Bundesgericht
Tribunal fédéral
Tribunale federale
Tribunal federal

1C 104/2017

Urteil vom 25. Juni 2018

I. öffentlich-rechtliche Abteilung

Besetzung
Bundesrichter Merkli, Präsident,
Bundesrichter Karlen, Eusebio, Chaix, Kneubühler,
Gerichtsschreiber Kessler Coendet.

Verfahrensbeteiligte
IG Neat Zug,
Beschwerdeführerin,

gegen

Schweizerische Bundesbahnen SBB AG, Infrastruktur Recht, Vulkanplatz 11, Postfach, 8048 Zürich,
Beschwerdegegnerin,

Bundesamt für Verkehr (BAV),
Abteilung Infrastruktur, 3003 Bern.

Gegenstand
Plangenehmigung ZEB Infrastrukturmassnahmen Zugersee Ost,

Beschwerde gegen das Urteil des Bundesverwaltungsgerichts, Abteilung I,
vom 10. Januar 2017 (A-6015/2015).

Sachverhalt:

A.
Das Bundesamt für Verkehr (BAV) erteilte der Schweizerische Bundesbahnen SBB AG (SBB) am 17. August 2015, unter Auflagen und Vorbehalten, die Plangenehmigung für das Bahnprojekt "Infrastrukturmassnahmen Zugersee Ost". Dieses besteht aus vier Teilprojekten (TP) :

- TP 1: Doppelspur Walchwil,
- TP 2: Substanzerhalt Tunnel Zug-Arth-Goldau,
- TP 3: Substanzerhalt Kunstbauten/Fahrbahn Zug-Arth-Goldau,
- TP 4: Sicherheitsmassnahmen Naturgefahren Zug-Arth-Goldau.

Bei der Projektauflage hatte unter anderem der Verein "Interessengemeinschaft (IG) Neat Zug" Einsprache erhoben. Das BAV wies in der Verfügung vom 17. August 2015 diese Einsprache im Wesentlichen als unbegründet ab; auf das damit verbundene enteignungsrechtliche Entschädigungsbegehren trat das BAV nicht ein.

B.
Die IG Neat Zug zog den Plangenehmigungsentscheid an das Bundesverwaltungsgericht weiter. Dieses wies die Beschwerde mit Urteil vom 10. Januar 2017 ab, soweit es darauf eintrat.

C.
Gegen das Urteil des Bundesverwaltungsgerichts erhebt die IG Neat Zug am 20. Februar 2017 Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten an das Bundesgericht. Sie beantragt die Aufhebung des angefochtenen Urteils und zur Hauptsache die Nichterteilung der Plangenehmigung. Eventualiter sei die Angelegenheit zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen.
Die SBB und das BAV beantragen, die Beschwerde sei abzuweisen, soweit darauf einzutreten sei. Das Bundesverwaltungsgericht hat Verzicht auf eine Vernehmlassung erklärt. Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) erachtet die Plangenehmigung in seiner Vernehmlassung als mit der Umweltschutzgesetzgebung des Bundes konform.

D.
Der Präsident der I. öffentlich-rechtlichen Abteilung hat der Beschwerde mit Verfügung vom 14. März 2017 aufschiebende Wirkung zuerkannt.

E.
Die IG Neat Zug hält in der Replik vom 12. August 2017 an der Beschwerde fest und präzisiert bzw. ergänzt die Eventualanträge, die als Auflagen zum Rückweisungsantrag formuliert sind. Die SBB, das BAV und das Bundesverwaltungsgericht verzichten auf Gegenbemerkungen.
Am 17. Oktober 2017 gibt die IG Neat Zug unaufgefordert ein neues, deutsches Lärmgutachten zur Berücksichtigung eines Maximalpegelkriteriums bei der Beurteilung von Schienenverkehrslärm in der Nacht sowie weitere Unterlagen zu den Akten. Am 27. Oktober 2017 reicht die IG Neat Zug einen Nachtrag zu dieser Thematik ein. Das BAFU äussert sich mit Schreiben vom 27. Oktober 2017 zu Vorbringen der Beschwerdeführerin.
Daraufhin ist den Verfahrensbeteiligten erneut Gelegenheit zur wechselseitigen Stellungnahme gegeben worden. Die SBB und das BAV schliessen sich in ihren Vernehmlassungen den Ausführungen des BAFU vom 27. Oktober 2017 an und verzichten auf eine Stellungnahme zu den Eingaben der IG Neat Zug. Das Bundesverwaltungsgericht verzichtet wiederum auf Vernehmlassung. Die IG Neat Zug lässt sich mit Eingabe vom 23. November 2017 zum Schreiben des BAFU vom 27. Oktober 2017 vernehmen.

F.
Am 27. Dezember 2017 reicht die IG Neat Zug dem Bundesgericht ein weiteres Schreiben ein und beantragt Akteneinsicht. Daraufhin haben die zur Stellungnahme eingeladenen SBB und BAV grundsätzliche Bedenken gegen die Gewährung der Akteneinsicht geäussert, aber keine konkreten öffentlichen oder privaten Geheimhaltungsinteressen an einzelnen Aktenstücken geltend gemacht.
Der Instruktionsrichter im bundesgerichtlichen Verfahren hat dem Akteneinsichtsgesuch mit Verfügung vom 2. März 2018 dahingehend entsprochen, dass Einsicht in die gesamten beim Bundesgericht befindlichen Verfahrensakten gewährt wird. Zudem wird der Beschwerdeführerin mit dieser Verfügung Frist für eine allfällige Stellungnahme im Nachgang zur Akteneinsicht angesetzt.
Die Akteneinsicht hat am 23. März 2018 stattgefunden. Im Nachgang hält die IG Neat Zug mit Eingaben vom 31. März 2018 und vom 16. April 2018 an der Beschwerde fest und ergänzt bzw. präzisiert nochmals die Eventualanträge im Rahmen des Rückweisungsantrags.
Nach Ablauf der vom Instruktionsrichter angesetzten Äusserungsfrist reicht die IG Neat Zug am 3. Juni 2018 eine zusätzliche Eingabe ein.

Erwägungen:

1. Eintreten

1.1. Angefochten ist ein Endentscheid des Bundesverwaltungsgerichts in einer öffentlich-rechtlichen Angelegenheit (Art. 82 lit. a
SR 173.110 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesgericht (Bundesgerichtsgesetz, BGG) - Bundesgerichtsgesetz
BGG Art. 82 Grundsatz - Das Bundesgericht beurteilt Beschwerden:
a  gegen Entscheide in Angelegenheiten des öffentlichen Rechts;
b  gegen kantonale Erlasse;
c  betreffend die politische Stimmberechtigung der Bürger und Bürgerinnen sowie betreffend Volkswahlen und -abstimmungen.
, Art. 86 Abs. 1 lit. a
SR 173.110 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesgericht (Bundesgerichtsgesetz, BGG) - Bundesgerichtsgesetz
BGG Art. 86 Vorinstanzen im Allgemeinen - 1 Die Beschwerde ist zulässig gegen Entscheide:
1    Die Beschwerde ist zulässig gegen Entscheide:
a  des Bundesverwaltungsgerichts;
b  des Bundesstrafgerichts;
c  der unabhängigen Beschwerdeinstanz für Radio und Fernsehen;
d  letzter kantonaler Instanzen, sofern nicht die Beschwerde an das Bundesverwaltungsgericht zulässig ist.
2    Die Kantone setzen als unmittelbare Vorinstanzen des Bundesgerichts obere Gerichte ein, soweit nicht nach einem anderen Bundesgesetz Entscheide anderer richterlicher Behörden der Beschwerde an das Bundesgericht unterliegen.
3    Für Entscheide mit vorwiegend politischem Charakter können die Kantone anstelle eines Gerichts eine andere Behörde als unmittelbare Vorinstanz des Bundesgerichts einsetzen.
und Art. 90
SR 173.110 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesgericht (Bundesgerichtsgesetz, BGG) - Bundesgerichtsgesetz
BGG Art. 90 Endentscheide - Die Beschwerde ist zulässig gegen Entscheide, die das Verfahren abschliessen.
BGG). Ein Ausschlussgrund nach Art. 83
SR 173.110 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesgericht (Bundesgerichtsgesetz, BGG) - Bundesgerichtsgesetz
BGG Art. 83 Ausnahmen - Die Beschwerde ist unzulässig gegen:
a  Entscheide auf dem Gebiet der inneren oder äusseren Sicherheit des Landes, der Neutralität, des diplomatischen Schutzes und der übrigen auswärtigen Angelegenheiten, soweit das Völkerrecht nicht einen Anspruch auf gerichtliche Beurteilung einräumt;
b  Entscheide über die ordentliche Einbürgerung;
c  Entscheide auf dem Gebiet des Ausländerrechts betreffend:
c1  die Einreise,
c2  Bewilligungen, auf die weder das Bundesrecht noch das Völkerrecht einen Anspruch einräumt,
c3  die vorläufige Aufnahme,
c4  die Ausweisung gestützt auf Artikel 121 Absatz 2 der Bundesverfassung und die Wegweisung,
c5  Abweichungen von den Zulassungsvoraussetzungen,
c6  die Verlängerung der Grenzgängerbewilligung, den Kantonswechsel, den Stellenwechsel von Personen mit Grenzgängerbewilligung sowie die Erteilung von Reisepapieren an schriftenlose Ausländerinnen und Ausländer;
d  Entscheide auf dem Gebiet des Asyls, die:
d1  vom Bundesverwaltungsgericht getroffen worden sind, ausser sie betreffen Personen, gegen die ein Auslieferungsersuchen des Staates vorliegt, vor welchem sie Schutz suchen,
d2  von einer kantonalen Vorinstanz getroffen worden sind und eine Bewilligung betreffen, auf die weder das Bundesrecht noch das Völkerrecht einen Anspruch einräumt;
e  Entscheide über die Verweigerung der Ermächtigung zur Strafverfolgung von Behördenmitgliedern oder von Bundespersonal;
f  Entscheide auf dem Gebiet der öffentlichen Beschaffungen, wenn:
fbis  Entscheide des Bundesverwaltungsgerichts über Verfügungen nach Artikel 32i des Personenbeförderungsgesetzes vom 20. März 200963;
f1  sich keine Rechtsfrage von grundsätzlicher Bedeutung stellt; vorbehalten bleiben Beschwerden gegen Beschaffungen des Bundesverwaltungsgerichts, des Bundesstrafgerichts, des Bundespatentgerichts, der Bundesanwaltschaft sowie der oberen kantonalen Gerichtsinstanzen, oder
f2  der geschätzte Wert des zu vergebenden Auftrags den massgebenden Schwellenwert nach Artikel 52 Absatz 1 in Verbindung mit Anhang 4 Ziffer 2 des Bundesgesetzes vom 21. Juni 201961 über das öffentliche Beschaffungswesen nicht erreicht;
g  Entscheide auf dem Gebiet der öffentlich-rechtlichen Arbeitsverhältnisse, wenn sie eine nicht vermögensrechtliche Angelegenheit, nicht aber die Gleichstellung der Geschlechter betreffen;
h  Entscheide auf dem Gebiet der internationalen Amtshilfe, mit Ausnahme der Amtshilfe in Steuersachen;
i  Entscheide auf dem Gebiet des Militär-, Zivil- und Zivilschutzdienstes;
j  Entscheide auf dem Gebiet der wirtschaftlichen Landesversorgung, die bei schweren Mangellagen getroffen worden sind;
k  Entscheide betreffend Subventionen, auf die kein Anspruch besteht;
l  Entscheide über die Zollveranlagung, wenn diese auf Grund der Tarifierung oder des Gewichts der Ware erfolgt;
m  Entscheide über die Stundung oder den Erlass von Abgaben; in Abweichung davon ist die Beschwerde zulässig gegen Entscheide über den Erlass der direkten Bundessteuer oder der kantonalen oder kommunalen Einkommens- und Gewinnsteuer, wenn sich eine Rechtsfrage von grundsätzlicher Bedeutung stellt oder es sich aus anderen Gründen um einen besonders bedeutenden Fall handelt;
n  Entscheide auf dem Gebiet der Kernenergie betreffend:
n1  das Erfordernis einer Freigabe oder der Änderung einer Bewilligung oder Verfügung,
n2  die Genehmigung eines Plans für Rückstellungen für die vor Ausserbetriebnahme einer Kernanlage anfallenden Entsorgungskosten,
n3  Freigaben;
o  Entscheide über die Typengenehmigung von Fahrzeugen auf dem Gebiet des Strassenverkehrs;
p  Entscheide des Bundesverwaltungsgerichts auf dem Gebiet des Fernmeldeverkehrs, des Radios und des Fernsehens sowie der Post betreffend:68
p1  Konzessionen, die Gegenstand einer öffentlichen Ausschreibung waren,
p2  Streitigkeiten nach Artikel 11a des Fernmeldegesetzes vom 30. April 199769,
p3  Streitigkeiten nach Artikel 8 des Postgesetzes vom 17. Dezember 201071;
q  Entscheide auf dem Gebiet der Transplantationsmedizin betreffend:
q1  die Aufnahme in die Warteliste,
q2  die Zuteilung von Organen;
r  Entscheide auf dem Gebiet der Krankenversicherung, die das Bundesverwaltungsgericht gestützt auf Artikel 3472 des Verwaltungsgerichtsgesetzes vom 17. Juni 200573 (VGG) getroffen hat;
s  Entscheide auf dem Gebiet der Landwirtschaft betreffend:
s1  ...
s2  die Abgrenzung der Zonen im Rahmen des Produktionskatasters;
t  Entscheide über das Ergebnis von Prüfungen und anderen Fähigkeitsbewertungen, namentlich auf den Gebieten der Schule, der Weiterbildung und der Berufsausübung;
u  Entscheide auf dem Gebiet der öffentlichen Kaufangebote (Art. 125-141 des Finanzmarktinfrastrukturgesetzes vom 19. Juni 201576);
v  Entscheide des Bundesverwaltungsgerichts über Meinungsverschiedenheiten zwischen Behörden in der innerstaatlichen Amts- und Rechtshilfe;
w  Entscheide auf dem Gebiet des Elektrizitätsrechts betreffend die Plangenehmigung von Starkstromanlagen und Schwachstromanlagen und die Entscheide auf diesem Gebiet betreffend Enteignung der für den Bau oder Betrieb solcher Anlagen notwendigen Rechte, wenn sich keine Rechtsfrage von grundsätzlicher Bedeutung stellt;
x  Entscheide betreffend die Gewährung von Solidaritätsbeiträgen nach dem Bundesgesetz vom 30. September 201680 über die Aufarbeitung der fürsorgerischen Zwangsmassnahmen und Fremdplatzierungen vor 1981, ausser wenn sich eine Rechtsfrage von grundsätzlicher Bedeutung stellt oder aus anderen Gründen ein besonders bedeutender Fall vorliegt;
y  Entscheide des Bundesverwaltungsgerichts in Verständigungsverfahren zur Vermeidung einer den anwendbaren internationalen Abkommen im Steuerbereich nicht entsprechenden Besteuerung;
z  Entscheide betreffend die in Artikel 71c Absatz 1 Buchstabe b des Energiegesetzes vom 30. September 201683 genannten Baubewilligungen und notwendigerweise damit zusammenhängenden in der Kompetenz der Kantone liegenden Bewilligungen für Windenergieanlagen von nationalem Interesse, wenn sich keine Rechtsfrage von grundsätzlicher Bedeutung stellt.
BGG liegt nicht vor.

1.2. Die beschwerdeführende Vereinigung hat am vorinstanzlichen Verfahren teilgenommen und ist durch die Abweisung ihrer Rechtsbegehren formell beschwert. Sie ist als Verein konstituiert und statutarisch unter anderem zur Wahrung der Interessen ihrer Mitglieder gegen den Ausbau der vorliegend betroffenen Bahnstrecke befugt. Nach den Feststellungen des Bundesverwaltungsgerichts sind eine grosse Zahl der Mitglieder von den Lärmimmissionen des Eisenbahnbetriebs auf dieser Strecke und von den ästhetischen Beeinträchtigungen infolge der Vergrösserung der Bahnanlage in ihrer nahen Wohnumgebung betroffen. Damit liegen die Voraussetzungen der egoistischen Verbandsbeschwerde vor (vgl. dazu BGE 142 II 80 E. 1.4.2 S. 84 mit Hinweisen).

1.3. Die Beschwerdegegnerin wendet ein, gewisse Eventualanträge der Beschwerdeführerin würden Verfahrenserweiterungen darstellen und seien deshalb unzulässig. Der Streitgegenstand kann vor Bundesgericht nur verengt, jedoch grundsätzlich nicht erweitert oder verändert werden (vgl. BGE 136 II 457 E. 4.2 S. 462 f.). Hingegen sind neue rechtliche Rügen, unter dem Vorbehalt des Novenverbots (Art. 99
SR 173.110 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesgericht (Bundesgerichtsgesetz, BGG) - Bundesgerichtsgesetz
BGG Art. 99 - 1 Neue Tatsachen und Beweismittel dürfen nur so weit vorgebracht werden, als erst der Entscheid der Vorinstanz dazu Anlass gibt.
1    Neue Tatsachen und Beweismittel dürfen nur so weit vorgebracht werden, als erst der Entscheid der Vorinstanz dazu Anlass gibt.
2    Neue Begehren sind unzulässig.
BGG), im Hinblick auf die Anwendung von Bundesrecht zulässig (BGE 142 I 155 E. 4.4.3 S. 157 f.). Allerdings muss die Beschwerdebegründung gemäss Art. 42 Abs. 1
SR 173.110 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesgericht (Bundesgerichtsgesetz, BGG) - Bundesgerichtsgesetz
BGG Art. 42 Rechtsschriften - 1 Rechtsschriften sind in einer Amtssprache abzufassen und haben die Begehren, deren Begründung mit Angabe der Beweismittel und die Unterschrift zu enthalten.
1    Rechtsschriften sind in einer Amtssprache abzufassen und haben die Begehren, deren Begründung mit Angabe der Beweismittel und die Unterschrift zu enthalten.
2    In der Begründung ist in gedrängter Form darzulegen, inwiefern der angefochtene Akt Recht verletzt. Ist eine Beschwerde nur unter der Voraussetzung zulässig, dass sich eine Rechtsfrage von grundsätzlicher Bedeutung stellt oder aus anderen Gründen ein besonders bedeutender Fall vorliegt, so ist auszuführen, warum die jeweilige Voraussetzung erfüllt ist. 14 15
3    Die Urkunden, auf die sich die Partei als Beweismittel beruft, sind beizulegen, soweit die Partei sie in Händen hat; richtet sich die Rechtsschrift gegen einen Entscheid, so ist auch dieser beizulegen.
4    Bei elektronischer Einreichung muss die Rechtsschrift von der Partei oder ihrem Vertreter beziehungsweise ihrer Vertreterin mit einer qualifizierten elektronischen Signatur gemäss Bundesgesetz vom 18. März 201616 über die elektronische Signatur versehen werden. Das Bundesgericht bestimmt in einem Reglement:
a  das Format der Rechtsschrift und ihrer Beilagen;
b  die Art und Weise der Übermittlung;
c  die Voraussetzungen, unter denen bei technischen Problemen die Nachreichung von Dokumenten auf Papier verlangt werden kann.17
5    Fehlen die Unterschrift der Partei oder ihrer Vertretung, deren Vollmacht oder die vorgeschriebenen Beilagen oder ist die Vertretung nicht zugelassen, so wird eine angemessene Frist zur Behebung des Mangels angesetzt mit der Androhung, dass die Rechtsschrift sonst unbeachtet bleibt.
6    Unleserliche, ungebührliche, unverständliche, übermässig weitschweifige oder nicht in einer Amtssprache verfasste Rechtsschriften können in gleicher Weise zur Änderung zurückgewiesen werden.
7    Rechtsschriften, die auf querulatorischer oder rechtsmissbräuchlicher Prozessführung beruhen, sind unzulässig.
i.V.m. Art. 100
SR 173.110 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesgericht (Bundesgerichtsgesetz, BGG) - Bundesgerichtsgesetz
BGG Art. 100 Beschwerde gegen Entscheide - 1 Die Beschwerde gegen einen Entscheid ist innert 30 Tagen nach der Eröffnung der vollständigen Ausfertigung beim Bundesgericht einzureichen.
1    Die Beschwerde gegen einen Entscheid ist innert 30 Tagen nach der Eröffnung der vollständigen Ausfertigung beim Bundesgericht einzureichen.
2    Die Beschwerdefrist beträgt zehn Tage:
a  bei Entscheiden der kantonalen Aufsichtsbehörden in Schuldbetreibungs- und Konkurssachen;
b  bei Entscheiden auf den Gebieten der internationalen Rechtshilfe in Strafsachen und der internationalen Amtshilfe in Steuersachen;
c  bei Entscheiden über die Rückgabe eines Kindes nach dem Europäischen Übereinkommen vom 20. Mai 198089 über die Anerkennung und Vollstreckung von Entscheidungen über das Sorgerecht für Kinder und die Wiederherstellung des Sorgerechts oder nach dem Übereinkommen vom 25. Oktober 198090 über die zivilrechtlichen Aspekte internationaler Kindesentführung;
d  bei Entscheiden des Bundespatentgerichts über die Erteilung einer Lizenz nach Artikel 40d des Patentgesetzes vom 25. Juni 195492.
3    Die Beschwerdefrist beträgt fünf Tage:
a  bei Entscheiden der kantonalen Aufsichtsbehörden in Schuldbetreibungs- und Konkurssachen im Rahmen der Wechselbetreibung;
b  bei Entscheiden der Kantonsregierungen über Beschwerden gegen eidgenössische Abstimmungen.
4    Bei Entscheiden der Kantonsregierungen über Beschwerden gegen die Nationalratswahlen beträgt die Beschwerdefrist drei Tage.
5    Bei Beschwerden wegen interkantonaler Kompetenzkonflikte beginnt die Beschwerdefrist spätestens dann zu laufen, wenn in beiden Kantonen Entscheide getroffen worden sind, gegen welche beim Bundesgericht Beschwerde geführt werden kann.
6    ...93
7    Gegen das unrechtmässige Verweigern oder Verzögern eines Entscheids kann jederzeit Beschwerde geführt werden.
BGG vollständig innerhalb der Beschwerdefrist erfolgen. Unter Vorbehalt von hier nicht erfüllten Ausnahmen sind im Rahmen der Replik bzw. der noch späteren Eingaben die Vorbringen, die ein Beschwerdeführer bereits vor Ablauf der Beschwerdefrist hätte erheben können, ausgeschlossen (vgl. BGE 143 II 283 E. 1.2.3 S. 286 mit Hinweis).
Wie das BAV in der Plangenehmigung darlegt, hat die Beschwerdeführerin schon in der Einsprache (unter anderem) die Nichtgenehmigung des Auflageprojekts und die Verpflichtung der Beschwerdegegnerin zur Ausarbeitung eines neuen Projekts verlangt. Diese Anliegen hat die Beschwerdeführerin auch in den Rechtsmittelverfahren weiterverfolgt. Die Eventualanträge in der Beschwerde an das Bundesgericht entsprechen den Rügen zur Begründung des Hauptantrags, der sich gegen die Erteilung der Plangenehmigung richtet. Sie zielen darauf ab, das von der Beschwerdeführerin eventualiter angestrebte Rückweisungsurteil zu konkretisieren. Dem gleichen Zweck dienen die nach Ablauf der Beschwerdefrist zusätzlich eingereichten bzw. umformulierten Eventualanträge. Die erstmals vor Bundesgericht vorgebrachten Eventualanträge sind grundsätzlich zulässig, soweit sie nicht unter das Novenverbot (Art. 99
SR 173.110 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesgericht (Bundesgerichtsgesetz, BGG) - Bundesgerichtsgesetz
BGG Art. 99 - 1 Neue Tatsachen und Beweismittel dürfen nur so weit vorgebracht werden, als erst der Entscheid der Vorinstanz dazu Anlass gibt.
1    Neue Tatsachen und Beweismittel dürfen nur so weit vorgebracht werden, als erst der Entscheid der Vorinstanz dazu Anlass gibt.
2    Neue Begehren sind unzulässig.
BGG) fallen oder wegen verspätetem Vorbringen (Art. 42 Abs. 1
SR 173.110 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesgericht (Bundesgerichtsgesetz, BGG) - Bundesgerichtsgesetz
BGG Art. 42 Rechtsschriften - 1 Rechtsschriften sind in einer Amtssprache abzufassen und haben die Begehren, deren Begründung mit Angabe der Beweismittel und die Unterschrift zu enthalten.
1    Rechtsschriften sind in einer Amtssprache abzufassen und haben die Begehren, deren Begründung mit Angabe der Beweismittel und die Unterschrift zu enthalten.
2    In der Begründung ist in gedrängter Form darzulegen, inwiefern der angefochtene Akt Recht verletzt. Ist eine Beschwerde nur unter der Voraussetzung zulässig, dass sich eine Rechtsfrage von grundsätzlicher Bedeutung stellt oder aus anderen Gründen ein besonders bedeutender Fall vorliegt, so ist auszuführen, warum die jeweilige Voraussetzung erfüllt ist. 14 15
3    Die Urkunden, auf die sich die Partei als Beweismittel beruft, sind beizulegen, soweit die Partei sie in Händen hat; richtet sich die Rechtsschrift gegen einen Entscheid, so ist auch dieser beizulegen.
4    Bei elektronischer Einreichung muss die Rechtsschrift von der Partei oder ihrem Vertreter beziehungsweise ihrer Vertreterin mit einer qualifizierten elektronischen Signatur gemäss Bundesgesetz vom 18. März 201616 über die elektronische Signatur versehen werden. Das Bundesgericht bestimmt in einem Reglement:
a  das Format der Rechtsschrift und ihrer Beilagen;
b  die Art und Weise der Übermittlung;
c  die Voraussetzungen, unter denen bei technischen Problemen die Nachreichung von Dokumenten auf Papier verlangt werden kann.17
5    Fehlen die Unterschrift der Partei oder ihrer Vertretung, deren Vollmacht oder die vorgeschriebenen Beilagen oder ist die Vertretung nicht zugelassen, so wird eine angemessene Frist zur Behebung des Mangels angesetzt mit der Androhung, dass die Rechtsschrift sonst unbeachtet bleibt.
6    Unleserliche, ungebührliche, unverständliche, übermässig weitschweifige oder nicht in einer Amtssprache verfasste Rechtsschriften können in gleicher Weise zur Änderung zurückgewiesen werden.
7    Rechtsschriften, die auf querulatorischer oder rechtsmissbräuchlicher Prozessführung beruhen, sind unzulässig.
i.V.m. Art. 100
SR 173.110 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesgericht (Bundesgerichtsgesetz, BGG) - Bundesgerichtsgesetz
BGG Art. 100 Beschwerde gegen Entscheide - 1 Die Beschwerde gegen einen Entscheid ist innert 30 Tagen nach der Eröffnung der vollständigen Ausfertigung beim Bundesgericht einzureichen.
1    Die Beschwerde gegen einen Entscheid ist innert 30 Tagen nach der Eröffnung der vollständigen Ausfertigung beim Bundesgericht einzureichen.
2    Die Beschwerdefrist beträgt zehn Tage:
a  bei Entscheiden der kantonalen Aufsichtsbehörden in Schuldbetreibungs- und Konkurssachen;
b  bei Entscheiden auf den Gebieten der internationalen Rechtshilfe in Strafsachen und der internationalen Amtshilfe in Steuersachen;
c  bei Entscheiden über die Rückgabe eines Kindes nach dem Europäischen Übereinkommen vom 20. Mai 198089 über die Anerkennung und Vollstreckung von Entscheidungen über das Sorgerecht für Kinder und die Wiederherstellung des Sorgerechts oder nach dem Übereinkommen vom 25. Oktober 198090 über die zivilrechtlichen Aspekte internationaler Kindesentführung;
d  bei Entscheiden des Bundespatentgerichts über die Erteilung einer Lizenz nach Artikel 40d des Patentgesetzes vom 25. Juni 195492.
3    Die Beschwerdefrist beträgt fünf Tage:
a  bei Entscheiden der kantonalen Aufsichtsbehörden in Schuldbetreibungs- und Konkurssachen im Rahmen der Wechselbetreibung;
b  bei Entscheiden der Kantonsregierungen über Beschwerden gegen eidgenössische Abstimmungen.
4    Bei Entscheiden der Kantonsregierungen über Beschwerden gegen die Nationalratswahlen beträgt die Beschwerdefrist drei Tage.
5    Bei Beschwerden wegen interkantonaler Kompetenzkonflikte beginnt die Beschwerdefrist spätestens dann zu laufen, wenn in beiden Kantonen Entscheide getroffen worden sind, gegen welche beim Bundesgericht Beschwerde geführt werden kann.
6    ...93
7    Gegen das unrechtmässige Verweigern oder Verzögern eines Entscheids kann jederzeit Beschwerde geführt werden.
BGG) ausgeschlossen sind. Inwiefern dies der Fall ist, wird im jeweiligen Sachzusammenhang erörtert.

