15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 161 Maschineller Tunnelbau für den Stromnetzausbau - planerische Herausforderungen beim Ersatzneubau eines 380-kV-Kabeltunnels in Nürnberg-Katzwang Dipl.-Ing. (FH) Dennis Edelhoff, MBA BUNG-PEB Tunnelbau-Ingenieure GmbH, Dortmund Zusammenfassung Die TenneT TSO GmbH baut das Übertragungsnetz in Bayern mit einer leistungsstarken 380 kV-Leitung aus, zu der auch ein Abschnitt der Juraleitung in Nürnberg-Katzwang zählt. Der hier geplante Ersatzneubau stellt in mehrfacher Hinsicht eine besondere Herausforderung dar. In Katzwang ist die Wohnbebauung historisch bedingt so nah an die bestehende Leitung herangerückt, dass eine neue Freileitung an gleicher Stelle nicht in Frage kommt. Zudem muss ein Eingriff in das Gebiet des immateriellen UNESCO-Weltkulturerbes „Wässerwiesen“ sowie weitere Schutzgebiete vermieden werden. Weitere technische und räumliche Randbedingungen ergeben sich durch den Main-Donau-Kanal, den Fluss Rednitz, eine DN 700-Fernwasserleitung sowie die Bahnstrecke Nürnberg-Roth, die gemeinsam den Einsatz einer technisch sinnvollen und umweltverträglichen Tunnelbauweise erforderlich machen. 1. Ausgangssituation Der Übertragungsnetzbetreiber TenneT TSO GmbH plant das Übertragungsnetz in Bayern auszubauen und hierbei die vorhandene 220 kV-Freileitung durch eine leistungsstarke 380 kV-Leitung zu ersetzen. Das Vorhaben, der Ersatzneubau der sogenannten Juraleitung von Raitersaich nach Altheim, ist als Projekt Nr. 41 des Bundesbedarfsplangesetzes mit F-Kennzeichnung aufgeführt. Demnach darf für technisch und wirtschaftlich effiziente Teilabschnitte, zu denen der Abschnitt A-Katzwang im Regierungsbezirk Mittelfranken zählt, pilothaft eine Erdverkabelung erfolgen. Der Abschnitt A-Katzwang hat eine Länge von ca. 3.325 m zwischen der Kabelübergabestation (KÜA) Wolkersdorf im Westen und der KÜA Katzwang Ost im Osten (Abbildung 1). Die Gesamtlänge teilt sich von West nach Ost auf in ca. 425 m Erdkabelabschnitt Wolkersdorf (offene Bauweise), ca. 2.280 m Tunnelabschnitt (geschlossene Bauweise, inkl. Schachtbauwerk) und ca. 620 m Erdkabelabschnitt Katzwang (offene Bauweise). Über die gesamte Länge sind insgesamt 12 Leiterkabel (2 Systeme mit je 3 Kabeln pro Tunnelröhre) mit je 3.200 mm 2 und einer Nennspannung von 380 kV (Drehstrom) zu installieren. Mit dem Hauptbauwerk, den mit Tunnelbohrmaschine (TBM) und Tübbingausbau von Ost nach West aufzufahrenden zwei Tunnelröhren mit jeweils 3,60 m Innendurchmesser und 4,9 m lichtem Abstand, werden das Rednitztal, der Main-Donau-Kanal, eine Fernwasserleitung und die mehrgleisige S-Bahn-/ DB-Strecke 5320/ 5971 gequert. Abbildung 1: Trassenverlauf A-Katzwang (© Google Maps) 162 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 Maschineller Tunnelbau für den Stromnetzausbau - Planerische Herausforderungen beim Ersatzneubau eines 380-kV-Kabeltunnels Die für die Projektrealisierung notwendigen Planungsaufgaben wurden im Jahr 2023 von der TenneT TSO GmbH gesamthaft der Ingenieurgemeinschaft Katzwangtunnel (IGKWT) übertragen, die aus den Unternehmen BUNG- PEB Tunnelbau-Ingenieure GmbH (Dortmund), BUNG Ingenieure AG (Heidelberg), Moll-prd GmbH & Co. KG (Schmalenberg) und Sweco GmbH (Berlin) besteht. Die beauftragten Leistungen umfassen den Ingenieurbau (Tunnel- und Tief bau), den Hochbau, den Verkehrsanlagenbau, die Technische Gebäudeausrüstung und die Tragwerksplanung. Ebenso werden auch sämtliche logistischen- und kabelspezifischen Planungen durchgeführt. Zum Zeitpunkt der Berichterstellung befindet sich das Projekt im Planfeststellungsverfahren. Im vorliegenden Bericht werden die aktuelle Planung und die Planungsherausforderungen des Gesamtprojekts dargestellt. 