3. Bewertung der Machbarkeitsstudie im Detail

zurück zur Übersicht: Bewertung der Machbarkeitsstudie der DB-Netz zum Fernbahntunnel Frankfurt (Juni / Okt. 2021)

3.1 Aufgabenstellung und Inhalt der Studie

Die Ende Juni 2020 von der DB Netz vorgestellte Machbarkeitsstudie steht in vollem Umfang seit Mitte Oktober 2021 auf der eigens dafür eingerichteten Homepage der DB Netz zum Download zur Verfügung.1

Mit den beigefügten Anlagen hat diese einen Umfang von mehr als 360 Dateien und einem Speichervolumen von mehr als 2 GB.

Der eigentliche Erläuterungsbericht des ausführenden Unternehmens Schüßler-Plan mit Datum vom 22.2.2021 umfasst 184 Seiten.

Pläne, Diagramme, tabellarische Übersichten und ergänzende Einzelstudien sind in 16 Anlagen (ZIP-Datei mit Einzeldateien) zusammen gefasst.

Einleitend erfolgt im Erläuterungsbericht der Hinweis:

Ziel der Machbarkeitsstudie ist die Untersuchung der technischen Umsetzbarkeit des Vorhabens.

sowie:

Unter Beachtung aller Themenbereiche wird als Ergebnis der Vorplanung eine Vorzugsvariante gewählt.“

Gegenstand der Hauptstudie von Schüßler-Plan sind

  • Tunnelstrecken mit alternativ untersuchten Streckenverläufen sowie der baulicher Ausführung mit gemeinsamen oder getrennten Röhren

  • Varianten zur Lage des Fernbahnhofes und den Konsequenzen für die Bauphase

  • Erfassung des Status Quo bei den Zulaufstrecken

  • Simulation der Kapazität unter Berücksichtigung des geplanten Deutschlandtaktes

  • Brandschutzkonzept

  • Variantenabhängige Bauzeitenpläne und Kostenberechnungen

Ergänzende Einzelstudien sind:

  • Anlage 7: statische Untersuchungen

  • Anlage 11: Geotechnische Beurteilung / Beschreibung der Baugrund- und Grundwasserverhältnisse für den geplanten Fernbahntunnel (Katzenbach Ingenieure)

  • Anlage 13: Umweltfachliche Bewertung (Sweco GmbH – siehe dazu Auszüge in Abschnitt 3.3)

Kein Gegenstand der Studie sind, da kein Bestandteil der Aufgabenstellung:

  • oberirdische Optimierung der Zulaufstrecken ohne Tunnel und Tiefbahnhof

  • Verlagerung von Umsteigebahnhöfen des Fernverkehrs von Frankfurt Hbf durch den Ausbau anderer Bahnhöfe

  • Erhöhte Betriebskosten in der Nutzungsphase durch Sicherheitsstandards und Maximierung der Verfügbarkeit (Evakuierung im Brandfall, maximale Barrierefreiheit, Überflutungsschutz, Minimierung technischer Störungen)

  • Belastbarkeit der berechneten Kapazitäten abhängig von Verspätungen im Zugverkehr und die daraus sich ergebende Darstellung von Alternativ-Szenarien der Leistungsfähigkeit des Tiefbahnhofs

3.2 Ausbau von Zulaufstrecken

Hierzu heißt es unter Ziffer 4.2. der Machbarkeitsstudie:

Gegebenenfalls notwendige Maßnahmen in den Zulaufstrecken werden seitens der DB AG außerhalb dieser Machbarkeitsstudie im Zuge weiterer Eisenbahnbetriebswissenschaftlichen Untersuchung (EBWU) im Rahmen der Lph 1 untersucht…. Im Folgenden soll daher nur der gegenwärtige Planungsstand zu den Zulaufstrecken zur Information nachrichtlich kurz dargestellt werden.

(Anmerkung: Lph 1: Leistungsphase 1 im standardisierten Bau-Planungsprozess).

Mit dieser Vorgabe standen oberirdische Alternativen überhaupt nicht zur Diskussion. Begründungen hierfür im Sinne einer vorgeschalteten oder parallel dazu erstellten Wirtschaftlichkeitsstudie fehlen deshalb. Wegen der nachrangigen Bedeutung dieses Themas in der Machbarkeitsstudie fehlen auch Detailbegründungen, wie z.B. für eine angeblich nicht mögliche Kapazitätserhöhungen der Strecke durch Offenbach.

