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Tunnelausbruch
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Beim Ausbruch des Gotthardtunnels wählte Louis Favre die belgische Methode mit einem Gewölbestollen. Bei dieser Lösung wurde der Richtstollen daher im Bereich des späteren Gewölbes vorangetrieben. Bei dieser Lösung waren die Aufwendungen für die Abstützung des Bauwerkes geringer, als dies bei der in der Schweiz üblichen Methode mit Sohlstollen der Fall war. Favre handelte sich deshalb damit sehr viel Kritik ein.
Die belgische Methode bot jedoch auch Gefahren bei den Arbeiten und beim Einbruch von grossen Mengen an Wasser. Es wurde befürchtet, dass der Abfluss nicht gewährleistet sei.
Zudem war der Abtransport wegen den Differenzen in den Höhen nicht so einfach. Hinzu kam, dass sämtliches Ausbruchmaterial durch einen einzigen Stollen abgeführt werden musste. Punkte, die natürlich von den Gegnern ins Feld geführt wurden.
Die Vorgehensweise des Vortriebs mit Ausbau erfolgte dabei in zwei Schritten. So wurde der bereits beschriebene Richtstollen vorangetrieben und so das Gestein erkundet.
Mit gewissem Abstand erfolgte schliesslich der Vollausbruch des Tunnels mit der endgültigen Abstützung des Gewölbes.
Wichtig war das, wenn Gebiete mit hohem Bergdruck abgefangen werden mussten. Erst jetzt war im Tunnel die vollständige Sicherheit vorhanden.
Vertraglich war zwischen der Gotthardbahn und der Firma Favre ausgehandelt worden, dass der Ausbau des Tunnels auf das fertige Profil in einem Abstand von maximal 600 Meter zur Tunnelbrust zu erfolgen hatte. Damit sollte schon früh der ganze Tunnel zu erkennen sein. Auch der Abtransport sollte dadurch erleichtert werden, da man im fertigen Tunnel deutlich mehr Platz, als im Richtstollen zur Verfügung hatte.
Favre hielt sich jedoch nicht daran, da bei Geldmangel hier die Arbeiten eingestellt wurden. So schwankte der Abstand zum Richtstollen immer etwas. Es muss erwähnt werden, dass das Vertragswerk trotz seiner kurzen Fassung eine Klausel über die Bezahlung der Arbeiten enthielt. Einfach gesagt, am Ausbau des Tunnels verdiente Favre deutlich weniger, als beim Ausbruch des Richtstollens. So gesehen versuchte er so viel Geld zu erhalten, wie nur möglich.
Der Ausbruch des Tunnels erfolgte vom Richtstollen aus und wurde in mehreren Schritten ausgeführt. In einer ersten Phase wurde das Gewölbe im Bereich des Richtstollens ausgebrochen. Dies war ein Schritt, der noch grosse Gefahren hatte, denn um das Gewölbe zu erstellen, musste zuerst der Hohlraum geschaffen werden. Die Gefahren unterschieden sich daher in diesem Bauabschnitt nicht von jenen des Stollens.
Genau genommen waren die Gefahren sogar grösser. Der Hohlraum wurde zur Seite hin er-weitert. Dadurch war die Decke deutlich grösser als im Richtstollen.
In Bereichen mit hohem Bergdruck konnte sich da-her schneller eine Platte von der Decke lösen und auf die Arbeiter fallen. Daher stützte man hier den Felsen noch mit Holzbalken ab und kämpfte mit den unterschiedlichen Druckerscheinungen im Fels. Selbst Wassereinbrüche waren noch gefürchtet.
In einem nächsten Schritt wurde der Gewölbebogen eingezogen und seitlich am natürlichen Gestein abgestützt. Damit war eigentlich die Decke des späteren Tunnels bereits erstellt worden. Abstützungen mit Holzbalken mussten nicht mehr verwendet werden und die weiteren Arbeiten verliefen im Schutz des Gewölbebogens. Erstmals erfolgten die Arbeiten unter einer geschützten Decke, die Gefahr von Steinschlag war daher verringert worden.
Dank dem etwas grösseren Querschnitt war auch die Belüftung etwas besser, auch wenn sich viele Punkte nicht vom Richtstollen unterschieden. Einzig die Arbeit war etwas sicherer. Da es kaum eine ausreichende Belüftung gab, war eigentlich von der vergrösserten Öffnung nicht viel bis gar nichts zu bemerken. Es war weiterhin stickig und muffig. Man hatte jedoch Platz, sich aus dem Weg zu gehen und auch zum Arbeiten.
Es kann davon ausgegangen werden, dass sich die Mineure bei Sprengungen an der Tunnelbrust bis in diesen Bereich zurückgezogen hatten. Hier war ein relativ sicherer Ort und bei einem Wassereinbruch, hatte man eine etwas höhere Chance zu überleben, da das Wasser mehr Platz hatte. Trotzdem sollte es weiter vorne immer wieder damit Probleme geben, da Einbrüche oft verzögert erfolgten und so immer eine Gefahr darstellten.
Anschliessend wurde in der Mitte der Tunnel bis zur Sohle abgeteuft. Das heisst, man grub in der Mitte einen Graben der hinunter bis zum späteren Planum reichte. Von der Breite her war dieser Graben nicht viel grösser, als der Richtstollen. Man hatte zwar eine grössere Öffnung, jedoch konnte der Raum nicht optimal genutzt werden. Gerade beim Abtransport des Materials wurden die Arbeiten in diesem Bereich behindert.
