Wer kann das Mariinski-Theater vor der Zerstörung retten?

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1805 wurde das erste Markscheidekunde-Lehrbuch in Russland "Praktische unterirdische Geometrie" veröffentlicht. Dies leistete einen wesentlichen Beitrag zur Gestaltung des Berufs. Ohne Markscheidekunde kann man sich 200 Jahre später weder die Erschließung von Mineralien noch den Bau von U-Bahn-Linien, Fußgängertunneln und Schächten vorstellen kann.

Bis zum 18. Jahrhundert war der Bergbau technisch ungenügend entwickelt. Das Erz wurde manuell mit Schaufeln und Hämmern abgebaut. Es wurde von Trägern auf dem Rücken oder durch von Pferden gezogene Traktion an die Oberfläche gebracht. Feste Felssteine wurden mit Feuer zerstört: sie wurden zuerst erhitzt und dann mit Wasser abgekühlt. Die Arbeitsbedingungen waren sehr äußerst schlecht - wegen der mangelnden frischen Luft und regelmäßiger Zusammenbrüche von den Schächten.

горные работы
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Mit der Entwicklung des Bergbaus gab es immer mehr Probleme. Das Sprengen beim Abbau (Gewinnungsschießen) erforderte gute Schutzausrüstung für Bergleute in Stößen und auch an der Oberfläche. Es bestand ein dringender Bedarf an Spezialisten, die Grenzen von Minenfeldern feststellen und den Abbau vermessen könnten, um diese Vermessungen mit der Vermessung der Oberfläche zu verknüpfen.

Im Bergbaukorps (heute ist es die Staatliche Bergbau-Universität Sankt Petersburg) gibt es seit dessen Gründung im Jahr 1773 eine Studiengang Markscheidekundeklasse. In den ersten Jahren nach der Errichtung von diesem Studiengang wurde das Studium und das Praktikum in diesem Bereich von der deutschen Schule beeinflusst. In dieser Hinsicht sei erwähnt, dass die älteste Bergbau-Universität der Welt - die Technische Universität Bergakademie Freiberg - 8 Jahre früher gegründet wurde als die erste technische Universität in unserem Land.

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Unsere Studierende wurden schon damals für das Studium nach Deutschland geschickt. Deutsche Spezialisten wurden wiederum eingeladen, bei den Bergbauunternehmen des Russischen Kaiserreiches zu arbeiten. Messinstrumente und Messgeräte wurden importiert.

Seit der Veröffentlichung des Lehrbuchs von Professor Alexei Maksimowitsch ersetzten russische Lehrbücher nach und nach ausländische Lehrbücher. Und 40 Jahre später haben russische Wissenschaftler nicht nur ihre deutschen Kollegen eingeholt, sondern sie auch übertroffen. 1847 veröffentlichte beispielsweise ein anderer Professor des Bergbaukorps Pjotr Olischew ein Lehrbuch "Markscheidekunde", wo erstmal die Verwendung von Theodolit in Untertageminen beschrieben wurde. Dies empörte die Deutschen, die versuchten, den Vorrang der Russen zu bestreiten. Letztendlich mussten sie es aber als Tatsache akzeptieren, denn der erste Markscheidekundelehrbuch in Deutschland nur einige Jahre später veröffentlicht wurde.

Einige Jahrhunderte zuvor wurden im Untertagebau ein Magnetkompass, ein Halbkreis, die einfachsten linearen Messungen und Vermessungskerben verwendet. Unter Berücksichtigung des damaligen Niveaus der Bergbauproduktion waren diese Instrumente und Geräte mehr als ausreichend. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts mit der Steigerung von Gewinnungsvolumina wurden die Anforderungen an die Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Vermessungsgeräten und Vermessungsmethoden strenger. Besonders schwierige Minenvermessungen wurden in Kohlengruben durchgeführt, die immer tiefer wurden und sich über große Gebiete ausbreiteten.

Vor der Revolution in Russland spielten Markscheider, die bei dem öffentlichen Dienst angestellt waren, eine große Rolle in der Wirtschaft des Landes (laut der Rangtabelle war ein Markscheider Stabsoffizier der IX. Klasse). Die Unternehmen waren Privateigentum, und die Bergbauabteilung, die daran interessiert war, dass die Lagerstätten auf die effizienteste Weise erschlossen wurden, sandte ihre Inspektoren dorthin. Das heißt, örtliche Markscheider waren den Eigentümern von Bergbauunternehmen untergeordnet. Die Arbeit der Bergbauunternehmen wurde wiederum von öffentlichen Markscheidern kontrolliert.