Unklar ist, warum der zuletzt 2017 benannte vierspurige Ausbau vom Südbahnhof über die Main-Neckar-Brücke noch nicht begonnen wurde. Im ursprünglichen Konzept aus dem Jahr 2003 wurden hierfür 70 Mio. Euro veranschlagt mit einem Planungszeitraum 2008 bis 2009, sowie einer Bauphase von 2010 bis 2013.2 Im Falle einer Realisierung des Fernbahntunnels wäre aber dieser Ausbau ohnehin als Interimslösung notwendig, wegen des Wegfalls der Gleise 1 bis 6 am Hauptbahnhof.

3.3 Umweltfachliche Bewertung

Die Umweltfachliche Bewertung der Fa. Sweco gehört als Anlage 13 zur Machbarkeitsstudie.3 Nachfolgend sind mehrere Auszüge unkommentiert zusammen gestellt. Soweit in diesen Auszügen bestimmte Risiken benannt werden, erfolgt i.d.R. auch ein Verweis auf notwendige, weitergehende Einzeluntersuchungen bzw. Vorkehrungen.

Aufgabenstellung:

„Der Bericht erfolgt in Form einer vereinfachten Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) ohne vertiefte umweltfachliche Erfassungen im Bereich des Vorhabens. Er ersetzt demnach nicht einen UVP-Bericht, sondern dient der Entscheidungsvorbereitung für die weitere, vertiefende Planung.“

Schutzgut Menschliche Gesundheit (4.1.)

Bauzeitlich bedingt sind neben potenziellen Beeinträchtigungen im Straßenverkehr durch verengte oder gesperrte Straßen sowie Baustellen für das Schutzgut Menschen, insbesondere die menschliche Gesundheit vor allem Lärm und Erschütterungen relevant. … Bedingt durch den Tunnelvortrieb fällt, je nach Variante, Ausbruchmaterial in erheblichem Umfang an, welches ausgehend von den geplanten Tunnelportalen über das öffentliche Straßennetz abtransportiert werden muss, weswegen es zu einem erhöhten Verkehrsaufkommen kommen kann.…
Anzumerken ist, dass durch den Straßen- und Schienenverkehr aktuell bereits eine erhöhte Lärmbelastung vorliegt und direkt angrenzend keine Wohnbebauung zu verzeichnen ist. Trotzdem können erhebliche Beeinträchtigungen während der Bauphase nicht ausgeschlossen werden.

Schutzgut Fläche und Boden (4.2.)

Baubedingt kommt es zu Flächeninanspruchnahmen im Bereich der offenen Baufelder und auf Baustelleneinrichtungs(BE)-Flächen. In Bereichen mit offener Bauweise wird es zudem zu Bodenumlagerungen kommen.…
Des Weiteren kann die Errichtung der Tunnelröhren zu einem erheblichen Eingriff in den Untergrund führen, wodurch Aushub in einem großen Umfang entsteht. Dabei müssen auch die Lagerflächen des Aushubmaterials in der weiteren Planung beachtet werden, weswegen ein Deponiekonzept im Zuge der weiteren Planung erforderlich ist. Außerdem besteht auf den BE-Flächen und im Bereich der offenen Baufelder eine potenzielle Gefahr von Schadstoffeinträgen in den Boden (oder in Gewässer (Main): Betriebsstoffe der Maschinen können austreten und unkontrolliert in den Untergrund bzw. Boden gelangen. …

Schutzgut Wasser (4.3.)

Eine baubedingte Auswirkung auf das Grundwasser kann sich im Bereich von Baugruben und der Untertunnelung des Mains durch Wasserhaltungen und bzw. oder Absenkungen des Grundwasserspiegels ergeben. Es kommt zu temporären Beeinträchtigungen durch die temporäre Grundwasserentspannung in den tiefen Baugruben, die zur Gewährleistung der Standsicherheit erforderlich ist….
Eine anlagenbedingte nachteilige Auswirkung auf die Grundwasserverhältnisse (Grundwasserneubildung) kann durch eine dauerhafte Neuversiegelung verursacht werden. Ein unmittelbarer Eingriff in den Grundwasserkörper entsteht grundsätzlich durch die neuen Tunnelröhren mit möglichen Auswirkungen auf die Grundwasserströmungsverhältnisse, die Grundwasserpegel und ggf. auf die Grundwasserqualität. …
Es wird bezüglich der Untertunnelung des Mains daher empfohlen, neben der rein naturschutzrechtlichen Eingriffsregelung (LBP) für die Genehmigungsplanung auch einen wasserrechtlichen Fachbeitrag nach EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) zu erarbeiten, um eine eingehende Prüfung der Auswirkungen zu gewährleisten.

