Metro Doha - Tunnelbau in besonderen Dimensionen

 
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Metro Doha - Tunnelbau in besonderen Dimensionen
34                                                         Tunnelling for Metro Doha/Qatar                                                Tunnel 5/2012

     Metro Doha – Tunnel-                                                          The Doha Metro –
     bau in besonderen                                                             Tunnelling in special
     Dimensionen                                                                   Dimensions
     Mit über 82 km unterirdischer Tunnelstrecke                                   Currently the Doha Metro is the world’s largest
     und 25 unterirdischen Stationen in Phase 1 ist                                infrastructure project at the planning stage.
     die Metro Doha das größte derzeit in Planung                                  82 km incorporating 25 stations will run un-
     befindliche Infrastrukturprojekt der Welt. Die                                derground in Phase 1. These figures actually
     Zahlen würden alleine schon für sich sprechen.                                speak for themselves in fact. But as Qatar has
     Doch aufgrund der Vergabe der FIFA WM 2022                                    been awarded the 2022 FIFA World Cup and
     nach Qatar und der geplanten Bewerbung für                                    the country intends applying to stage the 2020
     die Olympiade 2020 ist diese Phase 1 innerhalb                                Summer Olympics, Phase 1 must be accom-
     der kommenden 7 Jahre zu realisieren, was                                     plished within 7 years, something which lends
     nicht nur das gesamte Projekt, sondern auch                                   special dimensions to the entire project and
     den Tunnelbau in besondere Dimensionen                                        tunnelling in particular. For so far no experience
     hebt. Denn in Qatar gibt es bisher keinerlei                                  has been gained in railway or Metro construc-
     Erfahrungen im Eisenbahn- oder Metrobau und                                   tion and consequently there is little expertise in
     daher auch wenig Expertise im Tunnelbau. So-                                  tunnelling. As a result neither reliable references
     mit sind weder belastbare Referenzen, noch Vor-                               nor rules and regulations are available to be de-
     schriften oder Regelungen vorhanden, auf die                                  pended on: here a pioneering spirit is called for
     aufgesetzt werden könnte: Hier ist Pioniergeist                               even in excess of what tunnellers normally dis-
     gefordert, mehr als es die Tunnelbauer sowieso                                play. Furthermore there are no technical values
     schon an den Tag zu legen pflegen. Zudem sind                                 relating to tunnelling available for the soil apart
     tunnelbautechnische Kennwerte für den Bau-                                    from the fact that the groundwater is extremely
     grund nicht bekannt, bis auf die Tatsache, dass                               aggressive. On account of the size of the project
     das Grundwasser chemisch äußerst aggressiv                                    logistical problems and extensive interface pro-
     ist. Aufgrund der Projektgröße ergeben sich lo-                               blem complexes arise in conjunction with other
     gistische Probleme und weitreichende Schnitt-                                 major schemes taking place at the same time in
     stellenproblematiken mit anderen parallel                                     the city of Doha.
     laufenden Großprojekten in der Stadt Doha.

     1 Projektvorstellung                 Dipl.-Ing. (FH) Markus Kretschmer, DB International GmbH, Arbeitsgebietslei-   most modern Metro and railway
     Doha, die Hauptstadt Qatars, ist     ter Großprojekte Bautechnik/Director Major Projects Civil, Doha/Qatar          systems is to be set up here for
     eine stark besiedelte, lebendige     Dipl.-Ing. (FH) Martin Jäntschke, DB International GmbH, Fachteamleiter Tun-   the 2022 FIFA World Cup. Around
                                          nelbau/Competence Manager Tunnel Construction, München/Deutschland
     und schnell wachsende Stadt.                                                                                        10 billion euros is to be invested
     Zur FIFA Weltmeisterschaft                                                                                          in Phase 1. The goal is to establish
     2022 soll hier eines der mo-         ist der Bau eines Metrosystems           1 Presentation of the                 a Metro system as well as a main-
     dernsten Metro- und Bahnsys-         sowie eines Fernbahnnetzes,              Project                               line network to link Qatar with
     teme der Welt entstehen. Das         das Qatar mit Saudi-Arabien              Doha, the capital of Qatar, is a      Saudi-Arabia and Bahrain. The
     Investitionsvolumen für Phase        und Bahrain verbinden soll.              densely populated, lively and fast    DB International is at present
     1 liegt bei ca. 10 Mrd. Euro. Ziel   Die DB International ist derzeit         growing city. One of the world’s      responsible for the planning
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Tunnel 5/2012                                         Tunnelbau für Metro Doha/Qatar                                                                           35

verantwortlich für die Planung
und Ausschreibung der Bau-                                                                                                                            1
maßnahmen zur Errichtung des
Metro- und Bahnsystems.

Das gesamte Streckennetz (Bild
1) ist in einzelne Linien geglie­
dert:
Die Red Line (Sea Line) zieht
sich von Norden nach Süden
durch das Emirat und bildet
somit die Schlüssellinie des
qatarischen Transportsystems.
