15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 179 Ausführungsplanung von tiefen innerstädtischen Baugruben für die Notausgangsschächte der U5-Los 2 in Hamburg Raphael Baur, M. Eng. Ed. Züblin AG, Zentrale Technik, Stuttgart Zusammenfassung Mit der neuen U-Bahnlinie U5 wird in Hamburg das derzeit größte Infrastrukturprojekt im deutschen Nahverkehr umgesetzt. Auftraggeberin ist die HOCHBAHN U5 Projekt GmbH. Der Bau startete im Abschnitt „U5 Ost“ mit den beiden Losen 1 und 2. Das Los 2 gilt als besonders anspruchsvolle innerstädtische Baumaßnahme. Die Herstellung tiefer Baugruben auf engstem Raum - bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des öffentlichen Verkehrs - stellt dabei eine enorme Herausforderung dar. Der Leistungsumfang des Los 2 umfasst drei unterirdische Haltestellen, eine Start- und eine Zielbaugrube, vier Notausgangsschächte mit einer Tiefe von bis zu ca. 35 m, einen Tunnelabschnitt in offener Bauweise sowie eine zweigleisige Tunnelröhre. Diese wird im maschinellen Schildvortrieb aufgefahren und durchquert dabei alle Haltestellen und Notausgänge. Die Ausführung der Baugruben, des Ingenieurbaus und des Tunnelbaus wird durch die Arbeitsgemeinschaft Ed. Züblin AG, Wayss & Freytag und Züblin Spezialtief bau GmbH realisiert. Die zugehörige Planungsleistung erfolgt durch die Zentrale Technik (ZT) der Ed. Züblin AG. Die Planung und Ausführung der Notausgangsschächte und des Zielschachts werden hier insbesondere in Bezug auf die Nebenangebote und die Optimierungen (wie z. B. der Entfall von Schlitzwandbaretten) im Detail beleuchtet. Durch eine enge, konstruktive Zusammenarbeit mit dem Bauherrn, Prüfingenieuren und geologischen Sachverständigen konnten nach Auftragserteilung zusätzliche Optimierungspotenziale erfolgreich umgesetzt werden. 1. Projektvorstellung Das Los 2 im ersten Bauabschnitt der U-Bahnlinie U5 umfasst drei unterirdische Haltestellen, eine Start- und eine Zielbaugrube, vier Notausgangsschächte, einen Tunnelabschnitt in offener Bauweise sowie eine 3,4 Kilometer lange, zweigleisige Tunnelröhre mit einem Außendurchmesser von 10,7 Metern. Diese wird im maschinellen Schildvortrieb hergestellt und durchquert dabei alle Haltestellen und Notausgänge. Die Maßnahme ist Teil Gesamtmaßnahme neuen U-Bahnlinie U5 in Hamburg (Abb.-1 + 2). Abb. 1: Gesamtübersicht U5 Hamburg (Hochbahn) 180 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 Ausführungsplanung von tiefen innerstädtischen Baugruben für die Notausgangsschächte der U5-Los 2 in Hamburg Abb. 2: Übersicht erster Bauabschnitt U5 Die Baugruben der Notausgangsschächte (Rübenkamp, Steilshooper Allee, Gründgensstraße, Fabriciusstraße und Heukoppel) werden als ausgesteifte Schlitzwandbaugruben hergestellt, wobei die Schlitz-wände eine Tiefe von bis zu ca. 50 m aufweisen. Die Baugrubentiefe beträgt hierbei zwischen 30 m und 35 m bei vergleichsweise hohen Grundwasserständen. Zusätzlich werden für die Ein- und Ausfahrsituationen der Tunnelbohrmaschine Kunstbodenblöcke (Dichtblöcke) als Einphasendichtwand vorgesehen. Die Aussteifungen werden als Stahlbetonaussteifungen geplant, welche teilweise im Zuge des Aushubs der Baugruben mittels Litzenheber abgelassen werden. Teile der Baugruben der Notausgangsschächte können im Trockenen ausgehoben werden. Für den Restaushub findet in der Regel ein Nassaushub inkl. der Herstellung einer rückverankerten Unterwasserbetonsohle statt. Für die Tunneldurchfahrt durch die Notausgangsschächte erfolgt eine Wiederverfüllung der Baugruben. Vor der Herstellung des Rohbaus erfolgt der Wiederaushub der Baugruben sowie der Rückbau der Tübbinge innerhalb der Schächte. Die besonderen Herausforderungen stellen dabei die geometrischen Zwangspunkte der Schlitzwand-herstellung unter engsten innerstädtischen Platzverhältnissen (Abb.