Schutzgut Luft, Klima (4.4.)

Da das Vorhaben im innerstädtischen Großstadtgebiet Frankfurts liegt, ist der gesamte Untersuchungsraum bereits durch Luftschadstoffe vorbelastet…. Entscheidend dabei sind die Entwicklung der Feinstaub- und Stickoxidbelastung. …
Die Kaltluftentstehungsgebiete und -leitbahnen im Untersuchungsraum werden im Bereich der südlichen Anbindung bei landwirtschaftlichen Flächen beeinträchtigt. In diesem Bereich und auch im Bereich der Anbindung zum Hauptbahnhof könnten durch Neuanpflanzungen von Bäumen als Maßnahme ausgleichende Effekte erzielt werden, sodass keine überregionale Relevanz der Eingriffe durch das Vorhaben zurückbleibt. Insgesamt werden die beschriebenen Effekte temporär zwar als lokalklimatisch nachteilig, aber langfristig als voraussichtlich nicht erheblich bewertet. …
Insgesamt sind durch die Bautätigkeit bauzeitlich erhöhte Luftbelastungen nicht auszuschließen, welche mit Emissionen des aktuellen oder eines verlagerten Straßenverkehrsaufkommens kumulieren können. …

Schutzgut Landschaft (4.5.)

Im Bereich der südlichen Anbindung sind für das geplante Vorhaben baubedingt Verluste von landwirtschaftlichen Flächen und Gehölzen zu erwarten, wodurch dessen Erholungsfunktion in geringem Maße beeinträchtigt wird. Der Lautstärkepegel ist allerdings durch die vorhandene Bahnanlage bereits hoch, wodurch der Erholungswert der Landschaft im unmittelbaren Wirk­raum der Maßnahme als eher gering einzustufen ist. Im Bereich der Anbindung zum Frankfurter Hauptbahnhof sind Verluste von bahnbegleitenden Gehölzen zu erwarten …. Die nördliche Anbindung verläuft auf Gleisflächen, weswegen dort von keinen Verlusten auszugehen ist. …
In Bezug auf das Schutzgut Landschaft werden bau-, anlage- und betriebsbedingt überwiegend keine erheblichen Beeinträchtigungen bei keiner der Varianten erwartet.

Kritikwürdig ist, dass bezüglich des Bahnbetriebes zum Schutzgut Luft, Klima konstatiert wird:

„Anlagen- und betriebsbedingt sind prinzipiell sind im Regelbetrieb keine Emissionen von Luftschadstoffen zu erwarten, da die Bahnen elektrisch betrieben werden.“ (Blatt 26 / Seite 21)

Es kann zwar unterstellt werden, dass nach 2040 keine Triebwagen mit Dieselantrieb mehr im Einsatz sind, jedoch betrifft dieses nur die Belastung durch Stickoxide. Außen vor gelassen wird hierbei, dass angesichts der langen Tunnelstrecke mit einem Gefälle von 2,5%4 ein erheblicher Bremsabrieb entsteht, der eine hohe Feinstaubbelastung zur Folge hat. Dieses ist durch wissenschaftliche Untersuchungen belegt.5

3.4 Brandschutzkonzept

Leider beinhaltet die vorliegende Machbarkeitsstudie kein eigenes Brandschutzkonzept als Einzelstudie, was eine zusammenfassende Bewertung erschwert.6 Deshalb ist vorliegendes Diskussionspapier diesbezüglich unvollständig und bedarf einer späteren Ergänzung.

In der Hauptstudie wird auf zugrunde liegenden Standards für den Brandschutz verwiesen.

  • Konzernrichtlinie DB 123.0111– Notfallmanagement und Brandschutz in Eisenbahntunneln

  • EBA-Leitfaden Brandschutz in Personenverkehrsanlagen7

Der Machbarkeitsstudie sind als Anlage 10 (L-E-R-Konzepte – Lüftung, Entrauchung, Rettung) die Planunterlagen zur Entfluchtung beigefügt.