Sie verbindet auch den besie-
delten Küstenstreifen mit der
Hauptstadt. Die Golden Line
(Historic Line) verläuft haupt-
sächlich in Ost-West Richtung
und verbindet die Stadtteile
AlRayyan und Industrial Area
North mit dem Flughafen.
Die Green Line (Education
Line) verläuft von Süden nach
Nord-Westen und verbindet
das große Universitätszentrum
Education City mit dem Zen-
trum von Doha. Die vierte und
kürzeste Linie ist die Blue Line
(City Line). Sie verläuft entlang
des C-Rings in einem Kreis von
Norden nach Süden innerhalb
Dohas und schafft somit inner-
halb der Stadt Kreuzungs- und
Umsteigebeziehungen zu den
anderen Linien.

Die Herstellung des gesam­ten
Netzwerks wird analog der           Netzwerkschema des gesamten Metronetzwerks von Qatar
Mei­lensteine der Großereig-        Set-up of the entire Metro network in Qatar
nisse in insgesamt 4 Phasen
gegliedert.                         • Phase 3: Anschluss der Au-                  and tenders for the construction      Line (Historic Line) mainly runs
•  Phase 1: Bau der zentralen           ßenäste aufgeständert und                 measures to produce the Metro         in an east-west direction and
   Bahnhöfe und entspre-                ebenerdig, Richtung Süden                 and railway system.                   links Al Rayyan and Industrial
   chenden unterirdischen               und Norden                                                                      Area North with the Airport. The
   Streckenlose der Metro, die      •   Phase 4: Bau des Hochge-                  The complete route network            Green Line (Education Line) runs
   unbedingt zur Durchführung           schwindigkeits- und Gü-                   (Fig. 1) is divided up into indivi-   from the south to the north-west
   der FIFA WM 2022 fertig ge-          terverkehrsnetzwerks mit                  dual lines:                           and connects the large university
   stellt und in Betrieb genom-         Anschluss an Saudi-Arabien                The Red Line (Sea Line) runs from     complex Education City and the
   men werden müssen                    und Bahrain                               north to south through the Emi-       centre of Doha. The fourth and
•  Phase 2: Ausbau der restli-                                                    rate and thus forms the key line      shortest line is the Blue Line (City
   chen Anschlüsse der Metro-       Ziel ist es, alle 4 Phasen bis zum            of Qatar’s transit system. It also    Line). It runs along the C-ring in a
   linien innerhalb der Stadt       Jahre 2050 gebaut und in Be-                  connects the populated coastal        circle from north to south within
   Doha                             trieb genommen zu haben.                      strip with the capital. The Golden    Doha thus creating intersections
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     2 Geologie                                                                                                  2 Geology
     Qatar ist eine gestreckte Halb-       2                                                                     Qatar is an extended peninsular
     insel im Osten der arabischen                                                                               on the Arabian Peninsula poin-
     Halbinsel und zeigt nordwärts                                                                               ting northwards into the Arabian
     in den arabischen Golf. Mit ihrer                                                                           Gulf. In geological terms with its
     Lage am Rand der arabischen                                                                                 position on the fringe of the Ara-
     Halbinsel ist Qatar geologisch                                                                              bian Peninsula, Qatar is a part of
     gesehen ein Teil des arabischen                                                                             the Arabian Gulf basin (Fig. 2).
     Golfbeckens (Bild 2).                                                                                        Geological exploratory drilling
         Um genaue Aufschlüsse über                                                                              and lab tests were initiated to
     den Boden im Projektgebiet zu                                                                               get an exact picture of the soil
     erhalten, wurden geologische                                                                                in the project area. 123 drillho-
     Erkundungsbohrungen sowie                                                                                   les between 25 and 70 m deep
     Labortests durchgeführt. Ent-                                                                               with an internal diameter of 63 to
     lang der geplanten Linienfüh-                                                                               84 mm were undertaken along
     rung wurden 123 Bohrungen                                                                                   the planned route alignment
     zwischen 25 und 70 m Tiefe mit                                                                              (Fig. 3). The water columns in
     einem Innendurchmesser von                                                                                  the holes are measured after
     63 bis 84 mm vorgenommen                                                                                    24 and 48 hours. In addition to
     (Bild 3). Messungen der Was-                                                                                drilling pump tests are carried
     sersäulen in den Bohrlöchern        Topographische Lage Qatars
                                                                                                                 out in order to establish the per-
     finden nach 24 und 48 Stunden       Qatar’s topographical situation
                                                                                                                 meability and connectivity of the
     statt. Neben den Bohrungen                                                                                  groundwater table, something
     werden Pumpversuche durch-          schichtet, enthält kristallinen    and transfer opportunities to the    essential for the feasibility of the
     geführt, um die Durchlässigkeit     Kalkstein und Dolomitgestein       other lines.                         major portion of all the station
     und Konnektivität der Grund-        mit einer Vielzahl von Hohl-                                            buildings.
