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Autor(en) Titel Zeitschrift Ausgabe Seite Rubrik
Schubert, Wulf 63rd Geomechanics Colloquium / 63. Geomechanik Kolloquium Geomechanics and Tunnelling 5/2014 389 Editorial

Kurzfassung

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News: Geomechanics and Tunnelling 5/2014 Geomechanics and Tunnelling 5/2014 390-401 News

Kurzfassung

Ventilation shaft for the Brenner Base Tunnel completed / Lüftungsschacht für den Brenner Basistunnel fertiggestellt
Bilfinger installs penstock for Austrian hydropower station / Bilfinger installiert Druckrohrleitungen für österreichische Wasserkraftwerke
Crossrail TBM Jessica arrives / Crossrail TBM Jessica am Ziel
Start of construction works on the largest yet contract of the BBT / Beginn der Bauarbeiten für das bisher größte Baulos des BBT
Klaus Tunnel Chain improvement / Vollausbau Tunnelkette Klaus
Final breakthrough at the Slowacki Tunnel / Finaler Durchschlag beim Slowacki-Tunnel
Germany railways DB awards structural works for the Rastatt Tunnel / Bahn vergibt Rohbauarbeiten für Tunnel Rastatt
Strabag to build outfall tunnel in Canada / Strabag baut Abwassertunnel in Kanada
Construction contracts awarded for the Gemeinschaftskraftwerk Inn / Bauaufträge für Gemeinschaftskraftwerk Inn vergeben
Ceneri Base Tunnel: delay of two years possible / Ceneri-Basistunnel: Verzögerung um zwei Jahre möglich
ITAWTC 2015 in Dubrownik
Call for papers - Themes for the next issues of Geomechanics and Tunnelling / Themen für die nächsten Ausgaben der “Geomechanics and Tunnelling”

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Erben, Hartmut; Galler, Robert Tunnel spoil - New technologies on the way from waste to raw material / Tunnelausbruch - Neue Technologien für den Weg vom Abfall zum Rohstoff Geomechanics and Tunnelling 5/2014 402-410 Topics

Kurzfassung

Considering the increasing shortage of resources, the reuse of material excavated from tunnels is the order of the day, which is being followed by clients, consultants and contractors as well as lawmakers. In addition to the creation of a legal situation to enable efficient and unbureaucratic reuse, further technical developments are also required in relation to material analysis to enable an immediate characterisation of the material at the face according to the decisive parameters for reuse. The linking of these results with a raw material database, in which the results of the material analyses are stored, represents a step towards modern, web-based handling of mineral raw materials.
Die Wiederverwertung von Tunnelausbruchmaterial ist in Anbetracht zunehmender Rohstoffverknappung ein Gebot der Stunde, das es sowohl von Auftraggebern, Planern und Baufirmen als auch dem Gesetzgeber selbst zu verfolgen gilt. Neben der Schaffung einer rechtlichen Situation, die eine effiziente und unbürokratische Verwertung ermöglicht, sind auch technische Weiterentwicklungen in Bezug auf eine Materialanalyse gefordert, die eine Charakterisierung des Ausbruchmaterials sofort am Anfallort nach den für eine Verwertung entscheidenden Parametern ermöglicht. Die Verknüpfung dieser Resultate mit einer Rohmaterialdatenbank, die mit den Ergebnissen der Materialanalyse gespeist wird, stellt den Schritt zu einem modernen, webbasierten Handel mit mineralischen Rohstoffen dar.

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Danzer, Mathilde Waste law framework for the recovery of material excavated from tunnels / Abfallrechtliche Rahmenbedingungen für die Verwertung von Tunnelausbruchmaterial Geomechanics and Tunnelling 5/2014 411-418 Topics

Kurzfassung

This paper has been conceived for the future “Leaflet for the reuse of the material excavated in tunnelling”. The goal was to explain the term “waste” in contrast to non-waste (product), the requirements for dealing with wastes, the permissible recovery of wastes and the time when the end-of-waste starts. Apart from the passages of legal texts which are most important from the technical point of view, explanations, legal material and letters already written by the Federal Ministry of Agriculture, Forestry, Environment and Water Management on this issue have been used. Moreover the decisive provisions of the Landfill Ordinance 2008 and of the Law on the Remediation of Contaminated Sites are presented.
Diese Arbeit wurde für das kommende “Merkblatt für die Verwertung von Tunnelausbruchmaterial” konzipiert und soll die Grundzüge der aktuellen abfallrechtlichen Situation in Österreich darstellen. Ziel war es, den Begriff Abfall gegenüber Nicht-Abfall (Produkt), die Anforderungen an den Umgang mit Abfällen, die zulässige Verwertung von Abfällen und den Zeitpunkt, wann das Abfallende eintritt, zu erläutern. Neben den aus fachlicher Sicht wichtigsten Gesetzesstellen wurden Erläuterungen, Gesetzesmaterialien und bereits ergangene Schreiben des Bundesministeriums für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft verwendet. Darüber hinaus werden die maßgeblichen Bestimmungen der Deponieverordnung 2008 und des Altlastensanierungsgesetzes dargelegt.

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Reichel, Paul Tunnel spoil: Tipping or the end of the definition as waste / Tunnelausbruch: Deponierung oder Abfallende Geomechanics and Tunnelling 5/2014 419-427 Topics

Kurzfassung

Tunnel construction normally results in the production of large quantities of broken rock or soil. One essential question for the legal handling of this tunnel spoil is whether it is considered to be waste under the terms of European and national waste laws. The current paper therefore looks into the practically important question, under what preconditions tunnel spoil is legally considered to be waste and when the end of this property is reached. In this regard, it is first investigated whether and when tunnel spoil is waste under the terms of the Waste framework directive 2008/98/EC. Particular attention is paid to the applicable case law of the European Court of Justice (ECJ). Then the question is asked, to what extent tunnel spoil can be regarded as material excavated in the course of construction works under the terms of Art. 2 Sec. 1 lit. c of the waste directive, and is thus excepted from the scope of application of the directive. Finally, it is explained how the possible property of tunnel spoil as waste can end, including details of both the EU requirements and also national law.
Beim Tunnelbau fallen in der Regel größere Mengen an gebrochenem Fels- oder Lockergestein an. Für den rechtlich zulässigen Umgang mit diesem Tunnelausbruch ist wesentlich, ob es sich dabei um Abfall im Sinne des europäischen und innerstaatlichen Abfallrechts handelt. Der vorliegende Beitrag geht daher der praktisch wichtigen Frage nach, unter welchen Voraussetzungen Tunnelausbruch rechtlich Abfall darstellt und wann ein Ende der Abfalleigenschaft erreicht wird. In diesem Zusammenhang wird zuerst untersucht, ob und wann Tunnelausbruch Abfall im Sinne der AbfallrahmenRL 2008/98/EG darstellt. Dabei wird insbesondere auf die maßgebliche Judikatur des Europäischen Gerichtshofs (EuGH) eingegangen. In der Folge wird geprüft, inwiefern Tunnelausbruch als im Zuge von Bauarbeiten ausgehobenes Material im Sinne von Art. 2 Abs. 1 lit. c AbfallrahmenRL angesehen werden kann, das vom Anwendungsbereich der Richtlinie ausgenommen ist. Schlussendlich wird erläutert, wie die mögliche Abfalleigenschaft von Tunnelausbruch enden kann. Dabei wird sowohl auf die unionsrechtlichen Vorgaben als auch auf die innerstaatliche Rechtslage eingegangen.