Nach 1917 wurde das System der "zaristischen" Markscheider vielfach kritisiert. Und erst 1932 wurde dieses System nach dem Ersten Allrussischen Kongress der Markscheider auf die neue, nicht kapitalistische Realität umgestellt. Einige von den Dienstpflichten der öffentlichen Markscheider wurden der Bergbau-Überwachungsbehörde "Gosgortechnadzor" übertragen (heute gehört sie zur Behörde für die technische Überwachung "Rostechnadzor"). Die Markscheidedienste wurden Teil von Minen, Gruben und Bergwerken.

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Die Markscheider verloren ihre Unabhängigkeit, was zu negativen Folgen führte. Einerseits waren sie dem Vorstand der Bergbauindustrie untergeordnet. Andererseits mussten die Markscheider die Erschließung der Bodenschätze überwachen und waren in der Tat "das Auge des Kaisers". Sie gaben und nach wie vor geben verbindliche Anordnungen und halten sie in einem speziellen Dokument fest – im Buch der Markscheideranweisungen. Die Aufsichtsbehörde Gosgortechnadzor (Rostechnadzor) kontrolliert, ob die im Buch enthaltenen Anweisungen beobachtet werden. Die Bescheinigungen über die Erfüllung der geplanten Indikatoren werden nach wie vor von einem Markscheider unterzeichnet, der Bergbauvermessungen durchführt und mit dem Plan vergleicht. Alles, was sich vom Plan unterscheidet, wird den entsprechenden Behörden bekannt gegeben − beispielsweise die Überschreitung des zulässigen Prozentsatzes der Verluste. Damals drohten solche Unterschiede einem Unternehmen mit Verweisen, Amtsenthebung des Vorstands und mit dem Entzug von Prämien im gesamten Werk, heute − mit Geldstrafen der Steuerbehörden oder mit dem Lizenzwiderruf. Anders gesagt, um diese Schwierigkeiten zu überwinden, braucht man genug Durchhaltevermögen.

Übrigens wurde auf jenem allrussischen Kongress der Markscheider beschlossen, die Zentralforschungsstelle für Markscheidekunde einzurichten, deren Hauptpersonal aus den Wissenschaftlern der Staatlichen Bergbau-Universität Sankt Petersburg bestand... Im Laufe der Zeit entwickelte sich die Forschungsstelle zum All-Union-Forschungsinstitut für Bergbaugeomechanik und Markscheidekunde. Das Institut war als eines der führenden Bergbauinstitute des Landes anerkannt. Dessen Mitarbeiter waren in strategisch wichtigen Bereichen für die Entwicklung der Branche tätig. Z.B. machten sie schon in den ersten Jahrzehnten nach der Gründung des Forschungsinstitutes mehrere revolutionäre wissenschaftliche Entdeckungen: sie entwickelten grundlegende Methoden zur Vorhersage der Schlaggefahr, zur Verhinderung von Gebirgsschlägen in Bergwerken und Minen sowie zur Kontrolle des Gesteinsdrucks. Die Verwendung von diesen Methoden verringerte dramatisch die Zahl der Unfallsopfer bei der Gewinnung von Mineralien erheblich verringert. Darüber hinaus entwickelten Wissenschaftler im Forschungsinstitut eine Methode zur Modellierung von Abbauorten unter Verwendung gleichwertiger Materialien im Labor. Anhand der Methode wurden mögliche Entwicklungswege von Bergbau genau untersucht und geplant.

Neben dem Mineral- UND Rohstoffsektor wurde die Markscheidekunde beim Bau der U-Bahn eingesetzt. In Moskau begann der U-Bahn-Bau in den 1930er Jahren, in Leningrad − Anfang 1940er Jahre. Der Ausbruch des Großen Vaterländischen Krieges unterbrach aber diesen Prozess. Bergbauingenieure mussten sich direkt oder indirekt mit der Verteidigung beschäftigen. Man brauchte sie dringend sowohl im Rücken als auch an der Front.

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Markscheider dienten also in der Beobachtungsbatterie. Deren Hauptaufgaben waren die meteorologische Unterstützung und die Bestimmung von Zielkoordinaten in der Stationierung von feindlichen Truppen. Oder einfacher gesagt: sie mussten es möglichst schnell herausfinden, mit welchen Waffen und woher man Leningrad beschoss.

