Unterirdisches KontinuumWehrhahnlinie Düsseldorf

Im Frühjahr wurde in Düsseldorf die Wehrhahnlinie, eine U-Bahn-Neubaustrecke mit sechs Stationen, in Betrieb genommen. Die gesamte Trasse wurde durch die Künstlerin Heike Klussmann zusammen mit den Darmstädter netzwerkarchitekten konzipiert und ausgestaltet. Sie begreifen die sechs Stationen umfassende Strecke als Gesamtfigur, ein Kontinuum. Mit schuppenartig-amorph angeordneten Betonfertigteilpaneelen kleideten die Planer die Rohbauwände der Haltepunkte aus.

Das Projekt Wehrhahnlinie

Selten wurde der Abschluss eines großen und anspruchsvollen innerstädtischen Bauprojekts mit einer solch ungeteilten Begeisterung begrüßt wie die Eröffnung der Wehrhahn-Linie am 20. Februar 2016. Eine neue 3,4 km lange Tunnelstrecke mit sechs Bahnhöfen unterhalb der Düsseldorfer Innenstadt, die täglich von mehr als 50 000 Menschen genutzt wird, ist an diesem Tag für den öffentlichen Nahverk hr zwischen den Stationen Bilk und Wehrhahn freigegeben worden. Tausende Düsseldorfer kamen und flanierten durch die neuen unterirdischen Räume und Verbindungen wie bei einer Vernissage. Diese Gemeinschaftsleistung von Architekten, Ingenieuren, Künstlern und der städtischen Verwaltung ist das Ergebnis einer insgesamt fünfzehnjährigen Planungs- und Bauzeit in Düsseldorf. Umgesetzt hat diese Aufgabe das Büro netzwerkarchitekten aus Darmstadt zusammen mit der Künstlerin Heike Klussmann, die gemeinsam im Jahre 2001 gegen große internationale Konkurrenz den zweistufigen, EU-weit ausgeschriebenen Architektenwettbewerb für alle sechs U-Bahnhöfe gewonnen hatten.

Kontinuum und Schnitt

Gemeinsam entwickelten Heike Klussmann und netzwerkarchitekten die Räume, die es beim U-Bahnbau zu gestalten gilt und brachen sie auf zwei Grundelemente herunter: Kontinuum und Schnitt. Zum einen wurde die kontinuierliche, horizontale Gleisstrecke im U-Bahn-Tunnel mitsamt den sechs Stationen konzeptionell als durchgängiges, unterirdisches Kontinuum entwickelt. Ähnlich einer riesigen Schlange, die sich durch das Erdreich windet und sich an den jeweiligen Stationen weitet, um dann ihren unterirdischen Weg fortzusetzen. Zum anderen weist das Kontinuum im Gegensatz zu den Farbräumen der Zugangsräume eine helle reliefartige Netzstruktur auf. Die kleinste grafische Einheit dieser Darstellung ist eine Raute. Sie wird durch die Bauteilfuge erzeugt und ständig variiert, so dass sich eine räumliche Zeichnung ergibt. Die Struktur des Kontinuums zieht sich zusammen oder weitet sich systematisch. So entsteht eine dynamische Raumwirkung. Als Klammer und Verbindung nach oben werden die Stationen vertikal über Einschnitte mit dem Stadtraum verbunden und erhalten jeweils eine eigene Identität. Zentrale Leitlinien der Gestaltung der Bahnhöfe waren Weiträumigkeit, großzügige Sichtbeziehungen zwischen den Bahnsteig- und Verteilerebenen, Übersichtlichkeit, einfache Orientierung und so viel Tageslicht wie möglich bis tief in die Bahnhöfe hinein. Über einen zweiten Wettbewerb im Jahr 2002 wurden die KünstlerInnen Ralf Brög, Ursula Damm, Manuel Franke, Enne Haehnle und Thomas Stricker ausgewählt, stationsweise eine jeweils spezifische Gestaltung der Zugangsräume zu entwickeln. Dazu übernahm Heike Klussmann das Kontinuum und die Station Pempelforter Straße. Jeder Schnitt-raum steht in Material und Farbigkeit und durch die individuelle künstlerische Gestaltung im bewussten Kontrast zum Kontinuum.