     wasserspiegel zu erkunden,          räumen und unregelmäßigen          The production of the entire             As no tunnel driven by mining
     was für die Machbarkeit des         Klüften, die oft mit weichem       network will be split into a total   means has ever been produced
     Großteils aller Stationsbauten      Schluffstein/Siltstein gefüllt     of 4 phases in keeping with the      in Qatar, the geological values
     unerlässlich ist.                   sind. Gelegentlich sind dünne      milestones provided by the major     pertaining to tunnelling and spe-
         Da es in Qatar bisher keine     Lagen von blass grünem oder        events.                              cial foundation engineering had
     bergmännisch hergestellten          rotbraunem Lehm vorhan-            •  Phase 1: construction of          to be determined by means of
     Tunnel gibt, mussten über ein       den. Die Midra Shale ist ein          the central stations and cor-     an extensive study. The soil in the
     ausführliches Studium bereits       gelb brauner und grün grauer          responding underground            project area mainly comprises fill
     vorhandener geologischer Un-        Schiefer in dem oft Fossilien         route sections for the Metro,     material, Simsima Limestone,
     terlagen die tunnelbau- und         gefunden werden. Über dem             which must be completed           Midra Shale and the so-called
     spezialtiefbauspezifischen          Projektbereich ändert sich der        and commissioned in time          Rus Formation.
     Werte der Geologie ermittelt        Midra Shale in Konsistenz, Far-       for the 2022 FIFA World Cup           Simsima Limestone forms
     werden. Der Boden im Pro-           be, Lehm und Kalkzusammen-         •  Phase 2: development of the       the bulk of the surface. The stra-
     jektbereich besteht haupt-          setzung. Die Rus Formation            remaining links for the Metro     tification and lithology are not
     sächlich aus Füllmaterial, dem      setzt sich aus weißlichem oder        lines within the city of Doha     exactly known. It possesses a fine
     Simsima Limestone (Kalkstein),      gelblichem Dolomitkalkstein        •  Phase 3: connecting the ele-      consistency, grainy, beige to pale
     der Midra Shale und der soge-       zusammen und enthält zeit-            vated and ground-level outer      brown and yellowish-brown. Fur-
     nannten Rus Formation.              weise zwischengelagerte dün-          sections, towards the south       thermore Simsima Limestone is
         Der Simsima Limestone           ne Schichten aus grünlichem           and north                         inadequately layered, contains
     formt den größten Teil der          oder bräunlichem Lehm und          •  Phase 4: building the high-       crystalline limestone and dolo-
     Oberfläche. Die Schichtenfol-       Engstellen aus weißlichem             speed and goods transporta-       mite rock with a large number
     ge und Lithologie sind nicht        oder gräulichem fossilhal-            tion network connecting up        of cavities and irregular fissures,
     genau bekannt. Er besteht aus       tigem Dolomitkalkstein. Die           with Saudi Arabia and Bahrain     which are often filled with soft
     einem feinen Medium, körnig,        jüngsten bisher gefundenen                                              siltstone. Occasionally thin layers
     beige bis blass braun und gelb-     Gesteine der Rus Formati-          It is intended to construct and      of pale green or reddish-brown
     braun. Außerdem ist der Sim-        on haben sich in Al Khor, im       commission the 4 phases by           loam are to be found. The Midra
     sima Limestone schlecht ge-         Norden von Qatar, entwickelt.      2050.                                Shale is a yellowish-brown and
Metro Doha - Tunnelbau in besonderen Dimensionen
Tunnel 5/2012                                        Tunnelbau für Metro Doha/Qatar                                                                        37

Eine Besonderheit der Rus For-
mation ist das Auftreten von         3
verschiedenen flächenhaften
Schichten aus Eindampfungs-
gestein, hauptsächlich beste-
hend aus Gips und Anhydriten.