-3), die Nachweisführung der Schlitzwand und der Auftriebssicherung sowie die Abhängigkeiten zum maschinellen Tunnelvortrieb (inkl. der Berücksichtigung von GFK-Bewehrung) und zum Rohbau dar. Zusätzlich muss die Aufrechterhaltung des Straßenverkehrs, während der Schlitzwand- und Rohbauherstellung gewährleistet werden, wodurch Teilabdeckelungen der Baugruben notwendig werden. Die Baustelleneinrichtung und die Baulogistik müssen hier ebenfalls auf die beengten Platzverhältnisse abgestimmt werden. Abb. 3: Platzverhältnisse bei der Schlitzwand-herstellung 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 181 Ausführungsplanung von tiefen innerstädtischen Baugruben für die Notausgangsschächte der U5-Los 2 in Hamburg 2. Ausführungsplanung Notausgangsschächte 2.1 Notausgang Rübenkamp Baugrund Der Baugrund ist stark heterogen. Die Schichtfolge besteht aus Auffüllungen, geringmächtigem Geschiebelehm und -mergel sowie saaleeiszeitlichen Sanden mit eingeschalteten Beckenschlufflagen. Der Geschiebemergel erreicht Schichtmächtigkeiten zwischen 14 und 35 m. Darin treten Sand- und Kieslagen unterschiedlicher Stärke auf. Der Mergel ist sandig bis stark sandig und weist unter einem teils steifen Übergangsbereich meist halbfeste bis feste Konsistenzen auf. Der bauzeitliche Bemessungsgrundwasserstand befindet sich bei +12,0 mNHN etwa 10 m unter Gelände. Bauablauf Nach Herstellung der Leitwand erfolgt die Herstellung der Schlitzwand mit einer Schlitztiefe von ca. 45 m. Im Bereich der zukünftigen Tunneldurchfahrt erfolgt der Einbau der GFK-Bewehrung. Im Ein- und Ausfahrtsbereich erdseitig der bewehrten Schlitzwand werden Kunstbodenblöcke aus einer Einphasendichtwand hergestellt, welche als zusätzliche Abdichtungselemente nach der Durchfahrt der TBM dienen. Im Zuge des Trockenaushubs werden die Teilüberdeckelung sowie die Steifenlagen 1 bis 5 eingebaut. Danach erfolgt die Flutung der Baugrube und der weitere Nassaushub. Die 5. Steifenlage wird nach Flutung und im Zuge des Nassaushubs kontrolliert mittels Litzenhebern auf die geplante Solllage abgelassen und kraftschlüssig mit der Schlitzwand verbunden. Anschließend erfolgt der restliche Nassaushub bis zur Baugrubensohle, der Einbau der Mikropfähle und die Herstellung der Unterwasserbetonsohle. Nach dem Lenzen der Baugrube erfolgt die Verfüllung der Baugrube und der Rückbau der 5. Steifenlage, da diese im Bereich des zukünftigen Tunnelquerschnitts liegt. Nach Durchfahrt der TBM erfolgt der Wiederaushub der Baugrube inkl. Rückbau der Tübbinge sowie die Herstellung des Rohbaus. Verkehrsführung Die Aufrechterhaltung des Straßenverkehrs muss über die gesamte Bauzeit gewährleistet werden. Dazu wird die Baugrube mit einem dauerhaften Teildeckel aus Ortbeton versehen und zusätzlich wird die Straße leicht verschwenkt. Durch diese Optimierung konnte auf eine mehrfache Umverlegung der Straße sowie der Einsatz einer Hilfsbrücke über die Baugrube verzichtet werden. Schlitzwandbewehrung Aufgrund der Tiefe des Schachts von ca. 35 m und dem damit einhergehenden hohen Erd- und Wasserdruck wird eine mehrlagige Schlitzwandbewehrung erforderlich. Durch die hohen Steifenkräfte ergibt sich auch eine entsprechend große Querkraftbewehrung. Die Schlitzwandbewehrung besteht aus bis zu vier Korbteilen, die einzeln auf die Baustelle geliefert und unmittelbar eingebaut werden, da keinerlei Lagermöglichkeiten auf dem Baufeld vorhanden sind. In den Bereichen der Tunneldurchfahrt wird anstatt der Stahlbewehrung GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff, Abb. 4) Bewehrung verbaut. Abb. 4: Einbau der GFK-Bewehrung Aussteifung Die Aussteifungen der Schlitzwand werden aufgrund der hohen Belastungen aus Stahlbeton (Abb. 5) realisiert und weisen eine Bauteilhöhe von bis zu 1,8 m auf. Neben den hohen Lasten müssen die Belange des Trocken- und