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Mlinar, Christian; Sempelmann, Franz; Koch, Gerhard; Steiner, Michael; Kubin, Florian Tunnel spoil as a source of raw materials for an autobahn - Sustainable reuse of resources through the example of the S 10 / Tunnelausbruch als Rohstoffquelle für eine Autobahn - Nachhaltige Ressourcenverwertung am Beispiel der S 10 Geomechanics and Tunnelling 5/2014 428-436 Topics

Kurzfassung

The construction of autobahns and dual-carriageway roads is only possible with considerable use of resources and visible encroachment in the environment and landscape. The ASFINAG is aware of their responsibility for this, so modern and resource-saving construction materials and methods are being used for the new building of federal roads. This also includes the intention to balance masses on the overall project and the best quality management of tunnel spoil. A good collaboration of technical design and environmental design with clarification of the potential for material recycling and the necessary approvals are preconditions for sustainable materials management. Nevertheless, the implementation of major projects like the S 10 Mühlviertler Schnellstraße (S 10) is faced with challenging conditions, which complicate efficient and sustainable handling of materials.
Der Bau von Autobahnen und Schnellstraßen ist nur mit beträchtlichem Ressourceneinsatz und sichtbaren Eingriffen in Umwelt und Landschaft zu realisieren. Die ASFINAG ist sich der damit verbundenen Verantwortung bewusst. Daher werden beim Neubau von Bundesstraßen moderne und ressourcenschonende Baustoffe und Bauweisen eingesetzt. Dazu zählen auch das Bestreben nach einem Massenausgleich im Gesamtprojekt und die möglichst hochwertige Bewirtschaftung von Tunnelausbruchmaterial. Das gute Zusammenspiel aus technischer Planung, Umweltplanung, Klärung von Möglichkeiten der Materialverwertung und der rechtzeitigen Erwirkung von dazu erforderlichen Genehmigungen ist eine Grundvoraussetzung für eine nachhaltige Materialbewirtschaftung. Dennoch ist man bei der Realisierung von Großbauvorhaben wie der S 10 Mühlviertler Schnellstraße (S 10) mit herausfordernden Rahmenbedingungen konfrontiert, die eine effiziente und nachhaltige Materialverwertung erschweren.

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Posch, Helmut; Murr, Roland; Huber, Helmut; Kager, Matthias; Kolb, Erich Tunnel excavation - The conflict between waste and recycling through the example of the Koralm Tunnel, contract KAT2 / Tunnelausbruch - Das Spannungsfeld zwischen Abfall und Verwertung am Beispiel Koralmtunnel, Baulos KAT2 Geomechanics and Tunnelling 5/2014 437-450 Topics

Kurzfassung

Contract KAT2 of the approximately 33 km long, twin-bore Koralm Tunnel will produce about 8.6 mio. t of excavated material. For this reason, the maximum degree of recycling of the material was intended right from the start of the design process. This was planned including consideration of the optimal cost-effectiveness of overall materials management with minimal environmental impact through the minimisation of transport processes and land use as well as generally sparing use of resources. On contract KAT2, more than 50% of the material excavated from the tunnel can be recycled for technical use on site. The material is used as aggregates for concrete and as fill (anti-capillary layers, frost protection layers, filter gravel, sealing layers) for the earthworks in the open air.
One difficulty is the fact that according to the generally applicable legal situation under the federal waste management plan (BAWP 2011) and the landfill regulations (DVO 2008), material excavated from tunnels is considered to be waste. In order to ensure proper handling while considering the legal situation, the chemical composition of the waste has to be established and taken into account. On the other hand the technical requirements for construction are binding. This resulted in numerous potential conflicts in connection with the material produced from the tunnel, the chemical evaluation and the decision whether to reuse or recycle it starting with the design of the project up until the time the project was completed.
Am Baulos KAT2 des rund 33 km langen, zweiröhrigen Koralmtunnels fallen insgesamt rund 8,6 Mio. t Tunnelausbruchmaterial an. Aus diesem Grund wurde bereits zu Beginn der Projektierung eine maximale Wiederverwertung des Ausbruchmaterials angestrebt. Dies erfolgte unter Berücksichtigung einer optimalen Wirtschaftlichkeit der gesamten Materialbewirtschaftung bei einer minimalen Umweltbelastung durch Minimierung von Transportvorgängen und Flächenverbrauch sowie weitgehende Ressourcenschonung. Im Baulos KAT2 werden über 50% des anfallenden Tunnelausbruchs genutzt, die somit vor Ort eine bautechnische Verwendung finden. Der Einsatz erfolgt als Gesteinskörnungen für Beton und als Schüttmaterial (kapillarbrechende Schichten, Frostkoffer, Filterkiese, Dichtschicht) für den Erdbau der freien Strecke.
Erschwerend dabei ist die Tatsache, dass es sich gemäß derzeit gültiger Rechtslage nach dem Bundesabfallwirtschaftsplan (BAWP 2011) bzw. der Deponieverordnung (DVO 2008) bei Tunnelausbruchmaterial um Abfall handelt. Um eine ordnungsgemäße Abwicklung unter Berücksichtigung rechtlicher Rahmenbedingungen sicherzustellen, müssen einerseits die abfallchemischen Fragestellungen eruiert und berücksichtigt werden, andererseits sind die technischen Vorgaben an die Ausführung in geforderter Qualität bindend. Daraus folgend ergaben sich im Zeitraum von der Projektvorbereitung bis hin zur Projektumsetzung zahlreiche Spannungsfelder im Zusammenhang mit dem anfallenden Material, der geologischen Ansprache, der abfallchemischen Beurteilung und der Entscheidung über die weitere Verwendung bzw. Aufbereitung.

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Raderbauer, Bernd; Wyss, Alexander Tunnel excavation material as resource for underground power plants and concrete dam constructions / Tunnelausbruch als Rohstoff für den unterirdischen Kraftwerks- sowie Staumauerbau im Hochgebirge Geomechanics and Tunnelling 5/2014 451-460 Topics

