Umfahrung Giswil

Nordportal und Südportal vor Baubeginn, 1997

 

Südportal: Durchstich Kalotte 25.2.2000

 

Strossenvortrieb, 2000

 

Schalung Innengewölbe und Zwischendecke, Sommer 2002

 

Tunnelabdichtung mit PVC-Folie

 

Nordportal, Herbst 2000

Betonarbeiten Tagbautunnel Nord, März 2002

 

Anfräsen Sicherheitsstollen Giswil Nord, Juni 2003

Sicherheitsstollen Südportal und Nordportal, Oktober 2003

 

Nordportal Oktober 2003

 

Nord- und Südportal vor Eröffnung Oktober 2004

 

Tag der offenen Portale 16. Okober 2004

Eröffnung Tunnel Giswil 27.Oktober 2004

Projektorganisation

Oberaufsicht

Bundesamt für Strassen (ASTRA), Bern

Bauherr

Kanton Obwalden, Bau- und Raumentwicklungsdepartement

Projektleitung und Oberbauleitung

Hoch- und Tiefbauamt Obwalden, Abt. Strassenbau

Bauingenieur (Gesamtprojekt mit örtlicher Bauleitung)

Ingenieurgemeinschaft A8 Umfahrung Giswil

  • E. Winkler + Partner AG, Sarnen
  • Gasser + Partner AG, Lungern
  • Dr. Vollenweider AG, Zürich/Rapperswil

Geologie

Dr. von Moos AG, Geotechnisches Büro, Zürich

Elektromechanische Anlagen

W. Schefer + Partner AG, Hinwil (Projekt)
Ming & Zemp AG, Sarnen (Fachbauleitung)

Tunnellüftung

HBI Härter AG, Zürich

Raumlüftung Zentralen

Tis Air, Stansstad

Verkehrstechnische Einrichtungen

R. Keller + Partner, Verkehrsingenieure AG, Muttenz

Betriebs- und Verkehrsleitsystem

R. Brüniger AG, Ottenbach

Prüfingenieur

Ritz Zimmerli Sigrist AG, Luzern

Vermessung

  • Vermessungsingenieurgemeinschaft
  •  Trigonet AG, Luzern
  • Murer Vermessungen, Sarnen

Weitere Planer

Architekturbegleitung: Mennel Architekten AG, Sarnen
Oekologische Baubegleitung: Oeko B, Stans / Benno Huber, Giswil
Amphibienschutzmassnahmen: UTAS AG, Giswil
Walderschliessungsstrassen: Büro H.R. Vogler, Sachseln
Öffentlichkeitsarbeit: ALE, André L. Egger, Kerns
Lärmschutz: Ingenieurbüro Beat Sägesser, Zug
Wildtierbiologische Facharbeit: PiU, Antonio Righetti, Wabern

Hauptunternehmer Tunnelbau

Arbeitsgemeinschaft Umfahrung Giswil (AUG)
– Batigroup Tunnel AG, Luzern
– Frutiger AG, Thun
– CSC Bauunternehmung AG, Lugano
– Carl Garovi AG, Sachseln

Hauptunternehmer Sicherheitsstollen

Arbeitsgemeinschaft Sicherheitsstollen Giswil

  • Murer AG, Erstfeld
  • Zschokke Locher AG, Zürich
  • CSC SA, Lugano
  • Eberli Bau AG, Sarnen

