversichtlich in die Zukunft. Aufgabe des Instituts des Grazer Baustatikers ist es, effiziente Simulationsmodelle für den Tunnelbau zu entwickeln. Zuletzt leistete das Institut mit seinem Know-how im Rahmen des FWF-Forschungsschwerpunkts „Numerische Simulation im Tunnelbau“ einen entscheidenden Beitrag zur Weiterentwicklung dieser Methoden. Die genaue Kenntnis der geologischen Gegebenheiten ist für die Modellbildung unerlässlich: Das TU-Institut für Felsmechanik und Tunnelbau liefert die dazu notwendigen Daten aus der Praxis.

Sicherer und billiger Bauen

Entscheidende Einsparungen im Tunnelbau wollen die Forscher durch einen effizienten Datenaustausch auf der Baustelle und neu konzipierte Baumaschinen erreichen. Der Bauablauf selbst soll größtenteils automatisiert ablaufen, so dass sich Arbeiter auch nicht mehr im unmittelbaren Gefahrenbereich befinden müssen.

Im Rahmen des Großprojekts soll auch die erste europaweite Tunnelbau-Datenbank erstellt werden, die umfassende Informationen über alle Projektphasen bringen wird. Auf Knopfdruck sollen künftig alle relevanten Daten der europäischen Tunnels von der Planung bis zum Bau verfügbar sein. Ausgerüstet mit umfangreichem Datenmaterial und verbunden mit neuesten Visualisierungsmethoden wie etwa der „Virtuellen Realität“ soll der Tunnelbauingenieur künftig mit Hilfe eines tragbaren Computers und eines Datenhelms jederzeit und überall einen umfassenden und raschen Überblick über alle benötigten Daten bekommen.

Imagebildung für das Bauingenieurwesen

„In der Gesellschaft hat die Bauindustrie häufig den Ruf einer mitunter umweltfeindlichen Low-Tech-Industrie. Wir möchten mit unserem Projekt aufzeigen, dass die Bauingenieurwissenschaften modernste Technologien nutzen und damit wesentlich zur Erhöhung der Lebensqualität für die Menschen beitragen können“, rührt Beer die Werbetrommel für seine Disziplin.

Beer hofft künftig noch mehr Maturanten für das Bauingenieur-Studium begeistern zu können: Die im Projekt entwickelten Innovationen fließen an der TU Graz direkt in die Lehre ein, die universitäre Ausbildung ist damit am aktuellsten Stand der Entwicklung. Die TU Graz bietet das Studium des Bauingenieurwesens im Wintersemester 2005/06 erstmals als dreijähriges Bakkalaureats-Kurzstudium mit anschließendem Magisterstudium an.