Nassaushubs, der GEWI-Herstellung, der Rückbau der Tübbinge und die Deckenebenen des Rohbaus (Rückbauzustände) berücksichtigt werden. Abb. 5: Aussteifungen und Trockenaushub 182 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 Ausführungsplanung von tiefen innerstädtischen Baugruben für die Notausgangsschächte der U5-Los 2 in Hamburg Abb. 6: Ablassvorgang 5. Steifenlage (Herstelllage) Zusätzlich ergeben sich Zwangspunkte aus der Ablassvorrichtung der 5. Steifenlage (5. SL) mittels Litzenheber. Die Abhängung der 5. SL erfolgt mit zwei Systemen. Die vertikale Lagerung der 5. SL in Herstell- und Endlage erfolgt durch eine GEWI-Abhängung. Das kontrollierte Absenken der 5. SL erfolgt dann mit Litzenhebern (Abb. 6 + 7). Bei beiden Systemen werden die Lasten aus Eigengewicht der 5. SL in die 1. Steifenlage eingeleitet. Für die Ablassvorrichtung werden massive Einbauteile in der 5. SL notwendig. Abb. 7: Ablassvorgang 5. Steifenlage (Endzustand) 2.2 Notausgang Fabriciusstraße Baugrund Der Baugrund im Bereich des Notausgang Fabriciusstraße ist ebenfalls stark heterogen. Die Schichtfolge besteht aus Auffüllung, geringmächtigem Geschiebelehm und -mergel sowie saaleeiszeitlichen Sanden mit eingeschalteten Beckenschlufflagen. Im Bereich des Fußes der Schlitzwand steht der Lauenburger Ton an, welcher eine sehr geringe Tragfähigkeit und Steifigkeit aufweist. Der bauzeitliche Bemessungsgrundwasserstand befindet sich bei + 16,5-m NHN etwa 1 m unter GOK. Optimierung und Ausführungsplanung Der Ausschreibungsentwurf für die Baugrube sieht aufgrund der geringen Tragfähigkeit des Lauenburger Tons die Ausführung von Schlitzwandbaretten zur Stützung des Schlitzwandfußes vor. Dabei sollen fünf Barette in Längsrichtung und zwei Barette in Querrichtung eingebaut werden. Dadurch entstehen 10 Kreuzungspunkte der Schlitzwandbarette. Im Zuge der Angebotsbearbeitung 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 183 Ausführungsplanung von tiefen innerstädtischen Baugruben für die Notausgangsschächte der U5-Los 2 in Hamburg wurde ein Nebenangebot entwickelt, mit dem die Anzahl der erforderlichen Schlitzwandbarette sowie der Kreuzungspunkte reduziert wurden, um den Ausführungsaufwand und die Risiken zu minimieren. Im Zuge der Ausführungsplanung kann auch auf die verbleibenden Schlitzwandbarette verzichtet werden. Dies wird durch eine Optimierung der Aussteifungs-lagen realisiert. Die vierte Aussteifungsebene wird direkt unterhalb der dritten Lage hergestellt (Herstellebene) und zunächst über die erste Aussteifungslage abgehängt. Anschließend wird die Baugrube geflutet und der weitere Nassaushub vorgenommen. Nach Erreichen des vorgesehenen Zwischenaushubniveaus auf Höhe der vierten Aussteifungslage (Einbauebene) wird diese mittels Litzenheberverfahren in ihre endgültige Position (analog Notausgang Rübenkamp) abgesenkt und kraftschlüssig mit der Schlitzwand verbunden (analog dem Vorgehen beim Notausgang Rübenkamp). Ein weiterer Bestandsteil dieser Optimierung besteht in der Nachweisführung der Schlitzwand durch den Ansatz eines sogenannten „hängenden“ Verbaus. Dabei wird die Fußstützung im Lauenburger Ton nicht angesetzt. Stattdessen werden vor Einbau der Unterwasser-betonsohle (Baugrube geflutet) sämtliche Erddruckkräfte oberhalb der Baugrubensohle allein durch die horizontale Aussteifung aufgenommen. Die erforderlichen Gleichgewichts- und Verformungs-nachweise werden sowohl analytisch als auch mithilfe von 2D- und 3D-Finite-Elemente-Berechnungen (Abb. 8) erbracht. Maßgebend war hier der maximale Trockenaushub vor Herstellung der 4. Stahlbetonsteifenlage unterhalb der bereits hergestellten 3. Lage (Abb. 9). Abb. 8: 3D-FE Berechnung Abb. 9: Systemschnitt Fabriciusstraße (Herstelllage 4.SL) 184 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 Ausführungsplanung