1.4. Da auch die übrigen Sachurteilsvoraussetzungen erfüllt sind, ist auf die Beschwerde grundsätzlich einzutreten.

2. Allgemeine Verfahrensrügen

2.1. Die Beschwerdeführerin bemängelt eine Missachtung des Rechts auf Akteneinsicht im Verfahren vor dem Bundesverwaltungsgericht (Art. 26
SR 172.021 Bundesgesetz vom 20. Dezember 1968 über das Verwaltungsverfahren (Verwaltungsverfahrensgesetz, VwVG) - Verwaltungsverfahrensgesetz
VwVG Art. 26 - 1 Die Partei oder ihr Vertreter hat Anspruch darauf, in ihrer Sache folgende Akten am Sitze der verfügenden oder einer durch diese zu bezeichnenden kantonalen Behörde einzusehen:
1    Die Partei oder ihr Vertreter hat Anspruch darauf, in ihrer Sache folgende Akten am Sitze der verfügenden oder einer durch diese zu bezeichnenden kantonalen Behörde einzusehen:
a  Eingaben von Parteien und Vernehmlassungen von Behörden;
b  alle als Beweismittel dienenden Aktenstücke;
c  Niederschriften eröffneter Verfügungen.
1bis    Die Behörde kann die Aktenstücke auf elektronischem Weg zur Einsichtnahme zustellen, wenn die Partei oder ihr Vertreter damit einverstanden ist.66
2    Die verfügende Behörde kann eine Gebühr für die Einsichtnahme in die Akten einer erledigten Sache beziehen; der Bundesrat regelt die Bemessung der Gebühr.
VwVG i.V.m. Art. 37
SR 173.32 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesverwaltungsgericht (Verwaltungsgerichtsgesetz, VGG) - Verwaltungsgerichtsgesetz
VGG Art. 37 Grundsatz - Das Verfahren vor dem Bundesverwaltungsgericht richtet sich nach dem VwVG56, soweit dieses Gesetz nichts anderes bestimmt.
VGG). Die Beschwerdeführerin hatte in der Eingabe vom 4. Dezember 2016 an die Vorinstanz folgenden Antrag gestellt:

"Zur Klärung der Situation verlangt die Beschwerdeführerin umfassende Akteneinsicht, oder aber das Gericht hat die SBB AG anzuweisen sämtliche Informationen betreffend Wirtschaftlichkeit, Effizienz und Rentabilität zu edieren gemäss unserer schon gestellten Anträge."

Mit Eingabe vom 22. Dezember 2016 an die Vorinstanz verwies die Beschwerdeführerin auf ihre pendenten prozessualen Begehren mit dem Stichwort ("Begehren auf umfassende Akteneinsicht"). Im angefochtenen Urteil wird erwogen, die Beschwerdeführerin habe unter der unzutreffenden Bezeichnung "Akteneinsichtsbegehren" Abklärungen und Beweiserhebungen verlangt; letztere würden sich als unbegründet erweisen.
In der Beschwerde an das Bundesgericht behauptet die Beschwerdeführerin, mit der Eingabe vom 22. Dezember 2016 habe sie ein generelles Akteneinsichtsbegehren gestellt. Dieses Vorbringen ist jedoch nicht stichhaltig. Bei der Eingabe vom 4. Dezember 2016 ergibt sich aus der Formulierung zweifelsfrei, dass die Beschwerdeführerin nicht die Einsicht in die bei der Vorinstanz befindlichen Akten anstrebte. Beim Gesuch vom 4. Dezember 2016 wurde die Wendung "umfassende Akteneinsicht" verwendet. Wenn die Beschwerdeführerin am 22. Dezember 2016 bloss diese Wendung als Stichwort wiederholte, überzeugt es nicht, wenn sie dem neuen Gesuch nachträglich eine abweichende Bedeutung zuzumessen versucht. Insgesamt durfte im angefochtenen Urteil somit davon ausgegangen werden, dass die Beschwerdeführerin kein Gesuch um Einsicht in die bei der Vorinstanz befindlichen Akten gestellt hat. Es verletzt kein Bundesrecht, dass die Vorinstanz ihr insoweit keine Einsicht gewährt hat.
Demgegenüber ist am 27. Dezember 2017 ein Akteneinsichtsgesuch beim Bundesgericht gestellt worden; dabei ging es um die Einsicht in die Projektpläne zu den Kurvenradien. Das Bundesgericht hat dem Gesuch mit prozessleitender Verfügung vom 2. März 2018 entsprochen. Entgegen der Meinung der Beschwerdeführerin hat aber das Bundesgericht damit nicht einen Verfahrensfehler der Vorinstanz geheilt.

2.2. Beiläufig erwähnt die Beschwerdeschrift, dass das Bundesverwaltungsgericht den Antrag auf mündliche Verhandlung zu Unrecht abgewiesen habe (Art. 40
SR 173.32 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesverwaltungsgericht (Verwaltungsgerichtsgesetz, VGG) - Verwaltungsgerichtsgesetz
VGG Art. 40 Parteiverhandlung - 1 Soweit zivilrechtliche Ansprüche oder strafrechtliche Anklagen im Sinne von Artikel 6 Absatz 1 der Europäischen Menschenrechtskonvention vom 4. November 195058 zu beurteilen sind, ordnet der Instruktionsrichter beziehungsweise die Instruktionsrichterin eine öffentliche Parteiverhandlung an, wenn:
1    Soweit zivilrechtliche Ansprüche oder strafrechtliche Anklagen im Sinne von Artikel 6 Absatz 1 der Europäischen Menschenrechtskonvention vom 4. November 195058 zu beurteilen sind, ordnet der Instruktionsrichter beziehungsweise die Instruktionsrichterin eine öffentliche Parteiverhandlung an, wenn:
a  eine Partei es verlangt; oder
b  gewichtige öffentliche Interessen es rechtfertigen.59
2    Auf Anordnung des Abteilungspräsidenten beziehungsweise der Abteilungspräsidentin oder des Einzelrichters beziehungsweise der Einzelrichterin kann eine öffentliche Parteiverhandlung auch in anderen Fällen durchgeführt werden.
3    Ist eine Gefährdung der Sicherheit, der öffentlichen Ordnung oder der Sittlichkeit zu befürchten oder rechtfertigt es das Interesse einer beteiligten Person, so kann die Öffentlichkeit ganz oder teilweise ausgeschlossen werden.
VGG, Art. 6 Ziff. 1
IR 0.101 Konvention vom 4. November 1950 zum Schutze der Menschenrechte und Grundfreiheiten (EMRK)
EMRK Art. 6 Recht auf ein faires Verfahren - (1) Jede Person hat ein Recht darauf, dass über Streitigkeiten in Bezug auf ihre zivilrechtlichen Ansprüche und Verpflichtungen oder über eine gegen sie erhobene strafrechtliche Anklage von einem unabhängigen und unparteiischen, auf Gesetz beruhenden Gericht in einem fairen Verfahren, öffentlich und innerhalb angemessener Frist verhandelt wird. Das Urteil muss öffentlich verkündet werden; Presse und Öffentlichkeit können jedoch während des ganzen oder eines Teiles des Verfahrens ausgeschlossen werden, wenn dies im Interesse der Moral, der öffentlichen Ordnung oder der nationalen Sicherheit in einer demokratischen Gesellschaft liegt, wenn die Interessen von Jugendlichen oder der Schutz des Privatlebens der Prozessparteien es verlangen oder - soweit das Gericht es für unbedingt erforderlich hält - wenn unter besonderen Umständen eine öffentliche Verhandlung die Interessen der Rechtspflege beeinträchtigen würde.
a  innerhalb möglichst kurzer Frist in einer ihr verständlichen Sprache in allen Einzelheiten über Art und Grund der gegen sie erhobenen Beschuldigung unterrichtet zu werden;
b  ausreichende Zeit und Gelegenheit zur Vorbereitung ihrer Verteidigung zu haben;
c  sich selbst zu verteidigen, sich durch einen Verteidiger ihrer Wahl verteidigen zu lassen oder, falls ihr die Mittel zur Bezahlung fehlen, unentgeltlich den Beistand eines Verteidigers zu erhalten, wenn dies im Interesse der Rechtspflege erforderlich ist;
d  Fragen an Belastungszeugen zu stellen oder stellen zu lassen und die Ladung und Vernehmung von Entlastungszeugen unter denselben Bedingungen zu erwirken, wie sie für Belastungszeugen gelten;
e  unentgeltliche Unterstützung durch einen Dolmetscher zu erhalten, wenn sie die Verhandlungssprache des Gerichts nicht versteht oder spricht.
EMRK bzw. Art. 30 Abs. 3
SR 101 Bundesverfassung der Schweizerischen Eidgenossenschaft vom 18. April 1999
BV Art. 30 Gerichtliche Verfahren - 1 Jede Person, deren Sache in einem gerichtlichen Verfahren beurteilt werden muss, hat Anspruch auf ein durch Gesetz geschaffenes, zuständiges, unabhängiges und unparteiisches Gericht. Ausnahmegerichte sind untersagt.
1    Jede Person, deren Sache in einem gerichtlichen Verfahren beurteilt werden muss, hat Anspruch auf ein durch Gesetz geschaffenes, zuständiges, unabhängiges und unparteiisches Gericht. Ausnahmegerichte sind untersagt.
2    Jede Person, gegen die eine Zivilklage erhoben wird, hat Anspruch darauf, dass die Sache vom Gericht des Wohnsitzes beurteilt wird. Das Gesetz kann einen anderen Gerichtsstand vorsehen.
3    Gerichtsverhandlung und Urteilsverkündung sind öffentlich. Das Gesetz kann Ausnahmen vorsehen.
BV).
Die Vorinstanz hat festgehalten, dieser Antrag sei am 22. Dezember 2016 gestellt worden. Das sei mehr als 14 Monate nach Einreichung der Beschwerde gewesen. Es sei bereits ein umfangreicher Schriftenwechsel durchgeführt worden. Ausserdem habe die Beschwerdeführerin über zwanzig, zum grossen Teil unaufgeforderte Eingaben mit ausführlichen Äusserungen und zahlreichen weiteren Anträgen eingereicht. Die Beschwerdeführerin erläutere nicht, weshalb sie den Antrag auf mündliche Verhandlung nicht früher gestellt habe. Der Antrag der Beschwerdeführerin deute auf eine Verzögerungstaktik hin oder mindestens auf eine Taktik, welche die Anforderungen an eine ordentliche Verfahrensführung ausser Acht lasse; der Antrag sei mit dem Grundsatz eines raschen Verfahrens nicht vereinbar (vgl. BGE 136 I 279 E. 1 S. 281; 134 I 331 E. 2.3 und E. 2.3.2 S. 333 f.) und werde abgewiesen.
Die Beschwerdeführerin geht in der Beschwerde an das Bundesgericht nicht konkret auf die Argumentation des Bundesverwaltungsgerichts ein. Die Instruktionsrichterin der Vorinstanz hatte mit prozessleitender Verfügung vom 2. Juni 2016 festgehalten, dass zur damaligen Zeit keine weiteren Schriftenwechsel und Instruktionsmassnahmen vorgesehen würden. Die Beschwerdeführerin reichte aber danach weiterhin unaufgefordert Eingaben ein. Vor diesem Hintergrund durfte die Vorinstanz der Beschwerdeführerin eine ordnungsgemässe Verfahrensführung bei dem ein halbes Jahr später eingereichten Antrag auf mündliche Verhandlung absprechen und diesen Antrag im Ergebnis als verspätet abweisen.

2.3. Weiter hat die Beschwerdeführerin die Fairness des Verfahrens vor dem Bundesverwaltungsgericht in grundlegender Weise in Frage gestellt. Entgegen ihrer Meinung ist jedoch der Anspruch auf eine gleiche und gerechte Behandlung (Art. 29 Abs. 1
SR 101 Bundesverfassung der Schweizerischen Eidgenossenschaft vom 18. April 1999
BV Art. 29 Allgemeine Verfahrensgarantien - 1 Jede Person hat in Verfahren vor Gerichts- und Verwaltungsinstanzen Anspruch auf gleiche und gerechte Behandlung sowie auf Beurteilung innert angemessener Frist.
1    Jede Person hat in Verfahren vor Gerichts- und Verwaltungsinstanzen Anspruch auf gleiche und gerechte Behandlung sowie auf Beurteilung innert angemessener Frist.
2    Die Parteien haben Anspruch auf rechtliches Gehör.
3    Jede Person, die nicht über die erforderlichen Mittel verfügt, hat Anspruch auf unentgeltliche Rechtspflege, wenn ihr Rechtsbegehren nicht aussichtslos erscheint. Soweit es zur Wahrung ihrer Rechte notwendig ist, hat sie ausserdem Anspruch auf unentgeltlichen Rechtsbeistand.
BV; Art. 6 Ziff. 1
IR 0.101 Konvention vom 4. November 1950 zum Schutze der Menschenrechte und Grundfreiheiten (EMRK)
EMRK Art. 6 Recht auf ein faires Verfahren - (1) Jede Person hat ein Recht darauf, dass über Streitigkeiten in Bezug auf ihre zivilrechtlichen Ansprüche und Verpflichtungen oder über eine gegen sie erhobene strafrechtliche Anklage von einem unabhängigen und unparteiischen, auf Gesetz beruhenden Gericht in einem fairen Verfahren, öffentlich und innerhalb angemessener Frist verhandelt wird. Das Urteil muss öffentlich verkündet werden; Presse und Öffentlichkeit können jedoch während des ganzen oder eines Teiles des Verfahrens ausgeschlossen werden, wenn dies im Interesse der Moral, der öffentlichen Ordnung oder der nationalen Sicherheit in einer demokratischen Gesellschaft liegt, wenn die Interessen von Jugendlichen oder der Schutz des Privatlebens der Prozessparteien es verlangen oder - soweit das Gericht es für unbedingt erforderlich hält - wenn unter besonderen Umständen eine öffentliche Verhandlung die Interessen der Rechtspflege beeinträchtigen würde.
a  innerhalb möglichst kurzer Frist in einer ihr verständlichen Sprache in allen Einzelheiten über Art und Grund der gegen sie erhobenen Beschuldigung unterrichtet zu werden;
b  ausreichende Zeit und Gelegenheit zur Vorbereitung ihrer Verteidigung zu haben;
c  sich selbst zu verteidigen, sich durch einen Verteidiger ihrer Wahl verteidigen zu lassen oder, falls ihr die Mittel zur Bezahlung fehlen, unentgeltlich den Beistand eines Verteidigers zu erhalten, wenn dies im Interesse der Rechtspflege erforderlich ist;
d  Fragen an Belastungszeugen zu stellen oder stellen zu lassen und die Ladung und Vernehmung von Entlastungszeugen unter denselben Bedingungen zu erwirken, wie sie für Belastungszeugen gelten;
e  unentgeltliche Unterstützung durch einen Dolmetscher zu erhalten, wenn sie die Verhandlungssprache des Gerichts nicht versteht oder spricht.
EMRK) im Verfahren vor der Vorinstanz nicht verletzt worden. Es bestehen auch keine objektiven Anhaltspunkte für eine Parteilichkeit des BAFU. Die Vorinstanz hat die Rügen der Beschwerdeführerin bezüglich Sachverhalt und Rechtsfragen ausreichend und unvoreingenommen geprüft (vgl. auch unten E. 5.2 und 9.4). Das von ihr geleitete Beschwerdeverfahren und ihr Urteil erwecken keinen Anschein der Befangenheit der mitwirkenden Personen; der Vorwurf der Missachtung von Art. 30
SR 101 Bundesverfassung der Schweizerischen Eidgenossenschaft vom 18. April 1999
BV Art. 30 Gerichtliche Verfahren - 1 Jede Person, deren Sache in einem gerichtlichen Verfahren beurteilt werden muss, hat Anspruch auf ein durch Gesetz geschaffenes, zuständiges, unabhängiges und unparteiisches Gericht. Ausnahmegerichte sind untersagt.
1    Jede Person, deren Sache in einem gerichtlichen Verfahren beurteilt werden muss, hat Anspruch auf ein durch Gesetz geschaffenes, zuständiges, unabhängiges und unparteiisches Gericht. Ausnahmegerichte sind untersagt.
2    Jede Person, gegen die eine Zivilklage erhoben wird, hat Anspruch darauf, dass die Sache vom Gericht des Wohnsitzes beurteilt wird. Das Gesetz kann einen anderen Gerichtsstand vorsehen.
3    Gerichtsverhandlung und Urteilsverkündung sind öffentlich. Das Gesetz kann Ausnahmen vorsehen.
BV geht fehl. Dem weiter angerufenen Art. 13
IR 0.101 Konvention vom 4. November 1950 zum Schutze der Menschenrechte und Grundfreiheiten (EMRK)
EMRK Art. 13 Recht auf wirksame Beschwerde - Jede Person, die in ihren in dieser Konvention anerkannten Rechten oder Freiheiten verletzt worden ist, hat das Recht, bei einer innerstaatlichen Instanz eine wirksame Beschwerde zu erheben, auch wenn die Verletzung von Personen begangen worden ist, die in amtlicher Eigenschaft gehandelt haben.
EMRK über das Recht auf eine wirksame Beschwerde kommt im vorliegenden Zusammenhang keine weitergehende Bedeutung zu.

3. Streitgegenstand

3.1. Bei dem von der Vorinstanz geschützten Bahnbauprojekt "Infrastrukturmassnahmen Zugersee Ost" geht es um Folgendes:
Im Zentrum steht der Ausbau der Bahnstrecke, die nördlich an den Bahnhof Walchwil anschliesst, auf einer Länge von rund 1,7 km bis über die Haltestelle Walchwil Hörndli hinaus (Bahn-km 7,4 bis 9,1) auf Doppelspur (TP1). Zusammen mit den bestehenden Bahnhofsgleisen Walchwil ergibt sich eine Kreuzungslänge von 2,2 km. Der geplante Doppelspurausbau erfolgt grösstenteils in offener Linienführung, es soll aber auch der in diesem Abschnitt befindliche Bühltunnel auf zwei Spuren ausgeweitet werden.
Die Doppelspur Walchwil bildet ein zentrales Element für die Verwirklichung des integralen Halbstundentakts im Schnellzugsverkehr zwischen Zürich und dem Tessin und erhöht die Fahrplanstabilität. Ausserdem dient sie dem Betrieb eines integralen Halbstundentakts im Regionalverkehr zwischen Zug Lindenpark und Walchwil. Gemäss der Vorinstanz entsprechen die mit der Doppelspur Walchwil ermöglichten Verbindungen dem vom Bund und von den Kantonen Zug und Schwyz bestellten Verkehrsangebot.
Im Übrigen betrifft das Projekt Arbeiten zur Substanzerhaltung. Dabei werden die bestehenden Eisenbahntunnel auf ein Lichtprofil erweitert, welches das Befahren mit Doppelstockzügen erlaubt (TP2). Zudem wird die gesamte Einspurstrecke Zug-Arth-Goldau technisch auf den neuesten Stand gebracht; dafür müssen die Ingenieurbauwerke (wie Brücken, Stützmauern usw.) instandgesetzt oder neu erstellt werden (TP3). Das TP4 sieht Schutzmassnahmen gegen Naturgefahren in der Gemeinde Arth vor. Für eine effiziente Baurealisierung ist vorgesehen, die TP1 bis TP3 gleichzeitig umzusetzen und dafür die betroffene Strecke während eineinhalb Jahren zu sperren. Während dieser Zeit sollen die Züge über das Westufer des Zugersees umgeleitet werden.

3.2. Die Beschwerdeführerin wehrt sich einzig gegen die Doppelspur Walchwil (TP1) und nicht gegen die Projekte zur Substanzerhaltung (TP2, TP3 und TP4) auf den übrigen Abschnitten. Nach der Beschwerdeschrift hat das Rechtsmittel an das Bundesgericht folgende Kernfragen zum Gegenstand: Die Beschwerdeführerin behauptet, nach dem einschlägigen Bundesrecht müsse die von der Beschwerdegegnerin angestrebte Doppelspurinsel an einer Stelle errichtet werden, wo sie die Lebensqualität der Anwohner weniger beeinträchtige, oder es müsse darauf verzichtet werden. Nach Meinung der Beschwerdeführerin gibt es betrieblich sinnvollere und kostengünstigere Lösungen als das TP1. Weiter sei der resultierende bahnbetriebliche Lärm übermässig und es seien Massnahmen zu dessen Eindämmung geboten.

3.3. Im Folgenden wird auf die planungs- und bahnbaurechtlichen Grundlagen des Vorhabens, einschliesslich Variantenprüfung, anhand der Rügen der Beschwerdeführerin, eingegangen (E. 4-5). Daraufhin werden die lärmschutzrechtlichen Einwände behandelt (E. 6-11).