Weitere Unternehmer

Belag Tunnel: Anliker AG, Emmenbrücke
Anschluss Giswil Nord, Trassee: ARGE PK Bau AG / Walo Bertschinger AG, Giswil
Brücke A8 Anschluss Giswil Nord: ARGE Bürgi AG / Imfeld und Camenzind AG, Alpnach
Sanitärarbeiten: ARGE Langensand AG / von Moos AG / Müller, Giswil
Belagsarbeiten Kantons- und
Schwerzbachstrasse:
Cellere AG, Sarnen
Stromversorgung: EWO, Kerns
Instandsetzung Brünigstrasse
Giswil Nord:
Baumeisterarbeiten: Fallegger AG, Giswil
Belagsarbeiten: Walo Bertschinger AG, Hergiswil
Voreinschnitte Süd und Nord: ARGE Gasser Felstechnik AG,/ Fallegger AG, Lungern
Tagbau Süd mit Zentrale Süd: Carl Garovi AG, Sachseln
Hochwasserschutzdamm Laui: Dammbau: PK Bau AG
Transporte: Melk Durrer AG, Kerns
Entnahme Lauimaterial: Fanger AG, Sachseln
Renaturierung Allmendgraben: Bürgi AG, Alpnach
Tunnelabdichtung (Versuchsstudie): Valplast AG, Niedergestein
Fahrraum und Zentralen: Stahltüren: ARGE Wolfisberg AG / Iromet AG, Sarnen
Hydrantenleitung Tunnel: Baumeler AG, Kerns
Oberflächenbeschichtung
Tunnelwände:
Novapplica, Rapperswil
Tunnelwasserversorgung: Sanitärarbeiten: ARGE Langensand AG / von Moos AG / Müller, Giswil
Baumeisterarbeiten: Fallegger AG, Giswil
Steuerungsanlagen: Rittmeyer AG, Zug
Walderschliessungsstrasse: Los 1: PK Bau AG
Los 2: J. Berwert AG, Wilen
Ersatzbau: Holzbau: Burch + Co., Sarnen
Baumeisterarbeiten: Fallegger AG, Sarnen
Bedachungen: W. Ettlin, Sachseln

Bauprogramm

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
Vorarbeiten
Verlegung Kantonstrasse
Voreinschnitt Nord
Voreinschnitt Süd
Haupttunnel
Ausbruch Kalotte
Ausbruch Strosse
Ausbruch Sohle
Abdichtung, Innengewölbe
Sicherheitsstollen
Portalbereich
Elektro- und Lüftungszentrale Nord
Tagbautunnel Nord
Tagbautunnel Süd mit Elektrozentrale
Anschluss Nord
Elektromechanische Einrichtungen
Eröffnung

Kosten

Erstellungskosten Umfahrung Giswil

Grundlagen:
– Kosten Detailprojekt Februar 1997 (Preisbasis)
– Kosten Projektergänzung Sicherheitsstollen gemäss Projekt Nov 2002
– alle Beträge inkl. 7.% MwSt.

1. Allgemeine Kosten 18.8 Mio
Projektierung und Bauleitung, Geologie, Vermessung,
Prüfungen, Untersuchungen, Qualitätssicherung, inkl.
Sicherheitsstollen 1.3 Mio
2. Landerwerb 4.5 Mio
Landerwerb, Entschädigungen, Bewilligungen
3. Bauausführung 109.7 Mio
Trasse 15.2 Mio
Kantonsstrassentunnel 2.2 Mio
Haupttunnel
(Felsausbruch,
Abdichtung, Innengewölbe, Tunnelfahrbahn, Ablagerungsstelle Laui
für Tunnelausbruchmaterial etc.)
60.6 Mio
Sicherheitsstollen 9.8 Mio
Nordportal
(Tagbautunnel,
Betriebszentrale Nord)
5.4 Mio
  
Südportal
(Tagbautunnel,
Betriebszentrale Süd)
1.8 Mio
Elektromechanische Einrichtungen

(Energieversorgung, Beleuchtung, Tunnellüftung, Signalisation,
Überwachungsanlagen, etc., inkl.
Sicherheitstollen 0.9 Mio
12.2 Mio
  
Nebenanlagen

(Tunnelwasserversorgung, Ersatzbauten, Schutzwalderschliessung)
2.5 Mio

Gesamtkosten

133.0 Mio

Betriebskosten

(Abschätzung der jährlichen Betriebs- u. Unterhaltskosten, inkl. Sicherheitsstollen)

