Erfolgreiche Pionierbohrung unter dem Zürichsee
In Zürich wird derzeit zum ersten Mal eine Hochspannungsleitung verlegt, die tief unter dem Seegrund liegt. Das ambitionierte Projekt verbindet zwei Unterwerke in den Stadtquartieren Riesbach und Wollishofen mittels einer Spülbohrung. Im kommenden März 2026 soll es abgeschlossen sein.
Quelle: Bild: Staubli, Kurath & Partner AG
Die seitlich gelagerten Bohrgestängerohre werden per Kran auf die seitlichen Konsolen des Bohrgeräts gelegt. Von da werden diese automatisch mittels Hydraulikzylinder in die Bohrachse geschoben und mit dem Bohrgestänge verschraubt.
Ohne Strom geht heutzutage (fast) nichts mehr. Das war im Mai dieses Jahres in den Stadtzürcher Quartieren Stadelhofen und Bellevue live zu erleben, als dort während drei Stunden der Strom ausfiel. Lichtsignale erdunkelten, Trams blieben stehen, und in vielen Läden ging das Licht aus. Wie sich herausstellte, war ein Brand in einer Trafostation dafür verantwortlich. Weitaus schlimmer wäre dagegen ein grossflächiger und langanhaltender Ausfall des Starkstromnetzes.
Um das auch in Zukunft zu verhindern, hat das EWZ (Elektrizitätswerk der Stadt Zürich) ein spektakuläres Bauprojekt in Auftrag gegeben: Mit Hilfe einer Spülbohrung lässt es ein neues Leitungstrassee in 50 Meter Tiefe unter dem Zürichsee verlegen. Dieses ist Teil einer insgesamt sieben Kilometer langen neuen Verbindung zwischen den beiden Unterwerken Drahtzug in Riesbach und Frohalp am gegenüberliegenden Seeufer in Wollishofen. «Wir erhöhen damit auf Jahre hinaus die Versorgungssicherheit. Bisher fehlt eine solche Ost-West-Verbindung», erklärt Thomas Dolder, Projektleiter Hochspannungsleitungen des EWZ. Gemäss ihm beträgt der Anteil der Seeunterquerung an den Gesamtkosten von rund 10 Millionen Franken zwischen 2,5 und 3 Millionen. Nach der Fertigstellung im März 2026 wird mit dieser neuen Leitung auf der Netzebene 3 (150 kV) Energie übertragen, je nach Lastfluss kann bis zu ein Achtel der gesamten Stadtlast durch diese Kabel fliessen.
Seeunterquerung als Alternative
2018 fiel der Beschluss zum Bau der Leitung. Seither hat das EWZ Strassenbauarbeiten dazu genutzt, das Trassee vorzubereiten und Kabel einzuziehen.
Die Idee, das Stromkabel unter den Seegrund zu verlegen, entstand vor drei
Jahren. «Der Hauptgrund sind die vielen Tiefbaustellen, die an Quaibrücke,
Schanzenbrücke und General-Guisan-Quai in den nächsten Jahren kommen werden», kommentiert Thomas Dolder. Das Hochspannungskabel hätte deswegen immer wieder ausgebaut werden
müssen. Das wäre schlecht für die Versorgungssicherheit und den städtischen Haushalt.
Quelle: ewz
Nach Fertigstellung der Spülbohrung wird das EWZ solche Hochspannungsleitungen ins Leitungstrassee unter dem Zürichsee einziehen.
Die Alternative lautete: eine grabenlose Spülbohrung unter dem Seebecken. Das Kabel einfach auf den Seeboden zu verlegen, war indes aus verschiedenen Gründen nicht möglich. Der Zürichsee ist an dieser Stelle nur rund 15 Meter tief. Schiffe hätten beim Ankern das Kabel beschädigen können. Geschützte Pflanzen am Ufer sowie eine archäologische Fundstätte genau im Streckenverlauf sprachen zusätzlich dagegen. Eine Spülbohrung dagegen ist grabenlos, zerstörungsfrei und weist eine relativ schlanke Installation auf, die im engen Stadtraum vorteilhaft ist.
Ein Kilometer unter Wasser
Für die Spülbohrung erstellten die Wasserbau-Spezialisten von Staubli, Kurath & Partner AG (SK&) eine Machbarkeitsstudie. Nach deren positivem Ergebnis wurde das Unternehmen mit der weiteren Umsetzung beauftragt. Die Bauarbeiten wurden ausgeschrieben und an die Firma Schenk AG aus Heldswil vergeben. Eine Unternehmung, die sich auf grabenlosen Leitungsbau spezialisiert und Spülbohrungen dieser Grössenordnung ausführen kann.
