Beim Großprojekt der Zweiten S-Bahn-Stammstrecke München treffen innerstädtische Verdichtung, komplexe Infrastrukturschnittstellen und höchste betriebliche Anforderungen aufeinander. Gerade im Los VE30, dem Abschnitt zwischen Donnersbergerbrücke und Marienhof, ist eine kontinuierliche, richtlinienkonforme Überwachung sämtlicher gleisnaher Bauwerke unerlässlich. Das Monitoring erfolgt hier unter Extrembedingungen: im laufenden Bahnverkehr, mit Messintervallen von nur drei Minuten und auf einer Fläche, die gleichzeitig hochverdichtet, technisch anspruchsvoll und sicherheitsrelevant ist.
intermetric setzt in diesem Umfeld auf das selbst entwickelte System iGM.NET, eine Plattform für stationäres Geo-Monitoring, die speziell für Bahnprojekte gemäß Ril 883.8000 ff. konfiguriert wurde. Das Besondere: Die Planung und Umsetzung erfolgt nicht nur regelkonform, sondern auf Basis eines eigenständigen Redundanzkonzepts, das auch unter extremen Bedingungen valide Daten liefert.
Dieser Beitrag beleuchtet die technische und prozessuale Umsetzung des Monitorings am Beispiel des Messfelds RS3 mit Fokus auf die Ableitung aus der Ril 883, die sensorische Redundanz, die Systemlogik hinter den Messreihen und die Erfahrungen aus dem Dauerbetrieb.
Von der Gefährdungsbeurteilung zum Messsystem: Anforderungen aus der Ril 883
Die Grundlage für jedes richtlinienkonforme Geo-Monitoring im Bahnumfeld bildet die Richtlinie 883, insbesondere die Ausgaben 883.8000,.8100 und .8100A01. Sie definiert Mindestanforderungen für das Monitoring von Gleisanlagen im Zuge baulicher Maßnahmen. Dazu gehören auch die Gefährdungsbeurteilung, der Messaufbau, Bewertungsgrößen, Intervalle und Dokumentationsformate.
Drei zentrale Schritte aus der Ril 883
1. Gefährdungsbeurteilung (883.8000)
Der Auftraggeber, in diesem Fall die Deutsche Bahn, ist verpflichtet, auf Basis einer technischen Risikoanalyse zu definieren, welche Gefahren durch die Baumaßnahme potenziell auf Bestandsgleise und umliegende Infrastruktur einwirken könnten. Dabei werden auch Bauverfahren, Schachtlagen, Schichtaufbauten und Nutzungsklassen bewertet.
2. Aufgabenstellung und Systemanforderungen (883.8100)
Aus der Gefährdungsbeurteilung ergeben sich konkrete technische Anforderungen:
- Messintervall (hier: 3 Min.)
- zu überwachende Streckenabschnitte (25m vor und zurück)
- Systemredundanzen
- Dokumentations- und Meldepflichten
Diese Informationen sind durch das Fachunternehmen in ein technisch umsetzbares Messkonzept zu übersetzen.
3. Bewertungs- und Auswertungssystematik (883.8100A01)
Bewertungsgrößen wie Lage, Höhe, Verwindung und die Differenz zur gleitenden Mittelwertlinie (GM) sind standardisiert vorgegeben. Die Bewertung erfolgt anhand geschwindigkeitsabhängiger Warn- und Alarmwerte. Die Messdaten müssen entsprechend aufbereitet, fortlaufend dokumentiert und im Ereignisfall gemäß Meldekette übermittelt werden.
Im Projekt VE30 wurden diese Vorgaben vollständig in die Systemarchitektur von iGM.NET integriert. Alle Überwachungsbereiche, Sensorverteilungen, Intervalltakte und Auswertealgorithmen basieren auf der logischen Ableitung aus der Ril 883. Die Herausforderung bestand nicht nur in der technischen Umsetzung dieser Anforderungen, sondern in deren Skalierung auf ein hochkomplexes innerstädtisches Großprojekt mit extrem verdichteten Monitoringfeld und minimalen Reaktionszeiten.