Energiekosten
(Beleuchtung, Lüftung, übrige Anlagen)
ca. Fr. 120’000.–
Unterhaltskosten ca. Fr. 170’000.–

Ökokonzept Prtalzone Nord

Ökokonzept Portalzone Nord
Ökokonzept Legende

Im Gebiet der Portalzonen wird der Schaffung von ökologisch wertvollen Landschaftselementen grosse Bedeutung zugemessen. Über der Tagbaustrecke Nord und der Unterführung der Kantonsstrasse entsteht ein etwa 80 Meter breiter Übergang zwischen dem Wald und der offenen Fläche. Dieser soll als Wildübergang mit lockerer Waldvegetation gestaltet werden. Wildschutzzäune verhindern das Überqueren der Fahrbahnen. Zum Schutz der Amphibien sind mehrere Durchlässe unter der Strasse sowie über 800 Meter feste Leitwerke entlang der Strasse vorgesehen. Die Schüttungen über den Zentralen und den Tagbautunnels sowie die Strassenböschungen werden als lockere Vegetation mit einheimischen Feldgehölzen und Magerwiesen ausgeführt. Bei den Waldaufforstungen wird ein abgestufter Waldrand angestrebt. Das biologische Strassenabwasser Reinigungsbecken (Retentions-Sickerbecken) erhält eine natürliche Ufergestaltung (Kopfweiden und Schilf) und bereichert mit einem Saum aus extensiven Nasswiesen das Landschaftsbild. Die übrigen Flächen werden wieder der bisherigen intensiven landwirtschaftlichen Nutzung zurückgegeben. Durch Pflanzung von Hochstammbäumen sollen aber diese Flächen landschaftlich aufgewertet werden.

Lüftungskozept

Lüftung Fahrraum im Normalbetrieb

Lüftung Fahrraum im Normalbetrieb

Als Lüftungssystem ist eine Längslüftung mit Mittelabsaugung vorgesehen. Die Lüftungszentrale befindet sich beim Nordportal und wird mit zwei drehzahlgeregelten Ventilatoren (Laufraddurchmesser 1,80 Meter) ausgerüstet. Zusätzlich sind im südlichen Tunnelabschnitt vier reversible Strahlventilatoren installiert. Diese können die Längsströmung der Luft im Tunnel beeinflussen.

Im Normalbetrieb, d.h. bei starkem Verkehr mit Überschreitung der zulässigen LuftGrenzwerte, wird die Tunnelabluft in der Tunnelmitte über drei Öffnungen in der Zwischendecke durch den Abluftkanal abgezogen und beim Nordportal via Abluftkamin ausgeblasen. Für die autonome Steuerung der Tunnellüftung sind Messeinrichtungen für Sichttrübung (Russpartikel) installiert.

Lüftung Sicherheitsstollen im Normalbetrieb

Die Belüftungen des Sicherheitsstollens erfolgt mit zwei Axialventilatoren von den beiden Portalen des Sicherheitsstollens aus. Die Ventilatoren sind in einer Schleuse installiert. Während dem Normalbertrieb stellt die Belüftung des Sicherheitsstollens einen definierten Überdruck gegenüber dem Fahrraum sicher. Dafür genügt der Betrieb eines Ventilators mit reduzierter Drehzahl.

Lüftung Fahrraum im Brandfall

Lüftung Fahrraum im Brandfall

In der Zwischendecke über dem Fahrraum sind alle 75 m Rauchabsaugöffnungen mit Klappen angeordnet. Im Brandfall werden im Bereich des Brandortes mindestens fünf Klappen geöffnet. Der Rauch wird am Brandort aus dem Fahrraum abgezogen. Die zwei Ventilatoren haben gemeinsam eine Förderleistung von 150 m3 Luft pro Sekunde. Gleichzeitig wird mit den vier Strahlventilatoren die Längsströmung am Brandort reduziert. Damit wird der Verrauchung im Tunnel entgegengewirkt. Im Brandfall läuft die Steuerung des Tunnels (Sperrung, Ventilatoren etc.) automatisch, wobei von der Betriebszentrale im Polizeistützpunkt sowohl kontrolliert wie auch eingegriffen werden kann.