2. Tunneltrasse und -gradiente, Querungen Unter Berücksichtigung umfangreicher Trassierungsgrundsätze, wie z. B. Vermeidung von Beeinträchtigungen bestehender Nutzungen oder Minimierung von sensiblen Kreuzungen, wurde in einem iterativen Prozess die Lage von Tunnel und Schächten sowie die Tunnelgradiente entwickelt. Der Standort von Start- und Zielbaugrube respektive der späteren Betriebsgebäude basiert auf einem Variantenvergleich unter Abwägung technischer, raumverträglicher und umweltfachlicher Belange. Insbesondere stand hier ein ausreichender Abstand zur bestehenden Freileitung unter gleichzeitiger Berücksichtigung der möglichen verfahrenstechnischen Minimalradien für den Tunnelvortrieb im Fokus. Für das Tunnelbauwerk wurden folgende Trassierungs- Anforderungen berücksichtigt, die finale Trasse ist in Abbildung 1 dargestellt: • Positionierung von Start- und Zielbaugrube möglichst nah an Hauptverkehrsstraßen, um eine günstige Baustellenzugänglichkeit zu erreichen. • Minimierung von Eingriffen in die Bestandsleitung. • Maximierung der Entfernung von Schächten bzw. Betriebsgebäuden zur Wohnbebauung. • Vermeidung von Beeinträchtigungen der zu kreuzenden und in Parallellage befindlichen Fernwasserleitung der infra fürth gmbh. • Möglichst rechtwinklige Querung der DB-Strecken und des Main-Donau-Kanals. • Keine Unterquerung von Gebäuden. • Einhaltung der verfahrenstechnischen Minimalradien für den Tunnelvortrieb. Bei der Entwicklung der Gradiente der Tunnel wurden folgende Anforderungen berücksichtigt: • Gewährleistung der Standsicherheit der Ortsbrust (Abbaubereich während Tunnelvortrieb). • Vermeidung eines Tunnelvortriebs in den Estherienschichten. • Einhaltung der maximalen Steigung von 4,0 %, die mittels gleisgebundener Tunnellogistik mit Elektroantrieb realisiert werden kann. • Einhaltung der vom Wasserstraßen- und Schifffahrtsamt (WSA) formulierten Mindestüberdeckung bei Unterquerung von sohlgedichteten Bundeswasserstraßen. • Einhaltung der von der DB InfraGo AG geforderten Mindestüberdeckung zur Querung von Gleisanlagen. Unter Berücksichtigung der genannten Randbedingungen und dem geplanten Bauverfahren (s. Kapitel 3) wurde die in nachfolgender Abbildung 2 dargestellte Gradiente entwickelt. Abbildung 2: Gradiente/ Höhenplan Tunnelachse Nord Als besondere Herausforderungen im Projekt zählen die unterirdische Querung des Main-Donau-Kanals, der DN 700-Fernwasserleitung der infra fürth Gmbh, der Rednitz und der DB-Strecken 5971/ 5320. Der Main-Donau-Kanal ist eine Bundeswasserstraße mit Sohldichtung, der mit einer Überdeckung des Ausbruchsquerschnitts von 12 m und einem Kreuzungswinkel von rund 60° unterquert wird. Wesentliche Anforderung ist hier die Einhaltung der Mindestüberdeckung von 2x D A (2 x Ausbruchdurchmesser). Mit dem geplanten Ausbruchdurchmesser von 4,5 m ergibt sich eine Reserve von 3 m zur Mindestüberdeckung. Zur Überwachung des Main-Donau-Kanals werden unter