Neubau der Personenunterführung Wegmatt in Horw

Das Bahnhofgebiet der Luzerner Vorortsgemeinde Horw ist im Umbruch. Beidseits der Bahngleise werden alte Lager- und Gewerbegebäude abgebrochen, und es entstehen neue Wohn-, Arbeits- und Erholungsräume. Die Bahnlinie der Zentralbahn trennt diese neuen Siedlungsgebiete voneinander. Emch+Berger konnte im Auftrag der Gemeinde Horw eine attraktive Gleisunterführung für den Fuss- und Radverkehr planen und ausführen.

Bis anhin standen den Fussgängerinnen und Fussgängern sowie den Radfahrenden nördlich des Bahnhofs Horw zwei Bahnübergänge zur Verfügung. Die Zentralbahn plant in naher Zukunft eine Verdichtung des Fahrplans, was bei den beiden Bahnschranken mehr Schliesszeiten zur Folge hätte. Zusammen mit den neuen Entwicklungsgebieten und der damit verbundenen Zunahme des Langsamverkehrs würden die Übergänge bald an ihre Kapazitätsgrenzen stossen. Um dem Fuss- und Veloverkehr auch in Zukunft eine attraktive Querung der Gleise zu ermöglichen, beauftragte uns die Gemeinde Horw mit der Planung und Ausführung einer neuen Unterführung. Die neue Personenunterführung (PU) Wegmatt erhöht die Kapazität, schafft eine attraktive Erschliessung der Entwicklungsgebiete und bietet zudem eine optimale Anbindung des Langsamverkehrs in Richtung Horwer Zentrum und zu der auf der gegenüber der Bahnlinie liegenden Hochschule – unabhängig vom verdichteten Fahrplan der Zentralbahn.

Komplexer Baugrund
Eine grosse Herausforderung beim Bau der PU stellte der Baugrund dar. Die oberen geologischen Zonen bestehen aus sehr weichen Überschwemmungsablagerungen. Deren Wechselschichtungen umfassen unter anderem mehrere Meter mächtige Torfschichten. Diese sind besonders setzungsempfindlich. Erst ab einer Tiefe von rund 15 bis 17 Metern folgt tragfähiger Boden in Form von dicht gelagerten Deltaablagerungen. Auch die Grundwasserverhältnisse sind sehr anspruchsvoll. Sie zeigen sich in freien und unterschiedlich gespannten bis artesisch gespannten Grundwasserstockwerken. Bei artesisch gespannten Grundwasserstockwerken steht das Grundwasser unter Druck, und nur eine darüberliegende undurchlässige Bodenschicht verhindert, dass das Wasser an die Oberfläche treten kann. Im Projektperimeter der PU Wegmatt liegt die Druckspiegelhöhe des artesisch gespannten unteren Grundwasserstockwerks bis zu sechs Meter oberhalb der Geländeoberfläche. Sobald die darüberliegenden Schichten für den Aushub abgetragen werden, besteht die Gefahr, dass das darunterliegende Wasser durchbricht. In der Folge füllt sich die Baugrube mit Wasser und die Bereiche um die Baustelle senken sich entsprechend ab, was zu grossen Schäden an der bestehenden Infrastruktur, insbesondere auch an der Bahnlinie, führen könnte (hydraulischer Grundbruch).

Um dem schlechten Baugrund Rechnung zu tragen und die genannten Risiken zu umgehen, wurden beim Bau der PU dichte Baugrubenabschlüsse mittels Spundwänden erstellt. Diese wurden zudem mit zwei Spriesslagen gegenseitig abgestützt, um horizontale Deformationen zu vermeiden. Während der Aushubarbeiten wurde die Baugrube mit Pumpensümpfen kontinuierlich trockengelegt. Um die gewünschte Aushubtiefe zu erreichen und dabei einen hydraulischen Grundbruch zu vermeiden, war es nötig, das untere artesisch gespannte Grundwasserstockwerk mithilfe von Filterbrunnen zu entspannen. An heiklen Stellen wurden Rückgabebrunnen installiert, mit denen sich das Grundwasser wieder anreichern liess, um Setzungen infolge der Grundwasserabsenkung zu vermeiden. Die PU wurde auf einer schwimmenden Pfahl-Platten-Gründung fundiert. Die schwimmenden Pfähle erhöhen den Widerstand gegen Auftrieb und wirken differenziellen Setzungen entgegen. 

Enges Zeitfenster
Abgesehen von den Baugrundverhältnissen zählte bei dem Bau der neuen PU Wegmatt der Faktor Zeit zu den grössten Herausforderungen. Aufgrund verschiedener Bauprojekte entlang der Bahnstrecke plante die Zentralbahn zwischen dem 18. März und dem 14. April 2019 eine Totalsperre zwischen Luzern und Hergiswil bzw. Alpnachstad. Dieses Zeitfenster galt es für den Bau der PU unbedingt zu nutzen. Totalsperren dieser Art werden Jahre im Voraus geplant und sind sehr komplex (Fahrplananpassungen, Bahnersatz, Kundenlenkung etc.). Ein pünktlicher Abschluss der Bauarbeiten und die rechtzeitige Freigabe der Bahnstrecke waren bei diesem Projekt zwingend. Da auf den ehemaligen Gewerbearealen unmittelbar neben der PU grosse Überbauungen entstehen, mussten die Hauptarbeiten – für die Zugänglichkeit zur Baustelle der PU – bis Ende Juli 2019 fertiggestellt sein. 

Es galt, keine Zeit zu verlieren: Unmittelbar nach erfolgreichem Plangenehmigungsverfahren beim Bundesamt für Verkehr starteten die Bauarbeiten im Januar 2019. Zuerst wurden die Arbeiten an den Rampen beidseitig der Gleise vorangetrieben, dies unter laufendem Bahnbetrieb. Während der Totalsperre der Bahn blieben mit dem Rückbau und dem anschliessenden Wiedereinbau der Gleisanlagen für die Erstellung der Unterführung lediglich drei Wochen Zeit. Damit dies überhaupt möglich war, wurde die Unterführung mit neun vorgängig erstellten Betonelementen konzipiert, welche mithilfe eines 250 Tonnen schweren mobilen Krans versetzt und anschliessend mit Spannkabeln fest miteinander verbunden wurden. Nach der Wiedereröffnung der Bahnlinie wurden bis Ende Juli 2019 die Zugangsrampen auf beiden Seiten der PU in Ortbeton fertiggestellt.

Aufgrund der Lage der PU mitten in Siedlungsgebiet und des daraus resultierenden Schadenpotenzials wurden während der Bauzeit diverse Beweissicherungsmassnahmen getroffen. Bei zahlreichen Häusern in der Umgebung wurden vor, während und nach der Bauzeit Rissaufnahmen sowie Höhenmessungen durchgeführt. Rings um die Baustelle waren Geofone installiert, welche die Erschütterungen massen. Die Bahnanlage wurde bezüglich horizontaler und vertikaler Setzungen vollautomatisch überwacht; anhand mehrerer Piezometer wurden zudem die Grundwasserstände der verschiedenen Grundwasserstockwerke überwacht.

Die Bauarbeiten verliefen ohne grössere Zwischenfälle, und am 5. September 2019 konnte die neue Personenunterführung Wegmatt offiziell eröffnet und an die Bevölkerung übergeben werden.

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