Die Gipsschichten können bis
zu 4 m dick sein und befinden
sich vor allem im südlichen
Teil des Landes in einer Tiefe
von 20 bis 50 m. Die unteren
Gipsschichten haben sich
nachträglich aufwendig durch
zirkulierendes Grundwasser
gelöst. Wegen der überla-
gernden Schicht brechen sie
an einigen Stellen und bringen
die Hauptoberfläche ebenfalls
zum Einbruch. Dies geschieht
hauptsächlich im Süden und
in der geographischen Mitte        Übersicht der Bohrprofile der geologischen Erkundungsmaßnahmen
Qatars.                            Overview of the drilling pattern for the geological exploratory measures
    Im gesamten Land liegt
ein Karstsystem mit Dolinen        3 Hydrologie                               greenish-grey slate, which often       the presence of various extensive
(Karsttrichtern) vor. Ein Karst-   Das Land ist in erster Linie               contains fossils. Throughout the       layers of saline residues, mainly
system wird hauptsächlich mit      niedrig und eben. Innerhalb                project area the Midra Shale alters    consisting of gypsum and anhyd-
gipshaltiger Lösung assoziiert,    Qatars befinden sich keine                 in terms of consistency, colour,       rites. The layers of gypsum can be
aber es wird auch von den vor-     Wasserwege oder Seen. Die                  loam and limestone compositi-          up to 4 m thick and are mainly
handenen Karbonat-Felsen be-       geringen Niederschläge, star-              on. The Rus Formation comprises        to be found in the southern part
einflusst. Das Karbonatgestein     ke Sonneneinstrahlung und die              whitish or yellowish dolomite li-      of the country at a depth of 20
bietet günstige Bedingungen        extremen Windbedingungen                   mestone. The most recent rocks         to 50 metres. The lower layers of
für den Tunnelvortrieb. An an-     sorgen für große Trockenheit.              belonging to the Rus Formation         gypsum have subsequently be-
deren Stellen wiederum herr-       Dennoch ist ein extrem hoher,              to be found so far are located at Al   come detached to a large extent
schen unter Gips und Anhyd-        natürlicher Grundwasserspie-               Khor, in the north of Qatar. A spe-    as a result of circulating ground-
riten extreme Bedingungen für      gel vorhanden.                             cial feature of the Rus Formation is   water. They have ruptured at
den Tunnelvortrieb. Der Boden                                                                                        various points on account of the
im gesamten Projektgebiet ist                                                                                        overlying layer thus also causing
sehr heterogen, anisotrop und
                                     4                                                                               the ground surface to cave in. This
gebrochen karstig (Bild 4).                                                                                          occurs principally in the south
    Aktivitäten der Seismizität                                                                                      and in the geographical centre
und Tektonik mit größeren Ef-                                                                                        of Qatar.
fekten wurden im Osten des                                                                                               A karst system with sinkho-
arabischen Golfes aufgezeich-                                                                                        les (karst funnels) is to be found
net (z.B. Iran). In Qatar selbst                                                                                     throughout the country. A karst
gibt es nur sehr wenige dieser                                                                                       system is mainly associated with
Aktivitäten - weshalb es in die                                                                                      gypsum-based materials but it is
Seismische Zone Null einge-                                                                                          also influenced by the existing
stuft wird, was bedeutet, dass                                                                                       carbonate rocks. Carbonate rock
ein sehr geringes bis gar kein                                                                                       affords favourable conditions for
Erdbebenrisiko vorhanden ist.                                                                                        tunnel driving. At other points
Auch mit Vulkanausbrüchen                                                                                            however extreme conditions
und Erdrutschen ist hier nicht     Karsterscheinung im Simsima Limestone                                             for tunnelling prevail given the
zu rechnen.                        Karst phenomenon in Simsima Limestone                                             presence of gypsum and anhyd-
Metro Doha - Tunnelbau in besonderen Dimensionen
38                                                                      Tunnelling for Metro Doha/Qatar                                                Tunnel 5/2012

                                                                                                                                       at all prevails. Volcanic eruptions
       5                                                                                                                               and avalanches can also be pre-
                                                                                                                                       cluded here.

                                                                                                                                       3 Hydrology
                                                                                                                                       The terrain is primarily low and
                                                                                                                                       flat. No waterways or lakes are to
                                                                                                                                       be found within Qatar. The slight
                                                                                                                                       precipitation, strong sunshine
                                                                                                                                       and extreme wind conditions
                                                                                                                                       cause great aridness. Notwith-
                                                                                                                                       standing an extremely high,
                                                                                                                                       natural groundwater table pre-
                                                                                                                                       vails.