anderem kurz vor und nach dem Querungsbereich Messquerschnitte mit Mehrfach-Extensometern installiert mittels derer mögliche Baugrundverformungen direkt erkannt werden können. Im direkten Nahbereich des Main-Donau-Kanals wird der weiteren Vortriebsstrecke folgend eine DN700-Fern- 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 163 Maschineller Tunnelbau für den Stromnetzausbau - Planerische Herausforderungen beim Ersatzneubau eines 380-kV-Kabeltunnels wasserleitung der infra fürth GmbH im Abstand von 20 m unterquert. Hierbei handelt es sich um eine Asbestzement-Leitung, die in offener Grabenverlegung mit 5 m -Rohrschüssen in den 1960er Jahren errichtet wurde. In Abstimmung mit dem Betreiber werden Beweissicherungs- und Monitoringmaßnahmen sowie ein Sicherungs- und Notfallkonzept aufgestellt. Die Baumaßnahme wurde seitens eines öffentlich bestellten und vereidigten Sachverständigen unter Berücksichtigung von Setzungsberechnungen und Erschütterungsemissionen der TBM sowie einer Zustandsfeststellung als verträglich für die Fernwasserleitung bewertet. Der Tiefpunkt der Tunnelröhren liegt unterhalb des Flusses Rednitz, der bei der Gradientenfindung einen wesentlichen Zwangspunkt darstellte, da eine Mindestbodenüberdeckung aus vortriebstechnischer Sicht notwendig ist. Dies stellte insbesondere eine Herausforderung dar, da an gleicher Stelle unterlagernde Estherienschichten (Tonsteine, Schiefertone) existieren, die zwei Grundwasserstockwerke als Dichtschicht trennen. Ein hydraulischer Kurzschluss zwischen den Grundwasserstockwerken ist zwingend zu vermeiden. In umfangreichen Abstimmungen mit dem Wasserwirtschaftsamt Nürnberg konnte Einvernehmen zu einer maximalen Einbindung der Tunnelröhre von 2,5 m in diese Schicht hergestellt werden, da die verbleibende Mächtigkeit der Stauerschicht in diesem Bereich noch mindestens 6-8 m beträgt und so ein Kurzschluss sicher vermieden wird. Mit der Einbindung kann die notwendige Überlagerung für den Vortrieb unterhalb der Rednitz sichergestellt werden. Ca. 350 m vor Erreichen des Zielschachtes in Wolkersdorf unterqueren die Tunnelbauwerke die Schienenwege der DB-Strecken 5320/ 5971 mit einem vertikalen Abstand von rund 21 m. Aufgrund verschiedener Abweichungen vom DB-spezifischen Regelwerk für Querungen Dritter, wird eine Unternehmensinterne Genehmigung (UiG) beantragt. Hierbei werden durch die DB InfraGo AG und beteiligte Prüfsachverständige objektspezifische Auflagen definiert. Unter anderem werden in solchen Fällen die ständige Begleitung der Baumaßnahmen von einem Bauüberwacher Bahn für den Zeitraum des Vortriebs im Einflussbereich der Schienenwege gefordert. Ebenfalls ist die bereits für den Katzwangtunnel geplante, messtechnische Überwachung der Gleisanlage ein wesentliches Instrument zur Sicherstellung der Betriebssicherheit. Neben den dargestellten Querungsstellen bestehen einige weitere Herausforderungen beispielsweise bezüglich der Wasserver- und -entsorgung im Bereich der Baustelleneinrichtungsflächen und der Transportlogistik (Schleppkurvenanalyse für die Schwertransporte Kabelspulen und TBM), die im planerischen Kontext mit dem Vorhabenträger gelöst werden konnten. Die spezifischen Planungen zum Tunnelbau und der Vortriebstechnik werden nachfolgend kurz erläutert. 