Lüftung Sicherheitsstollen im Brandfall

Lüftung Sicherheitsstollen im Brandfall

Bei Brandalarm werden die beiden Ventilatoren so hochgefahren, dass sich auch bei offenen Fluchttüren immer eine Luftgeschwindigkeit von 1m pro Sekunde durch die offene Tür einstellt. Ein Raucheintritt durch den Fluchtstollen wird dadurch vermieden.

Elektromechanische Tunneleinrichtungen

Ektromechanische Tunneleinrichtungen

Die Hauptzentrale befindet sich beim Nordportal und eine Unterzentrale ist beim Südportal angeordnet. Die Energieversorgung erfolgt über das Netz des Elektrizitätswerkes Obwalden in die beiden Zentralen Nord und Süd. Es entsteht so ein Ringverbund, mit dem eine hohe Versorgungssicherheit erzielt wird. Die wichtigsten Tunneleinrichtungen sind im nebenstehenden Querschnitt dargestellt. Weitere für einen sicheren Tunnelbetrieb notwendigen Einrichtungen sind: Notrufanlage und Sensoren zur Erfassung der Sichttrübung, der Windrichtung und der Lufttemperatur.

In der Zentrale Nord werden alle Messungen ausgewertet und in Steuersignale für Ventilatoren, Beleuchtung und Verkehrslenkung umgewandelt. Der Tunnel kann autonom betrieben werden. Alle Daten und Meldungen über besondere Ereignisse werden über das kantonale Betriebs- und Verkehrsleitsystem (BVL) der A8 nach Sarnen in den Polizeistützpunkt und in den Werkhof weitergeleitet. Mit dem BVL kann bei besonderen Ereignissen die Verkehrspolizei oder der Strassenunterhaltsdienst sofort die notwendigen Massnahmen einleiten, z.B. Tunnelsperrungen, Information der Verkehrsteilnehmer über Radio, etc. Als wichtiges Hilfsmittel für den Betrieb dient auch dievollständige Videoüberwachung der Tunnelröhre und der Portalbereiche. Der Sicherheitsstollen ist mit einer durchgehenden Beleuchtung ausgestattet.

Bei allen 7 Querverbindungen ist eine Notrufeinrichtung installiert. In jedem Portalbauwerk ist ein Ventilator montiert. Die Versorgung und Steuerung dieser Ventilatoren erfolgt über die beiden kleinen Elektrozentralen bei den Portalen des Sicherheitsstollen.

Normalprofil

Normalprofil Giswil

Der Normalquerschnitt des zweispurigen Tunnels mit Gegenverkehr entspricht einem hufeisenförmigen Querschnitt. Die Profilgestaltung erfolgte unter Berücksichtigung des erforderlichen Lichtraumprofiles für Verkehr und Signalisation, des Lüftungssystems, der Baumethode sowie der geologisch-geotechnischen Verhältnisse. Rund 800 m von den beiden Portalen entfernt sind die beiden doppelseitigen, rund 40 m langen Ausstellbuchten angeordnet. Die Verbreiterung des Tunnelquerschnitts beträgt in diesem Bereich 6 m. Der kreisrunde mit einer Tunnelbohrmaschine gefräste Sicherheitsstollen hat ein Durchmesser von knapp 4 m.

Bauvorgang

Der Ausbruch erfolgt mittels konventionellem Sprengvortrieb. Der Ausbruchquer-schnitt von ca. 87 m2 (ohne Sohlgewölbe) bis ca. 98m2 (mit Sohlgewölbe) wird in die Teilausbrüche Kalotte, Strosse und Sohle unterteilt. Der Vortrieb erfolgt steigend vom Nordportal aus.

