Tunnelforschungslabor im Maßstab 1:1

Mit Zentrum am Berg verfügt die Montanuni Leoben seit Kurzem über ein Forschungslabor für den Tunnelbau im Maßstab 1:1.

Österreich verfügt über eine große Tradition im Tunnelbau und so verwundert es nicht, dass eine der renommiertesten Forschungseinrichtungen in diesem Bereich, die Montanuniversität Leoben, mit dem Zentrum am Berg (ZaB) am steirischen Erzberg ein 1:1-Forschungslabor für den Tunnelbau errichtet hat. Technologisch entsprechen die vier Tunnel modernsten Grundsätzen, vor allem hinsichtlich der Kommunikation und der technischen Verfügbarkeit. 

Die Ursprünge des ZaB reichen bis ins Jahr 2007 zurück, als ein Forschungsteam rund um Prof. Dr. Robert Galler das Projekt ins Leben rief. Rasch konnten verschiedene österreichische Unternehmen und Institutionen, darunter ÖBB, ASFINAG und Wiener Linien, als Unterstützerinnen gewonnen werden. Nach Klärung aller behördlichen Anforderungen und der Finanzierung konnte 2016 die Errichtung starten.

Unsere Kollegen Johannes Freithofnig und Benjamin Schrunner haben das Forschungslabor am steirischen Erzberg besucht. 

Untertage-Forschungszentrum mit vier Tunnelröhren mit bis zu 403 Meter Länge
Das fertiggestellte Untertage-Forschungszentrum besteht aus vier Tunnelröhren mit Längen zwischen 40 bis 403 Meter. Jeweils zwei sind als Straßen- bzw. als Eisenbahntunnel ausgerüstet. Das Spektrum an Forschungstätigkeiten der Montanuniversität Leoben ist vielfältig und reicht von der Grundlagenforschung in der Geophysik und der Geothermie über Aspekte der Materialtechnologie, Ressourcenschonung sowie der Automatisierung und Digitalisierung im Tunnelbau, bis hin zur Tunnelsicherheit. Robert Galler: „Neben verschiedenen anderen Sicherheitsthemen steht hier das Feuer im Mittelpunkt. Wir können im Tunnel einen Brand auslösen und zum Beispiel Feuerwehren Trainings unter Realbedingungen anbieten.“ So dient die Anlage der Ausbildung und dem Training unter realistischen Untertagebedingungen etwa für Betriebs- und Instandhaltungspersonal oder Zivilschutz-Einsatzkräften. Erste internationale Großübungen fanden bereits statt. Geplant ist weiters ein Trainingszentrum für Anti-Terror-Einsätze in U-Bahnhöfen. Untersucht werden aber auch andere hochaktuelle Aspekte, etwa die Auswirkungen des Klimawandels auf den Untertagebau.

© Siemens

Autonomes Fahren von Autos
Ein weiteres zukunftsträchtiges Forschungsfeld betrifft das autonome Fahren von Autos. Robert Galler: „Im Rahmen des ZaB wird unter Realbedingungen erforscht, wie autonomes Fahren im Tunnel funktionieren kann, insbesonders betreffend der Kommunikation der Autos mit der Tunnelinfrastruktur.“ Damit in engem Zusammenhang steht das Thema Cyber Security. „Das Hacken und Eingreifen zum Beispiel in die Signalisierung eines Tunnels – Ampeln und Geschwindigkeitsbegrenzungen im Straßentunnel bzw. Signale bei der Eisenbahn – hätte fatale Folgen“, berichtet Robert Galler. Das breite Forschungsportfolio erweitert sich laufend, denn neuen Themen und Aspekten stehen die Forschenden stets aufgeschlossen gegenüber.

Planung und Ausführung aus einer Hand
Für die technische Ausrüstung des ZaB beauftragte die Montanuniversität Leoben die Dürr Austria GmbH, ein auf Tunnel- und Verkehrstechnik spezialisiertes Unternehmen aus Gleisdorf in der Steiermark. Dürr führt als Projektpartner Einzelgewerke wie Mittel- und Niederspannungsanlagen, Tunnel- und Straßenbeleuchtung, Lüftungsanlagen, Videoüberwachungs- und Aufzeichnungssysteme, Notrufanlagen, Funk, Brandmeldeanlagen sowie Informationsübertragungs- und Verarbeitungssysteme zu einer funktionellen Gesamtsystemlösung zusammen. Das Know-how im Bereich der technischen Tunnelausrüstung ist also hoch – die Anforderungen der Montanuniversität Leoben ebenso. Für das ZaB führte Dürr, beginnend ab 2019, die komplette technische Ausführungsplanung sowie das komplette Baustellenmanagement und die Installation und Inbetriebnahme sämtlicher Betriebs- und Sicherheitseinrichtungen durch. Erstmals in Österreich setzte Dürr beim ZaB auf unsere Produkte. 

So spiegelt sich im ZaB unsere Produktpalette wider – begonnen bei Relais über IPCs und die Netzwerktechnik bis zur Cyber Security. Exemplarisch ist der Frequenzumrichter Sinamics G120X, der die Tunnellüfter antreibt, zu erwähnen. Auch spielt im Tunnelbau natürlich die Sicherheit von Menschenleben eine essenzielle Rolle. Mit Hilfe des Scalance XR500 Layer 3 Switches können wir sicherstellen, dass Multicast Pakete und anderen Kommunikationssystemen für Notfalldurchsagen gesendet werden, auch über Netzwerkgrenzen hinweg zuverlässig geroutet werden und ihr vorgesehenes Ziel erreichen. Produkte aus dem Scalance Portfolio eignen sich hervorragend für den Einsatz in Tunnelprojekten, da sie speziell für raue Umgebungsbedingungen und einen Lebenszyklus von mehr als zehn Jahren entwickelt wurden.