3. Tunnelbau Im Rahmen der Planung wurden verschiedene Bauverfahren technisch gegenübergestellt. Als Ergebnis wurde das Schildvortriebsverfahren mit Tübbingausbau als Vorzugslösung für die Realisierung des Erdkabelabschnittes Katzwang ausgewählt. Sowohl das Rohrvortriebsverfahren mit erforderlichem Zwischenschacht als auch die Umsetzung mittels Horizontalspülbohrverfahren sind aufgrund örtlicher bzw. geometrischer Randbedingungen nicht umsetzbar. Die geplanten Vortriebe beim Katzwangtunnel finden innerhalb einer Wechsellagerung aus Sandstein mit Ton-/ Schluffstein statt, die vereinzelt auch Breckzien und Konglomerate aufweist. Dieser Boden weist voraussichtlich Festgesteinscharakter auf. Im Bereich des Rednitztals werden zudem Lockergesteinsschichten in Form von quartären Sanden (Südröhre Firstbereich; Nordröhre bis etwa Tunnelachse) sowie eine Störungszone (Rednitztal- Verwerfung) durchfahren. Unter Berücksichtigung der Empfehlungen in [3] kommen zur Auffahrung der Tunnelbauwerke in der oben beschriebenen Geologie und den weiteren Randbedingungen ein sogenanntes Flüssigkeitsschild oder eine Vortriebsmaschine mit einer kombinierten bzw. wechselbaren Förderung (Flüssigförderung/ Schneckenförderung) sowie anpassbarem Stützmedium (flüssig/ breiig) in Frage. Der tatsächlich zur Ausführung kommende Maschinentyp wird im Zuge der Vergabe der Bauleistungen gemeinsam mit dem Bauunternehmen final festgelegt. Für die Planung der Vortriebslogistik (Flächen, Ver- und Entsorgung Baustelle) und die statischen Berechnungen wird ein Vortrieb mit Flüssigkeitsschild zugrunde gelegt. Die Festlegung der Abmessungen, wie z. B. Tunneldurchmesser, BE-Bestückung (Zentrifuge, Filterpressen, separate Sammelbecken/ Abraumflächen etc.) erfolgt unter Berücksichtigung eines Flüssigkeitsschildes bzw. einer Vortriebsmaschine mit kombinierter Förderung. Aus der statischen Berechnung zur Tübbingauskleidung resultiert eine erforderliche Tübbingstärke von 0,3 m. Der Innendurchmesser von 3,6 m resultiert aus bauverfahrenstechnischen und betrieblichen Anforderungen. Der Außendurchmesser ergibt sich damit zu 4,2 m zuzüglich Ringspaltverpressung. Die Länge der Tübbinge (Länge eines Rings in Tunnellängsrichtung) wurde aus logistischen Gründen auf 1,2 m festgelegt, damit sich während der Vortriebsphase in dem geplanten Tunnelquerschnitt und Einsatz einer Weichenkonstellation zwei Versorgungszüge begegnen können. Der Regelquerschnitt ist in Abbildung 3 dargestellt. 164 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 Maschineller Tunnelbau für den Stromnetzausbau - Planerische Herausforderungen beim Ersatzneubau eines 380-kV-Kabeltunnels Abbildung 3: Regelquerschnitt Tunnelbauwerk Die Dichtigkeit der Tunnelröhren wird durch umlaufende Kontaktdichtungen aus Elastomerrahmen an den Tübbingfugen sichergestellt. Die Längs- und Ringfugen sind als glatte Fugen vorgesehen, in denen Guiding Rods (Längsfugen) bzw. Steckdübel (Ringfugen) vorgesehen werden. Die Hauptbaustelleneinrichtungsfläche liegt am Startschacht in Katzwang, die die allgemeine Baustelleneinrichtung, die Lagerflächen für Boden- und Oberbodenabtrag und die zusätzliche Baustelleneinrichtung für den Tunnelbau mit allen dazugehörigen Lagersowie Zwischenlager- und Bereitstellungsflächen, Arbeitsflächen, Aufstellflächen, Werkstätten, Baucontainer und sonstigen Hilfsanlagen für alle notwendigen Gewerke