4. Grundlage in der Sach- und Richtplanung

4.1. Die Plangenehmigung für Vorhaben, die sich erheblich auf Raum und Umwelt auswirken, setzt grundsätzlich einen Sachplan voraus (Art. 18 Abs. 5
SR 742.101 Eisenbahngesetz vom 20. Dezember 1957 (EBG)
EBG Art. 18 Grundsatz - 1 Bauten und Anlagen, die ganz oder überwiegend dem Bau und Betrieb einer Eisenbahn dienen (Eisenbahnanlagen), dürfen nur mit einer Plangenehmigung erstellt oder geändert werden.
1    Bauten und Anlagen, die ganz oder überwiegend dem Bau und Betrieb einer Eisenbahn dienen (Eisenbahnanlagen), dürfen nur mit einer Plangenehmigung erstellt oder geändert werden.
1bis    Als Änderung einer Eisenbahnanlage gilt auch der Einbau bahnfremder Bauten und Anlagen in eine Eisenbahnanlage, sofern diese weiterhin überwiegend dem Bau oder dem Betrieb der Eisenbahn dient.102
2    Genehmigungsbehörde ist das BAV.103
3    Mit der Plangenehmigung werden sämtliche nach Bundesrecht erforderlichen Bewilligungen erteilt.
4    Kantonale Bewilligungen und Pläne sind nicht erforderlich. Das kantonale Recht ist zu berücksichtigen, soweit es das Eisenbahnunternehmen in der Erfüllung seiner Aufgaben nicht unverhältnismässig einschränkt.
5    Die Plangenehmigung für Vorhaben, die sich erheblich auf Raum und Umwelt auswirken, setzt grundsätzlich einen Sachplan nach dem Bundesgesetz vom 22. Juni 1979104 über die Raumplanung voraus.
6    Zur Eisenbahnanlage gehören auch die mit dem Bau und dem Betrieb zusammenhängenden Erschliessungsanlagen und Installationsplätze sowie die Standorte für die Verwertung und Ablagerung von Ausbruch- und Aushubmaterial, die in einem engen räumlichen und funktionalen Zusammenhang mit der geplanten Anlage stehen.
des Eisenbahngesetzes vom 20. Dezember 1957 [EBG, SR 742.101]). Allerdings enthält Art. 4 lit. a
SR 742.140.2 Bundesgesetz vom 20. März 2009 über die zukünftige Entwicklung der Bahninfrastruktur (ZEBG)
ZEBG Art. 4 Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte - Die Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte umfassen:
a  auf den Basislinien der neuen Eisenbahn-Alpentransversale (NEAT):
a1  Basel-Gotthard Nord: Zugfolgeverdichtung Basel-Brugg-Altdorf/ Rynächt,
a2  Gotthard Süd-Chiasso: Leistungssteigerung Knoten Bellinzona, Lugano und Chiasso, Zugfolgeverdichtung Biasca-Bellinzona-Chiasso,
a3  Bellinzona-Luino: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
a4  Zug-Arth-Goldau: Leistungssteigerung Knoten Arth-Goldau und Kapazitätsausbau,
a5  Raum Bern: Leistungssteigerung Bern-Thun,
a6  Lötschberg- und Gotthardachse: Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung und Lärmschutzmassnahmen auf den Zufahrtsstrecken zu den Basistunneln am Gotthard und am Lötschberg;
b  auf den übrigen Strecken:
b1  Raum Genf: Leistungssteigerung,
b10  Raum Olten: Entflechtung Olten Nord und Olten Ost, Leistungssteigerung Knoten Olten,
b11  Olten-Aarau: Kapazitätsausbau Olten-Aarau (durchgehend vierspurig), Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Dulliken-Däniken, Eppenbergtunnel,
b12  ...
b13  Raum Zürich: Fernverkehrsanteil Durchmesserlinie,
b14  Thalwil-Luzern: Kapazitätsausbau Cham-Rotkreuz, Leistungssteigerung Knoten Thalwil,
b15  Zürich-Winterthur: Entflechtung Raum Dorfnest, inkl. Kapazitätsausbau; Entflechtung Hürlistein, Kapazitätsausbau Knoten Effretikon, Leistungssteigerung Bassersdorf-Effretikon-Winterthur,
b16  Raum Winterthur: Kapazitätsausbau Tössmühle-Winterthur, Leistungssteigerung Knoten Winterthur,
b17  Winterthur-St. Gallen: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b18  Winterthur-Weinfelden: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b19  Bellinzona-Locarno: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
b2  Raum Lausanne: Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Lausanne-Renens, Entflechtung Renens, Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung Knoten Lausanne,
b20  Rheintal: Kapazitätsausbau,
b21  Neuhausen-Schaffhausen: Leistungssteigerung,
b22  Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung, Lärmschutzmassnahmen sowie Bau von Abstellanlagen.
b3  Lausanne-Brig-Iselle: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b4  Lausanne-Biel-Olten: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b5  Lausanne-Bern: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b6  Raum Bern: Entflechtung Wylerfeld, Kapazitätsausbau Knoten Bern,
b7  Thun-Interlaken: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung, Gewährleistung Anschlussqualität Thun,
b8  Biel-Delémont-Porrentruy: Kapazitätsausbau,
b9  Basel-Olten-Luzern: Entflechtung Liestal, Leistungssteigerung Basel Personenbahnhof, Leistungssteigerung Basel-Luzern,
des Bundesgesetzes über die zukünftige Entwicklung der Bahninfrastruktur (ZEBG; SR 742.140.2) eine Liste mit Massnahmen für die Eisenbahn-Alpentransversale (NEAT). Dazu gehört das Projekt "Zug-Arth-Goldau: Leistungssteigerung Knoten Arth-Goldau und Kapazitätsausbau" (Art. 4 lit. a Ziff. 4
SR 742.140.2 Bundesgesetz vom 20. März 2009 über die zukünftige Entwicklung der Bahninfrastruktur (ZEBG)
ZEBG Art. 4 Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte - Die Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte umfassen:
a  auf den Basislinien der neuen Eisenbahn-Alpentransversale (NEAT):
a1  Basel-Gotthard Nord: Zugfolgeverdichtung Basel-Brugg-Altdorf/ Rynächt,
a2  Gotthard Süd-Chiasso: Leistungssteigerung Knoten Bellinzona, Lugano und Chiasso, Zugfolgeverdichtung Biasca-Bellinzona-Chiasso,
a3  Bellinzona-Luino: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
a4  Zug-Arth-Goldau: Leistungssteigerung Knoten Arth-Goldau und Kapazitätsausbau,
a5  Raum Bern: Leistungssteigerung Bern-Thun,
a6  Lötschberg- und Gotthardachse: Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung und Lärmschutzmassnahmen auf den Zufahrtsstrecken zu den Basistunneln am Gotthard und am Lötschberg;
b  auf den übrigen Strecken:
b1  Raum Genf: Leistungssteigerung,
b10  Raum Olten: Entflechtung Olten Nord und Olten Ost, Leistungssteigerung Knoten Olten,
b11  Olten-Aarau: Kapazitätsausbau Olten-Aarau (durchgehend vierspurig), Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Dulliken-Däniken, Eppenbergtunnel,
b12  ...
b13  Raum Zürich: Fernverkehrsanteil Durchmesserlinie,
b14  Thalwil-Luzern: Kapazitätsausbau Cham-Rotkreuz, Leistungssteigerung Knoten Thalwil,
b15  Zürich-Winterthur: Entflechtung Raum Dorfnest, inkl. Kapazitätsausbau; Entflechtung Hürlistein, Kapazitätsausbau Knoten Effretikon, Leistungssteigerung Bassersdorf-Effretikon-Winterthur,
b16  Raum Winterthur: Kapazitätsausbau Tössmühle-Winterthur, Leistungssteigerung Knoten Winterthur,
b17  Winterthur-St. Gallen: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b18  Winterthur-Weinfelden: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b19  Bellinzona-Locarno: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
b2  Raum Lausanne: Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Lausanne-Renens, Entflechtung Renens, Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung Knoten Lausanne,
b20  Rheintal: Kapazitätsausbau,
b21  Neuhausen-Schaffhausen: Leistungssteigerung,
b22  Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung, Lärmschutzmassnahmen sowie Bau von Abstellanlagen.
b3  Lausanne-Brig-Iselle: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b4  Lausanne-Biel-Olten: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b5  Lausanne-Bern: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b6  Raum Bern: Entflechtung Wylerfeld, Kapazitätsausbau Knoten Bern,
b7  Thun-Interlaken: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung, Gewährleistung Anschlussqualität Thun,
b8  Biel-Delémont-Porrentruy: Kapazitätsausbau,
b9  Basel-Olten-Luzern: Entflechtung Liestal, Leistungssteigerung Basel Personenbahnhof, Leistungssteigerung Basel-Luzern,
ZEBG). Das TP1 mit der Doppelspur Walchwil konkretisiert diesen Kapazitätsausbau. Im Sachplan Verkehr, Teil Infrastruktur Schiene, Objektblatt 1.3 "Raum Zug", steht: "Mit dem ZEBG wurde ein Teilausbau der Strecke Zug-Arth-Goldau (Doppelspurausbau bei Walchwil) beschlossen. Dieser Teilausbau ist nicht sachplanrelevant und wird ausserhalb des Sachplans Verkehr koordiniert."

4.2. Die Ausgestaltung der Doppelspur Walchwil als offene Linienführung weicht nach der Beschwerdeführerin vom Grundsatzentscheid gemäss Art. 4
SR 742.140.2 Bundesgesetz vom 20. März 2009 über die zukünftige Entwicklung der Bahninfrastruktur (ZEBG)
ZEBG Art. 4 Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte - Die Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte umfassen:
a  auf den Basislinien der neuen Eisenbahn-Alpentransversale (NEAT):
a1  Basel-Gotthard Nord: Zugfolgeverdichtung Basel-Brugg-Altdorf/ Rynächt,
a2  Gotthard Süd-Chiasso: Leistungssteigerung Knoten Bellinzona, Lugano und Chiasso, Zugfolgeverdichtung Biasca-Bellinzona-Chiasso,
a3  Bellinzona-Luino: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
a4  Zug-Arth-Goldau: Leistungssteigerung Knoten Arth-Goldau und Kapazitätsausbau,
a5  Raum Bern: Leistungssteigerung Bern-Thun,
a6  Lötschberg- und Gotthardachse: Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung und Lärmschutzmassnahmen auf den Zufahrtsstrecken zu den Basistunneln am Gotthard und am Lötschberg;
b  auf den übrigen Strecken:
b1  Raum Genf: Leistungssteigerung,
b10  Raum Olten: Entflechtung Olten Nord und Olten Ost, Leistungssteigerung Knoten Olten,
b11  Olten-Aarau: Kapazitätsausbau Olten-Aarau (durchgehend vierspurig), Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Dulliken-Däniken, Eppenbergtunnel,
b12  ...
b13  Raum Zürich: Fernverkehrsanteil Durchmesserlinie,
b14  Thalwil-Luzern: Kapazitätsausbau Cham-Rotkreuz, Leistungssteigerung Knoten Thalwil,
b15  Zürich-Winterthur: Entflechtung Raum Dorfnest, inkl. Kapazitätsausbau; Entflechtung Hürlistein, Kapazitätsausbau Knoten Effretikon, Leistungssteigerung Bassersdorf-Effretikon-Winterthur,
b16  Raum Winterthur: Kapazitätsausbau Tössmühle-Winterthur, Leistungssteigerung Knoten Winterthur,
b17  Winterthur-St. Gallen: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b18  Winterthur-Weinfelden: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b19  Bellinzona-Locarno: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
b2  Raum Lausanne: Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Lausanne-Renens, Entflechtung Renens, Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung Knoten Lausanne,
b20  Rheintal: Kapazitätsausbau,
b21  Neuhausen-Schaffhausen: Leistungssteigerung,
b22  Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung, Lärmschutzmassnahmen sowie Bau von Abstellanlagen.
b3  Lausanne-Brig-Iselle: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b4  Lausanne-Biel-Olten: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b5  Lausanne-Bern: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b6  Raum Bern: Entflechtung Wylerfeld, Kapazitätsausbau Knoten Bern,
b7  Thun-Interlaken: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung, Gewährleistung Anschlussqualität Thun,
b8  Biel-Delémont-Porrentruy: Kapazitätsausbau,
b9  Basel-Olten-Luzern: Entflechtung Liestal, Leistungssteigerung Basel Personenbahnhof, Leistungssteigerung Basel-Luzern,
ZEBG ab, wonach eine Tunnellösung vorgesehen gewesen sei. Der Eintrag im kantonalen Richtplan für das umstrittene Projekt leide überdies an einem Formfehler, weil er nicht durch die rechtlich zuständige Bundesinstanz genehmigt worden sei.

4.3. Nach Auffassung der Vorinstanz entspricht das umstrittene Projekt der Regelung von Art. 4 lit. a Ziff. 4
SR 742.140.2 Bundesgesetz vom 20. März 2009 über die zukünftige Entwicklung der Bahninfrastruktur (ZEBG)
ZEBG Art. 4 Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte - Die Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte umfassen:
a  auf den Basislinien der neuen Eisenbahn-Alpentransversale (NEAT):
a1  Basel-Gotthard Nord: Zugfolgeverdichtung Basel-Brugg-Altdorf/ Rynächt,
a2  Gotthard Süd-Chiasso: Leistungssteigerung Knoten Bellinzona, Lugano und Chiasso, Zugfolgeverdichtung Biasca-Bellinzona-Chiasso,
a3  Bellinzona-Luino: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
a4  Zug-Arth-Goldau: Leistungssteigerung Knoten Arth-Goldau und Kapazitätsausbau,
a5  Raum Bern: Leistungssteigerung Bern-Thun,
a6  Lötschberg- und Gotthardachse: Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung und Lärmschutzmassnahmen auf den Zufahrtsstrecken zu den Basistunneln am Gotthard und am Lötschberg;
b  auf den übrigen Strecken:
b1  Raum Genf: Leistungssteigerung,
b10  Raum Olten: Entflechtung Olten Nord und Olten Ost, Leistungssteigerung Knoten Olten,
b11  Olten-Aarau: Kapazitätsausbau Olten-Aarau (durchgehend vierspurig), Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Dulliken-Däniken, Eppenbergtunnel,
b12  ...
b13  Raum Zürich: Fernverkehrsanteil Durchmesserlinie,
b14  Thalwil-Luzern: Kapazitätsausbau Cham-Rotkreuz, Leistungssteigerung Knoten Thalwil,
b15  Zürich-Winterthur: Entflechtung Raum Dorfnest, inkl. Kapazitätsausbau; Entflechtung Hürlistein, Kapazitätsausbau Knoten Effretikon, Leistungssteigerung Bassersdorf-Effretikon-Winterthur,
b16  Raum Winterthur: Kapazitätsausbau Tössmühle-Winterthur, Leistungssteigerung Knoten Winterthur,
b17  Winterthur-St. Gallen: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b18  Winterthur-Weinfelden: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b19  Bellinzona-Locarno: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
b2  Raum Lausanne: Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Lausanne-Renens, Entflechtung Renens, Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung Knoten Lausanne,
b20  Rheintal: Kapazitätsausbau,
b21  Neuhausen-Schaffhausen: Leistungssteigerung,
b22  Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung, Lärmschutzmassnahmen sowie Bau von Abstellanlagen.
b3  Lausanne-Brig-Iselle: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b4  Lausanne-Biel-Olten: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b5  Lausanne-Bern: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b6  Raum Bern: Entflechtung Wylerfeld, Kapazitätsausbau Knoten Bern,
b7  Thun-Interlaken: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung, Gewährleistung Anschlussqualität Thun,
b8  Biel-Delémont-Porrentruy: Kapazitätsausbau,
b9  Basel-Olten-Luzern: Entflechtung Liestal, Leistungssteigerung Basel Personenbahnhof, Leistungssteigerung Basel-Luzern,
ZEBG; dieser Beurteilung ist beizupflichten. Bereits das BAV hat in der Plangenehmigung erklärt, dass dem in der bundesrätlichen Botschaft vom 17. Oktober 2007 zur Gesamtschau FinöV (Botschaft FinöV, BBl 2007 7683 ff.) hinterlegten Kostenrahmen für die Doppelspur Walchwil (vgl. BBl 2007 7824) eine offene Linienführung zugrunde liegt. Die Grundlagen im Sachplan Verkehr für die Doppelspur Walchwil werden mit dem Hinweis auf das ZEBG ausreichend umschrieben.
Der Kanton Zug bevorzugte zwar eine Tunnellösung. Er hat aber im Nachgang zum Erlass von Art. 4 lit. a Ziff. 4
SR 742.140.2 Bundesgesetz vom 20. März 2009 über die zukünftige Entwicklung der Bahninfrastruktur (ZEBG)
ZEBG Art. 4 Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte - Die Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte umfassen:
a  auf den Basislinien der neuen Eisenbahn-Alpentransversale (NEAT):
a1  Basel-Gotthard Nord: Zugfolgeverdichtung Basel-Brugg-Altdorf/ Rynächt,
a2  Gotthard Süd-Chiasso: Leistungssteigerung Knoten Bellinzona, Lugano und Chiasso, Zugfolgeverdichtung Biasca-Bellinzona-Chiasso,
a3  Bellinzona-Luino: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
a4  Zug-Arth-Goldau: Leistungssteigerung Knoten Arth-Goldau und Kapazitätsausbau,
a5  Raum Bern: Leistungssteigerung Bern-Thun,
a6  Lötschberg- und Gotthardachse: Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung und Lärmschutzmassnahmen auf den Zufahrtsstrecken zu den Basistunneln am Gotthard und am Lötschberg;
b  auf den übrigen Strecken:
b1  Raum Genf: Leistungssteigerung,
b10  Raum Olten: Entflechtung Olten Nord und Olten Ost, Leistungssteigerung Knoten Olten,
b11  Olten-Aarau: Kapazitätsausbau Olten-Aarau (durchgehend vierspurig), Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Dulliken-Däniken, Eppenbergtunnel,
b12  ...
b13  Raum Zürich: Fernverkehrsanteil Durchmesserlinie,
b14  Thalwil-Luzern: Kapazitätsausbau Cham-Rotkreuz, Leistungssteigerung Knoten Thalwil,
b15  Zürich-Winterthur: Entflechtung Raum Dorfnest, inkl. Kapazitätsausbau; Entflechtung Hürlistein, Kapazitätsausbau Knoten Effretikon, Leistungssteigerung Bassersdorf-Effretikon-Winterthur,
b16  Raum Winterthur: Kapazitätsausbau Tössmühle-Winterthur, Leistungssteigerung Knoten Winterthur,
b17  Winterthur-St. Gallen: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b18  Winterthur-Weinfelden: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b19  Bellinzona-Locarno: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
b2  Raum Lausanne: Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Lausanne-Renens, Entflechtung Renens, Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung Knoten Lausanne,
b20  Rheintal: Kapazitätsausbau,
b21  Neuhausen-Schaffhausen: Leistungssteigerung,
b22  Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung, Lärmschutzmassnahmen sowie Bau von Abstellanlagen.
b3  Lausanne-Brig-Iselle: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b4  Lausanne-Biel-Olten: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b5  Lausanne-Bern: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b6  Raum Bern: Entflechtung Wylerfeld, Kapazitätsausbau Knoten Bern,
b7  Thun-Interlaken: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung, Gewährleistung Anschlussqualität Thun,
b8  Biel-Delémont-Porrentruy: Kapazitätsausbau,
b9  Basel-Olten-Luzern: Entflechtung Liestal, Leistungssteigerung Basel Personenbahnhof, Leistungssteigerung Basel-Luzern,
ZEBG seinen Richtplan dahingehend angepasst, dass dieser ebenfalls eine offene Linienführung bei der Doppelspur Walchwil vorsieht. Der Zuger Kantonsrat stimmte diesem Antrag des Zuger Regierungsrats am 27. Juni 2013 zu. Der Beschluss wurde im Kantonsrat mit einem Mehrheitsentscheid gefasst. Dieser Umstand ändert indessen nichts daran, dass es sich aus Bundessicht um eine unbestrittene Vorlage im Sinne von Art. 11 Abs. 2 der Raumplanungsverordnung vom 28. Juni 2000 (SR 700.1) gehandelt hat; bei derartigen Anpassungen ist das Eidg. Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation (UVEK) für die Genehmigung zuständig. Letztere ist am 11. November 2013 erfolgt (BBl 2014 2041) und weist somit den gerügten Formfehler nicht auf.
Aufgrund der Übereinstimmung von Art. 4 lit. a Ziff. 4
SR 742.140.2 Bundesgesetz vom 20. März 2009 über die zukünftige Entwicklung der Bahninfrastruktur (ZEBG)
ZEBG Art. 4 Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte - Die Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte umfassen:
a  auf den Basislinien der neuen Eisenbahn-Alpentransversale (NEAT):
a1  Basel-Gotthard Nord: Zugfolgeverdichtung Basel-Brugg-Altdorf/ Rynächt,
a2  Gotthard Süd-Chiasso: Leistungssteigerung Knoten Bellinzona, Lugano und Chiasso, Zugfolgeverdichtung Biasca-Bellinzona-Chiasso,
a3  Bellinzona-Luino: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
a4  Zug-Arth-Goldau: Leistungssteigerung Knoten Arth-Goldau und Kapazitätsausbau,
a5  Raum Bern: Leistungssteigerung Bern-Thun,
a6  Lötschberg- und Gotthardachse: Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung und Lärmschutzmassnahmen auf den Zufahrtsstrecken zu den Basistunneln am Gotthard und am Lötschberg;
b  auf den übrigen Strecken:
b1  Raum Genf: Leistungssteigerung,
b10  Raum Olten: Entflechtung Olten Nord und Olten Ost, Leistungssteigerung Knoten Olten,
b11  Olten-Aarau: Kapazitätsausbau Olten-Aarau (durchgehend vierspurig), Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Dulliken-Däniken, Eppenbergtunnel,
b12  ...
b13  Raum Zürich: Fernverkehrsanteil Durchmesserlinie,
b14  Thalwil-Luzern: Kapazitätsausbau Cham-Rotkreuz, Leistungssteigerung Knoten Thalwil,
b15  Zürich-Winterthur: Entflechtung Raum Dorfnest, inkl. Kapazitätsausbau; Entflechtung Hürlistein, Kapazitätsausbau Knoten Effretikon, Leistungssteigerung Bassersdorf-Effretikon-Winterthur,
b16  Raum Winterthur: Kapazitätsausbau Tössmühle-Winterthur, Leistungssteigerung Knoten Winterthur,
b17  Winterthur-St. Gallen: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b18  Winterthur-Weinfelden: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b19  Bellinzona-Locarno: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
b2  Raum Lausanne: Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Lausanne-Renens, Entflechtung Renens, Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung Knoten Lausanne,
b20  Rheintal: Kapazitätsausbau,
b21  Neuhausen-Schaffhausen: Leistungssteigerung,
b22  Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung, Lärmschutzmassnahmen sowie Bau von Abstellanlagen.
b3  Lausanne-Brig-Iselle: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b4  Lausanne-Biel-Olten: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b5  Lausanne-Bern: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b6  Raum Bern: Entflechtung Wylerfeld, Kapazitätsausbau Knoten Bern,
b7  Thun-Interlaken: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung, Gewährleistung Anschlussqualität Thun,
b8  Biel-Delémont-Porrentruy: Kapazitätsausbau,
b9  Basel-Olten-Luzern: Entflechtung Liestal, Leistungssteigerung Basel Personenbahnhof, Leistungssteigerung Basel-Luzern,
ZEBG mit dem kantonalen Richtplan wird auch Art. 3 Abs. 4 lit. a
SR 700 Bundesgesetz vom 22. Juni 1979 über die Raumplanung (Raumplanungsgesetz, RPG) - Raumplanungsgesetz
RPG Art. 3 Planungsgrundsätze - 1 Die mit Planungsaufgaben betrauten Behörden achten auf die nachstehenden Grundsätze.
1    Die mit Planungsaufgaben betrauten Behörden achten auf die nachstehenden Grundsätze.
2    Die Landschaft ist zu schonen. Insbesondere sollen:
a  der Landwirtschaft genügende Flächen geeigneten Kulturlandes, insbesondere Fruchtfolgeflächen, erhalten bleiben;
b  Siedlungen, Bauten und Anlagen sich in die Landschaft einordnen;
c  See- und Flussufer freigehalten und öffentlicher Zugang und Begehung erleichtert werden;
d  naturnahe Landschaften und Erholungsräume erhalten bleiben;
e  die Wälder ihre Funktionen erfüllen können.
3    Die Siedlungen sind nach den Bedürfnissen der Bevölkerung zu gestalten und in ihrer Ausdehnung zu begrenzen. Insbesondere sollen:
a  Wohn- und Arbeitsgebiete einander zweckmässig zugeordnet sein und schwergewichtig an Orten geplant werden, die auch mit dem öffentlichen Verkehr angemessen erschlossen sind;
abis  Massnahmen getroffen werden zur besseren Nutzung der brachliegenden oder ungenügend genutzten Flächen in Bauzonen und der Möglichkeiten zur Verdichtung der Siedlungsfläche;
b  Wohngebiete vor schädlichen oder lästigen Einwirkungen wie Luftverschmutzung, Lärm und Erschütterungen möglichst verschont werden;
c  Rad- und Fusswege erhalten und geschaffen werden;
d  günstige Voraussetzungen für die Versorgung mit Gütern und Dienstleistungen sichergestellt sein;
e  Siedlungen viele Grünflächen und Bäume enthalten.
4    Für die öffentlichen oder im öffentlichen Interesse liegenden Bauten und Anlagen sind sachgerechte Standorte zu bestimmen. Insbesondere sollen:
a  regionale Bedürfnisse berücksichtigt und störende Ungleichheiten abgebaut werden;
b  Einrichtungen wie Schulen, Freizeitanlagen oder öffentliche Dienste für die Bevölkerung gut erreichbar sein;
c  nachteilige Auswirkungen auf die natürlichen Lebensgrundlagen, die Bevölkerung und die Wirtschaft vermieden oder gesamthaft gering gehalten werden.
RPG (SR 700) über die Berücksichtigung regionaler Bedürfnisse bei der Bestimmung von Standorten für öffentliche Anlagen beachtet. Insgesamt ist eine den Anforderungen von Art. 18 Abs. 5
SR 742.101 Eisenbahngesetz vom 20. Dezember 1957 (EBG)
EBG Art. 18 Grundsatz - 1 Bauten und Anlagen, die ganz oder überwiegend dem Bau und Betrieb einer Eisenbahn dienen (Eisenbahnanlagen), dürfen nur mit einer Plangenehmigung erstellt oder geändert werden.
1    Bauten und Anlagen, die ganz oder überwiegend dem Bau und Betrieb einer Eisenbahn dienen (Eisenbahnanlagen), dürfen nur mit einer Plangenehmigung erstellt oder geändert werden.
1bis    Als Änderung einer Eisenbahnanlage gilt auch der Einbau bahnfremder Bauten und Anlagen in eine Eisenbahnanlage, sofern diese weiterhin überwiegend dem Bau oder dem Betrieb der Eisenbahn dient.102
2    Genehmigungsbehörde ist das BAV.103
3    Mit der Plangenehmigung werden sämtliche nach Bundesrecht erforderlichen Bewilligungen erteilt.
4    Kantonale Bewilligungen und Pläne sind nicht erforderlich. Das kantonale Recht ist zu berücksichtigen, soweit es das Eisenbahnunternehmen in der Erfüllung seiner Aufgaben nicht unverhältnismässig einschränkt.
5    Die Plangenehmigung für Vorhaben, die sich erheblich auf Raum und Umwelt auswirken, setzt grundsätzlich einen Sachplan nach dem Bundesgesetz vom 22. Juni 1979104 über die Raumplanung voraus.
6    Zur Eisenbahnanlage gehören auch die mit dem Bau und dem Betrieb zusammenhängenden Erschliessungsanlagen und Installationsplätze sowie die Standorte für die Verwertung und Ablagerung von Ausbruch- und Aushubmaterial, die in einem engen räumlichen und funktionalen Zusammenhang mit der geplanten Anlage stehen.
EBG genügende planerische Grundlage für die Plangenehmigung vorhanden.

4.4. Auf die Rüge in der Eingabe vom 31. März 2018, wonach der Eintrag im Sachplan Verkehr betreffend die Doppelspur Walchwil nicht den Anforderungen von Art. 1
SR 700 Bundesgesetz vom 22. Juni 1979 über die Raumplanung (Raumplanungsgesetz, RPG) - Raumplanungsgesetz
RPG Art. 1 Ziele - 1 Bund, Kantone und Gemeinden sorgen dafür, dass der Boden haushälterisch genutzt und das Baugebiet vom Nichtbaugebiet getrennt wird.5 Sie stimmen ihre raumwirksamen Tätigkeiten aufeinander ab und verwirklichen eine auf die erwünschte Entwicklung des Landes ausgerichtete Ordnung der Besiedlung. Sie achten dabei auf die natürlichen Gegebenheiten sowie auf die Bedürfnisse von Bevölkerung und Wirtschaft.
1    Bund, Kantone und Gemeinden sorgen dafür, dass der Boden haushälterisch genutzt und das Baugebiet vom Nichtbaugebiet getrennt wird.5 Sie stimmen ihre raumwirksamen Tätigkeiten aufeinander ab und verwirklichen eine auf die erwünschte Entwicklung des Landes ausgerichtete Ordnung der Besiedlung. Sie achten dabei auf die natürlichen Gegebenheiten sowie auf die Bedürfnisse von Bevölkerung und Wirtschaft.
2    Sie unterstützen mit Massnahmen der Raumplanung insbesondere die Bestrebungen:
a  die natürlichen Lebensgrundlagen wie Boden, Luft, Wasser, Wald und die Landschaft zu schützen;
abis  die Siedlungsentwicklung nach innen zu lenken, unter Berücksichtigung einer angemessenen Wohnqualität;
b  kompakte Siedlungen zu schaffen;
bbis  die räumlichen Voraussetzungen für die Wirtschaft zu schaffen und zu erhalten;
c  das soziale, wirtschaftliche und kulturelle Leben in den einzelnen Landesteilen zu fördern und auf eine angemessene Dezentralisation der Besiedlung und der Wirtschaft hinzuwirken;
d  die ausreichende Versorgungsbasis des Landes zu sichern;
e  die Gesamtverteidigung zu gewährleisten;
f  die Integration von Ausländerinnen und Ausländern sowie den gesellschaftlichen Zusammenhalt zu fördern.
-4
SR 700 Bundesgesetz vom 22. Juni 1979 über die Raumplanung (Raumplanungsgesetz, RPG) - Raumplanungsgesetz
RPG Art. 4 Information und Mitwirkung - 1 Die mit Planungsaufgaben betrauten Behörden unterrichten die Bevölkerung über Ziele und Ablauf der Planungen nach diesem Gesetz.
1    Die mit Planungsaufgaben betrauten Behörden unterrichten die Bevölkerung über Ziele und Ablauf der Planungen nach diesem Gesetz.
2    Sie sorgen dafür, dass die Bevölkerung bei Planungen in geeigneter Weise mitwirken kann.
3    Die Pläne nach diesem Gesetz sind öffentlich.
und Art. 33
SR 700 Bundesgesetz vom 22. Juni 1979 über die Raumplanung (Raumplanungsgesetz, RPG) - Raumplanungsgesetz
RPG Art. 33 Kantonales Recht - 1 Nutzungspläne werden öffentlich aufgelegt.
1    Nutzungspläne werden öffentlich aufgelegt.
2    Das kantonale Recht sieht wenigstens ein Rechtsmittel vor gegen Verfügungen und Nutzungspläne, die sich auf dieses Gesetz und seine kantonalen und eidgenössischen Ausführungsbestimmungen stützen.
3    Es gewährleistet:
a  die Legitimation mindestens im gleichen Umfang wie für die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten an das Bundesgericht;
b  die volle Überprüfung durch wenigstens eine Beschwerdebehörde.
4    Für die Anfechtung von Verfügungen kantonaler Behörden, auf welche Artikel 25a Absatz 1 Anwendung findet, sind einheitliche Rechtsmittelinstanzen vorzusehen.78
RPG entspreche, ist zufolge verspäteter Erhebung nicht einzutreten (oben E. 1.3).