                                                                                                                                           The layer containing the
                                                                                                                                       groundwater lies between 5 and
     Beispiel der Veränderung des Grundwasserspiegels in 3 Jahren
                                                                                                                                       50 m deep, with the groundwa-
     Example of the change in the groundwater level in 3 years
                                                                                                                                       ter table mostly being encoun-
                                                                                                                                       tered after 5 to 15 m. The layer
        Die Grundwasser führende                   masse. Durchschnittlich beträgt            rites. The ground throughout the         containing the groundwater
     Schicht liegt zwischen 5 und                  die Schichtdicke des Simsima               entire project area is highly hete-      is deeper towards the west. In
     50 m Tiefe, der Grundwasser-                  Limestones 15 m mit darun-                 rogeneous, anisotropic involving         similar fashion to the Simsima
     spiegel ist meist nach 5 bis 15               ter liegender Midra Shale, die             karst-like fractures (Fig. 4).           Limestone it is covered with
     m anzutreffen. Nach Westen                    hauptsächlich als Abdichtungs-                 Major seismic and tectonic           a thin layer of in situ slate and
     liegt die Grundwasser führen-                 schicht dient. Die Schichten               activities were registered in the        a thin layer of fill material. On
     de Schicht tiefer. Sie ist ähnlich            sind vollständig gesättigt und             east of the Arabian Gulf (e.g.           average the Simsima Limestone
     wie der Simsima Limestone be-                 das Grundwasser wird durch                 Iran). In Qatar itself such activities   layer thickness amounts to 15 m
     deckt mit einer dünnen Schicht                den saisonalen Regen und die               are rare so that it is classified in     with Midra Shale encountered
     von anstehendem Schiefer und                  permanente Quelle, den ara-                Seismic Zone Zero, which signi-          underneath, which mainly ser-
     einer dünnen Schicht Anschutt-                bischen Golf, angereichert.                fies that a very slight risk or none     ves as a sealing layer. These lay-
                                                                                                                                       ers are entirely saturated and the
      Tabelle 1: Übersicht der Inhaltsstoffe des Grundwassers                                                                          groundwater is enriched by the
      Element               TDS               Ca               Mg                Na       HCO3            SO4              Cl          seasonal rain and the permanent
      Einheit             [mg/l]            [mg/l]           [mg/l]            [mg/l]     [mg/l]         [mg/l]         [mg/l]         source provided by the Arabian
      Mittelwert         9.807,53          631,08            313,63          2.435,85     180,67        1.740,29       4.269,91        Gulf.
      (Erklärung: TDS (total dissolved solids) = Summe der gelösten Salze im Wasser)                                                       The groundwater can chan-
                                                                                                                                       ge in future on account of new
      Tabelle 2: Basisparameter für die Tunnelplanung                                                                                  underground systems. In some
      Parameter                               Entscheidung                              Erläuterung                                    cases it can rise by up to 8 m
      Tunnel-System                           Doppelröhre, eingleisig                   Höchste Sicherheitsstufe                       within 3 years (Fig. 5).
      Metro-Betrieb                           750V DC 3te Schiene                       Üblich für Metrobetriebe weltweit                  The groundwater contains
      Abmessungen Metro-Fahrzeug              B=3.000 mm / H=4.000 mm                   Fahrzeug entwickelt für die Metro Doha         very high amounts of sulphates
                                                                                        Innerstädtisch notwendig zur Geräusch-
                                                                                                                                       (peak values of up to 4,000 mg/
      Fahrbahn                                Masse-Feder-System                                                                       l) and chlorides (peak values of
                                                                                        und Vibrationsreduzierung
                                                                                        Trassierungsparameter aus 80 km/h              up to 54,000 mg/l). The ground-
      Maximale Überhöhung                     100 mm                                    Betriebsgeschwindigkeit und minimalen          water exerts a corrosive effect
                                                                                        Kurvenradien                                   on concrete and steel (Table
                                                                                        leicht erhöhte Anforderungen aus der           1) with a ph-value of 6.1 to 8.5
      Fluchtweg                               B=800 / 2.200 mm
                                                                                        NFPA 130
                                                                                                                                       (Dammam) and 6.5 to 8.5 (Rus
      Bautechnischer Nutzraum                 100 mm                                    Wert gemäß RiL 853                             Limestone). The groundwater
                                              Tunnellüftung, Trockenlöschwasser-        Gemäß NFPA 130 und Fire & Life Safety          temperature averages 28 °C.
      Sicherheitsausstattung
                                              leitung, CCTV                             Requirements der QRail
                                                                                                                                           This all leads to a situation
      Achsabstand                             Im Regelfall 15,70 m                      Abstand aus der Trassierung                    where no European norm can
Tunnel 5/2012                                             Tunnelbau für Metro Doha/Qatar                                                                                    39

Aufgrund von neuen Unter-                                                                                                               be applied for this aggressive
grundsystemen kann sich der                                                                                                             groundwater and that in turn
Grundwasserlevel in Zukunft                                                                                                             additional investigations must
ändern. Teilweise kam es zu                                                                                                             be carried out in the field of
Anstiegen von bis zu 8 m inner-                                                                                                         concrete technology (Fig. 6).
halb von 3 Jahren (Bild 5).
   Im Grundwasser sind sehr                                                                                                             4 Tunnel Planning
hohe Werte von Sulfaten (Spit-                                                                                                          Planning of the underground
zenwerte bis zu 4.000 mg/l)                                                                                                             structures was embarked on
und Chloriden (Spitzenwerte                                                                                                             against this background. The
bis zu 54.000 mg/l) enthal-                                                                                                             extent of planning for the Ten-
ten. Mit einem ph-Wert von                                                                                                              der Design lies between the pre-
6,1 bis 8,5 (Dammam) und 6,5                                                                                                            planning stage and the planning
bis 8,5 (Rus Limestone) greift                                                                                                          design according to HOAI. The
das Grundwasser Beton und                                                                                                               essential general conditions for
Stahl korrosiv an (Tabelle 1).                                                                                                          establishing the tunnel cross-
Die Grundwassertemperatur                                                                                                               sections are laid down at a
beträgt im Mittel 28°C.                                                                                                                 number of coordination sessions
   Dies alles führt dazu, dass für                                                                                                      (Table 2).