Die wesentlichen Aussagen zum Brandschutz finden sich im Abschnitt 5.8 Unterirdische Station sowie im Abschnitt 6 Lüftungskonzept.

Grundlage für das Brandschutzkonzept ist eine rechnerisch anzunehmende Personenzahl, die auf Seite 116 aufgeführt ist. Daraus ergibt sich der Umfang an Not-Treppenhäusern und deren Leistungsfähigkeit. Dazu heißt es in der Hauptstudie:

„Um die knapp 4.500 Personen im Notfall innerhalb von 2,5 Minuten über den Mittelbahnsteig zu evakuieren, sind mindestens 38 Gehspuren erforderlich….
Anmerkung:
Der Ansatzwert für die zulässige Bahnsteigräumzeit wirkt sich stark auf die erforderliche Anzahl von Gehspuren und somit auf Breite und Anzahl der Treppenanlagen aus. Bei alternativem Ansatz einer Bahnsteigräumzeit von 180 s (entspricht der zulässigen Obergrenze gem. RiL 813.0202A01) würde sich die Anzahl der erforderlichen Gehspuren auf 32 reduzieren: …“

Für den Schutz und die Fremdrettung von mobilitätseingeschränkten Personen wird auf Bahnsteigebene im Zugangsbereich der Nottreppenhäuser ein abgeschlossener Stauraum vorgesehen. Dieser bietet Personen mit körperlichen Einschränkungen solange Schutz vor Brandrauchgasen, bis ihre weitere Evakuierung unter Einsatz von Hilfskräften (Fremdrettung) übernommen wird. Die Zugangstüren zu den Stauräumen / Nottreppenhäusern müssen daher für Personen mit körperlichen Einschränkungen einfach zu öffnen sein.

Die Planung und Realisierung der Entrauchungsanlage ist technisch komplex, da eine Vielzahl von Brandszenarien beherrscht werden müssen. Im Hinblick auf die dazu erforderlichen technischen Steuerungen über eine sog. Brandfallsteuermatrix geht dieses weit darüber hinaus, was in der Machbarkeitsstudie in irreführender Vereinfachung dargestellt wird:

  • Brandszenario 1 – Brand im Verzweigungsbereich / Kreuzungsbereich
  • Brandszenario 2 – Brand in Station / Gepäcksbrand am Mittelbahnsteig
  • Brandszenario 3 – Brand in Tunnelröhre

3.5 Sonstige Kosten und Risiken für Bau- und Nutzungsphase

Risiko Bauzeitenplanung

Über fast die gesamte Bauzeit von geplant ca. 10 Jahren sind massive Einschränkungen in der Verkehrs-Infrastruktur ergeben, worauf auch in der bereits genannten umweltfachlichen Bewertung eingegangen wird.

Zu hinterfragen wäre die Abhängigkeit von der verfügbaren Tunnelbohrmaschine, die derzeit noch im Projekt Stuttgart 21 im Einsatz ist und deren Verfügbarkeit aufgrund der dort geplanten zusätzlichen Tunnelbaumaßnahmen auch bei einem projektierten Baubeginn 2030 für den Fernbahntunnel nicht gesichert wäre.

Kostenschätzung

Die beiden noch zur Diskussion stehenden Varianten werden mit Gesamtkosten von 3,4 Mrd. Euro (Variante 5) bzw. 3,2 Mrd. Euro (Variante 6) veranschlagt. Darin sind lediglich Risikozuschläge auf die nach Kostengruppen ermittelten Beträge von 10% enthalten, was kritisch zu hinterfragen ist. Gravierender als das zu erwartende Kostenrisiko ist aber, dass die erforderlichen personellen Ressourcen für Planung und Baumanagement, die bei den Varianten 5 und 6 mit ca. 450 Mio. Euro veranschlagt werden, überhaupt nicht für den geplanten Zeitrahmen zur Verfügung stehen bzw. nur zu Lasten anderer Bahnprojekte.

Feinstaubbelastung

Wie bereits im vorhergehenden Abschnitt vermerkt, ist die Feinstaubbelastung bei unterirdischen Bahnhöfen signifikant. Untersuchungen mit publizierten Messergebnissen gab es dazu vor einigen Jahren in Stuttgarter U-Bahn-Stationen.8 Hierbei wurden Werte über 110 µg/m³ ermittelt, bei einer innerstädtischen Hintergrundbelastung von typisch 20 µg/m³, wie es auch für Frankfurt anzusetzen ist. Allerdings sind U-Bahn-Stationen nur schlecht mit unterirdischen Fernbahnhöfen vergleichbar, da der Bremsabrieb bei den wesentlich höheren Geschwindigkeiten, der durch die Zuglänge bedingten Abbremsmasse und dem in Frankfurt notwendigen Gefälle von 2,5% auch drastisch höher wird.