5. Prüfung von Varianten zum Ausbauprojekt

5.1. In der Beschwerdeschrift wird die betriebliche Notwendigkeit und Wirtschaftlichkeit sowie die Verhältnismässigkeit der Erstellung einer Doppelspur Walchwil bestritten.
Art. 17 Abs. 1
SR 742.101 Eisenbahngesetz vom 20. Dezember 1957 (EBG)
EBG Art. 17 - 1 Die Eisenbahnanlagen93 und Fahrzeuge sind nach den Anforderungen des Verkehrs, des Umweltschutzes und gemäss dem Stande der Technik zu erstellen, zu betreiben, zu unterhalten und zu erneuern. Die Bedürfnisse mobilitätsbehinderter Menschen sind angemessen zu berücksichtigen.
1    Die Eisenbahnanlagen93 und Fahrzeuge sind nach den Anforderungen des Verkehrs, des Umweltschutzes und gemäss dem Stande der Technik zu erstellen, zu betreiben, zu unterhalten und zu erneuern. Die Bedürfnisse mobilitätsbehinderter Menschen sind angemessen zu berücksichtigen.
2    Der Bundesrat erlässt Vorschriften über Bau und Betrieb sowie über die technische Einheit und Zulassung im Eisenbahnwesen unter Berücksichtigung der Interoperabilität und eines streckenbezogenen Sicherheitsstandards. Er sorgt dafür, dass die technischen Vorschriften nicht zur Behinderung des Wettbewerbes missbraucht werden.
3    Das BAV erlässt Fahrdienstvorschriften.94
4    Die Eisenbahnunternehmen sind im Rahmen der Vorschriften für den sicheren Betrieb der Eisenbahnanlagen und Fahrzeuge verantwortlich. Sie haben die für einen sicheren Betrieb erforderlichen Vorschriften aufzustellen und dem BAV vorzulegen.
EBG bestimmt, dass Eisenbahnanlagen nach den Anforderungen des Verkehrs, des Umweltschutzes und gemäss dem Stande der Technik zu erstellen sind. Auf Beschwerde von Privaten müssen die Gerichte bei der Beurteilung einer Plangenehmigung die planerischen Grundlagen (wie Sachpläne) frei auf ihre Bundesrechtskonformität überprüfen. Dabei ist ein den Planungsbehörden zustehender Ermessens- oder Beurteilungsspielraum zu respektieren (vgl. BGE 139 II 499 E. 4.1 S. 509 mit Hinweis). Die Behörde ist im Rahmen einer umfassenden Interessenabwägung verpflichtet, ernsthaft in Betracht fallende Varianten zu prüfen (vgl. Urteile 1C 648/2013 vom 4. Februar 2014 E. 4.1, in: URP 2014 S. 309; 1C 560/2010 vom 14. Juli 2011 E. 7, in: URP 2012 S. 27). Dabei kann gestützt auf das von der Beschwerdeführerin angesprochene Prinzip der umweltrechtlichen Vorsorge (Art. 11 Abs. 2
SR 814.01 Bundesgesetz vom 7. Oktober 1983 über den Umweltschutz (Umweltschutzgesetz, USG) - Umweltschutzgesetz
USG Art. 11 Grundsatz - 1 Luftverunreinigungen, Lärm, Erschütterungen und Strahlen werden durch Massnahmen bei der Quelle begrenzt (Emissionsbegrenzungen).
1    Luftverunreinigungen, Lärm, Erschütterungen und Strahlen werden durch Massnahmen bei der Quelle begrenzt (Emissionsbegrenzungen).
2    Unabhängig von der bestehenden Umweltbelastung sind Emissionen im Rahmen der Vorsorge so weit zu begrenzen, als dies technisch und betrieblich möglich und wirtschaftlich tragbar ist.
3    Die Emissionsbegrenzungen werden verschärft, wenn feststeht oder zu erwarten ist, dass die Einwirkungen unter Berücksichtigung der bestehenden Umweltbelastung schädlich oder lästig werden.
USG [SR 814.01]) nur die umweltrechtliche Optimierung eines Projekts verlangt werden, aber nicht eine alternative Neuplanung, jedenfalls wenn diese erhebliche neue Auswirkungen auf Dritte hat (BGE 124 II 517 E. 5d S. 525; Urteil 1C 162/2015 vom 15. Juli 2016 E. 6.2).
Das Bundesgericht hat nicht zu überprüfen, ob die genehmigte Lösung die beste unter allen ernsthaft in Betracht fallenden Varianten ist, sondern lediglich, ob diese bundesrechtskonform ist (vgl. BGE 124 II 146 E. 3c S. 153; 118 Ib 206 E. 10 S. 221).

5.2. Die Beschwerdeführerin macht geltend, sie habe vergeblich die Edition von Unterlagen der Beschwerdegegnerin zum Nachweis über die Notwendigkeit und Wirtschaftlichkeit des umstrittenen Projekts beantragt. Die Verfahrensakten seien insoweit mangelhaft. Dabei beruft sich die Beschwerdeschrift auf Art. 9
SR 742.140.2 Bundesgesetz vom 20. März 2009 über die zukünftige Entwicklung der Bahninfrastruktur (ZEBG)
ZEBG Art. 9 Laufende Optimierung der Arbeiten - Bei der Projektierung und Ausführung der Arbeiten sind nach dem Grundsatz einer betriebs- und volkswirtschaftlichen Optimierung laufend der bahntechnologische Fortschritt, organisatorische Verbesserungen sowie die Entwicklung im Personen- und Güterverkehr zu berücksichtigen.
ZEBG.
Gemäss Art. 18b
SR 742.101 Eisenbahngesetz vom 20. Dezember 1957 (EBG)
EBG Art. 18b - Das Plangenehmigungsgesuch ist mit den erforderlichen Unterlagen bei der Genehmigungsbehörde einzureichen. Diese prüft die Unterlagen auf ihre Vollständigkeit und verlangt allenfalls Ergänzungen.
EBG muss das Plangenehmigungsgesuch mit den erforderlichen Unterlagen bei der Genehmigungsbehörde eingereicht werden; diese prüft die Vollständigkeit. Art. 9
SR 742.140.2 Bundesgesetz vom 20. März 2009 über die zukünftige Entwicklung der Bahninfrastruktur (ZEBG)
ZEBG Art. 9 Laufende Optimierung der Arbeiten - Bei der Projektierung und Ausführung der Arbeiten sind nach dem Grundsatz einer betriebs- und volkswirtschaftlichen Optimierung laufend der bahntechnologische Fortschritt, organisatorische Verbesserungen sowie die Entwicklung im Personen- und Güterverkehr zu berücksichtigen.
ZEBG regelt, dass bei der Projektierung und Ausführung der Arbeiten nach dem Grundsatz einer betriebs- und volkswirtschaftlichen Optimierung laufend der bahntechnologische Fortschritt, organisatorische Verbesserungen sowie die Entwicklung im Personen- und Güterverkehr zu berücksichtigen sind. Diese Bestimmung stellt sicher, dass nicht Mittel in Infrastrukturausbauten investiert werden, deren Nutzen auch auf kostengünstigerem Weg erreicht werden kann. Sie soll weiter verhindern, dass technologische Lösungen umgesetzt werden müssen, die zum Zeitpunkt ihrer Realisierung als veraltet gelten (Botschaft FinöV, BBl 2007 7768).
Aus Art. 9
SR 742.140.2 Bundesgesetz vom 20. März 2009 über die zukünftige Entwicklung der Bahninfrastruktur (ZEBG)
ZEBG Art. 9 Laufende Optimierung der Arbeiten - Bei der Projektierung und Ausführung der Arbeiten sind nach dem Grundsatz einer betriebs- und volkswirtschaftlichen Optimierung laufend der bahntechnologische Fortschritt, organisatorische Verbesserungen sowie die Entwicklung im Personen- und Güterverkehr zu berücksichtigen.
ZEBG i.V.m. Art. 18b
SR 742.101 Eisenbahngesetz vom 20. Dezember 1957 (EBG)
EBG Art. 18b - Das Plangenehmigungsgesuch ist mit den erforderlichen Unterlagen bei der Genehmigungsbehörde einzureichen. Diese prüft die Unterlagen auf ihre Vollständigkeit und verlangt allenfalls Ergänzungen.
EBG ergibt sich jedoch kein allgemeiner Anspruch auf eine umfassende Prüfung der Wirtschaftlichkeit eines Bahnbauprojekts. Art. 3
SR 742.142.1 Verordnung vom 2. Februar 2000 über das Plangenehmigungsverfahren für Eisenbahnanlagen (VPVE)
VPVE Art. 3 Plangenehmigungsgesuch - 1 Das Plangenehmigungsgesuch muss alle Angaben enthalten, die für die Beurteilung des Projekts notwendig sind.
1    Das Plangenehmigungsgesuch muss alle Angaben enthalten, die für die Beurteilung des Projekts notwendig sind.
2    Für alle Projekte einzureichen sind:
a  Plangenehmigungsgesuch;
b  Projektleitblatt;
c  Technischer Bericht;
d  Übersichtsplan;
e  Situationspläne;
f  Längenprofile;
g  Normalprofile und charakteristische Querprofile;
h  massgebende Lichtraumprofile;
i  Nutzungsvereinbarungen und Projektbasen der Tragwerke;
j  Gesuche um Bewilligungen für Abweichungen von Vorschriften der EBV8 und der AB-EBV9 (Art. 5 EBV) und um Genehmigungen im Einzelfall von in diesen Vorschriften vorgesehenen, unter gewissen Bedingungen möglichen Abweichungen;
k  Sicherheitsberichte (Art. 8b EBV);
l  Sicherheitsbewertungsberichte;
m  Prüfberichte Sachverständiger mit Stellungnahme der Gesuchstellerin zur Umsetzung der Prüfergebnisse;
n  Umweltverträglichkeitsbericht (bei Projekten, die der UVP-Pflicht unterstehen) oder Umweltbericht (bei Projekten, die nicht der UVP-Pflicht unterstehen);
o  Angaben über den Bedarf an Grundstücken, anderen dinglichen Rechten und Dienstbarkeiten sowie über die vorgesehene Erwerbsart und den Stand der Verhandlungen;
p  Aussteckungskonzept.
3    Für Vorhaben auf interoperablen Strecken (Art. 15a Abs. 1 Bst. a EBV) sind zusätzlich zu den Unterlagen nach Absatz 2 einzureichen:
a  alle weiteren den unabhängigen Prüfstellen (Art. 15r und 15t EBV) für deren Prüfungen vorgelegten Unterlagen;
b  bei Beteiligung einer benannten Stelle (Art. 15r EBV): die EG-Prüferklärung, alle EG-Prüfbescheinigungen und technischen Dossiers der beauftragten unabhängigen Prüfstellen über die Planung bis zur Gesuchseinreichung;
c  Gesuche um Bewilligungen für Abweichungen von den TSI (Art. 15e EBV).
4    Für Vorhaben auf interoperablen Strecken ohne Beteiligung einer benannten Stelle sind neben den Unterlagen nach Absatz 3 alle Bescheinigungen und Berichte der beauftragten unabhängigen Prüfstellen betreffend die Planung bis zur Gesuchseinreichung vorzulegen.
5    Die Genehmigungsbehörde (Art. 18 Abs. 2 EBG) kann bei Bedarf zusätzliche Unterlagen verlangen.
6    Das BAV erlässt Richtlinien über Art, Beschaffenheit, Inhalt und Anzahl der einzureichenden Unterlagen.
der Verordnung vom 2. Februar 2000 über das Plangenehmigungsverfahren für Eisenbahnanlagen (VPVE; SR 742.142.1) zählt die bei allen Bahnbauvorhaben erforderlichen Gesuchsunterlagen auf. Eine bahnbetriebliche oder baukostenbezogene Evaluation des Bauvorhabens wird dabei nicht genannt. Punktuell können derartige Unterlagen im Sinne von Art. 3 Abs. 5
SR 742.142.1 Verordnung vom 2. Februar 2000 über das Plangenehmigungsverfahren für Eisenbahnanlagen (VPVE)
VPVE Art. 3 Plangenehmigungsgesuch - 1 Das Plangenehmigungsgesuch muss alle Angaben enthalten, die für die Beurteilung des Projekts notwendig sind.
1    Das Plangenehmigungsgesuch muss alle Angaben enthalten, die für die Beurteilung des Projekts notwendig sind.
2    Für alle Projekte einzureichen sind:
a  Plangenehmigungsgesuch;
b  Projektleitblatt;
c  Technischer Bericht;
d  Übersichtsplan;
e  Situationspläne;
f  Längenprofile;
g  Normalprofile und charakteristische Querprofile;
h  massgebende Lichtraumprofile;
i  Nutzungsvereinbarungen und Projektbasen der Tragwerke;
j  Gesuche um Bewilligungen für Abweichungen von Vorschriften der EBV8 und der AB-EBV9 (Art. 5 EBV) und um Genehmigungen im Einzelfall von in diesen Vorschriften vorgesehenen, unter gewissen Bedingungen möglichen Abweichungen;
k  Sicherheitsberichte (Art. 8b EBV);
l  Sicherheitsbewertungsberichte;
m  Prüfberichte Sachverständiger mit Stellungnahme der Gesuchstellerin zur Umsetzung der Prüfergebnisse;
n  Umweltverträglichkeitsbericht (bei Projekten, die der UVP-Pflicht unterstehen) oder Umweltbericht (bei Projekten, die nicht der UVP-Pflicht unterstehen);
o  Angaben über den Bedarf an Grundstücken, anderen dinglichen Rechten und Dienstbarkeiten sowie über die vorgesehene Erwerbsart und den Stand der Verhandlungen;
p  Aussteckungskonzept.
3    Für Vorhaben auf interoperablen Strecken (Art. 15a Abs. 1 Bst. a EBV) sind zusätzlich zu den Unterlagen nach Absatz 2 einzureichen:
a  alle weiteren den unabhängigen Prüfstellen (Art. 15r und 15t EBV) für deren Prüfungen vorgelegten Unterlagen;
b  bei Beteiligung einer benannten Stelle (Art. 15r EBV): die EG-Prüferklärung, alle EG-Prüfbescheinigungen und technischen Dossiers der beauftragten unabhängigen Prüfstellen über die Planung bis zur Gesuchseinreichung;
c  Gesuche um Bewilligungen für Abweichungen von den TSI (Art. 15e EBV).
4    Für Vorhaben auf interoperablen Strecken ohne Beteiligung einer benannten Stelle sind neben den Unterlagen nach Absatz 3 alle Bescheinigungen und Berichte der beauftragten unabhängigen Prüfstellen betreffend die Planung bis zur Gesuchseinreichung vorzulegen.
5    Die Genehmigungsbehörde (Art. 18 Abs. 2 EBG) kann bei Bedarf zusätzliche Unterlagen verlangen.
6    Das BAV erlässt Richtlinien über Art, Beschaffenheit, Inhalt und Anzahl der einzureichenden Unterlagen.
VPVE angezeigt sein, namentlich soweit dies für die Prüfung von baulichen Varianten geboten ist.
Im Vorfeld der Richtplananpassung (oben E. 4.3) hatte die Beschwerdegegnerin eine Variantenstudie beim Ingenieurbüro Emch + Berger WSB AG eingeholt. Die Beschwerdeführerin hat Zugang zu dieser Studie und nahm bereits im Einspracheverfahren beim BAV darauf Bezug. Es kommt somit vorliegend nicht darauf an, ob sich die Studie bei den Auflageakten befand. Das Bundesverwaltungsgericht hat die Notwendigkeit des Ausbauprojekts bejaht, ohne den Beizug weiterer Unterlagen zu Fragen der baulichen oder betrieblichen Wirtschaftlichkeit zu verlangen. Die diesbezüglichen Anträge der Beschwerdeführerin durfte sie in antizipierter Beweiswürdigung (vgl. dazu BGE 136 I 229 E. 5.3 S. 236 mit Hinweisen) abweisen. Im Übrigen ist nicht ersichtlich, dass die Vorinstanz bei der Prüfung des Bahnbauprojekts die vorgeschriebene volle Kognition (Art. 49
SR 172.021 Bundesgesetz vom 20. Dezember 1968 über das Verwaltungsverfahren (Verwaltungsverfahrensgesetz, VwVG) - Verwaltungsverfahrensgesetz
VwVG Art. 49 - Der Beschwerdeführer kann mit der Beschwerde rügen:
a  Verletzung von Bundesrecht einschliesslich Überschreitung oder Missbrauch des Ermessens;
b  unrichtige oder unvollständige Feststellung des rechtserheblichen Sachverhaltes;
c  Unangemessenheit; die Rüge der Unangemessenheit ist unzulässig, wenn eine kantonale Behörde als Beschwerdeinstanz verfügt hat.
VwVG i.V.m. Art. 37
SR 173.32 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesverwaltungsgericht (Verwaltungsgerichtsgesetz, VGG) - Verwaltungsgerichtsgesetz
VGG Art. 37 Grundsatz - Das Verfahren vor dem Bundesverwaltungsgericht richtet sich nach dem VwVG56, soweit dieses Gesetz nichts anderes bestimmt.
VGG) unzureichend wahrgenommen hätte.

5.3. Art. 4 lit. a Ziff. 4
SR 742.140.2 Bundesgesetz vom 20. März 2009 über die zukünftige Entwicklung der Bahninfrastruktur (ZEBG)
ZEBG Art. 4 Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte - Die Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte umfassen:
a  auf den Basislinien der neuen Eisenbahn-Alpentransversale (NEAT):
a1  Basel-Gotthard Nord: Zugfolgeverdichtung Basel-Brugg-Altdorf/ Rynächt,
a2  Gotthard Süd-Chiasso: Leistungssteigerung Knoten Bellinzona, Lugano und Chiasso, Zugfolgeverdichtung Biasca-Bellinzona-Chiasso,
a3  Bellinzona-Luino: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
a4  Zug-Arth-Goldau: Leistungssteigerung Knoten Arth-Goldau und Kapazitätsausbau,
a5  Raum Bern: Leistungssteigerung Bern-Thun,
a6  Lötschberg- und Gotthardachse: Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung und Lärmschutzmassnahmen auf den Zufahrtsstrecken zu den Basistunneln am Gotthard und am Lötschberg;
b  auf den übrigen Strecken:
b1  Raum Genf: Leistungssteigerung,
b10  Raum Olten: Entflechtung Olten Nord und Olten Ost, Leistungssteigerung Knoten Olten,
b11  Olten-Aarau: Kapazitätsausbau Olten-Aarau (durchgehend vierspurig), Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Dulliken-Däniken, Eppenbergtunnel,
b12  ...
b13  Raum Zürich: Fernverkehrsanteil Durchmesserlinie,
b14  Thalwil-Luzern: Kapazitätsausbau Cham-Rotkreuz, Leistungssteigerung Knoten Thalwil,
b15  Zürich-Winterthur: Entflechtung Raum Dorfnest, inkl. Kapazitätsausbau; Entflechtung Hürlistein, Kapazitätsausbau Knoten Effretikon, Leistungssteigerung Bassersdorf-Effretikon-Winterthur,
b16  Raum Winterthur: Kapazitätsausbau Tössmühle-Winterthur, Leistungssteigerung Knoten Winterthur,
b17  Winterthur-St. Gallen: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b18  Winterthur-Weinfelden: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b19  Bellinzona-Locarno: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
b2  Raum Lausanne: Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Lausanne-Renens, Entflechtung Renens, Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung Knoten Lausanne,
b20  Rheintal: Kapazitätsausbau,
b21  Neuhausen-Schaffhausen: Leistungssteigerung,
b22  Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung, Lärmschutzmassnahmen sowie Bau von Abstellanlagen.
b3  Lausanne-Brig-Iselle: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b4  Lausanne-Biel-Olten: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b5  Lausanne-Bern: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b6  Raum Bern: Entflechtung Wylerfeld, Kapazitätsausbau Knoten Bern,
b7  Thun-Interlaken: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung, Gewährleistung Anschlussqualität Thun,
b8  Biel-Delémont-Porrentruy: Kapazitätsausbau,
b9  Basel-Olten-Luzern: Entflechtung Liestal, Leistungssteigerung Basel Personenbahnhof, Leistungssteigerung Basel-Luzern,
ZEBG sieht den Kapazitätsausbau auf der Strecke Zug-Arth-Goldau zugunsten der NEAT vor. Bereits das BAV hat in der Plangenehmigung festgehalten, dass die Doppelspur Walchwil als Kreuzungsstelle für Schnellzüge am richtigen Ort gelegen und mit späteren Ausbauschritten kompatibel ist. Dieser Beurteilung hat sich die Vorinstanz angeschlossen. Entgegen der Meinung der Beschwerdeführerin sind für die Rechtmässigkeit der Plangenehmigung keine neuerlichen Beschlüsse der Bundesversammlung erforderlich; namentlich brauchen keine Bundesbeschlüsse zu den weiteren Ausbauschritten der Bahninfrastruktur (dazu auch unten E. 5.5) im Hinblick auf einen allfälligen Zimmerberg-Basistunnel und Anschlusslösungen abgewartet zu werden. Ebenso wenig ist ein Verstoss gegen den Grundsatz der Nachhaltigkeit (Art. 73
SR 101 Bundesverfassung der Schweizerischen Eidgenossenschaft vom 18. April 1999
BV Art. 73 Nachhaltigkeit - Bund und Kantone streben ein auf Dauer ausgewogenes Verhältnis zwischen der Natur und ihrer Erneuerungsfähigkeit einerseits und ihrer Beanspruchung durch den Menschen anderseits an.
BV) beim betroffenen Ausbauprojekt auszumachen, so dass die genaue Tragweite dieser Verfassungsbestimmung nicht erörtert werden muss.
Das BAV hat in der Plangenehmigung Überlegungen zum Verzicht auf die Doppelspur Walchwil unter dem Titel "Spange Rotkreuz" angestellt. Diese Erwägungen beruhen auf der Annahme, dass diesfalls bei einem Halbstundentakt zumindest ein Teil der Reisezüge zwischen Zürich und dem Tessin auf das Westufer des Zugersees umgeleitet werden müsste; dies hat das BAV als insgesamt nachteilig erachtet. Der von der Beschwerdeführerin beigezogene Verkehrsplaner Paul Stopper befürwortet hingegen in einem Kurzgutachten vom 6. März 2016 eine prioritäre Erstellung der Spange Rotkreuz. Seine Gewichtung der Aspekte einer solchen Lösung vermag aber die Notwendigkeit des Doppelspurausbauprojekts am Ostufer des Zugersees nicht in Frage zu stellen. Im Übrigen gehört das bestellte Bahnangebot im Regionalverkehr (vgl. oben E. 3.1) ebenfalls zu den Rahmenbedingungen der Plangenehmigung. Der Vorschlag der Beschwerdeführerin, das regionale Busangebot zu steigern, entkräftet daher die Notwendigkeit des Bahnbauprojekts nicht.

5.4. Als Alternative zum umstrittenen Ausbauprojekt führt die Beschwerdeführerin die Ausbauvariante "Murpfli" ins Feld. Bei dieser Variante würde eine etwa 1 bis 1,2 km lange Doppelspur nördlich der Haltestelle "Hörndli" im Raum "Murpfli-Eielen" erstellt. Gemäss der Plangenehmigung des BAV ist das Projekt "Doppelspur Walchwil" im Vergleich zur Variante "Murpfli" vorzugswürdig. Die Vorinstanz teilt diese Sichtweise.
Aus der Plangenehmigung des BAV geht hervor, dass die Variante "Murpfli" gewichtige Nachteile bei der bahnbetrieblichen Funktionalität aufweist; diese ergeben sich aus dem Standort "Murpfli" und der geringeren Länge dieser Variante im Vergleich zur Doppelspur Walchwil. Bezüglich des Kostenvergleichs wurde die unterschiedliche Länge der beiden Doppelspurstrecken einbezogen. Die Vorbringen der Beschwerdeführerin vor Bundesgericht lassen das Ergebnis der Vorinstanz bei dieser Variantenprüfung nicht bundesrechtswidrig erscheinen. Es ist einsichtig, dass die dargelegten Nachteile der Variante "Murpfli" nicht durch den von der Beschwerdeführerin betonten Vorteil aufgewogen werden, dass sie ausserhalb des Siedlungsgebiets liegt und damit die Lebensqualität der Anwohnerschaft weniger beeinträchtigt. Daraus folgt, dass die Variante "Murpfli" ohne Rechtsverletzung abgelehnt werden durfte.
Im Übrigen hat die Vorinstanz darauf hingewiesen, dass das BAV weitere Ausbauvarianten bei der Ausgestaltung der Doppelspur Walchwil geprüft hat. Auf jene Varianten geht die Beschwerdeschrift an das Bundesgericht nicht konkret ein; dazu erübrigen sich Ausführungen.
Wird das Projekt "Doppelspur Walchwil" und nicht die Variante "Murpfli" realisiert, so ist überdies die Notwendigkeit einer vollständigen Streckensperrung während der Bauzeit zu bejahen.