von tiefen innerstädtischen Baugruben für die Notausgangsschächte der U5-Los 2 in Hamburg Nach dem Absenken der 4. Steifenlage (Abb. 10) erfolgt der weitere Nassaushub sowie der Einbau der Unterwasserbetonsohle inkl. Mikropfähle. Vor der Tunneldurchfahrt erfolgt im Zuge der Verfüllung der Baugrube der Rückbau der 4. SL, da auch diese im Bereich des zukünftigen Tunnelquerschnitts zu liegen kommt. Abb. 10: Systemschnitt Fabriciusstraße (Endlage 4.SL) 2.3 Notausgang Heukoppel Zielschacht Der Notausgang Heukopppel bildet gleichzeitig den Zielschacht (Abb. 11) der TBM, wodurch hier die Randbedingungen und Belange der Demontage der TBM bei der Baugrubenplanung berücksichtigt werden müssen. Dies bedarf einer ca. 14 m langen und 12 m breiten Öffnung in der Aussteifung, was bei den hohen Auflagerlasten zu großen Bauteilabmessungen und Bewehrungsmengen in der Aussteifung führt. Gleichzeitig müssen die Lasten des Raupenkrans zur Demontage der TBM und der weiteren Geräte zum Abtransport der TBM berücksichtigt werden. Abb. 11: Grundriss Notausgang Heukopel Teildeckelung mittels Fertigteilplatten Teile der Baugrube werden zur Aufrechterhaltung des Straßenverkehrs mit einem Deckel versehen. Für den Notausgang Heukoppel werden hier Fertigteilplatten (Abb. 12) verwendet. Diese können flexibel ein- und ausgebaut werden und sind so an die Belange des Aushubs und der Herstellung der Mikropfähle angepasst. Abb. 12: Fertigteilplatten 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 185 Ausführungsplanung von tiefen innerstädtischen Baugruben für die Notausgangsschächte der U5-Los 2 in Hamburg 2.4 Modellbasierte Arbeitsweise Sämtliche Bauteile der Baugruben wurden modellbasiert geplant, wodurch vor allem bei komplexen geometrischen Randbedingungen Vorteile entstehen. Die Planableitung erfolgt aus den 3D-Modellen (Abb. 13) inklusive der zugehörigen Bauteiltabellen. Abb. 13: 3D-Modell Notausgang Rübenkamp 3. Ausführung Herstellung Schlitzwand und Baulogistik Die Herstellung der Schlitzwände unter den beengten Platzverhältnissen (Abb. 14) erfordert eine intensive Abstimmung mit der Arbeitsvorbereitung. Hierbei sind die Gerätestandorte, die sonstige Baustelleneinrichtung sowie die Anlieferung und der Einbau der bis zu 19,5 m langen Teilstücke der Bewehrungskörbe (Abb. 15 + 16) zu berücksichtigen. Bei Abständen zur Bestandsbebauung von wenigen Dezimetern sowie der Aufrechterhaltung des Straßenverkehrs stellt die Herstellung der bis zu 48-m tiefen Schlitzwände eine große Herausforderung dar, welche nur mit Hilfe einer umfangreichen Arbeitsvorbereitung und einem sehr erfahrenen und eingespielten Team realisiert werden kann. Abb. 14: Herstellung Schlitzwand Abb. 15: Einbau Bewehrung Abb. 16: GFK Bewehrung Aushub und Herstellung der Aussteifung Der Aushub erfolgt mittels Teleskopbagger (Abb.- 17) durch die Öffnungen der Aussteifungen hindurch. Der Nassaushub und die Herstellung der Mikropfähle für die Unterwasserbetonsohle erfolgen ebenfalls von der Geländeoberkante. 186 15. Kolloquium Bauen in Boden und Fels - Februar 2026 Ausführungsplanung von tiefen innerstädtischen Baugruben für die Notausgangsschächte der U5-Los 2 in Hamburg Abb. 17: Einbau Bewehrung Nachhaltigkeit Der Neubau der U-Bahnlinie 5 setzt neue Maßstäbe im Klimaschutz: Bei dem Infrastruktur-Großprojekt liegt ein zentraler Fokus auf der gezielten Vermeidung und Einsparung von Kohlendioxid-Emissionen. Mit CO 2 -reduzierten Baustoffen, nachhaltigen Bauprozessen und baubegleitender CO 2 -Bilanzierung werden die Nachhaltigkeitsziele realisiert. Konkret wird dies für den Bau der Baugruben und Ingenieurbauwerke durch den Einsatz von CO 2 reduziertem Stahl und Beton erreicht. Durch zahlreiche Optimierungen konnte darüber hinaus durch eine entsprechende Masseneinsparung die CO 2 -Bilanz weiter verbessert werden.