Unsichere Barrierefreiheit

In der bereits genannten Broschüre des Bündnis Sozialverträgliche Mobilitätswende ist folgender Passus für Tiefbahnhöfe relevant:

„Viele Menschen empfinden U- und S-Bahnhöfe sowie Bushaltestellen und Unterführungen als Angsträume und meiden sie daher.“ (Seite 31)

Erschwerend kommt hinzu, dass der Tiefbahnhof noch weitere 20 m tiefer gegenüber den derzeitigen U- und S-Bahn-Stationen gebaut würde. Dadurch ergeben sich erheblich längere Wege- bzw. Umstiegszeiten. Zudem ist keine vollständig vorhandene Barrierefreiheit gegeben, was sich z.B. auch dem Planungsvolumen von 44 Mrd. Euro allein für Rolltreppen und Aufzüge ergibt (Rubrik: Förderanlagen in der Kostenschätzung). Erfahrungsgemäß ist deren begrenzte Verfügbarkeit ein Unsicherheitsfaktor. Dieses muss auch im Kontext des Brandschutzkonzeptes gesehen werden.

3.6 Exkurs: Hauptbahnhof Zürich

Der Hauptbahnhof Zürich hat neben dem Kopfbahnhof zwei Tiefbahnhöfe. 1989 wurde der inzwischen nur für den S-Bahnverkehr genutzte Tiefbahnhof Museumsstraße in Betrieb genommen. Dieser befindet sich ca. 14 m unter dem Straßenniveau der Museumsstraße.

2014 und 2015 wurde der Tiefbahnhof Löwenstraße schrittweise in Betrieb genommene. Dieser ist viergleisig und hat neben dem knapp 5 Kilometer langen Weinbergtunnel9 auch noch zwei Brücken von ca. 1 km Länge. Im Jahr 2008 wurden dafür 1,8 Mrd. SFr projektiert. Die tatsächlichen Kosten beliefen sich auf 2,0 Mrd. SFr.

Bei vergleichbaren Nutzerzahlen wie im Hbf Frankfurt (ca. 450.000 täglich) gibt es hier einen grundlegenden Unterschied: Das Verkehrsaufkommen konzentriert sich in Zürich auf West-Ost-Verbindungen, während direkte nördliche Anbindungen (von und nach Stuttgart) und in südliche Richtung kaum relevant sind. Deshalb wird die 2015 in Betrieb genommene Neubaustrecke mit dem Tiefbahnhof Löwenstraße auch als Durchmesserlinie bezeichnet. Die Aufenthaltsdauer der Fernverkehrszüge am Bahnsteig beträgt zwischen 2 und 11 Minuten. Für die S-Bahnen wird ein Fahrzeitgewinn von etwa acht Minuten erreicht, für die Fernverkehrszüge allerdings nicht, da sie weiterhin mehrere Anschlusszüge abwarten müssen (voller Taktknoten). Die beiden Tiefbahnhöfe liegen in 16 m Tiefe (Löwenstraße) bzw. 14 m (Museumsstraße) gegenüber der Haupthalle. Dem gegenüber ergäbe sich für den neuen Fernbahnhof in Frankfurt eine Tiefe von fast 40 m.

Fußnoten und Anmerkungen

4 Siehe dazu die Höhenpläne unter Anlage 4 für die Varianten 5 und 6. (Im Plan: 25 Promille)

5 Quelle z.B. https://www.researchgate.net/publication/272157404_Stoffemissionen_durch_Bahnanlagen_und_Bahnbetrieb (Link nicht mehr verfügbar)

6 Beispielhaft für eine in sich geschlossene Darstellung ist z.B. das entsprechende Konzept für den unterirdischen Ausbau der nordmainischen S-Bahn.
Quelle: https://rp-darmstadt.hessen.de/sites/rp-darmstadt.hessen.de/files/pmarchiv/9_1_textteil_rettungskonzept__pdf.pdf (Link nicht mehr verfügbar)