Kurzfassung

‘Linthal 2015’ in the canton Glarus is currently one of the largest construction projects being undertaken by the Swiss energy sector. The core of the project is an underground pumped-storage power plant that is under construction. This will pump water from Lake Limmern at 1,800 m ASL to the higher Lake Mutt at 2,500 m ASL from where, utilising a maximum head of 709 m, it will again be used for the generation of electricity as required. The new power plant will have a pump and turbine output of 1,000 MW; the construction period is scheduled to extend over six years.
Such a complex construction project at a high-altitude setting involving huge volume flows (i.e. around half a million cubic metres of solid excavated material) can only be completed successfully with the sparing use of resources. This involves, in particular, the on-site processing of excavated limestone into aggregates for concrete.
Amongst other equipment, two powerful gravel processing plants, one using wet processing (at 1,874 m ASL) and the other dry processing (at 2,436 m ASL) were erected on site; these plants process the excavated material as needed for on-site concrete production. This allowed a closed materials cycle to be established, in turn allowing the site to operate self-sufficiently.
The challenges associated with using excavated tunnel material as a resource are tremendous. However, assuming the project is completed in line with its goals, the advantages for all parties will be even greater and, not least, environmental considerations will have been taken into account. These opportunities were exploited and implemented consistently on the Linthal 2015 construction site.
Linthal 2015 im Kanton Glarus ist aktuell eines der größten Bauvorhaben der Energiewirtschaft der Schweiz. Das Herzstück ist ein im Bau befindliches unterirdisch angelegtes Pumpspeicherkraftwerk. Dieses wird Wasser aus dem Limmernsee auf 1.800 m ü. M. in den höher gelegenen Muttsee auf 2.500 m ü. M. pumpen und bei Bedarf wieder zur Stromproduktion nutzen, wobei eine maximale Fallhöhe von 709 m bewirtschaftet wird. Das neue Kraftwerk soll eine Pump- und eine Turbinenleistung von je 1.000 MW aufweisen, die geplante Bauzeit beträgt sechs Jahre.
Eine derart komplexe Bauaufgabe im Hochgebirge mit ihren enormen Volumenströmen (z.B. ca. 0,5 Mio. m3 Festausbruch) ist nur mit einem schonenden Ressourcenumgang erfolgreich zu realisieren. Dazu gehört insbesondere das Aufbereiten des ausgebrochenen Kalksteins vor Ort zu Gesteinskörnungen für Beton. Auf der Baustelle wurden zwei leistungsstarke Kiesaufbereitungsanlagen, eine mit Nass- (auf 1.874 m ü. M.) und die zweite mit Trockenaufbereitung (auf 2.436 m ü. M.) installiert, die das Ausbruchmaterial bedarfsgerecht für die eigene Betonproduktion verarbeiten. So konnte ein geschlossener Stoffkreislauf erzeugt werden, womit die Baustelle autark agieren kann. Die Herausforderungen bei der Verwendung des Tunnelausbruchs als Rohstoff sind enorm. Noch größer sind aber bei zielorientierter Umsetzung die Vorteile für alle Beteiligten, und nicht zuletzt werden umweltrelevante Aspekte berücksichtigt. Diese Chancen wurden auf der Baustelle Linthal 2015 genutzt und konsequent umgesetzt.

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Lunardi, Pietro; Barla, Giovanni Full face excavation in difficult ground Geomechanics and Tunnelling 5/2014 461-468 Topics

Kurzfassung

This paper describes the evolution of full face excavation from the mid 1980s to the present. During this time, more than 1,000 km of tunnels have been designed, excavated and completed using full face excavation, with cross sections ranging in size from 120 to 220 m2, in different geological and geotechnical conditions, near the ground surface or at depth.
Starting from the basic concepts of the approach (ADECO-RS) applied at the tunnel design stage and during construction, the experience gained and the lessons learned are summarised. It is shown how full face excavation has been developed and improved through the experience gained from the construction of both road and railway tunnels in the past thirty years.
In order to highlight the current stage of development, with new materials, technologies, modelling methods and increased capacity in observation and real-time monitoring of tunnel behaviour becoming available, the case of the Sochi Tunnel in Russia is presented and a comparison with the New Austrian Tunnelling Method (NATM) is illustrated.

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Putz-Perrier, Martin Wilhelm; Gilleron, Nicolas; Bourgeois, Emmanuel; Saitta, Adrien Full-face versus sequential excavation - A case study of the Chamoise Tunnel (France) / Vollausbruch versus Teilausbruch - Eine Fallstudie vom Chamoisetunnel (Frankreich) Geomechanics and Tunnelling 5/2014 469-480 Topics

Kurzfassung

Construction of the 3,300 m long Chamoise Tunnel in the French Jura Mountains had to overcome long sections of swelling marls beneath an overburden of 400 m. During the design phase, a reconnaissance gallery of 9 m2 was driven to investigate the geological conditions over the entire length of the tunnel. The findings of the gallery led the designer to choose the NATM. The North Tube was constructed between 1981 and 1984. The South Tube was constructed about ten years later. The main revolution in methodology was the change from sequential to full-face excavation in the marl sections. Applied for the first time for the Chamoise tunnel, the economic benefits of full-face excavation even in poor ground, largely due to the reduction of works cycles and the use of bigger machines, initiated a general trend from sequential towards full-face excavation in France.
The paper presents the methodological differences between the tunnel drives of the Chamoise north and south tubes. The comparison is supported by a numerical back-analysis of the observed ground behaviour. In addition, the role of face confinement is examined. The study shows that in the case of the Chamoise Tunnel the excavation sequence has little influence on the short-term ground behaviour and that face confinement would have been of no use. From an economical point of view, the most significant difference between the two tunnel drives are the mean advance rates, which were about 20% higher for full-face excavation (without face reinforcement) than the rates achieved by sequential (three-staged) excavation.
Beim Bau des 3.300 m langen Chamoisetunnels im französischen Juramassiv waren lange Abschnitte von quellfähigen Mergeln unter einer Überlagerung von etwa 400 m zu durchörtern. Im Zuge der Planung wurde ein Erkundungsstollen mit 9 m2 Querschnitt über die gesamte Tunnellänge aufgefahren. Basierend auf den Ergebnissen des Stollenvortriebs wurde die NÖT als die geeignetste Bauweise ausgewählt. Die Nordröhre wurde zwischen 1981 und 1984 errichtet. In den Mergelabschnitten erfolgte der Ausbruch mechanisch und in drei Phasen (Kalotte, Strosse, Sohle). Die Südröhre wurde etwa zehn Jahre später errichtet. Hauptunterschied im Vergleich zur Nordröhre war die Umstellung vom mechanischen Ausbruch der Mergel auf Vollausbruch im Sprengvortrieb. Damit wurde der Chamoisetunnel zum ersten französischen Autobahntunnel, der durchgehend im Vollausbruch aufgefahren worden war. Aufgrund der wirtschaftlichen Vorteile dieser Arbeitsweise, vor allem durch die reduzierte Zahl der Arbeitszyklen sowie den Einsatz größerer Maschinen, wurde damit in Frankeich ein genereller Trend vom Teilausbruch zum Vollausbruch eingeleitet.
Der Beitrag beschreibt die methodischen Unterschiede zwischen den Vortrieben der Nord-und Südröhren. Der Vergleich wird durch numerische Rückrechnungen ergänzt; zusätzlich wird die Rolle der Ortsbruststützung am Beispiel der Südröhre untersucht. Der Vergleich zeigt, dass die Ausbruchsequenz im Fall des Chamoisetunnels kaum Einfluss auf die kurzfristigen Gebirgsverformungen hat und dass eine Stützung der Ortsbrust wenig Sinn gemacht hätte. Aus wirtschaftlicher Sichtweise liegt der entscheidende Unterschied zwischen den beiden Röhren in den erzielten Vortriebsraten, die im Vollausbruch (ohne Ortsbruststützung) etwa 20% höher als beim dreistufigen Teilausbruch waren.