Weiter gingen die Arbeiten mit dem abtragen der beiden seitlichen Strossen. Diese wurden zuerst auf der rechten und anschliessend auf der linken Seite abgetragen. Hier hätte man auf das Abtragen der zweiten Strosse verzichten können und ein einspuriger Betrieb wäre bereits möglich gewesen. Da jedoch der Vollausbau erfolgte, war nun der Tunnel fertig ausgebrochen. Jedoch waren die Arbeiten damit noch nicht getan.
Um einen sicheren Tunnel zu erreichen, musste das Gewölbe seitlich abgestützt werden. Dazu wurde beidseitig eine Mauerung erstellt. Auf dieser Mauerung stützte sich in der Folge das Gewölbe ab.
Wie diese Stützmauer und damit die Abstützung erfolgten, hing von der Beschaffenheit des Gesteins ab. In Zonen mit stabilem Material reichte eine einfache Mauerung aus. Der Boden des Tunnels wurde hier nicht weiter behandelt.
In Bereichen, wo hoher Bergdruck vorhanden war, wurde die Mauerung, wie das Gewölbe, verstärkt ausgeführt und die beiden seitlichen Mauern mit einem zusätzlichen Bodenelement abgefangen.
So konnte der Druck des Berges gut abgefangen und verteilt werden. Das Bodenelement verhinderte dabei lediglich, dass die beiden Wände unten nach innen wegrutschen und so der Tunnel einstürzen konnten. Eine Methode, die gut funktionierte.
Je nach Stärke des Bergdruckes wurden die Mauern dicker oder dünner ausgeführt. Maximal waren zwei seitlichen Mauern mit bis zu drei Metern Stärke vorhanden.
Auch das Bodenelement war in diesen Bereichen deutlich kräftiger auszuführen. Angewendet wurde diese sehr kräftige Lösung insbesondere im Bereich der Ursenenmulde, wo sehr hoher Bergdruck aufgetreten war und wo die meisten Unfälle zu beklagen waren.
Das Profil wurde daher dem Felsen angepasst und entsprechend ausgebaut. In stabilen Zonen beliess man es bei einer einfachen Mauerung zur Abstützung des Gewölbes. Hier kamen auch keine speziellen Bodenbereiche zur Anwendung.
Der Tunnel hatte daher eher ein rechteckiges Aussehen erhalten. In den Zonen mit hohem Bergdruck war jedoch ein rundliches Profil mit einem auf-geschütteten flachen Boden vorhanden.
Für die Mauerungen im Gotthardtunnel verwendete man auch eine neue Methode. Gerade in den Druckzonen wurde zur Verstärkung ein Gemisch aus Stein und einem Bindemittel, das Zement genannt wurde, verwendet. So wurde die Mauer gegenüber den bisherigen Lösungen kräftiger, so dass man dadurch senkrecht erstellte Wände einbauen konnte. In den Druckzonen wurde die Mauer zusätzlich verstärkt und der Tunnel auch gut abgedichtet.
Dieser Zement konnte in einem bei Luterbach erstellten Werk der Firma Portland bezogen werden. Zwar war Zement vorher bekannt, jedoch konnte sich das neue Produkt aus dem Kanton Solothurn bei der Qualität schon sehr früh hervorheben. Daher war der Zement aus der Schweiz für den Bau des Gotthardtunnels von sehr hoher Bedeutung. Letztlich steigerte jedoch dieser hervorragende Werkstoff auch den Preis für den Tunnel.
Aus den Bruchstücken der Sprengungen wurden die Mauersteine vor dem Tunnel erstellt und anschliessend wieder im Tunnel verbaut. Es erfolgte dadurch auch eine geringe Reduktion beim zu deponierenden Material aus dem Tunnel.
Der fertig erstellte Tunnel hatte einen Querschnitt von 45.1 m2 erhalten. Zusammen mit der Länge von 14 892 Metern kann der Ausbruch grob berechnet werden und betrug rund 670 000 m3 Gestein.
Diese Menge fiel auf beiden Seiten an und wurde für benötigte Aufschüttungen verwendet. In erster Linie wurden darauf Bahn-anlagen, wie die Bahnhöfe von Göschenen und Airolo erstellt. Jedoch auch andere Bereiche aufgeschüttet.
Bis zur Einführung der Lokomotiven, die mit Druckluft als Antrieb arbeiteten, verwendete man in diesem Bereich kleine Dampflokomotiven. Deren Rauch natürlich auch nicht zu einem angenehmen Klima im Tunnel verhalf.
Eine Besserung gab es erst nach dem Durchschlag. Wobei letztlich erst der fertige Tunnel die maximale Öffnung für die Lüftung bereitstellen konnte. Dabei erwartete man auch eine Abkühlung im Tunnel.
Die Temperaturen während dem Ausbruch stiegen auf bis zu 33°C an. In der eingesetzten natürlichen Luftströmung im Tunnel trat eine Kühlung ein. Bei Messungen im Jahre 1881 betrug der Wert jedoch immer noch 29,35°C und so sollte der Tunnel das ganze Jahr über kaum grosse Veränderungen erleben. Die natürliche Lüftung reichte deshalb lediglich für eine Reduktion von rund drei Grad, was nicht viel war.
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