umfasst. Es sind hier rund 33.500 m² eingeplant. Im Bereich der Zielbaugrube erfolgt die allgemeine Baustelleneinrichtung zur Herstellung der Zielbaugrube, der Bergung der Vortriebsmaschine sowie den anschließenden Stahlbetonbauarbeiten zum Ausbau des Schachts. Ebenfalls dient die Fläche für die Zwischenlagerung von Bodenmaterial, Baumaterialien, Geräten etc. Darüber hinaus werden dort erforderliche Lager- und Zwischenlagerflächen, Arbeitsflächen, Werkstätten und sonstige Hilfsanlagen eingerichtet. Insgesamt werden ca. 15.750 m² für Zwecke der Baustelleneinrichtung genutzt. Die für den Tunnelbau notwendigen Baugruben sowie die vor- und nachgelagerten Erdkabelstrecken und weitere Bauwerke des Gesamtprojekts werden nachfolgend beschrieben. 4. Baugruben, Zugangsbauwerke, Erdkabel Das Baugruben-Design erfolgt nach dem notwendigen Bauraum für die Tunnelbohrarbeiten sowie nach den Anforderungen für den Einbau und Betrieb der Höchstspannungstrasse. Bei der Tiefe der Baugruben ist die Geometrie bzw. die Gradiente des Tunnels maßgebend. Im Rahmen der Planung wurden für die Herstellung der Baugruben insbesondere das Verbauverfahren mittels überschnittenen Bohrpfählen sowie der Trägerbohlwandverbau (Abbildung 4) gegenübergestellt. Auf Basis der geologischen und hydrologischen Erkenntnisse konnte abgeleitet werden, dass ein Verbau als Trägerbohlwandverbau wesentliche Vorteile in der technischen sowie zeitlichen und logistischen Abfolge bietet. Hierbei wurden gegenüber einer Baugrubensicherung mittels überschnittenen Bohrpfählen einige Vorteile identifiziert. Die zeitliche Minimierung lärmintensiver Arbeiten ist relevant, da für den Trägerbohlverbau ca. 50 % weniger Bohrlöcher herzustellen sind. Ebenso kann der Aushub der Baugruben durch vorauseilende Grundwasserabsenkung im trockenen Zustand erfolgen und ist damit technisch sowie zeitlich weniger aufwendig. Eine wesentlich bessere CO 2 -Bilanz ergibt sich, da deutlich weniger Beton für die Baugrubenwand und Baugrubensohle in den Boden eingebracht werden muss. Insgesamt bestehen wirtschaftliche Vorteile durch schnellere Bauweise und verringerten Materialeinsatz. Der jeweilige Durchfahrtsbereich der TBM wird mittels einer vorgesetzten und rückverankerten Wand aus Stahlbeton hergestellt. Der Baugrubenverbau wird nach Fertigstellung der Schachtbauwerke bis in eine Tiefe von ca. 2,50 m unter GOK zurückgebaut. Der tieferliegende Verbau verbleibt dauerhaft im Erdreich. Gleiches gilt auch für die Verpressanker. 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 165 Maschineller Tunnelbau für den Stromnetzausbau - Planerische Herausforderungen beim Ersatzneubau eines 380-kV-Kabeltunnels Abbildung 4: Startbaugrube mit Trägerbohlverbau Nach Abschluss der Vortriebsarbeiten wird beidseits der Tunnelröhren je ein verbleibendes oberirdisches Zugangsbauwerk (Betriebsgebäude) sowie ein unterirdisches Stahlbetonbauwerk als Zugang in den Tunnel errichtet. Das Schachtbauwerk bildet das abschließende und verbleibende unterirdische Bauwerk an den Tunnelköpfen, um im Betriebsfall Zugangs- und Wartungsmöglichkeiten an der Kabelanlage und/ oder den Bauwerksteilen vornehmen zu können. Über das oberirdisch angeordnete Betriebsgebäude erfolgt der Zugang zum Schachtbauwerk. Der Betrieb des Gesamtbauwerkes erfordert, dass die Bauwerke sowie Tunnelröhren