dieses aggressive Grundwasser                                                                                                              On the basis of these specifi-
keine europäische Norm greift                                                                                                           cations the tunnel cross-section
und somit zusätzliche Untersu-                                                                                                          possesses an internal diameter of
chungen im Bereich der Beton-                                                                                                           roughly 6 m (Fig. 7).
technologie angestellt werden                                                                                                              Furthermore additional in-
müssen (Bild 6).                                                                                                                        vestigations were carried out
                                                                                                                              6         for the tunnel planning. Thus
4 Tunnelplanung                                                                                                                         for instance the single or dou-
Mit diesen äußeren Vorausset-        Aggressivität des Grundwassers                                                                     ble shell construction method,
zungen wurde mit der Planung         Aggressiveness of the groundwater                                                                  the aggressive groundwater, the
der unterirdischen Bauwerke
begonnen. Die Planungstiefe           Table 1: Overview of the Substances contained in the Groundwater
für das Tender Design (Aus-           Element               TDS                Ca                  Mg              Na                HCO3           SO4             Cl
schreibungsplanung) liegt             Unit                 [mg/l]            [mg/l]               [mg/l]         [mg/l]             [mg/l]         [mg/l]         [mg/l]
zwischen Vorplanung und               Average
                                                          9,807.53           631.08               313.63        2,435.85            180.67        1,740.29      4,269.91
Entwurfsplanung nach HOAI. In         value
mehreren Koordinationsrunden          (Explanation: TDS (total dissolved solids) = amount of solids dissolved in the water)

wurden die für die Ermittlung
des Tunnelquerschnitts maß-           Table 2: Basic Parameters for Tunnel Planning
gebenden Randbedingungen              Parameter                                 Decision                                          Explanation
festgelegt (Tabelle 2).               Tunnel system                             twin-bore, single-track                           Highest safety level
   Auf Grundlage dieser Fest-         Metro operation                           750V DC 3 Rails
                                                                                             rd
                                                                                                                                  Customary for Metro operations world-
legungen liegt der Tunnelquer-                                                                                                    wide
schnitt bei einem Innendurch-         Dimensions of Metro vehicle               W=3,000 mm / H=4,000 mm                           Vehicle developed for the Doha Metro
messer von ca. 6 m (Bild 7).          Track                                     Mass-spring system                                Needed within the city for reducing
   Zudem wurden weitere                                                                                                           noise and vibrations
Untersuchungen für die Tun-           Max. banking                              100 mm                                            Route parameter from 80 km/h opera-
nelplanung angestellt. So                                                                                                         ting speed and minimal curved radius
haben etwa die ein- oder              Escapeway                                 W=800 / 2,200 mm                                  Slightly increased demands from NFPA
                                                                                                                                  130
zweischalige Bauweise, das
aggressive Grundwasser, die           Structurally useable space                100 mm                                            Value according to RIL 853

Lebensdauer von 120 Jahren,           Safety equipment                          Tunnel ventilation, Dry powder                    According to NFPA 130 and Fire & Life
                                                                                extinguisher, CCTV                                Safety Requirements of Qatar Rail
die Vortriebsgeschwindigkeit,
die Anschlüsse der Quer-              Centre distance                           Generally 15.70 m                                 Distance from route alignment
40                                                       Tunnelling for Metro Doha/Qatar                                          Tunnel 5/2012

     schläge an den Haupttunnel         Allerdings haben Untersu-          120 years service life, the rate of   cessing. The client decided on a
     und vor allem die Frage der        chungen gezeigt, dass die für      advance, the connections for          tunnel system with 2 single-track
     Wartung und Instandhaltung         die Baulogistik notwendigen        the cross-passages to the main        bores.
     massiven Einfluss auf die Aus-     Flächen in der Innenstadt nicht    tunnel and above all the ques-
     wahl der Bauweise. Aufgrund        oder nur sehr begrenzt zur Ver-    tion of maintenance and repair        6 Logistics
     der Vielzahl unterschiedlicher     fügung stehen. Entsprechend        exert a massive influence on the      Doha is a rapidly growing city.