Tunnelbau im Schildvortrieb

Der Tunnelbau für das Kontinuum fand überwiegend im Schildvortrieb und somit im
Wesentlichen unterirdisch statt. Beim Schildvortriebsverfahren arbeitet sich eine Tunnelbohrmaschine durch den Untergrund. Nach vorn bewegt sich die Maschine durch das Vorpressen und Drehen des Schneidrades gegen das Erdreich. In Düsseldorf wurde das sogenannte Hydroschildverfahren zum Bodenabbau und Stützen eingesetzt. Die Bentonitsuspension stützt den Boden vor dem Schneidrad, vermischt sich mit der Erde und wird über eine Förderleitung aus dem Tunnel gepumpt. In einer Separieranlage wird das Erdreich wieder vom Bentonit getrennt und zum Bohrkopf zurückgepumpt. Die Bodenanteile werden deponiert. Direkt noch im Schutze der Schildmaschine wird der Tunnel als einschaliger Tübbingausbau aus ringweise gefügten Betonfertigteilen hergestellt – es kam hier ein achtteiliger Tübbingausbau mit einer Dicke von 45 cm zum Einsatz. Für den weiteren Vortrieb stützt sich die Schildmaschine auf dem zuletzt gebauten Ring ab und presst den Schildkörper bei gleichzeitigem Abbau des Bodens um die Länge eines Rings (bei der Wehrhahnlinie 1,50 m) weiter. Der Bereich zwischen Tunnelaußenseite und umliegendem Boden wird mit Mörtel verpresst. Eine Ausnahme in der beschriebenen Herstellung stellte der U-Bahnhof Heinrich-Heine-Allee unter dem denkmalgeschützten Kaufhof dar. Dieser liegt zum größten Teil unmittelbar unterhalb der Gründungselemente des Jugendstilkaufhauses. Um Schäden durch vortriebsbedingte Setzungen zu vermeiden, erfolgte auf ca. 70 m ein bergmännischer Vortrieb im Schutze eines temporären Frostkörpers: Hierbei wurde mittels Kälteleitungen das Erdreich unterirdisch vereist. Der 2,50 m starke Frostkörper übernahm die Bodenstabilisierung und war gleichzeitig Dichtkörper gegen das anstehende Grundwasser. Innerhalb des stabilen Frostkörpers wurden die Tunnelröhren, Durchbrüche und Bahnhofsquerschnitte quasi von innen heraus modelliert. Hiernach wurde eine stabilisierende Betonkonstruktion eingebracht, die seit dem Auftauvorgang die Druckkräfte des Erdreiches übernimmt.

Neues Produktionsverfahren für Betonelemente

Für die Herstellung der individuellen Beton­elemente wurde in enger Zusammenarbeit mit dem Hersteller Schwab-Stein in Baden-Württemberg eigens ein neues Produktionsverfahren entwickelt, das es ermöglicht, individuelle und extreme Bauteilgeometrien ohne zusätzliche statische Bewehrung zu fertigen und dabei eine sehr hohe Präzision und Oberflächen­güte zu erreichen – hier vor allem: besonders ebenmäßige Flächen,
spitze Winkel und präzise Kanten. Sichtbetonfertigteile werden meist in einem Schalungsverfahren hergestellt. Das heißt, die Betonmasse wird in vorgefertigte Schalungen als Hohlform gegossen, wobei die Schalungsseite zur Sichtseite und die Einfüllseite zur Rückseite des Fertigteils wird. Da dieses Verfahren jedoch nur für eine große Stückzahl gleicher Elemente sinnvoll einzusetzen ist, wurde für die Realisierung des Kontinuums ein anderer Weg beschritten. Alle 6 700 individuellen Rauten des Kontinuums wurden aus Rohtafeln zugeschnitten und im Vakuum-Filter-Press-Verfahren hergestellt. Die Mischung bestand aus hochfestem Beton, den Zuschlagstoffen Nordisch Weiß und Quarzsand und zum Pigmentieren 130 g Eisenoxid schwarz auf 100 kg Rohmasse. Nur durch die eigens entwickelte Mischung von Zement und Zuschlagstoffen in Weiß mit präzise zugefügtem Pigment konnte der helle Farbton ohne Abweichung reproduziert werden. Dann wurde die Grundform (im Format 244 × 123 cm) mit der Rohmasse befüllt, planiert und homogenisiert, so dass das Material gleichmäßig in der Form lag. Die homogenisierte Rohplatte ging dann in die Betonplattenpresse (mit einem 65-Tonnen-Press-Ständer – die größte der Welt) und wurde mit einer Kraft von 3 000 t/min lang gepresst bzw. verdichtet; hierbei wurden bis zu 50 % des Wassers ausgedrückt.

