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Gotthard-Basistunnel

Gyromat 5000: Mit dem Kreisel um die Welt

© Udo Geisler

8. September 2016

Der Gotthard-Basistunnel ist der derzeit längste Eisenbahntunnel der Welt. Ingenieure der DMT, ein Tochterunternehmen der TÜV NORD GROUP, haben mit einem hochpräzisen Kreisel die exakte Vermessung der Tunnelröhren unterstützt. DMT-Projektleiter Volker Schultheiß verrät im Interview mehr über das Messgerät.

#explore:Ein wichtiger Meilenstein beim Tunnelbau ist der Durchschlag. Waren Sie im Gotthard-Tunnel bei diesem besonderen Moment dabei?

Volker Schultheiß: Wir starten mit unseren Kontrollvermessungen immer erst dann, wenn die große Tunnelbohrmaschine schon ungefähr 500 Meter tief im Berg ist. Etwa jeden weiteren Kilometer prüfen wir den Fortschritt des Tunnelbaus. Die letzte Messung findet in der Regel drei- bis fünfhundert Meter vor dem Durchschlag statt – danach ist für uns Schluss. Eine Ausnahme sind natürlich Projekte wie der Gotthard-Basistunnel. Der Durchschlag ist ein Großereignis, das ähnlich gefeiert wird wie die Eröffnung selbst. Da sind wir dann auch dabei.

#explore:Wie sehr reizt Sie es, nach der Fertigstellung selbst durch diese gigantischen Tunnel zu fahren?

Volker Schultheiß: Mein erstes großes Projekt war der Eurotunnel zwischen England und Frankreich. Es war ein toller Moment, als ich ein paar Jahre später mit dem Zug hindurchgefahren bin. Wenn ich die Möglichkeit habe, auf dem Weg in den Urlaub auch durch den Gotthard-Tunnel zu fahren, wäre das natürlich prima. Doch grundsätzlich hake ich ein Projekt nach der letzten Kontrollmessung gedanklich ab. Viele Tunnel, an denen wir beteiligt sind, sind übrigens Wassertunnel – da haben wir hinterher eh keine Chance mehr, noch einmal hineinzukommen.

#explore: Wann wird der Gyromat eingesetzt?

Volker Schultheiß: Ein Kreisel wird immer dann gebraucht, wenn etwas genau ausgerichtet werden soll, was mit bloßem Auge nicht zu sehen ist. Er ersetzt praktisch einen Kompass, der überall dort nicht funktioniert, wo Stahl und Eisen verwendet wird. Dabei gibt es natürlich viele Arten von Kreiseln. Dazu gehören zum einen Geräte wie der Gyromat, die hauptsächlich im Tunnel- und Berg-, aber auch im Schiffsbau eingesetzt werden. Die großen Schiffe heutzutage sind aus Stahl und einzelne Teile werden wie ein Puzzle zusammengesetzt. Was fehlt, ist eine Grundstruktur, die Orientierung bietet. Der Vermessungskreisel hilft dann, Maschinen im Schiff exakt zu positionieren. Auch im militärischen Bereich kommen Kreisel zum Einsatz, zum Beispiel bei der Ausrichtung von Raketen oder beim U-Boot-Bau. Kreisel, die deutlich kleiner sind als der Gyromat, befinden sich zur Orientierung in jedem Flugzeug.

#explore: Das neueste Modell heißt Gyromat 5000. Wie können die Vermessungskreisel immer noch ein bisschen besser werden?

Volker Schultheiß: In den 1950er Jahren hat man bei der DMT angefangen, solche Kreisel zu entwickeln. Das waren sehr große, sehr schwere Geräte, die mit drei, vier Leuten getragen werden mussten. Für die damalige Zeit waren die Kreisel sehr genau, heutigen Ansprüchen würden sie nicht mehr gerecht werden. Im Laufe der Jahrzehnte sind die Vermessungskreisel kleiner, handlicher und exakter geworden. Durch die alten Geräte musste man noch durch Sichtfenster schauen, die Daten von kleinen Rädchen ablesen und die Winkel selbst per Hand berechnen. Der vollautomatische Gyromat 5000 erledigt alles per Knopfdruck. Die Messdaten können sofort kabellos auf einem Tablet oder PC runtergeladen werden.

#explore:Fotos zeigen Sie im Einsatz in der Wüste, hinter Ihrem Rücken stehen Kamele. Wo waren Sie bereits an Tunnelbauprojekten beteiligt?

Volker Schultheiß: Wir sind weltweit unterwegs und haben die Gebiete unter uns Kollegen aufgeteilt. Ich war u. a. schon in China, Russland und Australien, bin aber vor allem für den Bereich Naher Osten zuständig. Seit etwa drei Jahren kümmere ich mich um die Kontrollvermessungen für den U-Bahn-Bau in Doha, der Hauptstadt von Katar.  Zusätzlich bin ich derzeit beim Brenner-Basistunnel dabei, dem zweiten großen Tunnelbauprojekt in den Alpen.

