Energie für den Tunnel

Die letzten grossen Arbeitsschritte werden aktuell vollzogen. Sowohl in der Engi, wo die Arbeiten für den Anschluss des Tunnels an das kantonale Strassennetz laufen, als auch im Tunnel, wo von der Beleuchtung über die Signalisation bis hin zu den Kabel- und Steuerungsanlagen verschiedenste Elemente der umfangreichen Betriebs- und Sicherheitsausrüstungen (BSA) verbaut werden.

ein wichtiger Teil der BSA ist auch die Energie- und Wasserversorgung. Denn für den Regelbetrieb sind zahlreiche Komponenten für die Energieversorgung und für die Überwachung des Verkehrs sowie verschiedener Indikatoren notwendig. Im Ereignisfall kommen weitere Elemente hinzu, welche die permanente Versorgung mit Energie und Löschwasser garantieren.

Energie auf ganzer Länge
Der Galgenbucktunnel verfügt auf seinen 1'061 Metern Länge über zahlreiche Beleuchtungs-, Markierungs-, Belüftungs- und Messelemente, welche alle mit Energie versorgt werden müssen. Neben den sichtbaren Verbrauchern wie den Deckenleuchten und den beleuchteten Verkehrssignalen kommen viele weitere hinzu, welche ebenfalls Strom beziehen.

Tunnelabschnitt mit bereits montierter Beleuchtung

Dazu gehört die Ventilation, die teils dauerhaft (Werkleitungskanal), teils bedarfsweise (Tunnel) Luft zu- resp. abführt. Ebenso die Mess- und Überwachungstechnik, mit der sowohl der Verkehrsfluss als auch die Luftqualität Verkehrsmanagementzentrale VMZ-CH in Emmen und in die Einsatzleitzentrale der Kantonspolizei überträgt, wie auch unterschiedlichste Sensorik für Temperatur, Luftzusammensetzung und Sichtbedingungen. Die durch die Überwachung gewonnenen Werte und Erkenntnisse werden schliesslich für die automatisierte Steuerung und Regelung verschiedenster Systemelemente genutzt.

Verbindende Angelegenheit
Damit diese einzelnen Teile verbunden, betrieben und gesteuert werden können, sind jede Menge Verkabelungen notwendig. Die Hauptleitungen hierfür laufen durch den unter der Fahrbahn liegenden Werkleitungskanal. Von dort aus werden sie dann über Rohre, die in die Tunnelschale eingelegt sind, zu den verschiedenen Verbrauchern im Fahrraum geführt. Insgesamt 250 Kilometer Kabel werden bis zum Schluss in den Tunnel eingezogen. Damit liesse sich 235 Mal die Länge des Tunnels selbst bilden – oder entlang des gesamten Strassenverlaufs zwischen Schaffhausen und Locarno ein Kabel ziehen.

In den Unterverteilzentralen kommt eine ganze Menge Leitungen zusammen

Das sind endrückliche Zahlen. Dennoch nimmt sich der Galgenbucktunnel vergleichsweise sparsam aus, was den Anteil an stromführenden Leitungen angeht. Dies, weil im Tunnel modernste Technik zum Einsatz kommt und ein grosser Teil der Sensoren nicht mehr über klassische Kupferleitungen kommuniziert, sondern über moderne Lichtwellenleiter. So wird unter anderem auch die Brandüberwachung mit einem «linearen Brandmeldekabel» ausgeführt. Durch dessen Glasfaser «leuchtet» ein Laser. Verändert sich nun die Geometrie des Lichtleiters durch Hitze und die damit einhergehende thermische Verformung, wird dies entsprechend festgestellt. Gleichzeitig kann so die Position des Brandherdes innerhalb der Tunnelstrecke präzise eruiert werden.

Kabel führen vom Werkleitungskanal zu allen Verbrauchern im Fahrraum

Wasser im Durchfluss
Nicht nur elektrischer Strom, auch Wasser fliesst durch den Tunnel. Wasser versorgt die verschiedenen Hydranten, welche im Ereignisfall zum Löschen eines allfälligen Brandes genutzt werden, aber auch zur gelegentlichen Reinigung der Tunnelanlage zur Verfügung stehen. Die entsprechende Zubringerleitung ist als Ringleitung ans Trinkwassernetz angeschlossen. Dies bedeutet, dass die Rohre im Tunnel ständig von Frischwasser durchflossen werden, welches auf der einen Seite aus dem Wassernetz zugeführt – und auf der anderen Tunnelseite wieder ins Netz zurückgespiesen wird.