Am häufigsten wurde die klassische Methode von einer eckigen Vermessungskerbe verwendet. Die feindliche Artillerie war in der Nähe von Krasnoje Selo stationiert, und die Deutschen bewegten sie ständig, da aufgrund eines Blitzlichtes nach einer Attacke war der Stationierungsort leicht zu entdecken. Dies war jedoch nicht immer der Fall – manchmal mischten sich die Wetterbedingungen ein. Womit beschäftigten sich unsere Markscheider und Feldmesser? Nachts passten sie von zwei Punkten aus auf Blitzlichte. Bemerkten sie ein Blitzlicht, richteten sie darauf Theodoliten und andere Geräte. Dann vermaßen sie die Winkel und die Stecke zum Orientierungspunkt, verglichen ihre Daten und erhielten durch den Schnittpunkt der Strahlen mit höchster Genauigkeit die Koordinaten der deutschen Kanonen. Tatsächlich wurde ein klassisches geodätisches Problem gelöst. Schnelles Vorgehen und Reagieren ermöglichte es, feindliche Batterien zu schießen, bevor sie sich bewegten. Die Koordination von Radar- und Feuerbatterien der Flugabwehrartillerie wurde unter anderen von Professor aus dem Fachbereich für Markscheidekunde an der Staatlichen Bergbau-Universität Sankt Petersburg Iwan Uschakow und Professor für Geodäsie Spiridon Korobkow durchgeführt. Der Letzte wurde für die Entwicklung einer vereinfachten Methode zur Berechnung der Winkelkerbe mit dem Orden des Roten Sterns ausgezeichnet.

Zu dieser Zeit gab es im Land 5 bergbautechnische Universitäten. Die Spezialisten wurden an den Universitäten in Dnepropetrowsk, Moskau, Swerdlowsk und Krivoj Rog vorbereitet. Leningrad blieb aber der Hauptstandort für die Entwicklung der wissenschaftlichen Schule für Markscheidekunde.

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© Форпост Северо-Запад / Музей маркшейдерского дела

Heute stehen hier sowohl gesammelte Erfahrungen als auch die neuesten Trends der Branche zur Verfügung. In der Nähe des Museums für Markscheidekunde setzen Studierende ihre Kenntnisse auf einem modernen Minenvermessungs- und geodätischen Testgelände sowie im neu eingerichteten Labor in die Praxis um. 1950 entwickelten und testeten Absolventen der Universität ein einzigartiges Gerät - Vermessungskreiselkompass "M-1" mit einem Gewicht von 600 kg, der es ermöglichte, die Kreiselorientierung von Bergwerken in Donbass, Krivoj Rog und Kusbass durchzuführen.

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© Форпост Северо-Запад

Derzeit haben Studenten und das Universitätspersonal die Möglichkeit, beim Studium bzw. in der Forschung und Vertragsarbeit den weltgenauesten Kreiselkompass "Gyromat 3000" zu benutzen. In St. Petersburg gibt es nur einen Kreiselkompass, in Moskau gibt es mehrere. Bei Bedarf wenden sich Unternehmen direkt an die Universität, die das Gerät zur Verfügung stellen kann. Zum Beispiel wurde es 2016 beim Bau eines U-Bahn-Abschnitts zwischen den Stationen Primorskaja und Begowaja verwendet.

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Ein ebenso interessantes Projekt, woran Markscheider beteiligt waren, war die Renovierung vom Mariinski-Theater. Die Verwaltung des Kulturerbes beschwerte sich wiederholt über das deutliche Absinken des Fußbodens im Gebäude (um 12 cm!) und über die Risse an den Wänden und führten dies auf den Bau der U-Bahn-Station Teatralnaja in der Nähe zurück. Als Intendant und Generaldirektor des Mariinski-Theaters Waleri Gergijew direkt vor seinem Büro ein Loch im Boden entdeckte, war die Geduld erschöpft.

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© Из архива экспертов Горного университета

Es sei erwähnt, dass der Bau der U-Bahn-Station im Jahr 2015 begann. Es wird geplant, die Station 2024 in Betrieb zu nehmen. Der U-Bahn-Ausgang soll sich entweder direkt auf dem Teatralnaja-Platz befinden oder an der Ecke vom Lermontowski Prospekt und der Dekabristow Straße.

"Die erste Absenkungen der Oberfläche, die so hoch wie die Wände des historischen Gebäudes waren, begann im Jahr 2017, aufzutreten, als der vertikale Schacht von Mine Nr. 574, Grubenbaue und der erste Tunnel schon gebaut worden waren. Die Absenkungen waren unbedeutend und konnten das Theatergebäude nicht wesentlich beschädigen. Der Bau entwickelte sich allmählich - die meisten Vorbereitungsarbeiten wurden durchgeführt, und einige davon direkt unter dem Mariinski-Theater. Im Jahr 2020 wurde auf der Kreuzung der Matwejew Gasse und der Dekabristow Straße der Bau des Tunnels vom Hauptbahnhof begonnen. Im Sommer war die Absenkung so groß, dass man musste das Gebäude vor der Verformung schützen. Allmählich wurden im Inneren des Theaters neue Risse bemerkt, die alte Risse wurden dabei immer größer", sagt Dozent für Markscheidekunde an der Staatlichen Bergbau-Universität Sankt Petersburg Ewgeni Wolochow.