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Gradnik, Richard; Kicherer, Manfred; Zwick, Markus Tunnelling for the third section of the Stadtbahn line U12 in Stuttgart / Der Vortrieb für den dritten Teilabschnitt der Stadtbahnline U12 in Stuttgart Geomechanics and Tunnelling 5/2014 481-490 Topics

Kurzfassung

Under contract to SSB, the urban rail operator in Stuttgart, Alfred Kunz Untertagebau München has been working on the Waltraud Tunnel since February 2014, which is the key structure in the extension of the U12 in the third section from Hallschlag to the Aubrücke bridge. This tunnel, with a length of 200 m, is mostly being constructed in fill material. The greatest challenge will be to tunnel beneath a 150 year old railway embankment with less than one diameter cover under continued operation.
In order to minimise settlement and to reduce risk for the client, it is planned to drive the tunnel with two side headings. Alternatively to the tendered concept of a side heading drive, an optimisation of construction operations was investigated as part of the detailed design, which differed from the tendered tunnelling concept in investigating full face excavation for comparison with the tender variant.
Im Auftrag der Stuttgarter Straßenbahnen AG errichtet Alfred Kunz Untertagebau München ab Februar 2014 den Waltraudtunnel, der das Herz der Erweiterung der U12 im dritten Teilabschnitt vom Hallschlag zur Aubrücke ist. Dieser Tunnel mit einer Länge von 200 m wird großteils in Auffüllungsmaterial errichtet. Als Höhepunkt wird ein ca. 150 Jahre alter Bahndamm mit weniger als einem Durchmesser Überlagerung unter laufendem Betrieb durchfahren.
Zur Setzungsminimierung und zur Minimierung der Risiken für den Auftraggeber ist es geplant, den Tunnel mit doppelten Ulmenstollen aufzufahren. Alternativ zum ausgeschriebenen Konzept eines Ulmenstollenvortriebs wird im Zuge der Ausführungsplanung eine baubetriebliche Optimierung untersucht, die abweichend vom ausgeschriebenen Vortriebskonzept die Durchörterung im Vollausbruch untersucht und mit der ausgeschriebenen Variante vergleicht.

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Gamper, Christian Full face versus partial face in NATM tunnelling / Vollausbruch versus Teilausbruch bei der NÖT Geomechanics and Tunnelling 5/2014 491-502 Topics

Kurzfassung

In the planning of tunnels to be excavated according to NATM principles, the decision between full face or partial face excavation is of fundamental and decisive importance for the entire tunnel project. The current paper compares tunnel drives with full face and partial face excavation from various angles. In addition, the influential factors that have to be considered in the decision are explained. Also, an explanation as to how decisions are made in the course of the design, tendering and construction phases is presented. The paper is only concerned with NATM tunnelling; other methods like ADECCO or mechanised tunnelling methods are not considered.
Bei Vortrieben, die nach der NÖT aufgefahren werden, ist die Entscheidung zwischen Vollausbruch oder Teilausbruch von grundlegender und entscheidender Bedeutung für das gesamte Tunnelbauprojekt. Der vorliegende Beitrag vergleicht Vortriebe im Vollausbruch und im Teilausbruch aus unterschiedlichen Gesichtspunkten. Zudem wird erörtert, welche Einflussfaktoren bei der Entscheidung berücksichtigt werden sollten und wie die Entscheidungen im Verlauf von Planung, Ausschreibung und Ausführung gefällt werden. Der Beitrag behandelt ausschließlich NÖT-Vortriebe. Andere Bauverfahren wie ADECCO oder maschinelle Vortriebsmethode werden nicht betrachtet.

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Schubert, Peter; Voringer, Jürgen; Hofmann, Bernd Geotechnical and construction operational criteria for the selection of full or partial-face excavation / Kriterien zur Wahl von Voll- oder Teilausbruch aus geotechnischer und baubetrieblicher Sicht Geomechanics and Tunnelling 5/2014 503-510 Topics

Kurzfassung

This paper deals with the boundary conditions regarding layout, geotechnics and economics required to make a full-face excavation of a tunnel. A flowchart for decision-making leads to four different excavation sequences. Unsuitable geometrical conditions and very unfavourable geotechnical conditions exclude full-face excavation. Under other boundary conditions, a full-face excavation may show economic advantages, which should be further exploited in our region.
Dieser Artikel beurteilt die grundsätzlichen Randbedingungen für einen Vollausbruch hinsichtlich Layout, Geotechnik und Wirtschaftlichkeit. Ein Flussdiagramm der Entscheidungsfindung führt zu vier unterschiedlichen Vortriebsabläufen. Ungünstige geometrische Randbedingungen und sehr ungünstige geotechnische Verhältnisse führen zum Ausschluss eines Vollausbruchs. Unter den anderen Randbedingungen jedoch kann der Vollausbruch wirtschaftliche Vorteile bringen, die in unseren Breiten mehr als bisher genutzt werden sollten.

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Galler, Robert; Handke, Dieter; Nolden, Mario The determination of performance- and payment-relevant parameters in TBM tunnelling - State of the technology and outlook / Ermittlung leistungs- und vergütungsrelevanter Parameter für TVM-Vortriebe - Stand der Technik und Ausblick Geomechanics and Tunnelling 5/2014 511-519 Topics

Kurzfassung

The success of mechanised tunnelling is greatly influenced by the interactive behaviour of machine and ground. A multitude of published research and practice reports documents the problem of a targeted forecast based on tests and forecasting models [19]. The paper describes the currently used methods of estimating performance-relevant parameters, including current research into the subject of crack propagation in solid rock and developments in disc force measurement on the tunnel boring machine and its forecasting from laboratory tests.
Der Erfolg eines maschinellen Tunnelvortriebs wird maßgeblich vom Interaktionsverhalten Maschine-Baugrund bestimmt. Die Vielzahl der veröffentlichten Forschungs- und Praxiserfahrungen dokumentiert die Problematik einer zielgerichteten Prognose auf der Basis von Versuchen und Prognosemodellen [19]. Im Beitrag werden die derzeit zur Anwendung kommenden Methoden zur Abschätzung leistungsrelevanter Parameter unter Einbeziehung der aktuell laufenden Forschungen zum Thema Rissausbreitung im Festgestein sowie der Entwicklungen zur Diskenkraftmessung an der Tunnelvortriebsmaschine und deren Prognose anhand von Laborversuchen dargelegt.