1. Phase: Ausbruch der Kalotte
2. Phase: Ausbruch der Strosse und nachgezogener Ausbruch des Sohlengewölbes im Bereich des Amdener Mergels
3. Phase: Ausbau des Innengewölbes

Die Ausweitung der Ausstellnische erfolgt gleichzeitig mit dem Ausbruch der Kalotte beziehungsweise Strosse.

Materialbewirtschaftung

Beim Bau des Haupttunnels und dem Sicherheitsstollen fallen insgesamt 250’000 m3 Ausbruchmaterial an. Das Materialbewirtschaftungskonzept berücksichtigt die ausserordentliche Situation, in welcher sich der Kanton Obwalden seit den verschiedenen Hochwasserereignissen in den Jahren 1996 und 1997 in Giswil und Sachseln befindet. Zur Betonherstellung wird kein Tunnelausbruchmaterial verwendet, sondern es wird das besser geeignete Bachmaterial aus den Hochwasserereignissen aufbereitet. Dagegen wird mit rund 100’000 m3 Tunnelausbruch ein 1’000 m langer Hochwasserschutzdamm entlang der Giswiler Laui geschüttet. 20’000 m3 des harten Kalkgesteins werden zu Koffermaterial verarbeitet und im Tunnel und beim Anschluss Giswil wieder eingesetzt. Für die Geländeauffüllung Grossmatt beim Nordportal und für die Überdeckung der Tagbaustrecken sowie der Elektro- und Lüftungszentrale werden die restlichen 110’000 m3 des Tunnelausbruches benötigt.

Geologie

Geologisches Längenprofil

Umfahrung Giswil Geologisches Längenprofil

Die Untertagbaustrecke des Umfahrungstunnels Giswil von 1’945 m Länge quert Kreide- und Tertiärgesteine der helvetischen Drusberg-Decke. Geologisch kann die Tunnelstrecke dreigeteilt werden:

  1. Vom Südportal wird auf einer Strecke von etwa 400 m eine kleine Falte mit Seewer Kalk und Garschella-Formation (Sandsteine, sandige Kalke und Mergel) durchörtert.
  2. Der zentrale Abschnitt von knapp 900 m Länge besteht ausschiefrigen Amdener Mergeln.
  3. Der zirka 650 m lange Nordabschnitt besteht aus zwei Abschnitten mit Gesteinen der Wang-Formation (Kalke und Schieferkalke), an deren Basis Schuppenzonen liegen. Sie bestehen aus tertiären (Globigerinen-Mergel, Sandsteine der Wildstrubel-Formation, Kalk der Bürgen-Formation, Fliegenspitz-Schichten) und älteren Elementen (Amdener Mergel, Wang-Schichten).

Das Gebirge, besonders der mittlere Abschnitt mit den Amdener Mergeln, ist gasführend. Mit den entsprechenden Vorsichtsmassnahmen bei den Bauarbeiten (Lüftung, Sensoren gekoppelt mit Alarmvorrichtungen u.a.) konnte dieses Problem bewältigt werden.
In Klüften der Wang-Schichten findet sich verbreitet Erdöl. Mengenmässig ist dieses Vorkommen zwar bescheiden, bei der Bewirtschaftung des Tunnelausbruchmaterials musste aber durch eine Abdeckfolie verhindert werden, dass das Öl durch Niederschlagswasser ins Grundwasser oder in den See ausgeschwemmt wurde.
Im Süd- und im Nordabschnitt tritt etwas Bergwasser in den Tunnel (im Normalfall etwa 100 l/min), während der Mittelabschnitt in den Mergelschiefern praktisch trocken ist. Nach ausgiebigen Regenfällen wurden in der Bauphase bis gegen 1’000 l/min beobachtet. Bei einigen Wasserzutritten im Südabschnitt ist die Ergiebigkeit mittels Injektionen deutlich reduziert worden. Das im Tunnel zutretende Bergwasser wird beim Nordportal zur Grundwasseranreicherung wieder versickert.