#explore: Wie kommt der Gyromat von Deutschland nach Katar?

Volker Schultheiß: Der Gyromat ist hochempfindlich und muss in extra angefertigten, 50 Kilogramm schweren Spezialboxen transportiert werden. Das ist nichts, was man mal einfach so im Handgepäck mitnehmen kann. Wir beauftragen Speditionen, die sich darauf spezialisiert haben, sehr empfindliche Waren zu transportieren. So kommt der Gyromat sicher zur Baustelle. Ich reise dann nur noch mit meinem Koffer an, alles andere ist schon vor Ort.

#explore:Wie lange dauert die Reise des Gyromaten?

Volker Schultheiß: Manchmal sind es nur drei, vier Tage, manchmal sind es Wochen. Das Problem ist nicht der Transport, sondern der Zoll. Es gibt eine schwarze Liste von Ländern, in die der Gyromat gar nicht erst eingeführt werden darf, weil er eben auch für militärische Zwecke genutzt werden kann. Deshalb müssen wir vor jedem neuen Auslandsauftrag prüfen, ob wir dort überhaupt unser Gerät nutzen dürfen. Um den Transport zu verkürzen, haben wir auf fast jedem Kontinenten einen Gyromaten geparkt.

#explore:Wie sieht das in der Realität aus – leben Sie dann wochenlang im Hotel?

Volker Schultheiß: Nein! Wir haben den großen Vorteil, dass wir immer nur zu den Kontrollvermessungen anreisen. Es sind ständig Vermessungsingenieure auf der Baustelle, die 24 Stunden am Tag den Tunnelvortrieb betreuen, denn die großen Bohrmaschinen laufen kontinuierlich ohne Pause. Wir kontrollieren dann in regelmäßigen Abständen die Arbeit der Vermessungsingenieure. Solche Einsätze dauern in der Regel maximal 1 - 2 Wochen. Das heißt im Klartext: Ich springe von Baustelle zu Baustelle. Wenn ich Glück habe, bin ich mal ´ne Woche im Büro.

#explore: Wären Sie lieber im Büro, als durch die Welt zu reisen?

Volker Schultheiß: Klar, man muss für den Job geboren sein. Es ist natürlich schwierig, wenn man ständig unterwegs ist – ich sitze die meiste Zeit im Flugzeug oder im Auto, dazu die ständig wechselnde Zeitumstellung. Das stresst schon sehr. Doch auf der anderen Seite macht es auch großen Spaß.

#explore: Was macht daran Spaß?

Volker Schultheiß: Für einen Normalsterblichen sieht ein Tunnel immer gleich aus – für mich ist jedes Projekt eine große Herausforderung. Denn für uns als Experten ist jeder Tunnel ein bisschen anders. Bei einem Durchmesser von 1,50 Meter muss ich zum Beispiel mehr oder weniger durch den Tunnel kriechen, um meine Arbeit zu machen. Im starken Kontrast dazu stehen die gigantischen Autobahn- und Eisenbahntunnel mit 14 Meter Durchmesser. Die liegen meist im Gebirge, wo nichts außer Landschaft ist – im Gegensatz zu den U-Bahn-Projekten in großen Städten.

DAS PRINZIP „KREISEL“

Tunnelprojekte sind Maßarbeit: Um technische Probleme zu vermeiden, muss die geplante Tunnelachse hochpräzise eingehalten werden. Doch wie soll sich die Tunnelbohrmaschine tief im Berg orientieren? Kreisel sind die Lösung. Ihnen liegt das physikalische Prinzip der Präzession zugrunde. Sie beschreibt die Richtungsänderung der Achse eines rotierenden Körpers (eines Kreisels), wenn äußere Kräfte ein Drehmoment auf ihn ausüben.

Die Schwerkraft als externe Kraft

Ist ein solcher Kreisel in einem Messgerät wie dem Gyromaten eingebaut, wirkt die Schwerkraft der Erde als externe Kraft auf diesen Kreisel. Der Kreisel versucht in seiner ursprünglichen Position zu verharren. Gelingt es, diese Werte zu messen, dann lässt sich mit einem solchen Kreisel die Richtung zur Erdachse bestimmen. Volker Schultheiß und seine Kollegen können die so gemessenen Daten mit den geplanten Tunneldaten vergleichen – und die Tunnelbohrmaschine wieder auf Kurs bringen.

Das aktuelle Modell ist der Gyromat 5000, der mit einer Winkelgenauigkeit von 0,8 mgon (das entspricht einer Bogenabweichung von etwa 1,2 cm bei einem Kilometer Entfernung) der mit Abstand genaueste Vermessungskreisel der Welt ist.

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DMT GMBH & CO. KG