     Einflüsse und der Philosophie      müssen die innerstädtischen        choice of construction method.        On account of the large num-
     der Ausschreibung wurden           Baustelleneinrichtungsflächen      On account of the large number        ber of other ongoing planning
     diese Fragen nicht endgültig       verkleinert oder einzelne Bau-     of different influences and the       schemes and the execution of
     entschieden, sondern den           stellenbereiche ganz ausgela-      philosophy adopted for tende-         major projects, the question of
     Baufirmen zur technischen          gert werden.                       ring these issues were not final-     interfaces with these construc-
     Bearbeitung übertragen.                                                                                     tion projects is essential for plan-
         Die Frage nach der Tunnel-                                                                              ning the Metro. Furthermore it is
     sicherheit warf ebenso wei-
                                          7                                                                      important to come up with an-
     tere Diskussionen auf. Eine                                                                                 swers to the issue of producing
     Risikobetrachtung und Gegen­                                                                                a Metro and railway system in an
     überstellung der zweigleisigen                                                                              urban area without impeding
     Röhre (wie z.B. bei der Metro                                                                               public life by gigantic construc-
     Dubai angewandt) oder 2 ein-                                                                                tion schemes. Well thought out
     gleisigen Röhren (z.B. nach TSI-                                                                            construction logistics provides
     Richtlinie) wurden angestellt.                                                                              the solution.
     Hierzu wurde auch ein Quer-                                                                                     However it must be said that
     schnitt einer zweigleisigen                                                                                 investigations have revealed that
     Röhre konstruiert. Die Studie                                                                               the areas required for the cons-
     umfasste Punkte wie z.B. Si-                                                                                truction logistics in the centre of
     cherheitskonzept, Baukosten,                                                                                the city are either unavailable or
     Termin, Betrieb & Wartung, Risi-                                                                            only available to a limited extent.
     kobetrachtung, etc. und wurde                                                                               As a result the site installation
     der Qatar Railway Company zur                                                                               areas within the city centre have
     Entscheidung vorgelegt. Die                                                                                 to be reduced or individual site
     Entscheidung des Bauherrn                                                                                   sections set up elsewhere.
     fiel auf ein Tunnelsystem mit 2    Tunnelquerschnitt Metro
                                                                                                                     Large, unused areas were
     eingleisigen Röhren.               Metro tunnel cross-section
                                                                                                                 found on the periphery of the
                                                                                                                 city, which could serve as logistic
     6 Logistik                         In den Außenbereichen der          ly decided but passed onto the        areas for all construction site sec-
     Doha ist eine schnell wach-        Stadt wurden große, nicht          construction companies to pro-        tions for the Metro. These areas
     sende Stadt. Durch die Vielzahl    genutzte Flächen lokalisiert,      cess them in technical terms.         were identified as so-called LPAs
     an anderen, parallel laufenden     die als Logistikflächen für alle       The tunnel safety issue also      /Logistic Providing Areas) and in-
     Planungen und Ausführung           Baustellenbereiche der Metro       heralded in further discussions.      cluded in the coordination round
     von Großprojekten stellt sich      dienen könnten. Diese Flächen      A risk assessment and compa-          with all those involved. This solu-
     bei der Planung für die Me-        wurden als sogenannte LPA          rison of the double-track bore        tion would for instance facilitate
     tro ganz wichtig die Frage zu      (Logistic Providing Areas) aus-    (as e.g. applied for the Dubai        materials being supplied just-in-
     den Schnittstellen mit diesen      gewiesen und in die Abstim-        Metro) or 2 single-track bores        time. However the present and
     Bauvorhaben. Außerdem gilt         mungsrunde mit allen Beteili-      (e.g. as according to TSI guide-      future traffic situation represents
     es, Antworten zu finden auf        gten gegeben. Diese Lösung         line) was initiated. Towards this     an obstacle. The ASHGHAL,
     die Frage, wie es möglich ist,     würde beispielsweise eine just-    end a cross-section of a dou-         Qatar’s highway construction
     ein Metro- und Bahnsystem          in-time-Lieferung von Materi-      ble-track bore was devised. The       authority, is currently planning
     im Stadtgebiet zu bauen ohne       alien ermöglichen. Hierfür ist     study embraced aspects such as        to substantially extend its road
     das öffentliche Leben durch        jedoch die derzeitige und auch     e.g. safety concept, construction     network within Doha, involving
     die enormen Baumaßnahmen           die künftige Verkehrssituation     costs, deadline, operation and        a similar investment volume to
     zum Erliegen zu bringen? Die       ein Hindernis. Die ASHGHAL,        maintenance, risk assessment          the one earmarked for the Metro.
     Lösung bietet eine gut durch-      die Straßenbaubehörde Qatars,      etc. and was passed on to the         This is where the important in-
     dachte Baulogistik.                plant zurzeit einen deutlichen     Qatar Railway Company for pro-        terfaces lie, so that coordination
Tunnel 5/2012                                     Tunnelbau für Metro Doha/Qatar                                                                 41

Ausbau ihres Straßennetzes in      Dies wird im Fall Doha aber        between the various construc-          in state of construction so that
Doha, mit einem ähnlichen In-      zum Einen durch die Tatsache       tion sections and those involved       the TBMs can be drawn through
vestitionsvolumen wie es die       behindert, dass mehr TBM auch      can be achieved. The plans for         them or can pass through the
Metro haben wird. Hier liegen      mehr Baustelleinrichtungsflä-      scheduling and the construction        area in advance. This massively
die wesentlichen Schnittstellen,   chen benötigen würden, die         sections have still to be finalised.   influences the chronological se-
um eine Koordination zwischen      im Innenstadtbereich nicht         The complete integration of the        quence of driving.