Quelle: Staubli, Kurath & Partner AG
In diesem Muffenschacht in der Seehofstrasse werden später die einzelnen Starkstromleitungen mit dem bestehenden Leitungsnetz verbunden. Die einzelnen Kabelstränge werden mittels Muffen verbunden und auf Zug gesichert.
Dominik Klotz steht in der Seehofstrasse unweit der Zürcher Oper. Um ihn herum gruppieren sich unter anderem eine grosse Spülbohrmaschine, Recyclingbecken, ein Dieselaggregat und anderes Bauequipment. Der Bauingenieur, der für SK& das Projekt leitet, berichtet: «Von hier aus haben wir die Bohrung zur Zielgrube in der Breitingerstrasse vorangetrieben.» Unweit der beiden Baugruben gibt es jeweils einen Muffenschacht, von dem aus das Hochspannungskabel mit dem weiterführenden Netz verbunden werden kann.
Quelle: Karin Stei
Der grosse Moment: Die Pilotbohrung erreicht die Zielgrube in der Breitingerstrasse.
Seit April 2025 wird gebohrt, Ende September war der erste Meilenstein gesetzt: Die rund einen Kilometer lange Pilotbohrung erreichte die Zielgrube an der Breitingerstrasse. «Damit ist der Zürichsee zum ersten Mal untergraben worden», sagt Klotz stolz. Denn eine Spülbohrung dieser Grössenordnung, mitten in der City und durch unbekannten Grund, ist schliesslich kein leichtes Unterfangen. Es stellte die Beteiligten vor etliche Herausforderungen.
Exakte Planung
Aus technischen Gründen planten die Verantwortlichen den Trassenverlauf als Parabel. Sie durfte einerseits nicht zu gross werden, da sich sonst zu viel Spannung auf die Stahlrohre überträgt, in denen die Stromkabel verlaufen werden. Zum anderen vertragen die Stromkabel beim Einziehen keine zu engen Radien. Besonders diffizil war die Planung im Start- und Zielbereich. «An diesen Stellen gehen viele bestehende Werkleitungen hindurch, die man umgehen muss», verrät Klotz.
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Das Bohrgerät musste rund einen Meter aufgebockt werden, damit das Bohrgestänge den nötigen Winkel erreichte.
So musste die Spülbohrmaschine in der Seehofstrasse einen Meter aufgebockt werden, um die notwendige Gestänge-Neigung zu erreichen. Mit Spezialisten wurde auch die Bohrtiefe von 50 Metern abgestimmt. Da sich Stromkabel im Betrieb erwärmen, musste im Vorfeld simuliert werden, wie sie sich im Seegrund verhalten. Trotz genauer Planung hatte die Pilotbohrung aber eine grosse Unbekannte: die Geologie des Seegrundes. «Man hat geologische Atlasten und Karten sowie Sondierbohrungen im See, die einen ungefähren Anhaltspunkt geben, aber es gab bisher keine so tiefen Tiefenbohrungen im Zürichsee», betont Klotz.
Fels im Weg
So führte die Beschaffenheit des Seegrunds tatsächlich zu Verzögerungen der Bohrung. Vorwiegend besteht er aus weichem Material. Doch ungefähr nach zwei Dritteln der Strecke stiessen die Bohrleute auf einen bis dato unbekannten Felsen. Der ursprüngliche Plan, die Pilotbohrung stossend von der Seehofstrasse aus für den Einzug der Stahlrohre aufzuweiten, hatte sich damit erledigt. «Das Problem ist der Materialwechsel von weich zu hart. Bei einer stossenden Aufweitung kann das Bohrgestänge dadurch ausknicken», führt Dominik Klotz aus.
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Situationsplan des 974 Meter langen, parabelförmigen Trassees tief unter dem Grund des Zürichsees.
Nun wird in der Breitingerstrasse ein Räumer am Bohrkopf montiert, der beim Rückzug die Trasse aufweitet. Das wird zweimal gemacht, um den Durchmesser der Röhre von 25 auf 40 und von 55 auf 70 Zentimeter zu erweitern. Am Schluss werden verschweisste Stahlrohre eingezogen. In ihnen finden mehrere Kabelschutzrohre aus Kunststoff Platz, welche die Strom- und Glasfaserkabel aufnehmen.