5.5. Auch die weiteren Rügen der Beschwerdeführerin gegen die Notwendigkeit des Ausbauprojekts sind nicht geeignet, am Ergebnis etwas zu ändern.
Im Rahmen von Art. 48c
SR 742.101 Eisenbahngesetz vom 20. Dezember 1957 (EBG)
EBG Art. 48c Ausbauschritte - 1 Die Erlasse zu den einzelnen Ausbauschritten ergehen in der Form des Bundesbeschlusses. Die Bundesbeschlüsse unterstehen dem fakultativen Referendum.
1    Die Erlasse zu den einzelnen Ausbauschritten ergehen in der Form des Bundesbeschlusses. Die Bundesbeschlüsse unterstehen dem fakultativen Referendum.
2    Den in den Ausbauschritten vorgesehenen Massnahmen liegen ein Bedarfsnachweis und ein betriebs- und volkswirtschaftlich abgestütztes Angebotskonzept zugrunde.
3    Der Bundesrat zeigt in den Botschaften zu den Ausbauschritten insbesondere die Folgekosten für das gesamte Eisenbahnsystem auf.
4    Jeder Ausbauschritt bezweckt auch die Sicherstellung der Qualität des Angebots im bestehenden Fernverkehrsnetz und sieht die dafür erforderlichen Kredite vor.
EBG werden ein Bedarfsnachweis und ein Angebotskonzept für Ausbauschritte bei der Bahninfrastruktur verlangt. Diese Vorschrift ist vorliegend nicht anwendbar. Die Doppelspur Walchwil wird nicht im Rahmen des strategischen Entwicklungsprogramms gemäss Art. 48a
SR 742.101 Eisenbahngesetz vom 20. Dezember 1957 (EBG)
EBG Art. 48a Ziele - Der Ausbau der Infrastruktur hat folgende Ziele:
a  Personenverkehr:
a1  Verbesserung der Verbindungen mit europäischen Metropolitanräumen,
a2  Verbesserung der Verbindungen zwischen den schweizerischen Metropolitanräumen und innerhalb derselben,
a3  Verbesserung der Verbindungen im schweizerischen Städtenetz und mit den Zentren der Metropolitanräume,
a4  Ausbau des Regional- und des Agglomerationsverkehrs,
a5  Verbesserung der Erschliessung der Berggebiete und der Tourismusregionen;
b  Güterverkehr:
b1  Verlagerung des alpenquerenden Schwerverkehrs,
b2  Verbesserungen für den Binnen-, Import- und Exportverkehr,
b3  Verbesserung der Trassenverfügbarkeit.
ff. EBG, sondern wie dargelegt gestützt auf die Sondervorschriften des ZEBG erstellt.
Die Bundesversammlung hat im Rahmen von Art. 4
SR 742.140.2 Bundesgesetz vom 20. März 2009 über die zukünftige Entwicklung der Bahninfrastruktur (ZEBG)
ZEBG Art. 4 Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte - Die Massnahmen für die Eisenbahngrossprojekte umfassen:
a  auf den Basislinien der neuen Eisenbahn-Alpentransversale (NEAT):
a1  Basel-Gotthard Nord: Zugfolgeverdichtung Basel-Brugg-Altdorf/ Rynächt,
a2  Gotthard Süd-Chiasso: Leistungssteigerung Knoten Bellinzona, Lugano und Chiasso, Zugfolgeverdichtung Biasca-Bellinzona-Chiasso,
a3  Bellinzona-Luino: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
a4  Zug-Arth-Goldau: Leistungssteigerung Knoten Arth-Goldau und Kapazitätsausbau,
a5  Raum Bern: Leistungssteigerung Bern-Thun,
a6  Lötschberg- und Gotthardachse: Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung und Lärmschutzmassnahmen auf den Zufahrtsstrecken zu den Basistunneln am Gotthard und am Lötschberg;
b  auf den übrigen Strecken:
b1  Raum Genf: Leistungssteigerung,
b10  Raum Olten: Entflechtung Olten Nord und Olten Ost, Leistungssteigerung Knoten Olten,
b11  Olten-Aarau: Kapazitätsausbau Olten-Aarau (durchgehend vierspurig), Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Dulliken-Däniken, Eppenbergtunnel,
b12  ...
b13  Raum Zürich: Fernverkehrsanteil Durchmesserlinie,
b14  Thalwil-Luzern: Kapazitätsausbau Cham-Rotkreuz, Leistungssteigerung Knoten Thalwil,
b15  Zürich-Winterthur: Entflechtung Raum Dorfnest, inkl. Kapazitätsausbau; Entflechtung Hürlistein, Kapazitätsausbau Knoten Effretikon, Leistungssteigerung Bassersdorf-Effretikon-Winterthur,
b16  Raum Winterthur: Kapazitätsausbau Tössmühle-Winterthur, Leistungssteigerung Knoten Winterthur,
b17  Winterthur-St. Gallen: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b18  Winterthur-Weinfelden: Beschleunigungsmassnahmen und Leistungssteigerung,
b19  Bellinzona-Locarno: Leistungssteigerung und Kapazitätsausbau,
b2  Raum Lausanne: Kapazitätsausbau (viertes Gleis) Lausanne-Renens, Entflechtung Renens, Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung Knoten Lausanne,
b20  Rheintal: Kapazitätsausbau,
b21  Neuhausen-Schaffhausen: Leistungssteigerung,
b22  Bei Mehrbetrieb Massnahmen zur Gewährleistung der Bahnstromversorgung, Lärmschutzmassnahmen sowie Bau von Abstellanlagen.
b3  Lausanne-Brig-Iselle: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b4  Lausanne-Biel-Olten: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b5  Lausanne-Bern: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung,
b6  Raum Bern: Entflechtung Wylerfeld, Kapazitätsausbau Knoten Bern,
b7  Thun-Interlaken: Kapazitätsausbau und Leistungssteigerung, Gewährleistung Anschlussqualität Thun,
b8  Biel-Delémont-Porrentruy: Kapazitätsausbau,
b9  Basel-Olten-Luzern: Entflechtung Liestal, Leistungssteigerung Basel Personenbahnhof, Leistungssteigerung Basel-Luzern,
ZEBG den grundsätzlichen Auftrag für den Kapazitätsausbau auf der Strecke Zug-Arth-Goldau erteilt. Zudem dient das vorliegende Bahnprojekt entgegen der Ansicht der Beschwerdeführerin dem Fern- und nicht nur dem Regionalverkehr. Vor diesem Hintergrund besteht kein Anlass, näher auf die Vereinbarkeit des Projekts mit den Grundsätzen für die Zuweisung und Erfüllung staatlicher Aufgaben im Sinne von Art. 43a
SR 101 Bundesverfassung der Schweizerischen Eidgenossenschaft vom 18. April 1999
BV Art. 43a Grundsätze für die Zuweisung und Erfüllung staatlicher Aufgaben - 1 Der Bund übernimmt nur die Aufgaben, welche die Kraft der Kantone übersteigen oder einer einheitlichen Regelung durch den Bund bedürfen.
1    Der Bund übernimmt nur die Aufgaben, welche die Kraft der Kantone übersteigen oder einer einheitlichen Regelung durch den Bund bedürfen.
2    Das Gemeinwesen, in dem der Nutzen einer staatlichen Leistung anfällt, trägt deren Kosten.
3    Das Gemeinwesen, das die Kosten einer staatlichen Leistung trägt, kann über diese Leistung bestimmen.
4    Leistungen der Grundversorgung müssen allen Personen in vergleichbarer Weise offenstehen.
5    Staatliche Aufgaben müssen bedarfsgerecht und wirtschaftlich erfüllt werden.
BV einzugehen.
Den Vorwurf, wonach die Wirksamkeit der Doppelspur Walchwil nicht gemäss Art. 170
SR 101 Bundesverfassung der Schweizerischen Eidgenossenschaft vom 18. April 1999
BV Art. 170 Überprüfung der Wirksamkeit - Die Bundesversammlung sorgt dafür, dass die Massnahmen des Bundes auf ihre Wirksamkeit überprüft werden.
BV überprüft sei, hat die Beschwerdeführerin erst in der Eingabe vom 31. März 2018 erhoben. Auf diese verspätete Rüge ist nicht einzutreten (oben E. 1.3).

5.6. Aus den vorstehenden Erwägungen ergibt sich, dass die Notwendigkeit des Doppelspurprojekts Walchwil zu Recht bejaht worden ist.

6. Lärmrechtliche Qualifikation des Ausbauprojekts

6.1. Das Bundesverwaltungsgericht äussert sich nicht abschliessend zur lärmrechtlichen Qualifikation des Ausbauprojekts. Die für eine wesentliche Änderung vorgeschriebenen Immissionsgrenzwerte (IGW) gemäss Anhang 4 der Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV; SR 814.41) seien bei den Liegenschaften der Mitglieder der Beschwerdeführerin eingehalten. Deshalb könne offenbleiben, ob das Vorhaben eine wesentliche oder eine unwesentliche Änderung darstelle. Jedenfalls handle es sich nicht um eine neubauähnliche Änderung. Die Beschwerdeführerin ist demgegenüber der Auffassung, die Doppelspur Walchwil sei einer Neuanlage gleichzustellen; es seien die Planungswerte anwendbar.

6.2. Bei der vorliegenden Plangenehmigung geht es nicht um eine Lärmsanierung im Sinne des Bundesgesetzes vom 24. März 2000 über die Lärmsanierung der Eisenbahnen (BGLE; SR 742.144). Vielmehr richtet sich die lärmrechtliche Beurteilung allein nach den Vorschriften von USG und LSV.

6.3. Das USG unterscheidet neue, geänderte und bestehende, ortsfeste Anlagen. Neue Anlagen dürfen nur errichtet werden, wenn die durch diese Anlagen allein erzeugten Lärmimmissionen, vorbehältlich Erleichterungen, die Planungswerte in der Umgebung nicht überschreiten (Art. 25
SR 814.01 Bundesgesetz vom 7. Oktober 1983 über den Umweltschutz (Umweltschutzgesetz, USG) - Umweltschutzgesetz
USG Art. 25 Errichtung ortsfester Anlagen - 1 Ortsfeste Anlagen dürfen nur errichtet werden, wenn die durch diese Anlagen allein erzeugten Lärmimmissionen die Planungswerte in der Umgebung nicht überschreiten; die Bewilligungsbehörde kann eine Lärmprognose verlangen.
1    Ortsfeste Anlagen dürfen nur errichtet werden, wenn die durch diese Anlagen allein erzeugten Lärmimmissionen die Planungswerte in der Umgebung nicht überschreiten; die Bewilligungsbehörde kann eine Lärmprognose verlangen.
2    Besteht ein überwiegendes öffentliches, namentlich auch raumplanerisches Interesse an der Anlage und würde die Einhaltung der Planungswerte zu einer unverhältnismässigen Belastung für das Projekt führen, so können Erleichterungen gewährt werden.32 Dabei dürfen jedoch unter Vorbehalt von Absatz 3 die Immissionsgrenzwerte nicht überschritten werden.
3    Können bei der Errichtung von Strassen, Flughäfen, Eisenbahnanlagen oder anderen öffentlichen oder konzessionierten ortsfesten Anlagen durch Massnahmen bei der Quelle die Immissionsgrenzwerte nicht eingehalten werden, müssen auf Kosten des Eigentümers der Anlage die vom Lärm betroffenen Gebäude durch Schallschutzfenster oder ähnliche bauliche Massnahmen geschützt werden.
USG). Für Altanlagen sieht Art. 18 Abs. 1
SR 814.01 Bundesgesetz vom 7. Oktober 1983 über den Umweltschutz (Umweltschutzgesetz, USG) - Umweltschutzgesetz
USG Art. 18 Umbau und Erweiterung sanierungsbedürftiger Anlagen - 1 Eine sanierungsbedürftige Anlage darf nur umgebaut oder erweitert werden, wenn sie gleichzeitig saniert wird.
1    Eine sanierungsbedürftige Anlage darf nur umgebaut oder erweitert werden, wenn sie gleichzeitig saniert wird.
2    Erleichterungen nach Artikel 17 können eingeschränkt oder aufgehoben werden.
USG vor, dass sanierungsbedürftige Anlagen nur umgebaut oder erweitert werden dürfen, wenn sie gleichzeitig saniert werden. Art. 8
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 8 Emissionsbegrenzungen bei geänderten ortsfesten Anlagen - 1 Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
1    Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
2    Wird die Anlage wesentlich geändert, so müssen die Lärmemissionen der gesamten Anlage mindestens so weit begrenzt werden, dass die Immissionsgrenzwerte nicht überschritten werden.
3    Als wesentliche Änderungen ortsfester Anlagen gelten Umbauten, Erweiterungen und vom Inhaber der Anlage verursachte Änderungen des Betriebs, wenn zu erwarten ist, dass die Anlage selbst oder die Mehrbeanspruchung bestehender Verkehrsanlagen wahrnehmbar stärkere Lärmimmissionen erzeugen. Der Wiederaufbau von Anlagen gilt in jedem Fall als wesentliche Änderung.
4    Wird eine neue ortsfeste Anlage geändert, so gilt Artikel 7.9
LSV konkretisiert Art. 18
SR 814.01 Bundesgesetz vom 7. Oktober 1983 über den Umweltschutz (Umweltschutzgesetz, USG) - Umweltschutzgesetz
USG Art. 18 Umbau und Erweiterung sanierungsbedürftiger Anlagen - 1 Eine sanierungsbedürftige Anlage darf nur umgebaut oder erweitert werden, wenn sie gleichzeitig saniert wird.
1    Eine sanierungsbedürftige Anlage darf nur umgebaut oder erweitert werden, wenn sie gleichzeitig saniert wird.
2    Erleichterungen nach Artikel 17 können eingeschränkt oder aufgehoben werden.
USG und unterscheidet dabei wesentliche und unwesentliche Änderungen: Unwesentliche Änderungen oder Erweiterungen lösen keine Sanierungspflicht für die bestehenden Anlageteile aus (vgl. Art. 8 Abs. 1
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 8 Emissionsbegrenzungen bei geänderten ortsfesten Anlagen - 1 Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
1    Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
2    Wird die Anlage wesentlich geändert, so müssen die Lärmemissionen der gesamten Anlage mindestens so weit begrenzt werden, dass die Immissionsgrenzwerte nicht überschritten werden.
3    Als wesentliche Änderungen ortsfester Anlagen gelten Umbauten, Erweiterungen und vom Inhaber der Anlage verursachte Änderungen des Betriebs, wenn zu erwarten ist, dass die Anlage selbst oder die Mehrbeanspruchung bestehender Verkehrsanlagen wahrnehmbar stärkere Lärmimmissionen erzeugen. Der Wiederaufbau von Anlagen gilt in jedem Fall als wesentliche Änderung.
4    Wird eine neue ortsfeste Anlage geändert, so gilt Artikel 7.9
LSV). Die Lärmimmissionen wesentlich geänderter oder erweiterter Anlagen müssen die IGW einhalten (vgl. Art. 8 Abs. 2
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 8 Emissionsbegrenzungen bei geänderten ortsfesten Anlagen - 1 Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
1    Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
2    Wird die Anlage wesentlich geändert, so müssen die Lärmemissionen der gesamten Anlage mindestens so weit begrenzt werden, dass die Immissionsgrenzwerte nicht überschritten werden.
3    Als wesentliche Änderungen ortsfester Anlagen gelten Umbauten, Erweiterungen und vom Inhaber der Anlage verursachte Änderungen des Betriebs, wenn zu erwarten ist, dass die Anlage selbst oder die Mehrbeanspruchung bestehender Verkehrsanlagen wahrnehmbar stärkere Lärmimmissionen erzeugen. Der Wiederaufbau von Anlagen gilt in jedem Fall als wesentliche Änderung.
4    Wird eine neue ortsfeste Anlage geändert, so gilt Artikel 7.9
LSV). Als wesentliche Änderungen gelten nach Art. 8 Abs. 3
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 8 Emissionsbegrenzungen bei geänderten ortsfesten Anlagen - 1 Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
1    Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
2    Wird die Anlage wesentlich geändert, so müssen die Lärmemissionen der gesamten Anlage mindestens so weit begrenzt werden, dass die Immissionsgrenzwerte nicht überschritten werden.
3    Als wesentliche Änderungen ortsfester Anlagen gelten Umbauten, Erweiterungen und vom Inhaber der Anlage verursachte Änderungen des Betriebs, wenn zu erwarten ist, dass die Anlage selbst oder die Mehrbeanspruchung bestehender Verkehrsanlagen wahrnehmbar stärkere Lärmimmissionen erzeugen. Der Wiederaufbau von Anlagen gilt in jedem Fall als wesentliche Änderung.
4    Wird eine neue ortsfeste Anlage geändert, so gilt Artikel 7.9
LSV Umbauten, Erweiterungen und vom Inhaber der Anlage verursachte Änderungen des Betriebs, wenn zu erwarten ist, dass die Anlage selbst oder die Mehrbeanspruchung bestehender Verkehrsanlagen wahrnehmbar stärkere Lärmimmissionen erzeugen (Satz 1). Der Wiederaufbau von Anlagen gilt in jedem Fall als wesentliche Änderung (Satz 2).

6.4. Nach der Rechtsprechung ist nicht einzig anhand der Lärmauswirkungen, sondern aufgrund einer gesamthaften Betrachtung zu entscheiden, ob die Änderung gewichtig genug ist, um als "wesentlich" qualifiziert zu werden. Zu berücksichtigen sind insbesondere der Umfang der baulichen Massnahmen und die Kosten: Kommen diese einem Neubau bzw. einem Wiederaufbau nahe (im Sinne von Art. 8 Abs. 3
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 8 Emissionsbegrenzungen bei geänderten ortsfesten Anlagen - 1 Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
1    Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
2    Wird die Anlage wesentlich geändert, so müssen die Lärmemissionen der gesamten Anlage mindestens so weit begrenzt werden, dass die Immissionsgrenzwerte nicht überschritten werden.
3    Als wesentliche Änderungen ortsfester Anlagen gelten Umbauten, Erweiterungen und vom Inhaber der Anlage verursachte Änderungen des Betriebs, wenn zu erwarten ist, dass die Anlage selbst oder die Mehrbeanspruchung bestehender Verkehrsanlagen wahrnehmbar stärkere Lärmimmissionen erzeugen. Der Wiederaufbau von Anlagen gilt in jedem Fall als wesentliche Änderung.
4    Wird eine neue ortsfeste Anlage geändert, so gilt Artikel 7.9
Satz 2 LSV), so ist die Änderung in der Regel als wesentlich einzustufen, auch wenn die Anlage gleichzeitig saniert wird und damit die Lärmemissionen reduziert werden. Eine wesentliche Änderung ist in der Regel auch dann anzunehmen, wenn das Projekt die Lebensdauer der Gesamtanlage erheblich verlängert (BGE 141 II 483 E. 4.6 S. 492).
Ausserdem stellt die Rechtsprechung Änderungen von Anlagen in bestimmten Fällen Neubauten gleich. Dies ist der Fall, wenn eine bestehende Anlage in konstruktiver oder funktionaler Beziehung so weit verändert wird, dass der weiterbestehende Teil der Anlage von geringerer Bedeutung erscheint als der erneuerte Teil (sog. übergewichtige Erweiterung); gleiches gilt bei einer vollständigen Zweckänderung nach Art. 2 Abs. 2
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 2 Begriffe - 1 Ortsfeste Anlagen sind Bauten, Verkehrsanlagen, haustechnische Anlagen und andere nichtbewegliche Einrichtungen, die beim Betrieb Aussenlärm erzeugen. Dazu gehören insbesondere Strassen, Eisenbahnanlagen, Flugplätze, Anlagen der Industrie, des Gewerbes und der Landwirtschaft, Schiessanlagen sowie fest eingerichtete militärische Schiess- und Übungsplätze.
1    Ortsfeste Anlagen sind Bauten, Verkehrsanlagen, haustechnische Anlagen und andere nichtbewegliche Einrichtungen, die beim Betrieb Aussenlärm erzeugen. Dazu gehören insbesondere Strassen, Eisenbahnanlagen, Flugplätze, Anlagen der Industrie, des Gewerbes und der Landwirtschaft, Schiessanlagen sowie fest eingerichtete militärische Schiess- und Übungsplätze.
2    Als neue ortsfeste Anlagen gelten auch ortsfeste Anlagen und Bauten, deren Zweck vollständig geändert wird.
3    Emissionsbegrenzungen sind technische, bauliche, betriebliche, verkehrslenkende, -beschränkende oder -beruhigende Massnahmen an Anlagen sowie bauliche Massnahmen auf dem Ausbreitungsweg der Emissionen. Sie sind geeignet, die Erzeugung oder Ausbreitung des Aussenlärms zu verhindern oder zu verringern.
4    Sanierungen sind Emissionsbegrenzungen für bestehende ortsfeste Anlagen.
5    Belastungsgrenzwerte sind Immissionsgrenzwerte, Planungswerte und Alarmwerte. Sie werden nach der Lärmart, der Tageszeit und der Lärmempfindlichkeit der zu schützenden Gebäude und Gebiete festgelegt.
6    Lärmempfindliche Räume sind:
a  Räume in Wohnungen, ausgenommen Küchen ohne Wohnanteil, Sanitärräume und Abstellräume;
b  Räume in Betrieben, in denen sich Personen regelmässig während längerer Zeit aufhalten, ausgenommen Räume für die Nutztierhaltung und Räume mit erheblichem Betriebslärm.
LSV (vgl. BGE 141 II 483 E. 3.3.3 S. 489 mit Hinweisen).

6.5. Die angefochtene Plangenehmigung betrifft die bauliche Änderung einer Altanlage. Die Erstellung der Doppelspur Walchwil wird mit einer Erweiterung der Tunnelabschnitte auf ein Lichtprofil verbunden, welches das Befahren mit Doppelstockzügen erlaubt. Zudem dienen die baulichen Massnahmen einer Kapazitätserweiterung für den Bahnbetrieb. Die mit Urteil 1C 10/2010 vom 16. September 2010 beurteilte Erweiterung der Haltestelle Zug Oberwil zu einer Kreuzungsstation wurde als wesentliche Änderung im Sinne von Art. 8 Abs. 2
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 8 Emissionsbegrenzungen bei geänderten ortsfesten Anlagen - 1 Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
1    Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
2    Wird die Anlage wesentlich geändert, so müssen die Lärmemissionen der gesamten Anlage mindestens so weit begrenzt werden, dass die Immissionsgrenzwerte nicht überschritten werden.
3    Als wesentliche Änderungen ortsfester Anlagen gelten Umbauten, Erweiterungen und vom Inhaber der Anlage verursachte Änderungen des Betriebs, wenn zu erwarten ist, dass die Anlage selbst oder die Mehrbeanspruchung bestehender Verkehrsanlagen wahrnehmbar stärkere Lärmimmissionen erzeugen. Der Wiederaufbau von Anlagen gilt in jedem Fall als wesentliche Änderung.
4    Wird eine neue ortsfeste Anlage geändert, so gilt Artikel 7.9
und 3
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 8 Emissionsbegrenzungen bei geänderten ortsfesten Anlagen - 1 Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
1    Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
2    Wird die Anlage wesentlich geändert, so müssen die Lärmemissionen der gesamten Anlage mindestens so weit begrenzt werden, dass die Immissionsgrenzwerte nicht überschritten werden.
3    Als wesentliche Änderungen ortsfester Anlagen gelten Umbauten, Erweiterungen und vom Inhaber der Anlage verursachte Änderungen des Betriebs, wenn zu erwarten ist, dass die Anlage selbst oder die Mehrbeanspruchung bestehender Verkehrsanlagen wahrnehmbar stärkere Lärmimmissionen erzeugen. Der Wiederaufbau von Anlagen gilt in jedem Fall als wesentliche Änderung.
4    Wird eine neue ortsfeste Anlage geändert, so gilt Artikel 7.9
LSV eingestuft (a.a.O., E. 3 und 5). Auch wenn die geplanten baulichen Massnahmen vorliegend weitreichender sind, erscheinen die Bestandteile, die von der bisherigen Bahnanlage funktional beibehalten werden, nicht von geringerer Bedeutung als der erneuerte Teil. Auch die Doppelspur Walchwil wird als - wenngleich längere - Kreuzungsstelle errichtet. Eine übergewichtige Erweiterung der Bahnanlage im Sinne der oben bei E. 6.4 dargelegten Rechtsprechung liegt nicht vor. Eine lärmrechtliche Gleichstellung mit einer Neuanlage ist nicht geboten.

6.6. Immerhin ist zu berücksichtigen, dass der Doppelspurausbau einer Kapazitätserweiterung mit Planungshorizont 2025 dient. Die gleichzeitig durchgeführten, umfangreichen Massnahmen für den Substanzerhalt verlängern die Lebensdauer der Anlage deutlich. Das führt bei einer Gesamtbeurteilung zum Ergebnis, dass die Doppelspur Walchwil eine wesentliche Änderung im Sinne von Art. 8 Abs. 2
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 8 Emissionsbegrenzungen bei geänderten ortsfesten Anlagen - 1 Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
1    Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
2    Wird die Anlage wesentlich geändert, so müssen die Lärmemissionen der gesamten Anlage mindestens so weit begrenzt werden, dass die Immissionsgrenzwerte nicht überschritten werden.
3    Als wesentliche Änderungen ortsfester Anlagen gelten Umbauten, Erweiterungen und vom Inhaber der Anlage verursachte Änderungen des Betriebs, wenn zu erwarten ist, dass die Anlage selbst oder die Mehrbeanspruchung bestehender Verkehrsanlagen wahrnehmbar stärkere Lärmimmissionen erzeugen. Der Wiederaufbau von Anlagen gilt in jedem Fall als wesentliche Änderung.
4    Wird eine neue ortsfeste Anlage geändert, so gilt Artikel 7.9
und 3
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 8 Emissionsbegrenzungen bei geänderten ortsfesten Anlagen - 1 Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
1    Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
2    Wird die Anlage wesentlich geändert, so müssen die Lärmemissionen der gesamten Anlage mindestens so weit begrenzt werden, dass die Immissionsgrenzwerte nicht überschritten werden.
3    Als wesentliche Änderungen ortsfester Anlagen gelten Umbauten, Erweiterungen und vom Inhaber der Anlage verursachte Änderungen des Betriebs, wenn zu erwarten ist, dass die Anlage selbst oder die Mehrbeanspruchung bestehender Verkehrsanlagen wahrnehmbar stärkere Lärmimmissionen erzeugen. Der Wiederaufbau von Anlagen gilt in jedem Fall als wesentliche Änderung.
4    Wird eine neue ortsfeste Anlage geändert, so gilt Artikel 7.9
LSV darstellt. Dieser Schluss ist ungeachtet der Veränderung bei den Lärmemissionen gerechtfertigt. Demzufolge müssen beim Vorhaben mindestens die IGW aus dem Bahnbetrieb eingehalten werden.