Auf diese Weise ist die Funktionstüchtigkeit der Leitung jederzeit sichergestellt. Entsprechende Probleme bei der Wasserversorgung könnten frühzeitig festgestellt und behoben werden, bevor ein gravierenderes Problem entstehen kann.

Energie Non-Stop
Nicht nur Wasser, sondern vor allem auch Strom muss unterbruchfrei verfügbar sein. Im Regelbetrieb müssen Beleuchtung, Signalisation, Notausgangsfunktionen und Belüftung des Fluchtweges immer funktionieren. Auch dann, wenn der Strom aufgrund eines Netzausfalls auf einer Seite des Tunnels unterbrochen oder von aussen gar kein Strom mehr in den Tunnel gelangen würde.

Um dies zu gewährleisten, ist der Tunnel redundant ans Stromnetz angeschlossen. Von beiden Tunnelseiten her kann also Strom in den Tunnel eingespeist werden. Fällt diejenige Seite aus, von der aus Strom eingespeist wird, kann unterbruchfrei umgeschaltet werden. Fällt die Versorgung von aussen komplett aus, tritt eine andere Infrastruktur in Kraft: Die unabhängige Stromversorgung (USV) mittels Bleiakkus und Umrichtern.

Eine stattliche Anzahl an Bleiakkus überbrückt allfällige Stromausfälle

Sie ist an zwei Orten untergebracht, nämlich in den Unterverteilzentralen in der Engi und im Bahntal. Die USV wird per Schwebeladung ständig betriebsbereit gehalten. Fällt das externe Stromnetz vollständig aus, wird die USV sofort und unterbruchfrei aktiviert. Dabei reicht die Leistung des Systems aus, um den Tunnel für mindestens 60 Minuten autonom betreiben zu können, bevor in der Röhre effektiv «das Licht ausgeht». Zur Sicherheit wird der Tunnel jedoch sofort gesperrt, bevor ein vollständiger Stromausfall im Tunnel eintritt. Der Verkehr würde dann über das kantonale Strassennetz umgeleitet.

Im Notfall: Alles nach Plan.
Die Sperrung des Tunnels bei einem Stromausfall ist nur ein Beispiel einer Massnahme, die bei einem ausserordentlichen Vorkommnisses getroffen wird. Es gibt daneben einen ganzen Katalog weiterer Handlungsvorgaben, die eingeleitet werden, wenn sich etwas ausserhalb des Normalbetriebes ereignet. Die Reaktion auf solche Ereignisse erfolgt dabei immer in Abhängigkeit von der anliegenden Ursache.

Diese Handlungen sind in Vorgaben definiert – der sogenannten Tunnelreflexmatrix. Sie regelt verschiedene Abläufe und definiert die darauf basierenden Schritte, damit nichts dem Zufall überlassen wird. Einerseits sind diese Schritte rein technisch-automatisierte Abläufe, andererseits aber auch Massnahmen, für die eine Entscheidung in der Einsatzleitzentrale notwendig ist.

Auslöser für solche Massnahmen gibt es unterschiedlichste: Türsensoren, die beim Öffnen der Notausgänge anschlagen. Schalter, die beim Entfernen eines Feuerlöschgerätes eine Meldung absetzen. Luftsensoren, die eine starke Veränderung der Luftverhältnisse feststellen. Oder die Überwachung der Kamerabilder: Deren Auswertung geschieht teilweise automatisch, indem beispielsweise stehende Fahrzeuge erkannt werden, aber auch durch einen Mitarbeiter in der Einsatzleitzentrale der Polizei, der auf unterschiedlichste weitere Punkte reagieren kann.

Alles hängt zusammen: Signalisation, Beleuchtung, Lüftung, Notausgang und Sensoren

Abhängig von der Schwere der festgestellten Abweichung werden dann Folgemassnahmen eingeleitet: Die Palette reicht vom Hochfahren der Beleuchtung, um bessere Sichtverhältnisse zu schaffen, über die Anpassung der Signalisation, um die Fahrgeschwindigkeit herunter zu regeln oder im Brandfall den Tunnel zu sperren, bis hin zur Anpassung der Tunnellüftung, um allfällig belastete Tunnelluft schneller aus der Röhre zu transportieren, oder zur Vollsperrung des Tunnels, um niemanden zu gefährden. Alle Handlungszusammenhänge sehen immer vor, Probleme möglichst rasch zu lösen und die Folgen so klein als nur irgend möglich zu halten.