Das FAIR-Projekt: Ein Überblick
Vor den Toren Darmstadts entsteht im Stadtteil Wixhausen ein internationales Forschungsvorhaben namens FAIR. Ziel ist es, das Universum im Labor nachzubilden. Bis zu 3.000 Forscher aus rund 50 Ländern sollen durch die Beschleunigung von Elementarteilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit neue Erkenntnisse über die Struktur von Materie und die Entwicklung des Universums gewinnen. Diese Forschung soll zur Weiterentwicklung von Informationstechnologie, Supraleitungstechnik sowie der Krebsforschung und -therapie beitragen.
Die Anlage zur Forschung von Antiprotonen und Ionen wird zusammen mit 20 Beschleuniger- und Experimentierbauwerken, Laboren, Betriebs- und Versorgungsbauwerken auf einer Fläche von 150.000 Quadratmetern am bestehenden GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung errichtet.
Herzstück der Anlage: Der Ringbeschleuniger SIS100
Das zentrale Element von FAIR ist der Ringbeschleuniger SIS100. Für diesen wurde ein unterirdischer Ringtunnel mit einer Länge von 1,1 Kilometern, einer Tiefe von bis zu 24 Metern und einer Breite von 40 Metern gebaut. Die Baugrube für dieses Vorhaben umfasste nahezu eine Million Kubikmeter Aushub. Nach der Wiederverfüllung ist der Ringtunnel oberirdisch nicht mehr sichtbar. Der Rohbau ist abgeschlossen, der Ringschluss der Tunnelanlage und die Betonnage der letzten Tunneldecke sind erfolgt.
Seit 2024 werden Hightech-Komponenten wie tonnenschwere Dipol-Magnete eingebaut. Diese sollen bei den späteren Experimenten die Teilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigen und auf ihrer Bahn halten. Der SIS100 ist Teil eines umfassenden Anlagenkomplexes, der über den eigentlichen Beschleunigertunnel hinausgeht. Mehrere Versorgungstunnel wurden errichtet, um Leitungen für Strom und Daten, Platz für Netzgeräte und Möglichkeiten zur Kontrolle der Ionenstrahlqualität aufzunehmen.
Zusätzlich entstanden ein Transfergebäude als zentraler Knotenpunkt der Strahlführung sowie weitere technische Infrastruktur. Betriebs- und Versorgungsgebäude sowie Experimentierstationen ergänzen den Anlagenkomplex, der teils 17 Meter unter der Erde und bis zu 20 Meter über dem Boden gebaut wurde und sich noch im Ausbau befindet.
Dimensionen eines Großprojekts
Die bauliche Dimension des Projekts, insbesondere hinsichtlich der Massen- und Materialbewegungen von Sand, Kies und Boden, ist auch für Großprojekte außergewöhnlich. Für FAIR müssen zwei Millionen Kubikmeter Erde bewegt werden, was dem Volumen für rund 5.000 Einfamilienhäuser entspricht. Bis zu 600.000 Kubikmeter Beton wurden verbaut, was dem achtfachen Volumen des Fußballstadions von Eintracht Frankfurt gleichkommt. Zudem wurden 65.000 Tonnen Stahl eingesetzt, eine Menge, die neunmal für den Nachbau des Pariser Eiffelturms ausreichen würde.
In Spitzenzeiten arbeiteten täglich über tausend Personen auf der Baustelle. Die Komplexität der Arbeiten erforderte eine enge Abstimmung und Zusammenarbeit der Teams und Gewerke aus Hoch-, Tief- und Ingenieurbau sowie Wissenschaft und Forschung. Auch die Baustellenlogistik, mit täglich dreistelligen Lkw-Verkehren, erforderte eine präzise Koordination.
Die Tiefbauarbeiten wurden federführend von Züblin Spezialtiefbau in einer Arbeitsgemeinschaft durchgeführt. Dies umfasste die Herstellung von Baugruben inklusive Verbauarbeiten, Wasserhaltung und Gründungspfählen im nördlichen Baufeld. Tilman Prast, Strabag Projektleiter vom Unternehmensbereich Verkehrswegebau Deutschland, Direktion Mitte-West, koordiniert seit 2017 mit seinem Team den Erd- und Leitungsbau, der von der Strabag AG und dem Bereich Rhein-Main-Neckar verantwortet wird.