RS3 als Monitoringfeld: Komplexität auf 150 × 150 m
Das zentrale Monitoringfeld des Projekts VE30 liegt im Bereich des sogenannten RS3, einem Rettungsschacht mit Stollen, der sich im südlichen Gleisvorfeld des Münchner Hauptbahnhofs befindet. Was auf dem Papier wie ein standardisierbarer Überwachungsabschnitt wirkt, entpuppt sich in der Realität als hochkomplexes, dynamisches System mit außergewöhnlicher Dichte an Gleisen, Infrastruktur und Betriebsbewegung.
Die Eckdaten des Messfeldes
- 19 parallele Gleise in aktiver Nutzung
- je ca. 120 m Überwachungslänge
- über 1.500 Prismenpunkte
- 684 Neigungssensoren (2-Achs-Inklinometer)
- 64 Schlauchwaagensensoren
- ergänzt durch 16 Tachymeterstationen in redundanter Netzstruktur
Das gesamte Monitoring erstreckt sich über eine Fläche von nur ca. 150 × 150 m. Das ist eine Verdichtung, die in dieser Form selbst in tunnelbaulichen Großprojekten selten ist.
Die Besonderheit: Diese Gleise sind nicht etwa temporär außer Betrieb, sondern werden durchgehend im 2-Minuten-Takt von der S-Bahn und im 5-Minuten-Takt vom Fern- und Regionalverkehr befahren. Eine Messung mit halbstündlichem oder stündlichem Raster, wie in vergleichbaren Projekten üblich, wäre hier wirkungslos.
Um unter diesen Bedingungen ein belastbares System zu schaffen, wurde von Beginn an auf eine komplette Redundanzstruktur gesetzt. Die Tachymetrie liefert die absolute Georeferenzierung der Prismenpunkte, während die Inklinometer zwischen den Schwellen unabhängig von Sichtverhältnissen kontinuierliche Neigungsänderungen detektieren. Bei Schneefall, bei Verschmutzungen oder bei verdeckten Prismen bleibt das System durch die Sensorik in der Lage, stabile Bewegungsdaten zu liefern.
Die Kombination beider Messverfahren ermöglicht nicht nur die kontinuierliche Überwachung jedes Gleises, sondern auch eine gegenseitige Absicherung und Qualitätskontrolle der Messwerte. Dies ist eine entscheidende Voraussetzung für schnelle Reaktionen bei kleinsten Lage- oder Höhenabweichungen.
Planung, Sichtlinien, Systemlogik: So wird Monitoring in dieser Größenordnung realisierbar
Die erfolgreiche Umsetzung eines Geo-Monitorings dieser Größenordnung beginnt lange vor der ersten installierten Prismenstange. Besonders bei hochfrequenten Intervallen und stark verdichteten Messfeldern wie beim RS3 ist eine präzise Planungslogik entscheidend. Andernfalls gerät das System schnell an physikalische und technische Grenzen.
Unsere Herausforderung: Die Limitierung der Messkapazitäten
Ein Tachymeter kann in einem Intervall von zwölf Minuten maximal 60 bis 90 Prismenpunkte zuverlässig erfassen. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass die Sichtlinien frei sind, der Witterungseinfluss gering und das Messbild stabil. Bei 1.500 Prismen bedeutet das eine Aufteilung auf mindestens 16 Einheiten, also ein Vielfaches dessen, was bei Standardprojekten üblich wäre.
Vorgehen bei der Systemplanung
1. Ableitung aus der Aufgabenstellung
Auf Basis der Bahn-spezifischen Risikoanalyse wurden alle Messquerschnitte, Sensorstandorte und Intervallvorgaben im CAD-Plan verortet:
- 19 Gleise
- je ~35 bis 36 Messquerschnitte
- ca. 60–65 Prismen + 30 Inklinometer je Gleis
2. Sichtbarkeitsprüfung & Standortzuweisung
Die Pläne wurden manuell durchgearbeitet, um herauszufinden, welcher Prismenpunkt von welchem Standort messbar ist. Die Punkte wurden farblich codiert, logisch gruppiert und potenziellen Tachymeterstandorten zugewiesen. Dabei galt stets: Nicht mehr als 90 Prismen pro Instrument.