den verschiedenen Bauab-           vorhanden sind. Zum Ande-          excavation pits for the Metro wi-          The Mushaireb Station (“Heart
schnitten und Beteiligten zu       ren, dass einzelne Stationen in    thin the road building works thus      of Doha”) represents the core of
erreichen. Die Abstimmungen        einem bestimmten Ausbauzu-         remains an ambitious target.           the Metro network, where 10
mit Terminplänen und Bauab-        stand sein müssen, damit die           In order to draw up a concept      TBMs are planned to arrive and
schnitten dauert noch an. Eine     TBM durchgezogen werden            for the construction logistics first   which will subsequently be built
komplette Eingliederung der        können oder den Bereich vor-       of all possible construction me-       upon to create the Dohaland ur-
Baugruben für die Metro in die     her durchfahren können. Dies       thods were selected, as these          ban development project.
Straßenbauarbeiten ist daher       beeinflusst die zeitliche Abfol-   influence the amount of time
ein ehrgeiziges Ziel.              ge des Vortriebs massiv.           required on site. The quantities,      8 Current Status and
   Um ein Konzept für die Bau-         Herzstück des Metro-Netz-      which will accrue during exca-         Outlook
logistik zu erstellen, wurden      werks ist die Station Mushaireb    vation work and installing ma-         The tender documents were
zunächst mögliche Bauver-          („Heart of Doha“), in der die      terials, were roughly estimated        concluded on April 2, 2012 and
fahren ausgewählt, da diese        Ankunft von 10 TBM geplant         and tied to the overall logistics      passed over to the pre-qualified
den Zeitbedarf der Baustellen      ist und die anschließend vom       concept.                               bidders. Further work packages
beeinflussen. Die Mengen, die      Stadtentwicklungsprojekt Do-                                              such as bidding for the technical
beim Erdaushub und Materi-         haland überbaut wird.              7 Project Timetable                    furnishing, operational planning,
aleinbau entstehen, wurden                                            On the basis of the cited diverse      the solid slab track and the sur-
überschlägig berechnet und         8 Derzeitiger Stand und            general conditions and the cur-        face route sections for the Metro
dem Gesamtlogistikkonzept          Ausblick                           rent planning a project timetab-       will follow.
zugrunde gelegt.                   Die Ausschreibungsunterla-         le was drawn up in conjunction             The DB International will
                                   gen wurden am 2. April 2012        with the major milestones.             continue to act as an important
7 Projektzeitplan                  abgeschlossen und an die               In this connection the typical     strategic partner for this unique
Auf Grundlage der erwähnten        präqualifizierten Bieter über-     dependencies of contract sec-          project and advise Qatar Rail on
vielfältigen Randbedingungen       geben. Weitere Arbeitspakete       tions for infrastructure projects      all technical matters.
und der aktuellen Planung          wie Ausschreibung technische       have to be considered as well
wurde ein Projektzeitplan in       Ausrüstung, Betriebsplanung,       as the constraints on deadlines,
Abhängigkeit der großen Mei-       Feste Fahrbahn und die oberir-     which result from the major
lensteine erstellt.                dischen Streckenabschnitte der     events taking place in Qatar. It
   Hierbei sind sowohl die ty-     Metro werden folgen.               is possible on the one hand to
pischen Abhängigkeiten von            Die DB International wird       attain optimisations by reducing
Streckenlosen bei Infrastruk-      auch in der Zukunft wichtiger      the depth at which individu-
turprojekten zu berücksichti-      strategischer Partner bei die-     al stations are built – however
gen als auch die terminlichen      sem einzigartigen Projekt sein     such optimisations are restricted
Zwänge, die sich aus den Groß-     und die Qatar Rail weiterhin       on account of the other projects
ereignissen für Qatar ergeben.     in allen technischen Belangen      running parallel and in turn af-
Optimierungen können sich ei-      beraten.                           fect the minimum distances
nerseits aus der Reduktion der                                        relating to the depth. The appli-
Tiefenlage einzelner Stationen                                        cation of further tunnel boring
ergeben - größtenteils ist die-                                       machines (TBMs) would be an
se Optimierung aufgrund der                                           additional classic case of optimi-
parallel laufenden anderen Pro-                                       sation. This is made impossible in
jekte und damit bestimmtem                                            Doha’s case by the fact that more
Mindestabstände in der Tiefen-                                        TBMs would also require more
lage jedoch beschränkt. Eine                                          construction site installation
andere klassische Optimierung                                         areas, which do not exist in the
wäre der Einsatz zusätzlicher                                         city centre. Secondly the indivi-
Tunnelbohrmaschinen (TBM).                                            dual stations must be in a certa-
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