Während der Hochphase der Bauaktivitäten waren rund 20 Bauleiter, Terminplaner, Arbeitsvorbereiter und Kalkulatoren vor Ort. Das Projekt erfordert technisches Know-how, Ausdauer, Präzision und Weitblick über Jahre hinweg. Eine Bauzeit von acht Jahren bedeutet, flexibel auf technische Entwicklungen, neue Anforderungen, Wünsche des Auftraggebers und externe Einflüsse reagieren zu können.
Erd-, Leitungs- und Maschinenlogistik im Dauereinsatz
Der Baukonzern Strabag verantwortet zusammen mit Züblin rund zwölf Gebäude sowie verschiedene unterirdische Anlagen zur Strahlführung und Experimentiergebäude. Diese wurden im Zuge des erweiterten Rohbaus rund um den Anlagebereich Süd errichtet. Bislang wurden 200.000 Kubikmeter Aushub für Baugruben und Leitungstrassen bewegt. Insbesondere der Rohrleitungsbau stellte aufgrund der Menge an Kabelleerrohren sowie der Ver- und Entsorgungsleitungen hohe Anforderungen.
Die Dimensionen umfassen 2.000 Meter erdverlegte Lüftungsleitungen von DN 800 bis DN 2000, 44.000 Meter erdverlegte Kabelleerrohre mit Kabelzugschächten sowie 2.000 Meter Ver- und Entsorgungsleitungen mit zugehörigen Schachtbauwerken. Ein präzises 3D-Modell war für die Umsetzung dieser Arbeiten erforderlich.
Für die Rückverfüllung werden 65.000 Kubikmeter Material wieder eingebracht. Die Geländemodellierung beansprucht 120.000 Kubikmeter Material, wobei ebenfalls eine 3D-Steuerung zum Einsatz kommt. Eine Cat Raupe D6N bearbeitet das Geländeprofil und unterstützt beim Anlegen eines Versickerungsbeckens mit einer Fläche von 70.000 Quadratmetern.
Für die Bewältigung der Arbeiten ist eine große Anzahl an Baumaschinen im Einsatz. An manchen Tagen wurden im Schnitt bis zu 4.000 Kubikmeter Massen bewegt und verladen. In Spitzenzeiten waren weit über 15 Cat Baumaschinen zwischen fünf und 50 Tonnen vor Ort. Der Maschineneinsatz wird vom Service- und Dienstleistungsbetrieb BMTI für die operativen Einheiten auf der Strabag Baustelle disponiert. Die Verfügbarkeit der Maschinentechnik wird in Abstimmung mit dem Zeppelin Konzernkundenbereich und dem Service der Zeppelin Niederlassung Hanau sichergestellt.
Ein Fokus liegt auf bodenschonendem Arbeiten. Der Erdaushub aus schluffigen Fein- und Mittelsanden mit kiesigen und tonigen Anteilen wurde getrennt und auf Zwischenlager aufgehaldet. Dieses Material wird weiterhin wieder eingebaut. Die fünf Bodenmieten erreichten eine Höhe von bis zu 20 Metern und eine Gesamtlagerkapazität von 1,2 Millionen Kubikmetern. Im Materiallager Süd mit einem Volumen von 280.000 Kubikmetern ist ein Cat Kettenbagger 336 der neuesten Generation im Einsatz, um Material zu lösen und zu verladen.
Für den fachgerechten Wiedereinbau gelten strenge Vorgaben. Ein Cat Kettenbagger 323 mit 18 Meter langem Longreach-Ausleger trägt den Boden Schicht für Schicht auf. Ziel ist es, den gesamten Aushub wieder einzubringen, sodass nichts davon übrig bleibt, wenn die ersten Experimente im Jahr 2027 starten.