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CERN: Ein Tunnel für die Wissenschaft
Meyrin, CH |
Dominic Staub |
12. Dezember 2022
Der Large Hadron Collider (LHC) am CERN ist der größte Teilchenbeschleuniger der Welt. Doka entwickelte drei verschiedene Schalwagen sowie zahlreiche Sonderschalungen für die Erweiterung des Tunnelsystems.
Damit der Teilchenbeschleuniger des CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) auch im neuen Jahrzehnt zur Entschlüsselung der Geheimnisse des Universums beitragen kann, werden derzeit in Meyrin (CH) und Cessy (FR) je über 500 m Tunnel sowie mehrere Oberflächenanlagen gebaut. Die Bauarbeiten finden während einem geplanten, zweijährigen Wartungsintervall des Beschleunigers statt. Die Marti Tunnel AG – ihrerseits spezialisiert auf den konventionellen und mechanisierten Vortrieb – zählt für das Schalen der Querschläge, Anschlussbauten und Treppenschächte auf das Know-how von Doka.
Bei der Entwicklung der Schalungslösungen überzeugten die Schalungstechniker nicht zuletzt dank der länderübergreifenden Zusammenarbeit der Enginneeringteams an den Doka-Niederlassungen Zürich und Bern-Romandie sowie den Tunnelexperten in Amstetten. Die hohe Komplexität der Bauten, die Wiederverwendbarkeit und Abstimmung der Schalungselemente aufeinander und der komplexe Bauablauf erforderten das Zusammenspiel und die umfassende Erfahrung sowie das Wissen aller beteiligten Ingenieure. So konnte dem Kunden für jedes Bauwerk eine überzeugende Lösung offeriert werden.
Keine klassische Tunnelbaustelle
Wo bei einer klassischen Tunnelbaustelle in der Regel die Geologie die größte Unbekannte darstellt, stellten sich dem Baustellenteam beim CERN in Meyrin (CH) und Cesssy (FR) ganz andere Probleme. Dies bestätigt auch Bauführerin Natalie Schweizer: „Das war absolut keine normale Tunnelbaustelle.
Eine besondere Herausforderung bestand in der Koordination und Planung der einzelnen Bauabschnitte, dem Bauablauf und damit verbunden auch von Material, Maschinen und Personal“. Denn: Während im einen Stollen bereits armiert wurde, wurde zur gleichen Zeit 200 m weiter noch der Fels ausgebrochen.
Doka entwickelte die Gewölbeschalung für vier 50-70m lange Querschläge, wobei neben konventionellen Schalungsmethoden auch drei bis zu 10 m lange Schalwagen mit einem Durchmesser von 6,30 m zum Einsatz kamen. Um an ihren Bestimmungsort gelangen zu können, mussten die Schalwagen teilbar sein.
Die Doka-Ingenieure planten deshalb vier 2,5 m breite Scheiben mit zusätzlichen Anbauten zur Befestigung am Kran. Das Heben und Senken des Schalwagens wurde auf Wunsch des Kunden hydraulisch ausgeführt, da ein Arbeiten mit der Handpumpe unter den beengten Platzverhältnissen umständlich gewesen wäre.
Der Zusammenbau vor Ort und die genaue Platzierung im Tunnel erfolgten unter der fachkundigen Anleitung sowie mit Unterstützung des Doka-Richtmeisters. Da der Schalwagen in diesem Fall nicht wie üblich in nur eine Richtung verschoben werden sollte, verwendeten die Doka-Ingenieure die Anschraubradsätze vom Doka-Abstützbock.
Mit Diesen konnten die vier Elemente im Tunnel präzise verfahren werden. Die Anschraubradsätze wurden im Tunnel danach wieder entfernt und der Schalwagen im Anschluss auf die integrierten Schwerlastrolllen abgelassen.
DAS CERN
(CONSEIL EUROPÈEN POUR LA RECHERCHE NUCLÉAIRE)
betreibt physikalische Grundlagenforschung und befasst sich mit nicht weniger als der Frage, woraus das Universum besteht. 1954 wurde das CERN mit Sitz in Meyrin bei Genf von zwölf Nationen gegründet. Mittlerweile ist es das größte Teilchenphysiklabor der Welt.
ÜBER DAS HIGH LUMINOSITY LHC PROJEKT – HILUMI
Der Large Hadron Collider des CERN zählt zu den größten und komplexesten wissenschaftlichen Maschinen der Welt. Seit 2010 erforschen über 7.000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus 60 Ländern den Aufbau der Materie und die fundamentalen Wechselwirkungen zwischen den Elementarteilchen. Im Jahr 2012 gelang mit dem LHC der Nachweis des Higgs-Bosons. Für dessen Entdeckung wurde den CERN-Forschern François Englert und Peter Higgs der Physik-Nobelpreis verliehen.
Mit dem geplanten Upgrade des LHC soll die Kollisionsrate (im Fachjargon auch Luminosity) um den Faktor 10 gesteigert werden. Dies ermöglicht noch genauere Messungen neuer Partikel und die Beobachtung von seltenen Vorgängen. Supersymmetrie und die Dunkle Materie sind nur zwei der Mysterien, die die Wissenschaftler mit Hilfe des LHC in nicht allzu ferner Zukunft zu verstehen hoffen.
- Umfang des LHC: 26.659 m
- Durchmesser des Tunnels: ca. 3,80 m
- Durchschnittliche Tiefe des Tunnels unter der Erdoberfläche: 100 m (min. 50 m, max. 175 m)
- Betriebstemperatur: 1,9 K (-271,3 °C). Der LHC gilt als größtes Kühlsystem der Welt und einer der kältesten Orte der Erde.
- Stromverbrauch: ca. 120 MW, was ca. 1/3 des Stromverbrauchs aller Haushalte im Kanton Genf entspricht.
- Datenstrom pro Jahr: 50.000.000 GB (= 50 PB); ATLAS generiert ca. 1 GB
- Gesamtbaukosten: ca. CHF 6,5 Mrd.
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