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Thewes, Markus; Hollmann, Fritz TBM-specific testing scheme to assess the clogging tendency of rock / TBM-spezifisches Untersuchungsschema zur Beurteilung der Verklebungsneigung von Fels Geomechanics and Tunnelling 5/2014 520-527 Topics

Kurzfassung

Assessment of the clogging tendency of soils is mainly based on the consideration of soil mechanical parameters (plasticity index, liquidity index, grain size distribution). These parameters cannot be determined for solid rock, so the conventional assessment methods cannot be directly transferred to rock. A mechanised tunnel drive in solid rock can encounter critical clogging problems when water is present (groundwater, support slurry), the rock has a tendency to disintegrate (changeable solid rock) and the potential disintegration products are critical (grain size, mineralogical composition). The disintegration tendency of rock is normally determined in the slake durability test. The quantity-based assessment of this test permits few statements about the disintegration products, since they are not tested any further. This paper presents an extension of the slake durability test, which includes systematic soil mechanical tests on the disintegration products. These can be assessed together with the slake durability index to investigate the clogging tendency.
Die Bewertungsmöglichkeit der Verklebungsneigung von Lockergestein beruht vorwiegend auf der Betrachtung bodenmechanischer Kennwerte (Plastizitätszahl, Konsistenzzahl, Kornverteilung). Diese Kennwerte können bei Festgestein nicht ermittelt werden, sodass die bisherige Bewertungsmethode nicht direkt auf Fels übertragen werden kann. Ein maschineller Tunnelvortrieb im Festgestein kann hinsichtlich Verklebungen kritisch werden, wenn Wasser vorhanden ist (Bergwasser, Stützflüssigkeit), das Gestein eine Zerfallsneigung hat (veränderlich festes Gestein) und die potenziellen Zerfallsprodukte problematisch sind (Korngröße, mineralogische Zusammensetzung). Die Zerfallsneigung von Fels wird in der Regel mit dem Siebtrommelversuch (Slake-Durability-Test) bestimmt. Die mengenmäßige Auswertung dieses Versuchs erlaubt wenige Aussagen in Hinblick auf die Zerfallsprodukte, da diese nicht weiter untersucht werden. In diesem Beitrag wird eine Erweiterung des Siebtrommelversuchs vorgestellt, die systematische bodenmechanische Untersuchungen der Zerfallsprodukte beinhaltet. Diese können in Kombination mit der Zerfallsbeständigkeit hinsichtlich der Verklebungsneigung bewertet werden.

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Kogler, Kurt; Krenn, Harald Drilling processes to explore the rock mass and groundwater conditions in correlation with TBM-tunnelling / Bohrtechnische Verfahren zur Erkundung der Gebirgs- und Bergwasserverhältnisse im Zusammenhang mit TVM-Vortrieben Geomechanics and Tunnelling 5/2014 528-539 Topics

Kurzfassung

Deep Alpine tunnels are characterised by great lengths and deep overburden and are mostly bored by TBMs. The exploration of rock mass conditions plays an essential role with regard to the technical feasibility, the estimation of advance rates and the safety and cost-effectiveness of a project. Investigation drilling from the surface is often not possible due to the topographical conditions and the very high cost considering the great depths involved. Most TBMs are therefore designed to permit the exploration of the ground in parallel to continued tunnelling.
This paper offers an overview of currently available drilling processes, with hammer drilling with logging of drill data, core drilling with the use of preventers and directional drilling methods. Special attention is paid to the restricted space available at the cutterhead of a TBM and the practicalities of installing machinery. The quality of exploration results under the conditions of TBM operation, which is mainly intended to optimise advance rate, is also considered.
Tiefliegende Alpentunnel sind gekennzeichnet von großen Vortriebslängen und hohen Überlagerungen und werden vorwiegend mit TVM's aufgefahren. Die Erkundung der Gebirgsverhältnisse spielt dabei eine wesentliche Rolle im Hinblick auf die technische Machbarkeit, die Einschätzung von Vortriebsleistungen sowie die Sicherheit und die Wirtschaftlichkeit eines Projekts. Erkundungsbohrungen von der Geländeoberfläche sind wegen der topographischen Verhältnisse, aber auch wegen der sehr hohen Kosten aufgrund der großen Überlagerungshöhen oft nicht machbar. Daher werden die meisten TVM-Vortriebe mit einer parallel zum Vortrieb laufenden Untergrunderkundung konzipiert.
Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die aktuellen Bohrverfahren von Hammerschlagbohrungen mit Bohrdatenaufzeichnung über Kernbohrungen mit dem Einsatz von Bohrpreventern bis hin zu gesteuerten Bohrmethoden. Dabei wird speziell auf die Anforderungen der engen Platzverhältnissen im Bereich des Bohrkopfs einer TVM und deren gerätetechnischen Möglichkeiten eingegangen. Darüber hinaus erfolgt eine Betrachtung der Qualität der Erkundungsergebnisse unter den Zwängen eines TVM-Vortriebs, der in erster Linie auf Vortriebsleistung ausgelegt ist.

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Radinger, Alexander; Fasching, Florian; Pack, Gudrun; Kreutzer, Ingrid; Kostial, Dieter Consistent exploration by probe drilling and TSWD through the example of the Koralm Tunnel / Konsequente Vorauserkundung mittels Bohrungen und TSWD am Beispiel des Koralmtunnels Geomechanics and Tunnelling 5/2014 540-550 Topics

Kurzfassung

On contract KAT2 at the 33 km long Koralm Tunnel, two hard rock double shield TBMs are currently boring a total distance of about 17 km each through the Koralm crystalline. Due to the forecast ground conditions, particularly localised fault zones and aquiferous areas, systematic exploration is being undertaken to provide continuous prediction of ground conditions. The intention is only ever to bore through already explored rock through the consistent application of the standardised method adapted to suit the tunnelling. The exploration system being used is mainly based on probe drilling (rotary hammer and core drilling) and the seismic method. With the assistance of the geophysical exploration system TSWD disturbed areas of the rock mass can be detected up to a distance of about 150 m ahead of the machine. Thereby the source of the seismic waves, which propagate into the rock mass, is the cutting process of the TBM cutterhead. The supplementary and targeted use of hammer and core drilling, which can be drilled up to about 100 m ahead, enables the direct exploration of any fault zones and aquiferous regions and the evaluation of their characteristics and the effect to be expected on tunnelling.
In order to evaluate the behaviour of the system and to verify the predictions, the geologists and geotechnicians on site perform continuous analyses of the machine data [1] and the geological documentation. This has led so far to good and reliable prediction results.
Beim Baulos KAT2 des 33 km langen Koralmtunnels sind derzeit zwei Hartgesteins-Doppelschild-Tunnelvortriebsmaschinen, die das Koralmkristallin auf einer Gesamtlänge von je ca. 17 km durchörtern, im Einsatz. Aufgrund der prognostizierten Gebirgsverhältnisse, insbesondere der lokal auftretenden Störungszonen und bergwasserführenden Bereiche, wird ein systematisches Vorauserkundungssystem zur laufenden Prognose der Baugrundverhältnisse eingesetzt. In jedem Fall wird angestrebt, durch eine konsequente Anwendung standardisierter und auf den Vortrieb abgestimmter Methoden nur in erkundetem Gebirge vorzutreiben. Das zum Einsatz kommende Vorauserkundungssystem stützt sich im Wesentlichen auf Bohrungen (Drehschlagbohrungen und Kernbohrungen) und seismische Verfahren. Mithilfe des geophysikalischen Vorauserkundungssystems TSWD, das den Fräsvorgang des TBM-Bohrkopfs und die dabei in das Gebirge übertragenen Wellen als seismische Quelle nutzt, können gestörte Gebirgsbereiche bis zu 150 m voraus prognostiziert werden. Der ergänzende und gezielte Einsatz von Drehschlag- und Kernbohrungen, die bis zu 100 m vorauseilend abgeteuft werden, ermöglicht eine direkte Erkundung allfälliger Störungszonen und wasserführender Bereiche und somit eine Bewertung hinsichtlich deren Ausprägung und deren erwartete Auswirkung auf das Vortriebsgeschehen.
Zur Beurteilung des Systemverhaltens und zur Verifikation der Prognose erfolgen durch die Geologen und Geotechniker vor Ort laufend Analysen der TBM-Maschinendaten [1] bzw. der baugeologischen Dokumentation. Dies hat bis dato zu guten und verlässlichen Prognoseergebnissen geführt.