zu jeder Zeit durch Wartungs- und Reparaturpersonal begangen werden können. In den Abbildungen 5 und 6 sind die Betriebsgebäude mit untertägigem Schachtbauwerk dargestellt. Abbildung 5: Zugangsbauwerk Katzwang Abbildung 6: Zugangsbauwerk Wolkersdorf Die Verbindung der Schacht-/ Zugangsbauwerke mit den Kabelübergangsanlagen erfolgt über Erdkabelstrecken, die in Abbildung 7 dargestellt sind. Hierbei werden in den Abschnitten zwei parallele Kabelgräben, welche jeweils zwei Kabelsysteme mit je drei Hochspannungskabel sowie Steuer- und Monitoringkabel führen, hergestellt. 166 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 Maschineller Tunnelbau für den Stromnetzausbau - Planerische Herausforderungen beim Ersatzneubau eines 380-kV-Kabeltunnels Abbildung 7: Erdkabelabschnitt Katzwang zwischen KÜA (rechts) und Startschacht (links) Für den Bau der Kabelgräben wird ein Regelgrabenprofil (Abbildung 8) mit einem Böschungswinkel von 45° genutzt, dessen Grabensohle in 1,95 m Tiefe liegt. Die Mindestüberdeckung wurde mit einer Tiefe von 1,7 m gewählt. Die Verlege-Toleranz wurde auf 20 cm (-10/ +10 cm) für die Ausführung der Bauarbeiten eingeschränkt. Zum Schutz der Kabel erfolgt keine direkte Erdverlegung. In den ausgehobenen Gräben werden Kabelschutzrohre aus PE-HD-Material installiert und dann der Graben wieder verfüllt. Zum Abschluss der Baumaßnahme werden die Stromkabel in diese Leerrohre eingezogen. Abbildung 8: Kabelverlegung im Regelgraben 5. Kabelanlage Das Herzstück des Ersatzneubaus im Abschnitt A-Katzwang ist die Primärkabelanlage bestehend aus erdverlegten und im Tunnel verlegten Teilen. Aufgrund der begrenzten Stromtragfähigkeit der Kabel verdoppelt sich die Systemanzahl im Vergleich zur Freileitung. Die Kabel sind für eine Stromtragfähigkeit von 3.600 A bei einem Belastungsgrad von 1 ausgelegt und sollen eine temporäre Überlast von 4.000 A für mindestens 12 Stunden nach einer Vorbelastung von 3.200 A ermöglichen. Es kommt ein VPE-isoliertes Einleiterkabel mit einem Querschnitt von 3.200 mm² zum Einsatz. Aufgrund der gesamten Abschnittslänge von rund 3.225 m muss eine Segmentierung der Kabelstränge erfolgen. Übliche Liefergrößen solcher Hochleistungskabel liegen bei 1.200 m, in Einzelfällen als Sonderfertigung bis 1.800 m. Des Weiteren ergeben sich bei langen Übertragungsstrecken Schirmverluste, die mittels sogenannter Cross-Bonding- Muffen (CB-Muffen) reduziert werden können. Diese werden pro Kabel zweimal im Tunnel angeordnet. Die Verlegung der Einzelkabel im Tunnel erfolgt vertikal mit einem Abstand von 60 cm und auf Konsolen, die im Abstand von etwa 7,2 m an der Tunnelwand befestigt werden. Die sichere Führung und Überwindung der Höhendifferenz von 15-20 m von den Erdkabelstrecken über den Schacht in den Tunnel erfolgt über ein speziell anzufertigendes Stahltraggerüst. Dieses wird bereits bei der Installation der Kabel als Auflager zur Aufnahme von Rollenlagern genutzt. Ein schematischer Auf bau eines solche Gerüsts ist in Abbildung 9 dargestellt. 