7. Vorfrageweise Überprüfung der Belastungsgrenzwerte für Eisenbahnlärm

7.1. Der Bundesrat hat gestützt auf Art. 13 Abs. 1
SR 814.01 Bundesgesetz vom 7. Oktober 1983 über den Umweltschutz (Umweltschutzgesetz, USG) - Umweltschutzgesetz
USG Art. 13 Immissionsgrenzwerte - 1 Für die Beurteilung der schädlichen oder lästigen Einwirkungen legt der Bundesrat durch Verordnung Immissionsgrenzwerte fest.
1    Für die Beurteilung der schädlichen oder lästigen Einwirkungen legt der Bundesrat durch Verordnung Immissionsgrenzwerte fest.
2    Er berücksichtigt dabei auch die Wirkungen der Immissionen auf Personengruppen mit erhöhter Empfindlichkeit, wie Kinder, Kranke, Betagte und Schwangere.
USG Belastungsgrenzwerte für Eisenbahnlärm in Anhang 4 LSV festgelegt (Planungs-, Immissionsgrenz- und Alarmwerte; Art. 2 Abs. 5
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 2 Begriffe - 1 Ortsfeste Anlagen sind Bauten, Verkehrsanlagen, haustechnische Anlagen und andere nichtbewegliche Einrichtungen, die beim Betrieb Aussenlärm erzeugen. Dazu gehören insbesondere Strassen, Eisenbahnanlagen, Flugplätze, Anlagen der Industrie, des Gewerbes und der Landwirtschaft, Schiessanlagen sowie fest eingerichtete militärische Schiess- und Übungsplätze.
1    Ortsfeste Anlagen sind Bauten, Verkehrsanlagen, haustechnische Anlagen und andere nichtbewegliche Einrichtungen, die beim Betrieb Aussenlärm erzeugen. Dazu gehören insbesondere Strassen, Eisenbahnanlagen, Flugplätze, Anlagen der Industrie, des Gewerbes und der Landwirtschaft, Schiessanlagen sowie fest eingerichtete militärische Schiess- und Übungsplätze.
2    Als neue ortsfeste Anlagen gelten auch ortsfeste Anlagen und Bauten, deren Zweck vollständig geändert wird.
3    Emissionsbegrenzungen sind technische, bauliche, betriebliche, verkehrslenkende, -beschränkende oder -beruhigende Massnahmen an Anlagen sowie bauliche Massnahmen auf dem Ausbreitungsweg der Emissionen. Sie sind geeignet, die Erzeugung oder Ausbreitung des Aussenlärms zu verhindern oder zu verringern.
4    Sanierungen sind Emissionsbegrenzungen für bestehende ortsfeste Anlagen.
5    Belastungsgrenzwerte sind Immissionsgrenzwerte, Planungswerte und Alarmwerte. Sie werden nach der Lärmart, der Tageszeit und der Lärmempfindlichkeit der zu schützenden Gebäude und Gebiete festgelegt.
6    Lärmempfindliche Räume sind:
a  Räume in Wohnungen, ausgenommen Küchen ohne Wohnanteil, Sanitärräume und Abstellräume;
b  Räume in Betrieben, in denen sich Personen regelmässig während längerer Zeit aufhalten, ausgenommen Räume für die Nutztierhaltung und Räume mit erheblichem Betriebslärm.
LSV). Gemäss Art. 15
SR 814.01 Bundesgesetz vom 7. Oktober 1983 über den Umweltschutz (Umweltschutzgesetz, USG) - Umweltschutzgesetz
USG Art. 15 Immissionsgrenzwerte für Lärm und Erschütterungen - Die Immissionsgrenzwerte für Lärm und Erschütterungen sind so festzulegen, dass nach dem Stand der Wissenschaft oder der Erfahrung Immissionen unterhalb dieser Werte die Bevölkerung in ihrem Wohlbefinden nicht erheblich stören.
USG sind die Immissionsgrenzwerte für Lärm so festzulegen, dass nach dem Stand der Wissenschaft oder der Erfahrung Immissionen unterhalb dieser Werte die Bevölkerung in ihrem Wohlbefinden nicht erheblich stören.
Ausgehend von Art. 15
SR 814.01 Bundesgesetz vom 7. Oktober 1983 über den Umweltschutz (Umweltschutzgesetz, USG) - Umweltschutzgesetz
USG Art. 15 Immissionsgrenzwerte für Lärm und Erschütterungen - Die Immissionsgrenzwerte für Lärm und Erschütterungen sind so festzulegen, dass nach dem Stand der Wissenschaft oder der Erfahrung Immissionen unterhalb dieser Werte die Bevölkerung in ihrem Wohlbefinden nicht erheblich stören.
USG und unter Berufung auf die Grundrechte gemäss Art. 10
SR 101 Bundesverfassung der Schweizerischen Eidgenossenschaft vom 18. April 1999
BV Art. 10 Recht auf Leben und auf persönliche Freiheit - 1 Jeder Mensch hat das Recht auf Leben. Die Todesstrafe ist verboten.
1    Jeder Mensch hat das Recht auf Leben. Die Todesstrafe ist verboten.
2    Jeder Mensch hat das Recht auf persönliche Freiheit, insbesondere auf körperliche und geistige Unversehrtheit und auf Bewegungsfreiheit.
3    Folter und jede andere Art grausamer, unmenschlicher oder erniedrigender Behandlung oder Bestrafung sind verboten.
und Art. 26
SR 101 Bundesverfassung der Schweizerischen Eidgenossenschaft vom 18. April 1999
BV Art. 26 Eigentumsgarantie - 1 Das Eigentum ist gewährleistet.
1    Das Eigentum ist gewährleistet.
2    Enteignungen und Eigentumsbeschränkungen, die einer Enteignung gleichkommen, werden voll entschädigt.
BV sowie Art. 8
IR 0.101 Konvention vom 4. November 1950 zum Schutze der Menschenrechte und Grundfreiheiten (EMRK)
EMRK Art. 8 Recht auf Achtung des Privat- und Familienlebens - (1) Jede Person hat das Recht auf Achtung ihres Privat- und Familienlebens, ihrer Wohnung und ihrer Korrespondenz.
EMRK hält die Beschwerdeführerin die IGW gemäss Anhang 4 LSV für gesundheitsschädlich bzw. rechtswidrig zu hoch. Sie wendet sich zudem gegen die Differenzierung dieser Grenzwerte nach Empfindlichkeitsstufen (ES); eine solche widerspreche der Physiologie des Menschen. Weiter kritisiert sie das Abstellen auf einen gemittelten Dauerschallpegel und fordert vor allem für die Nacht die Berücksichtigung von Lärmspitzen. Überdies hält sie die Pegelkorrektur K1, die auch als "Schienenbonus" bezeichnet wird, für eine gegen Art. 8
SR 101 Bundesverfassung der Schweizerischen Eidgenossenschaft vom 18. April 1999
BV Art. 8 Rechtsgleichheit - 1 Alle Menschen sind vor dem Gesetz gleich.
1    Alle Menschen sind vor dem Gesetz gleich.
2    Niemand darf diskriminiert werden, namentlich nicht wegen der Herkunft, der Rasse, des Geschlechts, des Alters, der Sprache, der sozialen Stellung, der Lebensform, der religiösen, weltanschaulichen oder politischen Überzeugung oder wegen einer körperlichen, geistigen oder psychischen Behinderung.
3    Mann und Frau sind gleichberechtigt. Das Gesetz sorgt für ihre rechtliche und tatsächliche Gleichstellung, vor allem in Familie, Ausbildung und Arbeit. Mann und Frau haben Anspruch auf gleichen Lohn für gleichwertige Arbeit.
4    Das Gesetz sieht Massnahmen zur Beseitigung von Benachteiligungen der Behinderten vor.
BV verstossende Bevorzugung des Eisenbahnlärms. Ersatzweise seien bis zum Inkrafttreten neuer und rechtskonformer Belastungsgrenzwerte flächendeckend die Planungswerte der ES I, d.h. 50 dB (A) am Tag und 40 dB (A) in der Nacht, anzuwenden.

7.2. Wie die Vorinstanz zutreffend dargelegt hat, können Verordnungen des Bundesrats im Anwendungsfall auf ihre Gesetzes- und Verfassungsmässigkeit hin überprüft werden (vgl. BGE 139 II 460 E. 2.3 S. 463; 139 II 499 E. 4.1 S. 508). Da vorliegend die IGW beim Vorhaben massgeblich sind (vgl. oben E. 6.6), kann nur die Regelung in der LSV zu diesen Grenzwerten zur Diskussion gestellt werden.
Die IGW für Eisenbahnlärm betragen gemäss Ziff. 2 Anhang 4 LSV:
ES I II III IV
Tag (dB [A]) 55 60 65 70
Nacht (dB [A]) 45 50 55 60

Dabei wird gemäss Art. 38 Abs. 1
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 38 Art der Ermittlung - 1 Die Lärmimmissionen werden als Beurteilungspegel Lr oder als Maximalpegel Lmax anhand von Berechnungen oder Messungen ermittelt.37
1    Die Lärmimmissionen werden als Beurteilungspegel Lr oder als Maximalpegel Lmax anhand von Berechnungen oder Messungen ermittelt.37
2    Fluglärmimmissionen werden grundsätzlich durch Berechnungen ermittelt. Die Berechnungen sind nach dem anerkannten Stand der Technik durchzuführen. Das BAFU empfiehlt geeignete Berechnungsverfahren.38
3    Die Anforderungen an die Berechnungsverfahren und Messgeräte richten sich nach Anhang 2.39
LSV auf einen Mittelungspegel Lr abgestellt, der sich aus dem akustischen Mass und den Pegelkorrekturen (K1, K2) zusammensetzt (vgl. BGE 126 II 522 E. 43a S. 576). Für die Prognose massgeblich ist der im Jahresmittel erzeugte Lärm des Rangier- und Fahrbetriebs, der für den Tag (06-22 Uhr) und die Nacht (22-06 Uhr) separat berechnet wird (Ziff. 32 Abs. 1 Anhang 4 LSV). Beim Fahrlärm wird zusätzlich eine Pegelkorrektur (K1) vergeben, mit welcher der für den Fahrbetrieb berechnete Mittelungspegel je nach Anzahl Zugfahrten pro Tag und Nacht um zwischen 5 und 15 dB (A) reduziert wird (Ziff. 33 Abs. 1 Anhang 4 LSV).

7.3. Das Bundesgericht hat die Rechtmässigkeit der Vorgaben in der LSV zu den Belastungsgrenzwerten bereits überprüft. Es hat dem Prinzip nach die Umrechnung des Lärms von Eisenbahnverkehr in einen Dauerschall- bzw. Mittelungspegel (sog. "Lärmverdünnung") geschützt (vgl. BGE 138 II 331 E. 4.4 S. 339 mit Hinweisen). Weiter hat das Bundesgericht die Pegelkorrektur K1 bzw. den entsprechenden "Schienenbonus" als mit dem Bundesrecht vereinbar erklärt (vgl. Urteile 1C 375/2009 vom 10. Mai 2010 E. 6.2 in: URP 2010 S. 628; 1A.116/2006 vom 8. November 2006 E. 6.3). Ausserdem verknüpft das Instrument der Empfindlichkeitsstufen den Lärmschutz mit der Raumplanung; Gebieten, die bereits lärmvorbelastet sind, wird mehr Lärm zugemutet als ruhigen Gebieten (vgl. BGE 117 Ib 125 E. 4a S. 128; Urteil 1A.89/1994 vom 23. März 1995 E. 5, in: ZBl 97/1996 S. 407).

7.4. Das BAFU führt im vorliegenden Verfahren aus, es gebe zurzeit keine ausreichend gefestigten wissenschaftlichen Befunde, die eine Änderung der geltenden Belastungsgrenzwerte gemäss Anhang 4 LSV rechtfertigen würden. Die Eidgenössische Kommission für Lärmbekämpfung (EKLB) und das BAFU würden die Erkenntnisse aus der vom Nationalfonds unterstützten Studie SiRENE im Rahmen der laufenden Arbeiten zur Überprüfung der Lärmgrenzwerte einbeziehen. Ein erster Bericht dazu sei für das Jahr 2020 vorgesehen.
Das Bundesgericht hat verschiedentlich (vgl. Urteile 1C 589/2014 vom 3. Februar 2016 E. 6.2 in: URP 2016 S. 319; 1C 6/2017 vom 25. Oktober 2017 E. 4.4; 1C 547/2017 vom 16. Mai 2018 E. 6.2.1) erwogen, dass der vom BAFU und der EKLB eingeleiteten Überprüfung der Belastungsgrenzwerte für Verkehrslärm nicht vorzugreifen sei.
Dies gilt auch im vorliegenden Fall, soweit es um die Auswertung einzelner Forschungsstudien (SiRENE-Studie, NORAH-Studie) und die Neubeurteilung der wissenschaftlichen Grundlagen für die Grenzwertfestlegung in der LSV geht. Wenn die Vorinstanz im angefochtenen Urteil gleichwohl auf die Einwände der Beschwerdeführerin näher eingegangen ist, so war sie nicht gehalten, eine Stellungnahme der EKLB zu dieser Thematik einzuholen. Ebenso wenig war eine Sistierung des Beschwerdeverfahrens vor der Vorinstanz bis zum Inkrafttreten geänderter Grenzwerte angezeigt. Die verfahrensrechtlichen Vorwürfe in diesem Zusammenhang sind unbegründet.
Immerhin sind die Vorarbeiten zur Überprüfung der Lärmgrenzwerte seit geraumer Zeit im Gang (vgl. BGE 137 II 58 E. 5.3.2 S. 90; EGGENSCHWILER/WUNDERLI, Lärmbekämpfung, Vorlesungsskript ETH 2017, S. 134 ff.). Das BAFU ist die Fachbehörde für die Umwelt innerhalb des Bundes und als solche zuständig für den Schutz des Menschen vor übermässiger Lärmbelastung (Art. 12 Abs. 2 lit. b der Organisationsverordnung für das Eidgenössische Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation [SR 172.217.1]). Es hat gegenüber dem Bundesgericht in früheren Verfahren den Abschluss der Vorarbeiten für das Jahr 2017 in Aussicht gestellt (vgl. Urteil 1C 6/2017 vom 25. Oktober 2017 E. 4.4); inzwischen ist von einem ersten Bericht im Jahr 2020 die Rede (vgl. oben). Angesichts der Aktualität der angesprochenen Fragen, namentlich der Problematik der Mittelungspegel, ist diese Verzögerung unbefriedigend; es kann erwartet werden, dass das BAFU die Auswertung der wissenschaftlichen Grundlagen, wie der schweizerischen SiRENE-Studie, zügig vorantreibt und gestützt darauf den zuständigen politischen Behörden allfällige Anpassungen der LSV ohne weitere Verzögerungen unterbreitet.

7.5. Die Beschwerdeführerin leitet den von ihr als Höchstmass akzeptierten Mittelungspegel von 40 dB (A) für die Nacht hauptsächlich aus den 2009 veröffentlichten "Night Noise Guidelines for Europe" (NNG) der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ab. Es trifft zu, dass in den NNG bezüglich Umweltlärm ein Mittelungspegel von höchstens 40 dB (A) in der Nacht empfohlen wird. Dabei handelt es sich um einen Zielwert (vgl. RÖÖSLI/BABISCH, Lärm, in: Public Health, Sozial- und Präventivmedizin kompakt, Hrsg. Egger/Razum, 2. Aufl. 2014, S. 183 ff., 187 f.; EGGENSCHWILER/WUNDERLI, a.a.O., S. 101 ff.). Die NNG enthalten aber zusätzlich einen Interimswert ("Interim target") von 55 dB (A) für Fälle, bei denen der Zielwert von 40 dB (A) kurzfristig nicht erreichbar ist (vgl. RÖÖSLI/BABISCH, a.a.O., S. 188, EGGENSCHWILER/WUNDERLI, a.a.O., S. 102 f.). Die Beschwerdeschrift erwähnt diesen Interimswert, geht aber nicht näher darauf ein. Die WHO trägt mit dem Interimswert dem Umstand Rechnung, dass der Umweltlärm nicht flächendeckend auf das relativ tiefe Niveau von 40 dB (A) in der Nacht begrenzt werden kann. Bei der wesentlichen Änderung einer Anlage im Sinne von Art. 8 Abs. 2
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 8 Emissionsbegrenzungen bei geänderten ortsfesten Anlagen - 1 Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
1    Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
2    Wird die Anlage wesentlich geändert, so müssen die Lärmemissionen der gesamten Anlage mindestens so weit begrenzt werden, dass die Immissionsgrenzwerte nicht überschritten werden.
3    Als wesentliche Änderungen ortsfester Anlagen gelten Umbauten, Erweiterungen und vom Inhaber der Anlage verursachte Änderungen des Betriebs, wenn zu erwarten ist, dass die Anlage selbst oder die Mehrbeanspruchung bestehender Verkehrsanlagen wahrnehmbar stärkere Lärmimmissionen erzeugen. Der Wiederaufbau von Anlagen gilt in jedem Fall als wesentliche Änderung.
4    Wird eine neue ortsfeste Anlage geändert, so gilt Artikel 7.9
LSV und der daraus folgenden Anwendbarkeit der IGW handelt es sich um eine
Konkretisierung der Interessenabwägung zwischen dem Investitionsschutz des Anlageinhabers und dem Gesundheitsschutz der Anwohnerschaft (vgl. BGE 141 II 483 E. 4.4 S. 491). Derartige Konstellationen sind eher mit dem Interimswert der NNG von 55 dB (A) als mit dem Zielwert von 40 dB (A) zu vergleichen. Insgesamt ist das System der IGW für Schienenlärm gemäss Anhang 4 LSV mit den NNG grundsätzlich vereinbar. Das BAFU verfällt nicht in einen inneren Widerspruch, wenn es den Handlungsbedarf für eine Revision der Belastungsgrenzwerte anerkennt, aber dennoch die geltenden IGW im vorliegenden Verfahren verteidigt.

7.6. Die Pegelkorrektur K1 (Schienenbonus) gemäss Ziff. 33 Abs. 1 Anhang 4 LSV berücksichtigt Lästigkeitsunterschiede zwischen Schienen- und Strassenverkehrslärm bei gleicher akustischer Belastung (Urteil 1C 375/2009 vom 10. Mai 2010 E. 6.2.2, in: URP 2010 S. 628). Die unterschiedliche Regelung hält damit grundsätzlich vor dem Gleichbehandlungsgebot stand. Im soeben genannten Urteil wurde darauf hingewiesen, dass der Schienenbonus in Deutschland kritisch hinterfragt worden ist (a.a.O., E. 6.2.3). Gemäss dem angefochtenen Urteil ist der Schienenbonus in Deutschland inzwischen abgeschafft worden. Ob der Lärm des Schienenverkehrs von der Bevölkerung auch noch bei hohen Zugfrequenzen als weniger belästigend empfunden wird als Strassenverkehr und ob die Pegelkorrektur K1 auch bei stark frequentierten Strecken wissenschaftlich gerechtfertigt ist, ist nicht unbestritten (vgl. BEATRICE WAGNER PFEIFER, Umweltrecht - Allgemeine Grundlagen, 2017, N. 461; EGGENSCHWILER/WUNDERLI, a.a.O., S. 135, 220 f.). Nach der Rechtsprechung liegt es jedoch in der politischen Verantwortung von Bundesrat und Verwaltung, bei divergierenden wissenschaftlichen Erkenntnissen die konkret anwendbaren Grenzwerte - und auch eine allenfalls zu berücksichtigende
Pegelkorrektur - festzusetzen (Urteil 1C 375/2009 vom 10. Mai 2010 E. 6.2.3, in: URP 2010 S. 628). An dieser Rechtsprechung ist festzuhalten.

7.7. Weiter fordert die Beschwerdeführerin die Einführung ergänzender Vorgaben zu den Mittelungspegeln. Die Forschung habe aufgezeigt, dass schon relativ geringe Maximalpegel zu gesundheitsschädlichen Aufwachreaktionen führen könnten. Während dem Verfahren vor Bundesgericht hat die Beschwerdeführerin ein deutsches Gutachten vom 16. Oktober 2017 zur Berücksichtigung eines Maximalpegelkriteriums in der Beurteilung von Schienenlärm in der Nacht eingereicht. Das BAFU hat ausgeführt, dieses Gutachten bringe keine neuen Erkenntnisse zur laufenden Diskussion über die Einführung eines solchen Kriteriums. Die Einwände der Beschwerdeführerin sind nicht geeignet, die bisherige Rechtsprechung, wonach die Beurteilung von Eisenbahnlärm anhand von Mittelungspegeln zulässig ist (vgl. oben E. 7.3), zu erschüttern. Unter diesen Umständen kann auch dahingestellt bleiben, inwiefern das deutsche Gutachten vom 16. Oktober 2017 als Novum überhaupt beachtlich ist (oben E. 1.3).
Im Übrigen verhält es sich bei dem über den ganzen Tag verteilten Eisenbahnlärm anders als bei dem in BGE 137 II 58 E. 5.3.5 S. 95 f. beurteilten Flughafenbetrieb, wo sich der Fluglärm teilweise auf eine kurze Zeitspanne während morgendlichen und abendlichen Randzeiten konzentriert. Aus dem soeben genannten Urteil lässt sich auch in dieser Hinsicht keine Ergänzung der Vorgaben zu den Mittelungspegeln für Eisenbahnlärm ableiten.

7.8. Zusammengefasst sind die Rügen der Beschwerdeführerin hinsichtlich der Gesetz- und Verfassungsmässigkeit der IGW-Werte und der weiteren Kriterien Mittelungspegel und Pegelkorrektur K1 gemäss Anhang 4 LSV unbegründet, soweit darauf einzutreten ist. Der Stand der Wissenschaft und Erfahrung verlangt derzeit keine andere Schlussfolgerung. Auch Art. 10
SR 101 Bundesverfassung der Schweizerischen Eidgenossenschaft vom 18. April 1999
BV Art. 10 Recht auf Leben und auf persönliche Freiheit - 1 Jeder Mensch hat das Recht auf Leben. Die Todesstrafe ist verboten.
1    Jeder Mensch hat das Recht auf Leben. Die Todesstrafe ist verboten.
2    Jeder Mensch hat das Recht auf persönliche Freiheit, insbesondere auf körperliche und geistige Unversehrtheit und auf Bewegungsfreiheit.
3    Folter und jede andere Art grausamer, unmenschlicher oder erniedrigender Behandlung oder Bestrafung sind verboten.
und Art. 26
SR 101 Bundesverfassung der Schweizerischen Eidgenossenschaft vom 18. April 1999
BV Art. 26 Eigentumsgarantie - 1 Das Eigentum ist gewährleistet.
1    Das Eigentum ist gewährleistet.
2    Enteignungen und Eigentumsbeschränkungen, die einer Enteignung gleichkommen, werden voll entschädigt.
BV sowie Art. 8
IR 0.101 Konvention vom 4. November 1950 zum Schutze der Menschenrechte und Grundfreiheiten (EMRK)
EMRK Art. 8 Recht auf Achtung des Privat- und Familienlebens - (1) Jede Person hat das Recht auf Achtung ihres Privat- und Familienlebens, ihrer Wohnung und ihrer Korrespondenz.
EMRK werden insoweit nicht verletzt. Den Art. 74
SR 101 Bundesverfassung der Schweizerischen Eidgenossenschaft vom 18. April 1999
BV Art. 74 Umweltschutz - 1 Der Bund erlässt Vorschriften über den Schutz des Menschen und seiner natürlichen Umwelt vor schädlichen oder lästigen Einwirkungen.
1    Der Bund erlässt Vorschriften über den Schutz des Menschen und seiner natürlichen Umwelt vor schädlichen oder lästigen Einwirkungen.
2    Er sorgt dafür, dass solche Einwirkungen vermieden werden. Die Kosten der Vermeidung und Beseitigung tragen die Verursacher.
3    Für den Vollzug der Vorschriften sind die Kantone zuständig, soweit das Gesetz ihn nicht dem Bund vorbehält.
, 78
SR 101 Bundesverfassung der Schweizerischen Eidgenossenschaft vom 18. April 1999
BV Art. 78 Natur- und Heimatschutz - 1 Für den Natur- und Heimatschutz sind die Kantone zuständig.
1    Für den Natur- und Heimatschutz sind die Kantone zuständig.
2    Der Bund nimmt bei der Erfüllung seiner Aufgaben Rücksicht auf die Anliegen des Natur- und Heimatschutzes. Er schont Landschaften, Ortsbilder, geschichtliche Stätten sowie Natur- und Kulturdenkmäler; er erhält sie ungeschmälert, wenn das öffentliche Interesse es gebietet.
3    Er kann Bestrebungen des Natur- und Heimatschutzes unterstützen und Objekte von gesamtschweizerischer Bedeutung vertraglich oder durch Enteignung erwerben oder sichern.
4    Er erlässt Vorschriften zum Schutz der Tier- und Pflanzenwelt und zur Erhaltung ihrer Lebensräume in der natürlichen Vielfalt. Er schützt bedrohte Arten vor Ausrottung.
5    Moore und Moorlandschaften von besonderer Schönheit und gesamtschweizerischer Bedeutung sind geschützt. Es dürfen darin weder Anlagen gebaut noch Bodenveränderungen vorgenommen werden. Ausgenommen sind Einrichtungen, die dem Schutz oder der bisherigen landwirtschaftlichen Nutzung der Moore und Moorlandschaften dienen.
und 80
SR 101 Bundesverfassung der Schweizerischen Eidgenossenschaft vom 18. April 1999
BV Art. 80 Tierschutz - 1 Der Bund erlässt Vorschriften über den Schutz der Tiere.
1    Der Bund erlässt Vorschriften über den Schutz der Tiere.
2    Er regelt insbesondere:
a  die Tierhaltung und die Tierpflege;
b  die Tierversuche und die Eingriffe am lebenden Tier;
c  die Verwendung von Tieren;
d  die Einfuhr von Tieren und tierischen Erzeugnissen;
e  den Tierhandel und die Tiertransporte;
f  das Töten von Tieren.
3    Für den Vollzug der Vorschriften sind die Kantone zuständig, soweit das Gesetz ihn nicht dem Bund vorbehält.
BV kommt keine weitergehende Bedeutung zu.