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Rehbock-Sander, Michael; Wieland, Gerd; Jesel, Thomas Advance probing measures on the TBM drives of the south contracts of the Gotthard Base Tunnel - experience and implications for other projects / Vorauserkundungsmaßnahmen bei den TBM-Vortrieben der Südlose des Gotthard-Basistunnels - Erfahrungen und Folgerungen für andere Projekte Geomechanics and Tunnelling 5/2014 551-561 Topics

Kurzfassung

The investigation measures carried out for the construction of the Gotthard Base Tunnel provide a demonstrative example for dealing with geological risk through appropriate investigation at each state of the project. Due to the length and deep overburden, it was impossible to completely investigate the entire length of the tunnel in advance. The concept in the southern sections intended the performance of probing ahead of the machine only in particularly critical locations, with the tunnelling and lining concept for the individual sections being designed to cope with possible hazard scenarios for the section and the provision of more intensive probing ahead of the continued drive in order to specify the necessary constructional measures. In addition, massive formation water ingress was to be expected in certain sections, which could reach a high quantity and high pressures (up to 200 bars).
The advance probing concept included in the contract for the almost 30 km long southern TBM drives of the Gotthard Base Tunnel with hammer drilling, seismic investigation and core drilling is described and the experience gained during the progress of the tunnel and the necessary adaptations are summarised. Suggestions are then derived for future projects.
Die durchgeführten Erkundungsmaßnahmen beim Bau des Gotthard-Basistunnels stellen ein anschauliches Beispiel für den Umgang mit dem Baugrundrisiko mittels phasengerechter Baugrunderkundung dar. Aufgrund der Länge und der großen Überlagerung war eine vorgängige vollumfängliche Erkundung über die gesamte Tunnellänge nicht möglich. Das Konzept in den südlichen Abschnitten sah vor, nur für die besonders kritischen Bereiche vorgängige Erkundungsmaßnahmen durchzuführen, die Vortriebs- und Ausbaukonzepte in den einzelnen Abschnitten auf die möglichen Gefährdungsbilder dieser Abschnitte auszulegen und die Vorauserkundungsmaßnahmen aus den laufenden Vortrieben zu intensivieren, um die erforderlichen baulichen Maßnahmen im Vortrieb festzulegen. Zudem musste in bestimmten Abschnitten mit massiven Bergwasserzutritten gerechnet werden, die einen hohe Schüttmenge und hohe Wasserdrücke (bis zu 200 bar) erreichen können.
Das in den knapp 30 km langen südlichen TBM-Vortrieben des Gotthard-Basistunnels gemäß Werkvertrag vorgesehene Vorauserkundungskonzept mit Schlagbohrungen, Seismik und Kernbohrungen wird aufgezeigt, und die Erfahrungen und erforderlichen Anpassungen während der Vortriebsarbeiten werden dargestellt. Schlussendlich werden die Erkenntnisse aus den Vortriebsarbeiten zusammenfassend dargestellt und daraus Vorschläge für andere Projekte aufgezeigt.

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Radoncic, Nedim; Hein, Mario; Moritz, Bernd Determination of the system behaviour based on data analysis of a hard rock shield TBM / Analyse der Maschinenparameter zur Erfassung des Systemverhaltens beim Hartgesteins-Schildvortrieb Geomechanics and Tunnelling 5/2014 565-576 Topics

Kurzfassung

Both the technical boundary conditions and the usual advance rates achieved during hard rock TBM shield drives severely limit the ability of the on-site-personnel to document the geological conditions and the system behaviour at appropriate intervals. A systematic and continuous short-term investigation of the rock mass conditions is performed on the construction lot KAT2 of the Koralm Tunnel (obtained by impact drillings and geophysical methods). The difference in scales and the fact that no continuous inspection of the ground conditions can be performed lead to a gap between the prognosis and the observed behaviour and a direct comparison is seldom possible.
Based on the daily comparison between the observed behaviour and the analysed machine data, a state-of-the-art interpretation method has been developed. This method allows reliable conclusions regarding the primary aspects of the system behaviour and thus enables deductions on the geological/geotechnical conditions which have been encountered. The identification of the relevant parameters and suitable analysis methods has been performed in a “trial and error” manner: machine parameters deemed relevant in theory have been continuously compared with the observations on site and depending on the results, found usable or discarded.
Reliable knowledge about the face stability, qualitative degree of fracturing of the rock mass, occurrence of over excavation in the cutter head area, the state of the annular gap and the blockiness of the rock mass can be deduced by applying this method. The results are used on daily basis by the on-site geologist and geotechnical engineer in order to verify the prognosis and recommend additional/auxiliary construction measures.
Sowohl die technischen Rahmenbedingungen als auch die üblichen Vortriebsgeschwindigkeiten einer Tunnelvortriebsmaschine mit Schild (TVM-S oder TVM-DS) im Hartgestein beschränken die Fähigkeit des verantwortlichen Personals, die geologisch-geotechnischen Verhältnisse bzw. das Systemverhalten anhand der augenscheinlichen Inspektion und der geotechnischen Messdaten zu erfassen. Da am Baulos KAT2 des Koralmtunnels eine systematische und lückenlose Vorauserkundung betrieben wird, entsteht dadurch eine “Lücke” zwischen der Prognose (anhand der Bohrungen und/oder der geophysikalischen Methoden) und den beobachteten Verhältnissen.
Auf Grundlage bestehender Veröffentlichungen konnten für die täglichen Vergleiche zwischen dem beobachteten Systemverhalten und den analysierten Maschinendaten im Zuge des kontinuierlichen Vortriebs KAT2 ein Verfahren entwickelt werden, das zuverlässige Aussagen über die wesentlichen Aspekte des Systemverhaltens beim kontinuierlichen Vortrieb erlaubt und somit Rückschlüsse hinsichtlich der aufgefahrenen geologisch-geotechnischen Verhältnisse ermöglicht. Die Identifikation der relevanten Parameter und der Auswerteverfahren erfolgte im “Trial-and-error”-Verfahren: Alle theoretisch relevant erscheinenden Maschinenparameter wurden mit den Beobachtungen vor Ort verglichen und in den endgültigen Satz von aussagekräftigen Parametern aufgenommen bzw. als unbrauchbar verworfen.
Zuverlässige Aussagen über die Ortsbruststabilität, den qualitativen Zerlegungsgrad, die Profilmaßhaltigkeit im Bohrkopfbereich, den Zustand des Ringspalts und die Blockigkeit des Gebirges können mit diesem Verfahren getroffen werden. Die Ergebnisse werden täglich von den verantwortlichen Geologen und Geotechnikern verwendet, um die Prognosen zu verifizieren, das Prognosemodell stetig fortzuschreiben und zu verfeinern und nach Erfordernis Zusatz- bzw. Sondermaßnahmen zu empfehlen.