Das Komitee für die Entwicklung der Verkehrsinfrastruktur wandte sich an die Markscheider an der Staatlichen Bergbau-Universität Sankt Petersburg und bat sie, sich mit dem Problem zu beschäftigen. An der Universität wurde eine Expertengruppe dafür gebildet.

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Ewgeni Wolochow, der sich diesem Arbeitsteam anschloss, hatte folgende Aufgaben zu erfüllen: die Situation mit dem Bau von der Station Teatralnaja als Bergbauspezialist zu analysieren bzw. zu bestimmen, ob der Bau das Theatergebäude beschädigen haben konnte und wie stark der Schaden denn war. Um die Untersuchung zu beschleunigen, rief Intendant des Hauptopernhauses des Landes persönlich Rektor der Staatlichen Bergbau-Universität Sankt Petersburg Wladimir Litwinenko an. Im Gespräch äußerte Gergijew seine Besorgnis und bat den Rektor, die Situation bis zum Ende des Untergrundbaus selbst zu kontrollieren.

Der Bau wurde von einer Moskauer Projektierungsbetrieb durchgeführt. Zunächst befasste sich der Betrieb mit geodätischer Überwachung der Verformungen, ohne die Beobachtungen zu interpretieren. Das Interpretieren erfordert höhere Kompetenzen, wobei man erforscht, wie die Tunnels heute und in Zukunft die naheliegenden Gebäude beeinflussen. Wissenschaftler führte eine Untersuchung bzw. eine ausführliche Analyse der Situation durch, zogen Schlussfolgerungen und identifizierten reale Risiken.

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"Es wurde festgestellt, dass die Bergbaubetriebe unter dem Teatralnaja-Platz einen eindeutigen Einfluss auf das Mariinski-Theater hatten. Dies wurde sowohl durch auswertende Berechnungen als auch durch Überwachungsdaten bestätigt. Und obwohl das Ausmaß des Einflusses für September 2020 nicht gefährlich war, was die Tragfähigkeit der Strukturelemente des Gebäudes angeht, zeigte die Prognose der Oberflächenabsenkungen mit dem weiteren Bau Risiken, die zulässigen Verformungen des Gebäudes zu überschreiten. Darüber hinaus identifizierte die Studie globale Lücken im Rechtsrahmen für den Schutz von Gebäuden und Bauwerken während des Untergrundbaus in Russland. Es gab keine speziellen Dokumente zu diesem Thema, die Kriterien für die Bewertung der Auswirkungen wurden nicht festgelegt, und die Maßnahmen zum Schutz von Gebäuden vor Verformungen wurden nicht genehmigt. Die bekannten Ansätze, die in der Minenvermessung traditionell verwendet wurden, sind heute nicht mehr verwendbar. Das heißt, der Schutz von Gebäuden ist in der Tat nicht geregelt", betont Ewgeni Volochow.

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Universitätsforscher haben Empfehlungen entwickelt, um das im 19. Jahrhundert gebaute Theatergebäude zu schützen. Es geht um die Verwendung von Bergbautechnologien, den Ausschluss einiger Elemente des unterirdischen Komplexes und um die teilweisen Änderungen von der Verformungsüberwachung. Sowohl Metrostroj als auch das Komitee für die Entwicklung der Verkehrsinfrastruktur haben diese Maßnahmen gebilligt und sollen deren Umsetzung kontrollieren. Darüber hinaus überwachen die Universitätsfachleute weiter den Bergbau und die Entwicklung von den Oberflächenverformungen. Die Markscheider haben "Schmerzpunkte" identifiziert, die eine besondere Überwachung erfordern, was die Grubenbaue und Gesteinsmasse an der Oberfläche und in den Gebäudestrukturen anbelangt. Sie haben Methoden zur Kontrolle, Beobachtung und Dateninterpretation entwickelt.

Das Ausmaß der Verformungen an der Oberfläche des alten Theatergebäudes stimmt mit der von der Universität aktualisierten Prognose überein, und im Bereich des Hauptbaus der U-Bahn-Stationen sind die Werte sogar deutlich niedriger als vorhergesagt. Dies zeigt die Wirksamkeit der getroffenen Maßnahmen. Aber bis zum Abschluss der Bergbau-, Bau- und Installationsarbeiten an der Station Teatralnaja (Der Bau soll Ende 2021 - Anfang 2022 enden) sollen die Markscheider dieses Projekt im Auge behalten...