8. Für die Lärmermittlung massgebliche Verkehrsprognose

8.1. Nach Art. 38 Abs. 1
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 38 Art der Ermittlung - 1 Die Lärmimmissionen werden als Beurteilungspegel Lr oder als Maximalpegel Lmax anhand von Berechnungen oder Messungen ermittelt.37
1    Die Lärmimmissionen werden als Beurteilungspegel Lr oder als Maximalpegel Lmax anhand von Berechnungen oder Messungen ermittelt.37
2    Fluglärmimmissionen werden grundsätzlich durch Berechnungen ermittelt. Die Berechnungen sind nach dem anerkannten Stand der Technik durchzuführen. Das BAFU empfiehlt geeignete Berechnungsverfahren.38
3    Die Anforderungen an die Berechnungsverfahren und Messgeräte richten sich nach Anhang 2.39
LSV wird der Beurteilungspegel Lr anhand von Berechnungen oder Messungen ermittelt. Der dabei massgebliche Fahr- und Rangierbetrieb ergibt sich anhand von Prognosen über die Entwicklung des Betriebs (vgl. Ziff. 32 Abs. 4 lit. b Anhang 4 LSV). Nach der Rechtsprechung wird die Lärmprognose gemäss Art. 38
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 38 Art der Ermittlung - 1 Die Lärmimmissionen werden als Beurteilungspegel Lr oder als Maximalpegel Lmax anhand von Berechnungen oder Messungen ermittelt.37
1    Die Lärmimmissionen werden als Beurteilungspegel Lr oder als Maximalpegel Lmax anhand von Berechnungen oder Messungen ermittelt.37
2    Fluglärmimmissionen werden grundsätzlich durch Berechnungen ermittelt. Die Berechnungen sind nach dem anerkannten Stand der Technik durchzuführen. Das BAFU empfiehlt geeignete Berechnungsverfahren.38
3    Die Anforderungen an die Berechnungsverfahren und Messgeräte richten sich nach Anhang 2.39
LSV jeweils anhand der prognostizierten Verkehrszahlen ermittelt (vgl. BGE 126 II 522 E. 14 S. 543; Urteil 1A.116/2006 vom 8. November 2006 E. 6.1). Entgegen der Beschwerdeführerin ist demzufolge für die Lärmprognose nicht in abstrakter Weise eine maximale Ausschöpfung der Verkehrskapazität der Anlage zu unterstellen.

8.2. Der Bahnlärm auf der Strecke Zug-Arth-Goldau wurde für den Ausgangszustand und den Planungshorizont 2025 (ZEB 2025) gestützt auf eine detaillierte Verkehrsprognose ermittelt. Das Auflagedossier vermittelt einen Überblick über die Zugfrequenzen. Verkehrsdaten sind ausserdem in dem vom BAV eingeholten Bericht der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) vom 23. April 2015 zur Berechnung des Bahnlärms (Empa-Bericht; vgl. auch unten E. 9.2) aufgelistet; dort sind ergänzend die Verkehrsdaten für die Bahnstrecke am Westufer des Zugersees erfasst. Die Frequenzangaben im Auflagedossier für die Strecke Zug-Walchwil sind geringfügig tiefer als im Empa-Bericht. Der Unterschied lässt sich mit der zusätzlichen Berücksichtigung von Güterzügen beim Empa-Bericht (dazu unten E. 8.3) erklären. Insgesamt bewegt sich die Frequenz für den Planungshorizont 2025 bei rund 97 Zügen tagsüber und rund 15 Zügen nachts auf der Strecke Zug-Walchwil. Die Zunahme gegenüber dem Ausgangszustand beträgt gemäss dem angefochtenen Urteil rund 1,5 Züge pro Tag. Bei der Strecke Immensee-Arth-Goldau (Westufer) umfasst die geplante Frequenz knapp 230 Züge am Tag und rund 100 Züge in der Nacht.

8.3. Die Vorinstanz ist in Übereinstimmung mit dem BAV davon ausgegangen, dass die Strecke am Ostufer des Zugersees beim Planungshorizont 2025 nicht für den Güterfernverkehr vorgesehen sei. Statt dessen werde der Güterverkehrskorridor Rotterdam-Genua weiterhin entlang des Westufers des Zugersees verlaufen. Zur lärmmässigen Abdeckung des ausserfahrplanmässigen Güterverkehrs am Ostufer ist in den Totalzahlen des Empa-Berichts für den Planungshorizont 2025 ein Güterzug pro Kalendertag mit einem Nachtverkehrsanteil von 40 Prozent eingeschlossen; das sind 0,6 Züge am Tag und 0,4 Züge in der Nacht. Dieser Aspekt der Verkehrsprognose wird im angefochtenen Urteil nachvollziehbar dargelegt. Die Beschwerdeschrift, welche diese Prognose als nicht realistisch kritisiert, vermag keine erheblichen Zweifel an deren Haltbarkeit zu wecken.
Im Nachgang zur Akteneinsicht beim Bundesgericht macht die Beschwerdeführerin am 31. März 2018 geltend, es gebe eine feste Bundesplanung für fahrplanmässigen Güterfernverkehr über die Strecke am Ostufer des Zugersees; dies habe die Vorinstanz übersehen. Es wird nicht dargelegt und ist auch nicht ersichtlich, dass diese Vorbringen erst durch die Akteneinsicht ermöglicht worden sein sollen. Vielmehr hätten diese Rügen gemäss Art. 42
SR 173.110 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesgericht (Bundesgerichtsgesetz, BGG) - Bundesgerichtsgesetz
BGG Art. 42 Rechtsschriften - 1 Rechtsschriften sind in einer Amtssprache abzufassen und haben die Begehren, deren Begründung mit Angabe der Beweismittel und die Unterschrift zu enthalten.
1    Rechtsschriften sind in einer Amtssprache abzufassen und haben die Begehren, deren Begründung mit Angabe der Beweismittel und die Unterschrift zu enthalten.
2    In der Begründung ist in gedrängter Form darzulegen, inwiefern der angefochtene Akt Recht verletzt. Ist eine Beschwerde nur unter der Voraussetzung zulässig, dass sich eine Rechtsfrage von grundsätzlicher Bedeutung stellt oder aus anderen Gründen ein besonders bedeutender Fall vorliegt, so ist auszuführen, warum die jeweilige Voraussetzung erfüllt ist. 14 15
3    Die Urkunden, auf die sich die Partei als Beweismittel beruft, sind beizulegen, soweit die Partei sie in Händen hat; richtet sich die Rechtsschrift gegen einen Entscheid, so ist auch dieser beizulegen.
4    Bei elektronischer Einreichung muss die Rechtsschrift von der Partei oder ihrem Vertreter beziehungsweise ihrer Vertreterin mit einer qualifizierten elektronischen Signatur gemäss Bundesgesetz vom 18. März 201616 über die elektronische Signatur versehen werden. Das Bundesgericht bestimmt in einem Reglement:
a  das Format der Rechtsschrift und ihrer Beilagen;
b  die Art und Weise der Übermittlung;
c  die Voraussetzungen, unter denen bei technischen Problemen die Nachreichung von Dokumenten auf Papier verlangt werden kann.17
5    Fehlen die Unterschrift der Partei oder ihrer Vertretung, deren Vollmacht oder die vorgeschriebenen Beilagen oder ist die Vertretung nicht zugelassen, so wird eine angemessene Frist zur Behebung des Mangels angesetzt mit der Androhung, dass die Rechtsschrift sonst unbeachtet bleibt.
6    Unleserliche, ungebührliche, unverständliche, übermässig weitschweifige oder nicht in einer Amtssprache verfasste Rechtsschriften können in gleicher Weise zur Änderung zurückgewiesen werden.
7    Rechtsschriften, die auf querulatorischer oder rechtsmissbräuchlicher Prozessführung beruhen, sind unzulässig.
BGG innert der Beschwerdefrist erfolgen müssen; darauf ist nicht einzutreten (oben E. 1.3).

8.4. Die Beschwerdegegnerin hat während des Beschwerdeverfahrens vor Bundesgericht, aber unabhängig davon, Bekanntmachungen zu Neuerungen beim Fahrplan für Reisezüge und beim Rollmaterial veröffentlicht. Gestützt auf diese Bekanntmachungen sowie aufgrund der Akteneinsicht - hat die Beschwerdeführerin nachträglich Einzelheiten bei der Verkehrsprognose bemängelt. Diese Rügen ändern indessen nichts am Ergebnis, dass die Verkehrsprognose der bundesgerichtlichen Prüfung standhält:

8.4.1. Die Beschwerdeführerin behauptet, die Angaben im Auflagedossier zur Anzahl Schnellzüge und deren Zuglängen für das Ostufer des Zugersees seien tiefer, als sich aus den öffentlichen anderweitigen Bekanntmachungen der Beschwerdegegnerin ergebe. Das BAFU hat die Kritik überprüft und dazu am 27. Oktober 2017 gegenüber dem Bundesgericht Stellung genommen. Bei den Zuglängen hat es Diskrepanzen festgestellt; mit anderen Worten sind offenbar gewisse Züge nach den neuen Bekanntmachungen der Beschwerdegegnerin länger als im Auflagedossier angegeben. Hingegen sind die Frequenzen im Auflagedossier für den Planungshorizont gemäss BAFU nach wie vor plausibel. Emissionsseitig folgt daraus nach der Bewertung des BAFU eine Erhöhung um weniger als 1 dB (A). Es besteht kein begründeter Anlass, an der Richtigkeit dieser Fachaussagen zu zweifeln (vgl. auch unten E. 10.3).

8.4.2. Die Beschwerdegegnerin war vorliegend nicht verpflichtet, der Verkehrsprognose die maximal auf der Strecke zulässigen Fahrgeschwindigkeiten zugrunde zu legen. Die Beschwerdeführerin tut nicht substanziiert dar, dass regelmässig höhere Durchschnittsgeschwindigkeiten als die bei der Berechnung angenommenen nötig wären, um den Eisenbahnbetrieb beim Planungshorizont 2025 abzuwickeln. Der Umstand, dass bei einzelnen Messungen punktuell höhere Geschwindigkeiten angetroffen wurden, ändert nichts an der Haltbarkeit der Prognose in diesem Punkt.

8.4.3. Bezüglich der Zugzahlen für das Westufer des Zugersees beim Planungshorizont 2025 enthält der Empa-Bericht an einer Stelle Zahlen, die massiv von den oben bei E. 8.2 genannten Totalsummen abweichen. Dabei handelt es sich offensichtlich um Additionsfehler. Die Beschwerdeführerin räumt ein, dass die Additionsfehler nicht im Berichtsteil auftreten, dem die oben bei E. 8.2 aufgeführten Totalsummen entnommen sind. Es ist nicht ersichtlich, dass die Lärmberechnung der Empa wegen des genannten Versehens auf einer unzutreffenden Verkehrsprognose beruht.

9. Ermittlung und Bewertung des Bahnlärms

9.1. Die Anforderungen an die Berechnungsverfahren und Messgeräte bei der Lärmermittlung richten sich nach Anhang 2 LSV (Art. 38 Abs. 3
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 38 Art der Ermittlung - 1 Die Lärmimmissionen werden als Beurteilungspegel Lr oder als Maximalpegel Lmax anhand von Berechnungen oder Messungen ermittelt.37
1    Die Lärmimmissionen werden als Beurteilungspegel Lr oder als Maximalpegel Lmax anhand von Berechnungen oder Messungen ermittelt.37
2    Fluglärmimmissionen werden grundsätzlich durch Berechnungen ermittelt. Die Berechnungen sind nach dem anerkannten Stand der Technik durchzuführen. Das BAFU empfiehlt geeignete Berechnungsverfahren.38
3    Die Anforderungen an die Berechnungsverfahren und Messgeräte richten sich nach Anhang 2.39
LSV). Gemäss Ziff. 1 Abs. 1 Anhang 2 LSV müssen die Berechnungsverfahren folgende Aspekte berücksichtigen: die Emissionen der Lärmquellen der Anlage (lit. a); die Abstände des Immissionsorts von den Lärmquellen der Anlage (Dämpfung, lit. b); die Auswirkungen des Bodens auf die Schallausbreitung (Bodeneffekte, lit. c); die Auswirkungen von Bauten und natürlichen Hindernissen auf die Schallausbreitung (Hindernisdämpfung und Reflexionen, lit. d). Das BAFU empfiehlt entsprechend dem Stand der Technik geeignete Verfahren (Ziff. 1 Abs. 2 Anhang 2 LSV). Die verwendeten Messgeräte müssen die Anforderungen der Messmittelverordnung vom 15. Februar 2006 (SR 941.210) erfüllen (vgl. Ziff. 2 Anhang 2 LSV). Ob die massgebende Lärmbelastung richtig ermittelt worden sei, ist weitgehend eine technische Frage. Diese wird im bundesgerichtlichen Verfahren mit Zurückhaltung überprüft; dabei geht es darum, ob alle für den Entscheid wesentlichen Gesichtspunkte berücksichtigt und die erforderlichen Abklärungen sorgfältig und umfassend vorgenommen worden sind (vgl. BGE 126 II 522 E. 14 S. 543; Urteile 1A.116/2006 vom 8.
November 2006 E. 6.1; 1C 405/2008 vom 18. März 2009 E. 2.4, in: URP 2010 S. 295).

9.2. Den Bahnlärm liess die Beschwerdegegnerin mithilfe des Schweizerischen Emissions- und Immissionsmodells für die Berechnung von Eisenbahnlärm (SEMIBEL) berechnen. Wie im Auflagedossier erläutert, wurden diese Berechnungen aufgrund von punktuellen Messungen vor Ort zum Ist-Zustand angepasst. Im Verfahren vor dem BAV überprüfte ergänzend die Empa im Rahmen eines Berichts (vgl. oben E. 8.2) bei drei von Einsprechern mitausgewählten Gebäuden in Walchwil die SEMIBEL-Berechnungen anhand des Modells "sonRAIL".
Aus diesen Ermittlungen ergeben sich folgende Lärmemissionen : Bei einem Referenzabstand von 1 m beträgt der Bahnlärm Lr gemäss dem Auflagedossier für den Planungshorizont 2025 bei der Strecke Zug-Walchwil 66,0 dB (A) tags und 52,4 dB (A) nachts. Der Empa-Bericht gelangt für den Planungshorizont 2025 bei dieser Strecke zu Emissionswerten Lr von 65,7 dB (A) tags und 53,8 dB (A) nachts. Die entsprechenden Emissionswerte bei der Strecke Immensee-Arth-Goldau belaufen sich gemäss dem Empa-Bericht auf 72,8 dB (A) tags und 73,5 dB (A) nachts. Bei den Emissionswerten für das Ostufer des Zugersees sind Abzüge im Umfang der Pegelkorrektur K1 von 5 dB (A) tags und rund 12,5 dB (A) nachts eingeschlossen.
Nach dem Auflagedossier werden beim Planungshorizont 2025 keine IGW ausgehend vom Bahnbetrieb zwischen Zug und Arth-Goldau überschritten. Der Empa-Bericht weist bei den ausgewählten Gebäuden am jeweils stärksten belasteten Empfangspunkt für den Planungshorizont 2025 folgende Immissionswerte aus (SEMIBEL und sonRAIL) :
Adresse Tag Nacht

sonRail / SEMIBEL

sonRail / SEMIBEL

Hörndlirain 1 (ES II) : 48,6 dB (A) / 49 dB (A) 37,0 dB (A) / 36 dB (A);
Sagenstrasse 1-9 (ES II) : 43,5 dB (A) / 45 dB (A) 32,1 dB (A) / 31 dB (A);
Sagenstrasse 23 (ES II) : 42,2 dB (A) / 44 dB (A) 30,8 dB (A) / 30 dB (A).

Die Empa hat bestätigt, dass ihre Berechnungen im Grundsatz die Einschätzung der Situation im Auflagedossier stützen würden.

9.3. Die Plausibilität der Lärmprognose wird von der Beschwerdeführerin bezüglich SEMIBEL und sonRAIL bestritten. Eine standardisierte Lärmermittlung werde der besonderen Topografie in Walchwil (Hang-Seelage mit Amphitheater-Akustik) nicht gerecht. Der Bahnlärm vom Westufer, aber auch der Rangier-, Anfahr-, Brems- und Kreuzungslärm sowie das Kurvenkreischen auf der Strecke am Ostufer seien nicht korrekt in die Lärmermittlung einbezogen worden. Auch bilde es einen Abklärungsmangel, dass der Empa-Bericht nur bei drei der betroffenen Gebäude die Lärmbelastung untersucht habe.
Die Beschwerdeführerin verlangt die Edition der Quelldaten und Simulationsparameter, die dem Empa-Bericht zugrunde liegen. Dadurch könnten etwa die meteorologischen Annahmen der Empa überprüft werden. Auch sei unklar, ob bei den drei von der Empa berücksichtigten Gebäuden in Walchwil der Bahnlärm vom gegenüberliegenden Ufer überhaupt hörbar sei. Ebenso sei klärungsbedürftig, ob die Empa genügend lange Lärmexpositionszeiten unterstellt habe.
Weiter ersucht die Beschwerdeführerin um einen bundesgerichtlichen Augenschein, damit die Differenzen zwischen den erfolgten Lärm-Berechnungen und der tatsächlichen menschlichen Wahrnehmung aufgezeigt werden könnten. Unabhängig davon sind ihrer Meinung nach zusätzliche Lärmmessungen vor Ort bzw. ein neues Lärmgutachten erforderlich.

9.4. Vorab ist auf die soeben angesprochenen Verfahrensanträge einzugehen: Mit dem Editionsbegehren wird der Beizug zusätzlicher, noch nicht bei den Gerichtsakten liegenden Unterlagen verlangt. Ein solcher Beweisantrag kann abgewiesen werden, wenn die begehrten Unterlagen für den Verfahrensausgang nicht relevant erscheinen (vgl. BGE 131 I 153 E. 3 S. 157 mit Hinweisen). Nach der Vorinstanz ist der Beizug der entsprechenden Unterlagen bzw. Daten für die Beurteilung des Empa-Berichts nicht notwendig. Diese vorweggenommene Beweiswürdigung ist nicht zu beanstanden:
Im Empa-Bericht werden die Grundlagen der Modellierung, auch zur Wetterlage bei der Schallausbreitung, im Einzelnen dargelegt. Auf diese Quellenangaben wird in der Beschwerdeschrift nicht substanziiert eingegangen. Weiter werden im Empa-Bericht bei den drei erwähnten Gebäuden die Lärmwerte nicht nur für den Bahnbetrieb auf den Strecken an beiden Seeufern zusammen (oben E. 9.2) angegeben, sondern zusätzlich separat für den Bahnbetrieb auf der Strecke am Westufer. Daraus folgt, dass der Bahnlärm vom Westufer bei allen drei Gebäuden zwar wahrnehmbar ist, aber keinen massgeblichen Beitrag zur Gesamtbelastung erbringt. Im Anschluss an die Akteneinsicht haben die Vertreter der Beschwerdeführerin die Produktdokumentation von sonRAIL näher untersucht und sind zum Schluss gekommen, dieses Modell ermittle den Bahnlärm als Ausbreitung von einer Punktquelle anstatt von einer Linienquelle. Die von der Beschwerdeführerin aufgeworfenen Fragen zum Empa-Bericht lassen sich ohne Beizug der zur Edition beantragten Unterlagen bzw. Daten hinlänglich überprüfen. Insgesamt besteht kein Anlass für weitere Instruktionsmassnahmen. Der Vorwurf, dass der Empa-Bericht die Lärmbelastung nur für drei statt für alle betroffenen Gebäude überprüft habe, ist
unverständlich, nachdem die Auswahl im Verfahren vor dem BAV einvernehmlich bestimmt worden war.

9.5. Nach Ansicht des BAV entspricht das Modell SEMIBEL dem Stand der Technik. Die Vorinstanz hat demgegenüber die Tauglichkeit des Modells SEMIBEL offengelassen. Für sie war entscheidend, dass die Berechnungen aus SEMIBEL aufgrund von Messungen im Gelände angepasst worden und diese Ergebnisse durch die Berechnungen der Empa mithilfe des neueren Modells sonRAIL bestätigt worden sind. Dieser Bestätigung kommt gemäss dem angefochtenen Urteil besondere Bedeutung zu, weil das Ausbreitungsmodell von sonRAIL - im Unterschied zu SEMIBEL - meteorologische Einflüsse als auch die möglichen Reflexionen von Felsen, Wald und anderen Hindernissen abzubilden vermöge.
Das BAFU erachtet die Modelle SEMIBEL und sonRAIL als mit der LSV konform. EGGENSCHWILER/WUNDERLI (a.a.O., S. 228) äussern Vorbehalte gegenüber der Aktualität bzw. Aussagekraft von SEMIBEL. Im vorliegenden Fall wurden aber Messungen vorgenommen und die Berechnungen gemäss SEMIBEL gestützt darauf angepasst. Dass diese ergänzenden Messungen den technischen Voraussetzungen gemäss Ziff. 2 Anhang 2 LSV nicht entsprechen sollen, wird von der Beschwerdeführerin nicht substanziiert geltend gemacht. Es ist üblich und mit der Vorgabe von Art. 38 Abs. 1
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 38 Art der Ermittlung - 1 Die Lärmimmissionen werden als Beurteilungspegel Lr oder als Maximalpegel Lmax anhand von Berechnungen oder Messungen ermittelt.37
1    Die Lärmimmissionen werden als Beurteilungspegel Lr oder als Maximalpegel Lmax anhand von Berechnungen oder Messungen ermittelt.37
2    Fluglärmimmissionen werden grundsätzlich durch Berechnungen ermittelt. Die Berechnungen sind nach dem anerkannten Stand der Technik durchzuführen. Das BAFU empfiehlt geeignete Berechnungsverfahren.38
3    Die Anforderungen an die Berechnungsverfahren und Messgeräte richten sich nach Anhang 2.39
LSV, wonach die Lärmermittlung durch Berechnungen oder Messungen erfolgen soll, vereinbar, wenn die Ermittlungsarten kombiniert angewendet werden (vgl. ROBERT WOLF, in: Kommentar USG, 2. Aufl., 2000, Vorbemerkungen zu Art. 19
SR 814.01 Bundesgesetz vom 7. Oktober 1983 über den Umweltschutz (Umweltschutzgesetz, USG) - Umweltschutzgesetz
USG Art. 19 Alarmwerte - Zur Beurteilung der Dringlichkeit von Sanierungen (Art. 16 Abs. 2 und Art. 20) kann der Bundesrat für Lärmimmissionen Alarmwerte festlegen, die über den Immissionsgrenzwerten (Art. 15) liegen.
-25
SR 814.01 Bundesgesetz vom 7. Oktober 1983 über den Umweltschutz (Umweltschutzgesetz, USG) - Umweltschutzgesetz
USG Art. 25 Errichtung ortsfester Anlagen - 1 Ortsfeste Anlagen dürfen nur errichtet werden, wenn die durch diese Anlagen allein erzeugten Lärmimmissionen die Planungswerte in der Umgebung nicht überschreiten; die Bewilligungsbehörde kann eine Lärmprognose verlangen.
1    Ortsfeste Anlagen dürfen nur errichtet werden, wenn die durch diese Anlagen allein erzeugten Lärmimmissionen die Planungswerte in der Umgebung nicht überschreiten; die Bewilligungsbehörde kann eine Lärmprognose verlangen.
2    Besteht ein überwiegendes öffentliches, namentlich auch raumplanerisches Interesse an der Anlage und würde die Einhaltung der Planungswerte zu einer unverhältnismässigen Belastung für das Projekt führen, so können Erleichterungen gewährt werden.32 Dabei dürfen jedoch unter Vorbehalt von Absatz 3 die Immissionsgrenzwerte nicht überschritten werden.
3    Können bei der Errichtung von Strassen, Flughäfen, Eisenbahnanlagen oder anderen öffentlichen oder konzessionierten ortsfesten Anlagen durch Massnahmen bei der Quelle die Immissionsgrenzwerte nicht eingehalten werden, müssen auf Kosten des Eigentümers der Anlage die vom Lärm betroffenen Gebäude durch Schallschutzfenster oder ähnliche bauliche Massnahmen geschützt werden.
USG N. 11 f.). Die zusätzliche Gegenprüfung anhand des Modells sonRAIL erhöht die Aussagekraft der SEMIBEL-gestützten Lärmermittlung. Darüber wird im Empa-Bericht Rechenschaft abgelegt.

9.5.1. Nach Meinung der Beschwerdeführerin sind die von der Empa bezifferten Immissionswerte bei den drei ausgewählten Objekten nicht plausibel, wenn das Modell sonRAIL zusätzlich den Bahnlärm vom gegenüberliegenden Seeufer einbeziehe und die Schallausbreitung differenzierter modelliere als SEMIBEL. Die Vorinstanz hat darauf hingewiesen, dass die Bahnstrecke am Westufer des Zugersees rund 4 km entfernt sei. Es ist der Beschwerdeführerin zuzugeben, dass die Distanzangabe einen aufgerundeten Wert darstellt; dieser trifft jedoch in der groben Grössenordnung zu. Unter diesen Umständen ist es nachvollziehbar, dass der Bahnlärm vom gegenüberliegenden Ufer des Zugersees bei den Mittelungspegeln praktisch vernachlässigbar ist.

9.5.2. Weiter ist es zulässig, Bahnlinien bezüglich Schallausbreitung näherungsweise als Linienquellen zu betrachten (WOLF, a.a.O., N. 14). Bei SEMIBEL wird für die Ausbreitungsrechnung eine solche Linienquelle angenommen (EGGENSCHWILER/WUNDERLI, a.a.O., S. 228). Auch bei sonRAIL werden jeweils Gleisabschnitte mit gleichartigen Eigenschaften zu Linienquellen zusammengefasst (EGGENSCHWILER/WUNDERLI, a.a.O., S. 229). Die Vorbringen der Beschwerdeführerin vermögen keine stichhaltigen Anhaltspunkte für die Behauptung zu erbringen, dass das Modell sonRAIL systemwidrig eine Punktquellenausbreitung unterstellt und dadurch zu tiefe Immissionswerte ausweist. Es ist auch nicht ersichtlich, dass Streueffekte beim Lärm von vorbeifahrenden Zügen auf diese Weise unzureichend erfasst würden.

9.5.3. Die Vorinstanz hat zu Recht darauf hingewiesen, dass bei der Doppelspur Walchwil kein Rangierlärm zu erwarten ist. Im Hinblick auf den Anfahr-, Brems- und Kreuzungslärm hat sie erwogen, es gebe keine triftigen Gründe, wonach diese Lärmbestandteile nicht korrekt berücksichtigt worden seien. Dem hält die Beschwerdeschrift keine substanziierten Einwände entgegen. Es kommt mithin auch nicht entscheidend darauf an, inwiefern sonRAIL derartige Lärmaspekte abbildet.

9.5.4. Die Vorinstanz hat sich überdies auf die Rechtsprechung gestützt, wonach bei der Lärmprognose grundsätzlich auf den berechneten bzw. gemessenen Wert, ohne Berücksichtigung der Mess- oder Berechnungsunsicherheit, abzustellen ist (vgl. BGE 126 II 480 E. 6c S. 491; 1C 331/2011 vom 30. November 2011 E. 8.2 in: URP 2012 S. 295; 1C 161/2015 vom 22. Dezember 2015 E. 4.1). Diese Beurteilung ist gerade im vorliegenden Fall, bei dem wie dargelegt verschiedene Ermittlungsarten kombiniert eingesetzt und gegenseitig auf ihre Kompatibilität überprüft worden sind, nicht zu beanstanden. Die allgemeine Berufung der Beschwerdeführerin auf Erkenntnisse aus der deutschen NORAH-Studie, wonach von einer hohen Standardunsicherheit auszugehen sei, sind nicht geeignet, die Zuverlässigkeit der Werte der konkreten Lärmprognose infrage zu stellen.