Danach folgte der hydraulische Aushärtungsprozess unter optimalen klimatischen Bedingungen während zweier Tage. Die hochverdichteten Grundplatten wurden anschließend an der Plattenrückseite kalibriert und an der Sichtseite plangefräst, so dass Ebenheits-toleranzen unterhalb der DIN V 18500 erzielt wurden. Nach einer weiteren Lagerung zum Erreichen der Endhärte konnten die Platten geschnitten und nachbearbeitet werden.

Hierbei wurden die Rauten für das Kontinuum über ein fotogestütztes Erkennungsverfahren möglichst platzsparend auf den Rohlingen positioniert, dann im 5-Achs-CNC-Sägeverfahren zu den individuellen Rautenformaten geschnitten, die Kanten wurden profiliert und pro Platte vier rückseitige Ankerlochbohrungen gesetzt. Für die Ausbildung der Kanten wurde eine spezielle Systematik entwickelt, um die Anforderungen an die Bauwerksrevision sicherzustellen. Mit der Typisierung als Bodenfalz- und Deckelfalzplatten wurde erreicht, dass der Rohbau über die gesamte Fläche zugänglich ist und alle Betonrauten einzeln abnehmbar sind. Gleichzeitig konnten so die Fügung ohne Dichtstoffe und die Befestigung derart ausgeführt werden, dass sie nicht sichtbar sind. Der minimalisierte Verschnitt wurde zu 100 % recycelt und als Zuschlagstoff wiederverwendet. Danach bekamen die Platten ihre abschließende Oberflächenbearbeitung: Hydrophobierung und Graffitischutz. Doch nicht nur
an die Betonfertigteile selbst, auch an die
Unterkonstruktion und ihren Einbau wurden höchste Anforderungen gestellt. Auf der Plattenrückseite wurden mittels Hinterschnittbohrung von vorne nicht sichtbare »Agraffen« befestigt, die dann in Tragschienen eingehängt wurden. Aufgrund des Brandschutzes und des geringen Schmelzpunktes von Aluminium konnte nicht auf marktübliche Systeme zurückgegriffen werden, so dass ein eigens entwickeltes System aus Edelstahl zum Einsatz kam. Eine ganz besondere Herausforderung stellte der Einbau der Betonrauten in den Bereichen der gekrümmten Trassenverläufe dar. Hier folgt die Wandbekleidung als kleinteiliger Polygonzug der Ideallinie eines Kreissegments entlang der Bahnhofswände. Da das Rautenmuster keine senkrechten Fugen hat, wurden die Tragpfosten auf den Punkten des regelmäßigen Ausbaupolygonzugs gesetzt, um ein »Aufscheren« der Rautenspitzen zu vermeiden. So konnte durch die Maßhaltigkeit der Platten und Fugen im Zusammenspiel mit der fein justierbaren Unterkonstruktion eine sehr hohe Präzision des Gesamtbildes erzielt werden.

Konsequente Werbefreiheit

Das Projekt Wehrhahnlinie steht in seiner Dimension und Komplexität beispielhaft für moderne Stadtentwicklung und Verkehrsplanung. Eine zukunftsweisende Verkehrsinfrastruktur sorgt für bessere, schnellere und gleichberechtigte Mobilität aller Verkehrsteilnehmer. Das Paradigma „autogerechte Stadt“ aus der Zeit des Wiederaufbaus wird heute, einhergehend mit dem Strukturwandel der Städte, zugunsten der Sichtweise „Raum für alle“ zunehmend verworfen. Die Stadt Düsseldorf hat sich in allen Stationen zu konsequenter Werbefreiheit und Kunstautonomie selbst verpflichtet.

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