3. Feinplanung & praktische Validierung
Nach der theoretischen Planung folgte die realweltliche Einmessung vor Ort. Jeder Punkt wurde mit den geplanten Instrumentenstandorten angefahren, überprüft und ggf. angepasst. Nur so ließ sich sicherstellen, dass die Sichtachsen, Messzeiten und Genauigkeitsvorgaben auch im Baustellenalltag eingehalten werden.
4. Dynamisches Feintuning im Livebetrieb
Im laufenden Betrieb wurden bei Bedarf einzelne Punkte umgewidmet, neue Sichtfelder erschlossen oder zusätzliche Prismen ergänzt. Dies war der Fall, wenn etwa durch Baumaßnahmen temporär Sichtachsen blockiert wurden. Diese hohe Flexibilität war nur durch den detaillierten Vorlauf im Büro realisierbar.
Das Ergebnis: Ein in sich geschlossenes, klar strukturiertes System aus Tachymetrie und Sensorik, das trotz hoher Taktung, Sichtbarrieren und Platzmangel verlässlich jede Bewegung im Messfeld detektiert, vor allem innerhalb der geforderten Reaktionszeit.
Betrieb unter Extrembedingungen, Belastungsgrenzen und Wartungsroutine
Ein Geo-Monitoring dieser Dichte, Frequenz und Komplexität stellt nicht nur hohe Anforderungen an die Planung, sondern auch an den laufenden Betrieb. Seit März 2024 ist das System am RS3 im durchgehenden 24/7-Dauerbetrieb eingesetzt, mit Intervallen von drei Minuten, bei vollem Bahnbetrieb.
Dauerbetrieb: Belastung für Mensch und Technik
Die Messinstrumente, insbesondere die Tachymeter, arbeiten hier unter Bedingungen, die weit über den Standard hinausgehen. Statt alle ein bis zwei Stunden für wenige Minuten aktiv zu sein, befinden sich die Geräte in einem nahezu kontinuierlichen Messzyklus:
- Messzeit: 3 Minuten
- Pause: ca. 30 Sekunden
- dann sofort nächste Messung
Nach einem Jahr waren bereits drei Geräte am Limit: Mechanische Komponenten wie Zahnräder und Feinantriebe zeigten deutlichen Verschleiß und mussten ersetzt werden. Auch die Schlauchwaagen, eigentlich als robust bekannt, stießen an Grenzen. Zwischen nächtlichen 0 °C und tageszeitlich bedingten Temperaturen von 60–80 °C am Schotterbett kam es zu Temperaturdrift und Ausdehnungsverzerrungen. Die Lösung: Filteralgorithmen und gezielte Einhausung zur Stabilisierung.
Tägliche Wartung ist ein Muss
Anders als bei Standardprojekten, bei denen ein Techniker alle paar Wochen die Messpunkte prüft, ist beim RS3 jeden Tag ein Kollege im Feld. Er erhält morgens automatisiert eine Wartungsliste mit folgenden Aufgaben:
- Sicht- und Reinigungsprüfung aller Prismen
- Funktionsprüfung der Sensoren
- Nachjustierung auffälliger Punkte
- Vor-Ort-Validierung bei Abweichungen
Diese tägliche Routine ist kein Luxus, sondern zwingend erforderlich: Schon eine leicht verschmutzte Prismafläche kann die Messqualität der Tachymetrie empfindlich beeinträchtigen. Angesichts der Messfrequenz würde sich der Fehler in kürzester Zeit vervielfachen.