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Maydl, Peter Sustainability in infrastructure construction - on the transferability of assessment concepts for buildings to civil engineering works / Nachhaltigkeit im Infrastrukturbau - Zur Übertragbarkeit von Bewertungskonzepten für Gebäude auf den Tiefbau Geomechanics and Tunnelling 5/2014 577-592 Topics

Kurzfassung

The trend to sustainable construction in the building sector has greatly increased in recent years. In certain segments of the market (e.g. office and retail properties), building certificates are essential marketing aids and are having an increasing effect on competition, with questions of energy efficiency and interior air quality being of particular significance. A comprehensive series of European standards is now available, which also include a harmonised assessment concept. In infrastructure construction, this development has mostly been reflected in the estimation of lifecycle costs, durability and maintenance costs in bridge building and the recycling of material excavated from tunnels.
The new EU construction products regulation has required since 01/07/2013 the recyclability and durability of structures (i.e. buildings and infrastructure works) as well as the use of environmentally compatible raw materials and secondary materials. This paper investigates the question, whether and to what extent the assessment concepts and methods that have been developed can be applied to the design of civil engineering works, as is currently under discussion by the technical committee CEN/TC 350 “Sustainability of construction works”.
Der Trend zum nachhaltigen Bauen hat in den letzten Jahren im Hochbau stark zugenommen. In bestimmten Marktsegmenten (z. B. Büro- und Handelsimmobilien) sind Gebäudezertifikate unentbehrliche Vermarktungshilfen, die zunehmend den Wettbewerb beeinflussen, wobei oft Fragen der Energieeffizienz oder der Raumluftqualität im Vordergrund stehen. Mittlerweile steht ein umfassendes europäisches Regelwerk zur Verfügung, das auch ein harmonisiertes Bewertungskonzept umfasst. Im Infrastrukturbau konzentriert sich diese Entwicklung vor allem auf die Abschätzung von Lebenszykluskosten, Dauerhaftigkeit und Instandhaltungsaufwand im Brückenbau oder auf die Verwertung von Tunnelausbruch.
Die neue EU-Bauprodukteverordnung fordert seit 01.07.2013 die Rezyklierbarkeit und Dauerhaftigkeit von Bauwerken (also Gebäude und Infrastrukturbauten) sowie die Verwendung von umweltverträglichen Rohstoffen und Sekundärbaustoffen. Der vorliegende Beitrag geht der Frage nach, ob und in welchem Ausmaß die zwischenzeitlich entwickelten Bewertungskonzepte und Ansatzpunkte für die Planung auf den Tiefbau übertragen werden können, wie dies gegenwärtig auch im CEN/TC 350 “Sustainability of construction works” diskutiert wird.

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Engelhardt, Stephan; Schwarz, Jürgen; Thewes, Markus The lifecycle cost concept for implementation of economic sustainability in tunnel construction / Das Lebenszykluskostenkonzept zur Umsetzung der ökonomischen Nachhaltigkeit von Tunnelbauwerken Geomechanics and Tunnelling 5/2014 593-600 Topics

Kurzfassung

Sustainability denotes careful stewarding of available resources, observing ecological, economic and social criteria over the entire lifecycle. From the economic point of view, it is not sufficient to base a design on construction costs alone. Rather all costs incurred over the lifecycle should be taken into consideration using lifecycle cost estimation.
The University of the Bundeswehr, Munich, and the Ruhr-University, Bochum, have cooperated to develop a lifecycle cost model for tunnels in form of a Modular-Process-Model. The concept of lifecycle cost estimation, which is already used as standard in many fields, forms the starting point and is adapted and further developed to suit the specifications of tunnels. In order to implement a structured and transparent procedure for the determination of lifecycle costs, a hierarchic and modular structuring of the overall construction works is first carried out. The modules mostly represent independent units, which are built up in a generally valid manner for comparability. Various processes and attributes are then assigned to the modules, independent of the relevant lifecycle phase.
The chosen method of structuring enables modular recording and evaluation of the lifecycle costs. Alternatively, the evaluation can be related to a process or a lifecycle phase. The modular format and the external interfaces also permit an evaluation and optimisation of singular elements. A probability-based extension of the model is provided to consider uncertainties, using a Monte Carlo simulation. The Modular-Process-Model is a lifecycle cost model, which can be used to determine and optimise the total costs of a tunnel in all project phases. This makes it possible to effectively achieve the aims of economic sustainability.
Nachhaltigkeit bedeutet einen schonenden Umgang mit vorhandenen Ressourcen unter Einbeziehung ökologischer, ökonomischer und sozialer Kriterien über den gesamten Lebenszyklus. Aus ökonomischer Sicht ist es nicht ausreichend, die Planung nur auf die Herstellungskosten auszurichten. Vielmehr sind alle über den Lebenszyklus anfallenden Kosten mithilfe einer Lebenszykluskostenrechnung einzubeziehen.
In Kooperation haben die Universität der Bundeswehr München und die Ruhr-Universität Bochum hierzu ein Lebenszykluskostenmodell für Tunnelbauwerke in Form des Modularen Prozessmodells entwickelt. Das in vielen Bereichen bereits standardmäßig verwendete Konzept der Lebenszykluskostenrechnung lieferte die Ausgangsbasis und wurde hinsichtlich der Spezifikationen von Tunnelbauwerken angepasst und weiterentwickelt. Zur Umsetzung einer strukturierten und transparenten Vorgehensweise bei der Bestimmung der Lebenszykluskosten erfolgt eine hierarchisch-modulare Strukturierung des Gesamtbauwerks. Die Module repräsentieren dabei weitgehend unabhängige Einheiten, die zur Vergleichbarkeit einem allgemeingültigen Aufbau folgen müssen. Den Modulen werden, abhängig von der jeweiligen Lebensphase, unterschiedliche Prozesse und Attribute zugeordnet.
Die gewählte Strukturierung ermöglicht eine modulweise Erfassung und Bewertung der Lebenszykluskosten. Alternativ kann eine prozess- bzw. eine lebensphasenbezogene Auswertung erfolgen. Der modulare Aufbau sowie die externen Schnittstellen erlauben auch eine Bewertung und Optimierung von singulären Elementen. Zur Berücksichtigung von Unsicherheiten ist eine wahrscheinlichkeitsbasierende Modellerweiterung vorgesehen. Die Bestimmung der Lebenszykluskosten erfolgt dabei mithilfe einer Monte-Carlo-Simulation. Das Ergebnis ist ein Lebenszykluskostenmodell, mit dessen Hilfe die Gesamtkosten eines Tunnelbauwerks in allen Projektphasen gezielt erfasst und optimiert werden können. Dadurch wird es möglich, die Ziele der Nachhaltigkeit aus ökonomischer Sicht konsequent umzusetzen.