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 167 Maschineller Tunnelbau für den Stromnetzausbau - Planerische Herausforderungen beim Ersatzneubau eines 380-kV-Kabeltunnels Abbildung 9: Stahltraggerüst mit 12 Kabelsträngen (Schema) Für die Montage und den Endzustand sind die herstellerspezifischen Einzugs- und Biegeradien (4-6 m) der Kabelstränge einzuhalten. Insbesondere bei den Installationsarbeiten der Kabel, d. h. beim sogenannten Kabelzug sind diese Radien singulär und insbesondere auch in Kombination mit mehreren Richtungsänderungen zu berücksichtigen. Dazu werden Kabelzugberechnungen durchgeführt und daraus resultierend der Einsatz der notwendigen Winden und Schubgeräte geplant. Im Abschnitt A-Katzwang werden die äußeren Kabelstränge jeweils von den KÜAs über die Erdkabelstrecken bis zu den CB-Muffen eingezogen. Die mittlere Strecke zwischen den CB-Muffen wird über die im Schachtbauwerk Katzwang vorgesehene Öffnung eingebracht. Eine Herausforderung stellt der Transport der einzelnen Kabelstränge dar. Die insgesamt 36 Einzelkabel, die jeweils auf Kabelspulen ein Gewicht von rund 80 t haben, müssen mittels Schwerlasttransport zu den einzelnen Abspulplätzen transportiert werden. Hierfür wurden detaillierte Untersuchungen zu möglichen Transportrouten unter Berücksichtigung von Schleppkurven, Rückbaumaßnahmen von z. B. Lichtsignalanlagen und Belastungsklassen von Brücken durchgeführt. Entsprechende Routen konnten identifiziert und abgestimmt werden. Die maximale Belastungstemperatur der Leiter (Kabel) beträgt 90 °C. Für die dauerhafte Einhaltung dieser Temperatur ist eine leistungsstarke, mechanische Lüftungsanlage vorgesehen, die den Schachtbereich und die Tunnelröhren belüftet. Im Zuge der ersten Leistungsphasen wurden umfangreiche Untersuchungen für die kabelmagnetischen und kabelthermischen Auswirkungen der gesamten Kabelanlage im Tunnel durchgeführt. In den nachstehenden Abbildungen 10 und 11 sind beispielhaft das Vorgehen (FEM-Modell) und ein Ergebnis (Temperaturverteilung bei eine Luftgeschwindigkeit von 2 m/ s) dargestellt. Abbildung 10: FEM-Modell der begehbaren Doppelröhre [2] Abbildung 11: Temperaturverteilung, V = 2m/ s [2] Unter Berücksichtigung dieser Analysen und weiterer Randbedingungen (z. B. verschiedene Auslastungsgrade, maximale Außentemperatur von 45°C) wurde die Belüftungsanlage ausgelegt, die bei einem Kabelfehler den Tunnel innerhalb von 24 Stunden auf eine Temperatur von 35 °C für Revisionstätigkeiten herunterkühlen kann. Dabei sind die Lüfter nicht für einen Rauchabzug (Heißgase) im Brandfall vorgesehen, können jedoch zur Rauchableitung genutzt werden. Für jeden Tunnel sind separate Lüftungsanlagen mit jeweils einem Zuluft- und Abluftventilator sowie einem Bypass vorgesehen. Die Ventilatoren arbeiten im Normalfall mit etwa 50 % Last und sind für den Dauerbetrieb ausgelegt. Bei Lüfterausfall übernimmt der verbleibende Lüfter die Funktion, und der Bypass minimiert den Druckverlust über den ausgefallenen Lüfter. In bestimmten Szenarien wird die Übertragungsleistung je nach Außentemperatur und Dauer des Lüfterausfalls reduziert. 6. Forschungsprojekt Im Betrieb erzeugen stromführende Kabel durch elektrische Verluste Wärme, die zur Erwärmung der Leiter führt. Um die Übertragungsverluste gering zu halten, muss diese Abwärme kontinuierlich aus dem Tunnel abgeführt werden. Dies erfolgt im Projekt Katzwangtunnel mittels der in Kapitel 5 beschriebenen Lüftungsanlage. Analog geschieht dies derzeit in vielen Projekten, bei denen Stromkabel in begehbaren Tunnel installiert sind. Neben der durch im Tunnelquerschnitt installierten Kabel entstehenden Abwärme trägt auch die Erdwärme zur Erwärmung der Tunnel bei - selbst dann, wenn keine elektrische Energie übertragen wird. Die insgesamt in begehbaren Kabeltunneln entstehende Abwärme wird bislang ungenutzt in die Atmosphäre abgegeben, obwohl sie ggf. Potenzial für die kommunale Wärmeversorgung bietet. Kommunen, öffentliche Einrichtungen sowie Gewerbe- und Industriebetriebe entlang der Trassen könnten diese Wärme zur Gebäudebeheizung oder Prozesswärmenutzung einsetzen. 