Fazit aus dem Betrieb
Die Erfahrung zeigt: Das System funktioniert nur, weil Planung, Technik und Betrieb eng verzahnt sind. Das Projektteam ist nicht nur auf potenzielle Ausfälle vorbereitet, sondern hat auch klare Abläufe geschaffen, um im Ernstfall sofort reagieren zu können. Genau das ist es, was richtlinienkonformes Geo-Monitoring im Bahnumfeld heute leisten muss.
Daten und Auswertung: Präzision, Biegelinien, Interpretation
Mit rund 20.000 Einzelwerten pro Tag allein aus Tachymetrie und Neigungssensorik entsteht im Projekt VE30 eine Datenbasis, die steuernd wirken soll und nicht nur rein dokumentierend. Die richtlinienkonforme Auswertung nach Ril 883.8100A01 ist dabei das technische Rückgrat, ergänzt durch spezifische Anforderungen der Auftraggeber und die praxisnahe Darstellung im iGM.NET-Portal.
Die Auswertung nach Ril 883 ist klar, logisch und prüfbar
Die Richtlinie Ril 883 gibt die Bewertungsgrößen und Rechenwege vor:
- Prüfgrößen wie Lage, Höhe, Verwindung, gegenseitige Höhenlage
- Vergleich mit gleitendem Mittelwert (15 Messquerschnitte)
- Berechnung von Differenzwerten und deren Einordnung in Warn- oder Alarmbereiche (geschwindigkeitsabhängig)
Das iGM.NET-System bildet diese Vorgaben automatisiert ab:
- Tabellarische Auswertung je Gleis
- Verlaufskurven: Ist–Nullmessung & Ist–Soll (Trassierung)
- Meldesystem mit Eskalationsstufen gemäß Meldekette
- Webportalzugriff für alle Projektbeteiligten
Kundenwunsch: Biegelinien statt reiner Tabellen
Während die DB-Richtlinie mit Tabellenwerten und Standardkurven arbeitet, forderten die Auftraggeber im Projekt explizit grafische Biegelinien über die gesamte Gleislänge zur besseren Interpretation ohne bahnspezifisches Tabellenwissen. Diese Biegelinien zeigen auf einen Blick:
- Wölbungen oder Setzungsmulden über den gesamten Querschnitt
- Richtungswechsel in Bewegungsverläufen
- visuell nachvollziehbare Entwicklungen über mehrere Tage
Diese Visualisierung hat sich im Projekt als besonders nützlich erwiesen. Sie hat vor allem bei der Bewertung kontinuierlicher Hebungen infolge von Tunnelinjektionen geholfen, die über mehrere Tage hinweg in der Oberflächenauswertung erkennbar wurden.
Redundanz = Kontrolle = Vertrauen
Die Kombination aus Tachymetrie (absoluter Raumbezug) und Neigungssensorik (dynamische Bewegungsanzeige) erlaubt eine gegenseitige Verifikation der Werte. Sie ist auch bei widrigen Bedingungen (z. B. Schnee, Sichtverdeckung) möglich. Kleine systembedingte Drifts werden erkannt, abgeglichen und regelmäßig zurückgeführt.
So entsteht ein Datensystem, das nicht nur normgerecht ist, sondern auch im laufenden Betrieb eine hohe Interpretationssicherheit für alle Beteiligten bietet.
Rückblicke aus Sicht der Projektleitung liefern Erfahrungswerte für zukünftige Großprojekte
Aus Sicht der Projektleitung zeigt das Geo-Monitoring am RS3 exemplarisch, was heutige Systeme im Bahnumfeld leisten müssen und welche Faktoren über Erfolg oder Friktion entscheiden. Für Matthias Schnell, Projektleiter von intermetric vor Ort, ist klar: „Ohne intensive Vorplanung, redundantes Systemdesign und ein eingespieltes Team wäre der Betrieb in dieser Form nicht möglich gewesen.“
Drei Erfolgsfaktoren aus Sicht der Projektleitung
1. Systemlogik & Vorlaufplanung
Die detaillierte Sichtlinienanalyse, die strikte Zuordnung der Messpunkte zu den Messstationen und die schrittweise Validierung im Feld waren entscheidend. Der Aufwand in der Vorbereitungsphase war hoch, aber er hat sich vollständig ausgezahlt.