Streckenführung per Kreiselkompass
Beim Spülbohrverfahren gräbt sich ein Meissel an einem rotierenden, verlängerbaren Gestänge durch den Untergrund. Damit der Maschinenführer weiss, wie er den Bohrkopf ausrichten muss, ist an diesem ein Kreiselkompass montiert. Dieses Gyroskop berechnet die Neigung des Bohrgestänges und damit den exakten Ort. «Der Nachteil ist, dass sich das Gyroskop hinter dem eigentlichen Bohrkopf befindet, so dass man immer ein wenig zu spät weiss, wo man ist», schildert Klotz. «Deswegen wurde im Zielbereich zusätzlich eine Induktionsschlaufe ausgelegt. So konnte sich der Kreiselkompass immer neu kalibrieren.»
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An der Start-, und an der Zielgrube der Spülbohrung galt es, in der Planung die vielen bestehenden Werkleitungen zu berücksichtigen.
Die Pilotbohrung erreichte die Zielgrube nach einer Bohrstrecke von rund einem Kilometer mit einer Höhenabweichung um ca. 20 Zentimeter und einer Breitenabweichung von 80 Zentimetern. «Eine meisterliche Punktlandung, da man blind unterwegs ist», kommentiert der Bauingenieur erfreut.
Stabilität durch Tonsuspension
Die Spülbohrtechnik erlaubt eine elegante Stabilisierung des Bohrkanals. Am Bohrkopf befinden sich Düsen, an denen mit Druck ein Wasser-Bentonit-Gemisch austritt, welches den Bohrkopf schmiert. Bentonit besteht aus Ton und Wasser. «Das Bentonit fungiert als Stützflüssigkeit, seine Dichte ist ähnlich wie Wasser. Das stabilisiert das Bohrloch, und es kann nicht einstürzen», erklärt Klotz.
Quelle: Karin Stei
Recyceltes und frisches Bentonit werden gemischt und anschliessend zum Bohrkopf gepumpt. Die Tonsuspension dient als Schmiermittel und stabilisiert zugleich das Bohrloch.
Die Tonsuspension läuft mit dem abgebauten Erdreich zurück in die Baugrube. Von dort wird sie in Recyclingbecken gepumpt und unter anderem mittels Rütteltischen in mehreren Schichten filtriert. Das aufbereitete Bentonit wird mit neuem Bentonit gemischt und wieder zum Bohrkopf gepumpt.
Bauen in der City
Innerstädtische Baustellen sind immer besonders komplex, ob aufgrund der Logistik, der Verkehrsführung oder der Bedürfnisse von Anwohnern. Im Falle der Baustellen im Seefeld sowie in Wollishofen kamen ein paar weitere Aspekte hinzu. Für einen Baum in der Seehofstrasse etwa wurde ein Konstrukt gebaut, um zu verhindern, dass Abgase der Pumpe die Baumkrone verbrennen. Auch die Streetparade wirkte sich auf die Baustelle aus. Da die Seehofstrasse an deren diesjähriger Ausgabe als Rettungsgasse diente, mussten ein temporäres Podest und Treppenabgang über die ganze Baugrube gebaut werden, über das die Techno-Fans gehen konnten. «Das hat ungefähr zwei Wochen Zeit gekostet», sagt Klotz rückblickend. Zusätzlich galt es, die Baustelle zu bewachen.
Quelle: Karin Stei
In der Zielbaustelle in der Breitingerstrasse liegt eine Lkw- und Garagenzufahrt für ein Versicherungsunternehmen. Deshalb wurde dort die Baugrube zur Sicherheit ausgesteift.
Auch die Breitingerstrasse stellt Herausforderungen. Hier befindet sich die Baugrube direkt neben verschiedenen Gebäudezufahrten, über die auch schwere Lastwagen rollen. Um die Baugrube zu sichern, installierte man eine Brücke mit Stahlträgern und Stahlplatten. Ob noch weitere Hindernisse bis zur geplanten Fertigstellung im März 2026 auftauchen, steht in den Sternen. Aber Dominik Klotz und sein Team werden sicher eine Lösung finden.
Quelle: Staubli, Kurath & Partner AG
Projektleiter Dominik Klotz vor der Baustelleninstallation in der Seehofstrasse. Von hier aus wurde die Tiefenbohrung in die Breitingerstrasse ausgeführt.