9.5.5. Im Nachgang zur Akteneinsicht vor Bundesgericht bringt die Beschwerdeführerin in der Eingabe vom 16. April 2018 erstmals vor, im vorliegenden Fall sei zu Unrecht eine Gesamtbeurteilung der Lärmsituation unter Einschluss des Strassenverkehrs- und Fluglärms unterblieben; dadurch werde Art. 8
SR 814.01 Bundesgesetz vom 7. Oktober 1983 über den Umweltschutz (Umweltschutzgesetz, USG) - Umweltschutzgesetz
USG Art. 8 Beurteilung von Einwirkungen - Einwirkungen werden sowohl einzeln als auch gesamthaft und nach ihrem Zusammenwirken beurteilt.
USG missachtet. Der Beschwerdeführerin hätte diesbezügliche Rügen bereits in der Beschwerdeschrift an das Bundesgericht darlegen müssen. Darauf ist nicht einzutreten (oben E. 1.3).

10. Kurvenkreischen

10.1. Der besonderen Prüfung bedarf, ob die Lärmprognose auch hinsichtlich des Kurvenkreischens den gesetzlichen Anforderungen entspricht. Der messtechnisch erfassbare Lärmanteil dieser Kreischgeräusche ist im Rahmen der Messungen in die Ermittlung gemäss SEMIBEL eingeflossen. Darüber hinaus wird für das hörbare Kreischen in Kurven nach der Rechtsprechung des Bundesverwaltungsgerichts eine Pegelkorrektur in Analogie zu jener für den Rangierlärm (K2 gemäss Ziff. 33 Abs. 2 Anhang 4 LSV) vergeben. Das angefochtene Urteil knüpft insoweit an die Urteile A-594/2009 vom 10. November 2009 E. 6.2.3 und 6.3 sowie A-3993/2015 vom 15. Februar 2016 E. 4.8.1 an. Ziff. 33 Abs. 2 Anhang 4 LSV sieht einen Raster mit Zuschlägen von 0 bis 8 dB (A) in Abhängigkeit von der Häufigkeit und Stärke des kreischenden Lärmereignisses vor.

10.2. Das Bundesgericht hat sich soweit ersichtlich noch nicht zur lärmrechtlichen Bewertung des Kurvenkreischens geäussert. Dessen Häufigkeit und Stärke werden durch zahlreiche Faktoren beeinflusst, so durch fahrzeugtechnische Einflüsse, geometrische Einflüsse, solche der Werkstoffe und Witterung. Zu beachten ist, dass die besondere Tonhaltigkeit eines allfälligen Kurvenkreischens in den mit SEMIBEL berechneten Emissionswerten nicht enthalten ist. Sofern relevant, muss das Kurvenkreischen daher separat erhoben und berücksichtigt werden (vgl. Urteil des Bundesverwaltungsgerichts A-3993/2015 vom 15. Februar 2016 E. 4.8.1 und 4.8.2). In Übereinstimmung mit der Vorinstanz ist es als bundesrechtskonform einzustufen, wenn die besondere Tonhaltigkeit der Kreischgeräusche unabhängig von einem Modell wie SEMIBEL erhoben und bewertet wird, und zwar in Analogie zur Pegelkorrektur K2. Die Tauglichkeit von SEMIBEL wird nicht entkräftet, wenn punktuell zusätzlich eine solche Pegelkorrektur nötig ist. Es bildet deshalb auch keinen grundlegenden Mangel des neuen Modells sonRAIL, wenn es das Kurvenkreischen nicht vollumfänglich erfasst. Der gegenteiligen Meinung der Beschwerdeführerin ist nicht beizupflichten. Die Regelung über einen Zuschlag in
analoger Weise zur Pegelkorrektur K2 enthält zwar Wertungsspielräume. Dies ändert aber nichts daran, dass eine tragfähige Ermittlungsbasis im Einzelfall gegeben sein muss.

10.3. Im vorliegenden Fall wurde das Kurvenkreischen beim heutigen Zustand im Auflagedossier als selten bis gelegentlich und schwach bewertet. Bei einer Einspracheverhandlung des BAV vor Ort wurde kein Kurvenkreischen wahrgenommen. Die Wortwahl "selten" und "schwach" nimmt offensichtlich Bezug auf den Raster von Ziff. 33 Abs. 2 Anhang 4 LSV; danach ist bei diesen Kriterien keine Korrektur erforderlich. Die Vorinstanz hat gestützt auf die Fachmeinungen von BAV und BAFU erwogen, das Rollmaterial werde erneuert und die Kurvenradien seien nach dem Ausbau teilweise offener. Namentlich beim Damm nördlich des Bühltunnels in Walchwil behauptet die Beschwerdeführern nach wie vor konkret störendes Kurvenkreischen. Das BAV hat in der Eingabe vom 21. Februar 2018 an das Bundesgericht dargelegt, dass die Kurve nördlich des Bühltunnels derzeit einen Radius von 300 m aufweise. Bei der künftigen Doppelspur erhalte das seeseitige Gleis denselben Radius, das bergseitige dagegen einen leicht grösseren von 303,8 m.
Angesichts des Radius von rund 300 m bei der Kurve nördlich des Bühltunnels liegt es nicht auf der Hand, dass die Störwirkung von Kurvenkreischen vernachlässigbar sein soll. Die fachlichen Äusserungen im vorliegenden Fall erfolgten aufgrund von punktuellen Augenscheinen; dabei wurde das Kurvenkreischen nicht ausgeschlossen. Es ist umstritten, ob an jenen Stellen das Kurvenkreischen vollumfänglich hörbar ist. Auf der Strecke der Doppelspur Walchwil sind weitere Kurven mit vergleichbaren Radien vorhanden. Bei dieser Sachlage rechtfertigt die fachliche Einschätzung nicht ohne Weiteres den Verzicht auf eine Pegelkorrektur K2. Ebenso ist fraglich, ob der unbestimmte Hinweis im angefochtenen Urteil genügt, wonach das bis zum Planungshorizont 2025 modernisierte Rollmaterial eine Abnahme des Kurvenkreischens erwarten lasse.
Immerhin sind nach der Stellungnahme des BAFU an die Vorinstanz vom 6. Dezember 2016 bei den betroffenen Gebäuden nördlich des Bühltunnels gemäss der Lärmprognose selbst die Planungswerte der ES II eingehalten. Dort liegt die Lärmbelastung Lr unter 50 dB (A) tags und 40 dB (A) nachts. Bei den übrigen Liegenschaften in Walchwil von Mitgliedern der Beschwerdeführerin sind die IGW beim Planungshorizont 2025 nach dem Auflagedossier mit vergleichbaren "Margen" eingehalten (vgl. die oben bei E. 9.2 angegebenen Werte). Wenn bei der Doppelspur Walchwil der maximale Zuschlag gemäss Pegelkorrektur K2 von 8 dB (A) - sowie gemäss oben E. 8.4.1 noch 1 dB (A) für Diskrepanzen bei der Verkehrsprognose - emissionsseitig hinzugerechnet würden, würde der daraus folgende Anstieg auf der Immissionsseite weniger als 9 dB (A) ausmachen. Angesichts des Abstands von 10 dB (A) und mehr zu den IGW sind bei den betroffenen Liegenschaften die IGW der ES II (60 dB [A] tags und 50 dB [A] nachts) damit selbst dann eingehalten, wenn eine emissionsseitige Erhöhung von 9 dB (A) zum Tragen käme. Unter diesen Umständen vermögen diese Teilaspekte die Rechtmässigkeit der Lärmprognose des angefochtenen Urteils im Ergebnis nicht zu beeinflussen. Demzufolge sind keine
weiteren Abklärungen zum Kurvenkreischen erforderlich.

10.4. Als weiteres Zwischenergebnis aus den vorstehenden Erwägungen (E. 9 und 10) ist festzuhalten, dass sich die Ermittlung und Bewertung des Betriebslärms als bundesrechtskonform erweisen.

11. Vorsorgliche Emissionsbegrenzung

11.1. Die Einhaltung der IGW entbindet grundsätzlich nicht von der Prüfung von Lärmschutzmassnahmen zur vorsorglichen Emissionsbegrenzung (vgl. Art. 7 Abs. 1 lit. a
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 7 Emissionsbegrenzungen bei neuen ortsfesten Anlagen - 1 Die Lärmemissionen einer neuen ortsfesten Anlage müssen nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden:
1    Die Lärmemissionen einer neuen ortsfesten Anlage müssen nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden:
a  als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist und
b  dass die von der Anlage allein erzeugten Lärmimmissionen die Planungswerte nicht überschreiten.
2    Die Vollzugsbehörde gewährt Erleichterungen, soweit die Einhaltung der Planungswerte zu einer unverhältnismässigen Belastung für die Anlage führen würde und ein überwiegendes öffentliches, namentlich auch raumplanerisches Interesse an der Anlage besteht. Die Immissionsgrenzwerte dürfen jedoch nicht überschritten werden.6
3    Bei neuen Luft/Wasser-Wärmepumpen, die überwiegend der Raumheizung oder der Erwärmung von Trinkwasser dienen und deren Lärmimmissionen die Planungswerte nicht überschreiten, sind weitergehende Emissionsbegrenzungen nach Absatz 1 Buchstabe a nur zu treffen, wenn mit höchstens einem Prozent der Investitionskosten der Anlage eine Begrenzung der Emissionen von mindestens 3 dB erzielt werden kann.7
und Art. 8 Abs. 1
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 8 Emissionsbegrenzungen bei geänderten ortsfesten Anlagen - 1 Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
1    Wird eine bestehende ortsfeste Anlage geändert, so müssen die Lärmemissionen der neuen oder geänderten Anlageteile nach den Anordnungen der Vollzugsbehörde so weit begrenzt werden, als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist.8
2    Wird die Anlage wesentlich geändert, so müssen die Lärmemissionen der gesamten Anlage mindestens so weit begrenzt werden, dass die Immissionsgrenzwerte nicht überschritten werden.
3    Als wesentliche Änderungen ortsfester Anlagen gelten Umbauten, Erweiterungen und vom Inhaber der Anlage verursachte Änderungen des Betriebs, wenn zu erwarten ist, dass die Anlage selbst oder die Mehrbeanspruchung bestehender Verkehrsanlagen wahrnehmbar stärkere Lärmimmissionen erzeugen. Der Wiederaufbau von Anlagen gilt in jedem Fall als wesentliche Änderung.
4    Wird eine neue ortsfeste Anlage geändert, so gilt Artikel 7.9
LSV; Urteil 1C 530/2008 vom 30. Juni 2010 E. 3.4, in: URP 2010 S. 705). Nach Art. 11 Abs. 2
SR 814.01 Bundesgesetz vom 7. Oktober 1983 über den Umweltschutz (Umweltschutzgesetz, USG) - Umweltschutzgesetz
USG Art. 11 Grundsatz - 1 Luftverunreinigungen, Lärm, Erschütterungen und Strahlen werden durch Massnahmen bei der Quelle begrenzt (Emissionsbegrenzungen).
1    Luftverunreinigungen, Lärm, Erschütterungen und Strahlen werden durch Massnahmen bei der Quelle begrenzt (Emissionsbegrenzungen).
2    Unabhängig von der bestehenden Umweltbelastung sind Emissionen im Rahmen der Vorsorge so weit zu begrenzen, als dies technisch und betrieblich möglich und wirtschaftlich tragbar ist.
3    Die Emissionsbegrenzungen werden verschärft, wenn feststeht oder zu erwarten ist, dass die Einwirkungen unter Berücksichtigung der bestehenden Umweltbelastung schädlich oder lästig werden.
USG und Art. 13 Abs. 2 lit. a
SR 814.41 Lärmschutz-Verordnung vom 15. Dezember 1986 (LSV)
LSV Art. 13 Sanierungen - 1 Bei ortsfesten Anlagen, die wesentlich zur Überschreitung der Immissionsgrenzwerte beitragen, ordnet die Vollzugsbehörde nach Anhören der Inhaber der Anlagen die notwendigen Sanierungen an.
1    Bei ortsfesten Anlagen, die wesentlich zur Überschreitung der Immissionsgrenzwerte beitragen, ordnet die Vollzugsbehörde nach Anhören der Inhaber der Anlagen die notwendigen Sanierungen an.
2    Die Anlagen müssen so weit saniert werden:
a  als dies technisch und betrieblich möglich sowie wirtschaftlich tragbar ist; und
b  dass die Immissionsgrenzwerte nicht überschritten werden.
3    Stehen keine überwiegenden Interessen entgegen, so gibt die Vollzugsbehörde den Massnahmen, welche die Lärmerzeugung verhindern oder verringern, den Vorzug gegenüber Massnahmen, die lediglich die Lärmausbreitung verhindern oder verringern.
4    Sanierungen müssen nicht getroffen werden, wenn:
a  die Immissionsgrenzwerte nur in noch nicht erschlossenen Bauzonen überschritten sind;
b  aufgrund des kantonalen Bau- und Planungsrechts am Ort der Lärmimmissionen planerische, gestalterische oder bauliche Massnahmen getroffen werden, mit denen die Immissionsgrenzwerte bis zum Ablauf der festgesetzten Fristen (Art. 17) eingehalten werden können.
LSV sind Emissionen im Rahmen der Vorsorge so weit zu begrenzen, als dies technisch und betrieblich möglich und wirtschaftlich tragbar ist.

11.2. Die Vorinstanz hat das Verbot von nicht lärmsaniertem Rollmaterial und eine Beschränkung der Fahrgeschwindigkeit für Güterzüge auf der Strecke mit eingehender Begründung als ungeeignete Lärmschutzmassnahme eingestuft. Diese Beurteilung überzeugt. Es ist nicht sachgerecht, die übergeordneten Vorgaben zur Erneuerung des Rollmaterials und zur Benutzung der Strecke für Güterzüge durch Lärmschutzmassnahmen abzusichern.
Ebenso ist angesichts der relativ geringen Lärmbelastung und der topografischen Gegebenheiten in Walchwil nachvollziehbar, dass ein Missverhältnis zwischen den Kosten und dem Nutzen für die Erstellung von Lärmschutzwänden entlang der Doppelspur Walchwil besteht. Das Absehen von Lärmschutzwänden verstösst somit nicht gegen Art. 11 Abs. 2
SR 814.01 Bundesgesetz vom 7. Oktober 1983 über den Umweltschutz (Umweltschutzgesetz, USG) - Umweltschutzgesetz
USG Art. 11 Grundsatz - 1 Luftverunreinigungen, Lärm, Erschütterungen und Strahlen werden durch Massnahmen bei der Quelle begrenzt (Emissionsbegrenzungen).
1    Luftverunreinigungen, Lärm, Erschütterungen und Strahlen werden durch Massnahmen bei der Quelle begrenzt (Emissionsbegrenzungen).
2    Unabhängig von der bestehenden Umweltbelastung sind Emissionen im Rahmen der Vorsorge so weit zu begrenzen, als dies technisch und betrieblich möglich und wirtschaftlich tragbar ist.
3    Die Emissionsbegrenzungen werden verschärft, wenn feststeht oder zu erwarten ist, dass die Einwirkungen unter Berücksichtigung der bestehenden Umweltbelastung schädlich oder lästig werden.
USG. Dieser Umstand vermag beim Umfang des prognostizierten Betriebslärms umso weniger Überdachungen bzw. Tunnellösungen unter dem Titel der Vorsorge zu rechtfertigen.

11.3. Weiter hat die Vorinstanz den Einbau von Schienenschmieranlagen bei der Doppelspur Walchwil zur Bekämpfung des Kurvenkreischens wegen des Missverhältnisses zwischen Kosten und Nutzen abgelehnt. Den Äusserungen des BAFU im Verfahren vor Bundesgericht lässt sich entnehmen, dass Schienenschmieranlagen technisch auch nach Fertigstellung des Projekts eingebaut werden können. Ein abschliessender Entscheid über diese Massnahme ist im Rahmen der zu beurteilenden Plangenehmigung letztlich nicht erforderlich. Da die Vorinstanz von vernachlässigbarem Kurvenkreischen ausgeht, ist es nachvollziehbar, dass sie Schienenschmieranlagen für nicht verhältnismässig erachtet. Falls nach Inbetriebnahme der Doppelspur Walchwil Kurvenkreischen in mehr als untergeordnetem Umfang auftritt, so würde insoweit eine erhebliche Abweichung vom bewilligten Zustand vorliegen; ein solcher Umstand würde eine Neubeurteilung bezüglich dieser Lärmschutzmassnahme rechtfertigen.

12.
Nach dem Gesagten ist die Beschwerde abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Bei diesem Ausgang des Verfahrens wird die unterliegende Beschwerdeführerin kostenpflichtig (Art. 66
SR 173.110 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesgericht (Bundesgerichtsgesetz, BGG) - Bundesgerichtsgesetz
BGG Art. 66 Erhebung und Verteilung der Gerichtskosten - 1 Die Gerichtskosten werden in der Regel der unterliegenden Partei auferlegt. Wenn die Umstände es rechtfertigen, kann das Bundesgericht die Kosten anders verteilen oder darauf verzichten, Kosten zu erheben.
1    Die Gerichtskosten werden in der Regel der unterliegenden Partei auferlegt. Wenn die Umstände es rechtfertigen, kann das Bundesgericht die Kosten anders verteilen oder darauf verzichten, Kosten zu erheben.
2    Wird ein Fall durch Abstandserklärung oder Vergleich erledigt, so kann auf die Erhebung von Gerichtskosten ganz oder teilweise verzichtet werden.
3    Unnötige Kosten hat zu bezahlen, wer sie verursacht.
4    Dem Bund, den Kantonen und den Gemeinden sowie mit öffentlich-rechtlichen Aufgaben betrauten Organisationen dürfen in der Regel keine Gerichtskosten auferlegt werden, wenn sie in ihrem amtlichen Wirkungskreis, ohne dass es sich um ihr Vermögensinteresse handelt, das Bundesgericht in Anspruch nehmen oder wenn gegen ihre Entscheide in solchen Angelegenheiten Beschwerde geführt worden ist.
5    Mehrere Personen haben die ihnen gemeinsam auferlegten Gerichtskosten, wenn nichts anderes bestimmt ist, zu gleichen Teilen und unter solidarischer Haftung zu tragen.
BGG). Die Gerichtsgebühr richtet sich nach Streitwert, Umfang und Schwierigkeit der Sache, Art der Prozessführung und finanzieller Lage der Parteien (Art. 65 Abs. 2
SR 173.110 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesgericht (Bundesgerichtsgesetz, BGG) - Bundesgerichtsgesetz
BGG Art. 65 Gerichtskosten - 1 Die Gerichtskosten bestehen in der Gerichtsgebühr, der Gebühr für das Kopieren von Rechtsschriften, den Auslagen für Übersetzungen, ausgenommen solche zwischen Amtssprachen, und den Entschädigungen für Sachverständige sowie für Zeugen und Zeuginnen.
1    Die Gerichtskosten bestehen in der Gerichtsgebühr, der Gebühr für das Kopieren von Rechtsschriften, den Auslagen für Übersetzungen, ausgenommen solche zwischen Amtssprachen, und den Entschädigungen für Sachverständige sowie für Zeugen und Zeuginnen.
2    Die Gerichtsgebühr richtet sich nach Streitwert, Umfang und Schwierigkeit der Sache, Art der Prozessführung und finanzieller Lage der Parteien.
3    Sie beträgt in der Regel:
a  in Streitigkeiten ohne Vermögensinteresse 200-5000 Franken;
b  in den übrigen Streitigkeiten 200-100 000 Franken.
4    Sie beträgt 200-1000 Franken und wird nicht nach dem Streitwert bemessen in Streitigkeiten:
a  über Sozialversicherungsleistungen;
b  über Diskriminierungen auf Grund des Geschlechts;
c  aus einem Arbeitsverhältnis mit einem Streitwert bis zu 30 000 Franken;
d  nach den Artikeln 7 und 8 des Behindertengleichstellungsgesetzes vom 13. Dezember 200223.
5    Wenn besondere Gründe es rechtfertigen, kann das Bundesgericht bei der Bestimmung der Gerichtsgebühr über die Höchstbeträge hinausgehen, jedoch höchstens bis zum doppelten Betrag in den Fällen von Absatz 3 und bis zu 10 000 Franken in den Fällen von Absatz 4.
BGG). Unter Berücksichtigung der Komplexität der Angelegenheit und der aufwändigen Prozessführung der Beschwerdeführerin im bundesgerichtlichen Verfahren ist die Gerichtsgebühr über den Rahmen von Art. 65 Abs. 3 lit. a
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BGG Art. 65 Gerichtskosten - 1 Die Gerichtskosten bestehen in der Gerichtsgebühr, der Gebühr für das Kopieren von Rechtsschriften, den Auslagen für Übersetzungen, ausgenommen solche zwischen Amtssprachen, und den Entschädigungen für Sachverständige sowie für Zeugen und Zeuginnen.
1    Die Gerichtskosten bestehen in der Gerichtsgebühr, der Gebühr für das Kopieren von Rechtsschriften, den Auslagen für Übersetzungen, ausgenommen solche zwischen Amtssprachen, und den Entschädigungen für Sachverständige sowie für Zeugen und Zeuginnen.
2    Die Gerichtsgebühr richtet sich nach Streitwert, Umfang und Schwierigkeit der Sache, Art der Prozessführung und finanzieller Lage der Parteien.
3    Sie beträgt in der Regel:
a  in Streitigkeiten ohne Vermögensinteresse 200-5000 Franken;
b  in den übrigen Streitigkeiten 200-100 000 Franken.
4    Sie beträgt 200-1000 Franken und wird nicht nach dem Streitwert bemessen in Streitigkeiten:
a  über Sozialversicherungsleistungen;
b  über Diskriminierungen auf Grund des Geschlechts;
c  aus einem Arbeitsverhältnis mit einem Streitwert bis zu 30 000 Franken;
d  nach den Artikeln 7 und 8 des Behindertengleichstellungsgesetzes vom 13. Dezember 200223.
5    Wenn besondere Gründe es rechtfertigen, kann das Bundesgericht bei der Bestimmung der Gerichtsgebühr über die Höchstbeträge hinausgehen, jedoch höchstens bis zum doppelten Betrag in den Fällen von Absatz 3 und bis zu 10 000 Franken in den Fällen von Absatz 4.
BGG hinaus zu erhöhen (Art. 65 Abs. 5
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BGG Art. 65 Gerichtskosten - 1 Die Gerichtskosten bestehen in der Gerichtsgebühr, der Gebühr für das Kopieren von Rechtsschriften, den Auslagen für Übersetzungen, ausgenommen solche zwischen Amtssprachen, und den Entschädigungen für Sachverständige sowie für Zeugen und Zeuginnen.
1    Die Gerichtskosten bestehen in der Gerichtsgebühr, der Gebühr für das Kopieren von Rechtsschriften, den Auslagen für Übersetzungen, ausgenommen solche zwischen Amtssprachen, und den Entschädigungen für Sachverständige sowie für Zeugen und Zeuginnen.
2    Die Gerichtsgebühr richtet sich nach Streitwert, Umfang und Schwierigkeit der Sache, Art der Prozessführung und finanzieller Lage der Parteien.
3    Sie beträgt in der Regel:
a  in Streitigkeiten ohne Vermögensinteresse 200-5000 Franken;
b  in den übrigen Streitigkeiten 200-100 000 Franken.
4    Sie beträgt 200-1000 Franken und wird nicht nach dem Streitwert bemessen in Streitigkeiten:
a  über Sozialversicherungsleistungen;
b  über Diskriminierungen auf Grund des Geschlechts;
c  aus einem Arbeitsverhältnis mit einem Streitwert bis zu 30 000 Franken;
d  nach den Artikeln 7 und 8 des Behindertengleichstellungsgesetzes vom 13. Dezember 200223.
5    Wenn besondere Gründe es rechtfertigen, kann das Bundesgericht bei der Bestimmung der Gerichtsgebühr über die Höchstbeträge hinausgehen, jedoch höchstens bis zum doppelten Betrag in den Fällen von Absatz 3 und bis zu 10 000 Franken in den Fällen von Absatz 4.
BGG). Die obsiegende Beschwerdegegnerin hat keinen Anspruch auf eine Parteientschädigung (Art. 68 Abs. 3
SR 173.110 Bundesgesetz vom 17. Juni 2005 über das Bundesgericht (Bundesgerichtsgesetz, BGG) - Bundesgerichtsgesetz
BGG Art. 68 Parteientschädigung - 1 Das Bundesgericht bestimmt im Urteil, ob und in welchem Mass die Kosten der obsiegenden Partei von der unterliegenden zu ersetzen sind.
1    Das Bundesgericht bestimmt im Urteil, ob und in welchem Mass die Kosten der obsiegenden Partei von der unterliegenden zu ersetzen sind.
2    Die unterliegende Partei wird in der Regel verpflichtet, der obsiegenden Partei nach Massgabe des Tarifs des Bundesgerichts alle durch den Rechtsstreit verursachten notwendigen Kosten zu ersetzen.
3    Bund, Kantonen und Gemeinden sowie mit öffentlich-rechtlichen Aufgaben betrauten Organisationen wird in der Regel keine Parteientschädigung zugesprochen, wenn sie in ihrem amtlichen Wirkungskreis obsiegen.
4    Artikel 66 Absätze 3 und 5 ist sinngemäss anwendbar.
5    Der Entscheid der Vorinstanz über die Parteientschädigung wird vom Bundesgericht je nach Ausgang des Verfahrens bestätigt, aufgehoben oder geändert. Dabei kann das Gericht die Entschädigung nach Massgabe des anwendbaren eidgenössischen oder kantonalen Tarifs selbst festsetzen oder die Festsetzung der Vorinstanz übertragen.
BGG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:

1.
Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.

2.
Die Gerichtskosten von Fr. 8'000.-- werden der Beschwerdeführerin auferlegt.

3.
Es werden keine Parteientschädigungen zugesprochen.

4.
Dieses Urteil wird den Parteien, dem Bundesamt für Verkehr (BAV), dem Bundesverwaltungsgericht, Abteilung I, und dem Bundesamt für Umwelt (BAFU) schriftlich mitgeteilt.

Lausanne, 25. Juni 2018

Im Namen der I. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts

Der Präsident: Merkli

Der Gerichtsschreiber: Kessler Coendet