2. Teamarbeit im Feld und im Büro
Vor Ort ist ein festes Team aus drei bis vier Fachkräften im Einsatz, ergänzt durch das Münchner Büro und punktuelle Unterstützung durch Werkstudenten. Die Zusammenarbeit sei, so Schnell, mehr als kollegial, „eher freundschaftlich“, was gerade in stressintensiven Phasen eine große Rolle spiele. Fachlich seien alle Mitglieder des Teams „spitze“, unabhängig von Qualifikation oder Position.
3. Zuverlässigkeit und Redundanz als Vertrauensträger
Die Auftraggeber, Deutsche Bahn, Bauer Spezialtiefbau, Max Bögl, Wayss & Freytag sowie Züblin, äußern regelmäßig Lob für die hohe Zuverlässigkeit des Systems. Besonders geschätzt wird die Redundanz: Wenn bei Schneefall die Prismen nicht sichtbar sind, liefern die Neigungssensoren weiterhin valide Daten. Dieses Systemverständnis hat sich inzwischen auch auf Kundenseite etabliert.
Rückmeldung der AGs: „Mehr davon“
Die Rückmeldungen der Auftraggeber sind eindeutig positiv und reichen teils sogar über die ursprünglichen Erwartungen hinaus. So wurden im laufenden Projektverlauf zusätzliche Messpunkte und Auswertungen gewünscht und umgesetzt. Dazu gehören auch die Visualisierung von Injektionsergebnissen oder Auswertungen zur Erweiterung von Trassierungsanalysen.
Der Wunsch nach Biegelinien-Darstellungen, zusätzlichen Sensoren oder spontan ergänzten Messabschnitten zeigen: Monitoring wird nicht mehr als rein dokumentierende Pflichtaufgabe gesehen, sondern als aktives Steuerungsinstrument im Bauprozess.
Fazit: Monitoring neu gedacht
Das Geo-Monitoring am RS3 der zweiten S-Bahn-Stammstrecke München ist weit mehr als eine Anwendung bestehender Normen. Es ist ein Beispiel dafür, wie sich technische Präzision, systematische Redundanz und praxisorientierte Auswertung in einem komplexen urbanen Bauumfeld miteinander verbinden lassen. Eine durchdachte Systemarchitektur spielt dabei eine entscheidende Rolle.
Was dieses Projekt besonders macht
- Skalierung: Überwachung von 19 Gleisen mit eng getaktetem Verkehr auf nur 150 × 150 m Fläche
- Messfrequenz: 3-Minuten-Intervalle mit mehreren tausend Werten pro Tag
- Redundanz: Kombination aus Tachymetrie und Neigungssensorik zur Sicherstellung von Verfügbarkeit und Genauigkeit, auch bei Ausfällen
- Auswertung: Umsetzung der Ril 883.8000 ff. inklusive kundenorientierter Visualisierung durch Biegelinien
- Betrieb: Tägliche Wartung, technischer Dauereinsatz, dynamische Anpassung an reale Bedingungen
Die Erfahrungen aus dem Projekt zeigen: Richtlinienkonformität allein reicht nicht aus. Erst die intelligente Übersetzung in ein technisches Gesamtsystem, kombiniert mit betrieblicher Disziplin und kontinuierlichem Abgleich zwischen Theorie und Realität, schafft echte Sicherheit.
iGM.NET hat sich in diesem Umfeld als skalierbare, praxistaugliche Plattform für Großprojekte im Bahnbau bewährt. Die Erkenntnisse aus VE30 liefern einerseits wertvolle Impulse für zukünftige Projekte und andererseits für die Weiterentwicklung normativer Anforderungen im Geo-Monitoring.
✍ Autor: Matthias Schnell – Vermessungsingenieur, intermetric GmbH