168 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 Maschineller Tunnelbau für den Stromnetzausbau - Planerische Herausforderungen beim Ersatzneubau eines 380-kV-Kabeltunnels Die TenneT TSO ist als Allianzpartner eines Forschungskonsortiums seit 2025 an dem von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderten Forschungsvorhaben „Effiziente Nutzung von Abwärme aus Kabeltunneln zur nachhaltigen Verwendung im regionalen Projektgebiet“ beteiligt. Neben der TenneT sind die Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern (RPTU), die BUNG-PEB Tunnelbau-Ingenieure GmbH, die BUNG Ingenieure AG und die sta-fem GmbH sowie als weitere Allianzpartner die Amprion GmbH und die 50 Hertz Transmission GmbH beteiligt. Das Ziel des Vorhabens ist ein Konzept zu entwickeln, das die Summe der vorhandenen Wärmequellen aus Kabeltunneln nutzt und diese zur Wärmenutzung, z. B. in öffentlichen Gebäuden, Wohnquartieren oder anderen gewerblichen Institutionen bereitstellt. Dabei werden neben den kabeltechnischen auch die örtlichen und infrastrukturellen Randbedingungen sowie anlagentechnischen Möglichkeiten berücksichtigt. 7. Zusammenfassung und Fazit Das Projekt Katzwangtunnel mit den zugehörigen Erdkabelstrecken und Betriebsgebäuden im Abschnitt A- Katzwang ist Teil der Ersatzneubaumaßnahme der Juraleitung. Hierbei soll die bestehende 220 kV-Leitung der TenneT TSO GmbH durch eine leistungsstarke 380 kV-Leitung ersetzt werden. Aufgrund örtlicher, genehmigungsrechtlicher und technischer Randbedingungen sind planerisch zahlreiche Herausforderungen zu bewältigen. Hierzu zählen aus tunnelbautechnischer Sicht die verschiedenen Querungen von bestehender Infrastruktur wie dem Main-Donau-Kanal sowie die versorgungstechnischen und logistischen Möglichkeiten. Auch aus kabeltechnischer und ausrüstungstechnischer Perspektive sind einige komplexe Abhängigkeiten und Anforderungen zu bewältigen (z. B. kabelthermische/ kabelmagnetische Restriktionen, Lüftungstechnik, Kabelzug). Im Zusammenwirken der an der Planung Beteiligten konnten die bisherigen Herausforderungen des Projekts für das Planfeststellungsverfahren und darüber hinaus in den weiteren Planungsphasen bewältigt werden. Bis zum geplanten Vergabeprozess der Bauleistungen werden vertiefte Ausführungsplanungen abgeschlossen und die umfangreichen Ausschreibungsunterlagen vorbereitet. Literatur [1] Raitersaich-Ludersheim-Sittling-Altheim 380-kV- Ersatzneubauprojekt; Ltg.-Abschnitt A-Katzwang Raitersaich_West-Ludersheim_West; Planfeststellungsunterlage; TenneT TSO GmbH, 30.04.2025 [2] Studie: „Elektrische, thermische und magnetische Felder der 380 kV-Juraleitung im Bereich des Sonderbauwerks Katzwangtunnel“, sta-fem GmbH, 02.12.2024 [3] „Empfehlungen für die Auswahl von Tunnelbohrmaschinen“, Deutscher Ausschuss für unterirdisches Bauen e.V. (DAUB e. V.), 08/ 2025