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Eckbauer, Walter; Insam, Romed; Zierl, Dietmar Planning optimisation for the Brenner Base Tunnel considering both maintenance and sustainability / Planungsoptimierungen beim Brenner-Basistunnel aus Sicht der Instandhaltung und Nachhaltigkeit Geomechanics and Tunnelling 5/2014 601-609 Topics

Kurzfassung

On major infrastructure projects with a long period of operation, construction costs are only a fraction of the total lifetime costs. Transport infrastructure facilities can be considered sustainable when, in addition to safe operation, the availability is good with reasonable maintenance costs and correspondingly low operating costs. The precondition for the construction of sustainable transport infrastructure is the implementation of an interdisciplinary planning and design process with specialists in railway equipment and operation being involved in addition to the classic construction professionals in infrastructure design. The example of the Brenner Base Tunnel is used to demonstrate how the interdisciplinary design process can best be optimised. A systematic interdisciplinary design process, with the involvement of the specialists in all necessary fields of technology for the operation of transport infrastructure at an early stage, can reduce construction costs and permit the optimisation of the maintenance concept so that maintenance costs and the effects on operations (optimal closure times with low operational obstruction costs) are kept as small as possible. Particularly for longer rail tunnels, it is important to consider the overall picture in the design work and not just concentrate on the construction of the tunnel. On very large projects like the Brenner Base Tunnel, this demands that attention is paid to subjects, which lie in the distant future.
Bei großen Verkehrsinfrastrukturanlagen mit langer Nutzungsdauer machen die Herstellungskosten nur einen Bruchteil der über die Lebensdauer anfallenden Gesamtkosten aus. Die Nachhaltigkeit von Verkehrsinfrastrukturanlagen ist dann gegeben, wenn neben dem sicheren Betrieb eine hohe Verfügbarkeit bei geringem Instandhaltungsaufwand und dementsprechend geringen Betriebskosten gegeben ist. Voraussetzung für die Erstellung nachhaltiger Verkehrsinfrastrukturanlagen ist die Durchführung eines interdisziplinären Planungsprozesses, an dem neben den klassischen bautechnischen Disziplinen der Infrastrukturplanung auch die Disziplinen der bahntechnischen Ausrüstung und der Betriebsführung beteiligt werden. Am Beispiel des Brenner-Basistunnels wird gezeigt, wie ein interdisziplinärer Planungsprozess optimal ablaufen kann. Durch einen interdisziplinären, gewerkeübergreifenden systemischen Planungsprozess, bei dem frühzeitig alle notwendigen Fachbereiche für den Betrieb von Verkehrsinfrastrukturanlagen eingebunden werden, können die Herstellungskosten reduziert und das Instandhaltungskonzept dahingehend optimiert werden, dass die Instandhaltungskosten und die Auswirkungen auf den Betrieb (optimale Sperrpausen mit geringen Betriebserschwerniskosten) möglichst gering sind. Gerade bei langen Eisenbahntunneln ist es wichtig, bei der Planung das Gesamtbild zu betrachten und sich nicht nur auf den reinen Tunnelbau zu fokussieren. Bei sehr großen Projekten wie dem Brenner-Basistunnel erfordert dies das Befassen mit Themen, die aus heutiger Sicht noch weit in der Zukunft liegen.

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Steiner, Helmut; Rodler, Johann Furnishing for long railway tunnels - interplay between construction and maintenance costs (example Koralm Tunnel) / Ausstattung langer Bahntunnel im Spannungsfeld zwischen Errichtungs- und Erhaltungskosten am Beispiel des Koralmtunnels Geomechanics and Tunnelling 5/2014 610-618 Topics

Kurzfassung

Major rail projects pose numerous challenges for design, construction, installation, commissioning and later operation. In order to be able to harmonise all these sometimes very varied subjects and activities, extensive consideration is necessary in advance. Increasing tunnel lengths, more stringent requirements for tunnel safety and also for the demands to exploit the available technology are reasons for the massive growth of technical equipment that has been observed. This trend must be followed very carefully and critically, particularly in order that it does not lead to any further increase of maintenance costs, reduction of the availability of the facilities or limitation of the capacity or quality of operations.
These points are gaining ever higher priority through the newly opened railway lines (western line Vienna-St. Pölten - 60 km/Unterinntalbahn - 40 km) and the experience gained from them. On current and future projects, questions of rail fittings and equipment must therefore be considered as early as possible in order to be able to reduce the plant to a necessary minimum.
Große Bahnprojekte stellen vielfältige Anforderungen an die Planung, den Bau, die Ausstattung, die Inbetriebnahme wie auch an die spätere Betriebsführung. Um all diese teilweise sehr unterschiedlich zu bewertenden Themen und Bereiche in Einklang zu bringen, sind vorab weitreichende Überlegungen erforderlich. Wachsende Tunnellängen, erhöhte Anforderungen an die Tunnelsicherheit und auch die Ausnutzung von vorhandenen technischen Möglichkeiten sind Gründe, warum ein massiver Zuwachs von technischen Anlagen zu beobachten ist. Dieser Trend muss sehr aufmerksam und kritisch verfolgt und vor allem auch hinterfragt werden, damit es nicht dadurch zu weiter erhöhten Instandhaltungsaufwendungen, zu Verringerungen der Anlagenverfügbarkeit, zu Einschränkungen bei der Kapazität und Qualität der Betriebsführung kommt.
Diese Punkte bekommen durch die neu in Betrieb genommenen Bahnstrecken (Weststrecke Wien-St. Pölten - 60 km/Unterinntalbahn - 40 km) und die daraus erst kürzlich gewonnenen Erfahrungen eine immer größere Priorität. Bei laufenden und zukünftigen Projekten müssen daher so früh wie möglich Aspekte der bahntechnischen Ausstattung/Ausrüstung in Grundlagenentscheidungen einfließen, um eine Reduktion der Anlagen auf ein erforderliches Minimum hin betreiben zu können.

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Rattei, Günter; Lorber, Wilhelm Refurbishment of tunnels on the autobahn and main road network - Experience and requirements in the view of the road operator / Sanierung von Tunnelanlagen des Autobahnen- und Schnellstraßennetzes - Erfahrungen und Anforderungen aus der Sicht des Straßenbetreibers Geomechanics and Tunnelling 5/2014 619-625 Topics

Kurzfassung

The ASFINAG operates an extensive network of about 2,175 km of important roads in Austria. The oldest routes date from the 1940s, and the average age of the roads is about 30 years. The ASFINAG also operates about 150 tunnel systems with a total length of about 350 km of tunnel, with 17 single-bore tunnels still carrying 2-way traffic. The lifetime of the structures is indeed relatively high but changed requirements for road safety and new standards for the fitting out of tunnels can make refurbishment or upgrading of the tunnels necessary. Since the tragic events of the Tauern Tunnel fire in 1999, about 4 billion Euros have been invested in the safety of tunnels, with a further approx. 1.4 billion planned for the next few years. The safety technology in all tunnels on Trans-European (TEN) routes have to be upgraded by the end of 2019. From the point of view of operation, long lifetime and maintenance freedom are the most important factors, in order not to impair road safety and not to unnecessarily affect the availability for road users (customers). The road tunnel safety law (STSG) requires additional measures of constructional, electrical, ventilation and control technology for the upgrading of road safety.
Die ASFINAG betreibt in Österreich ein rund 2.175 km umfassendes Netz mit hochrangigen Straßen. Die ältesten Strecken stammen aus den frühen 1940er-Jahren; das mittlere Streckenalter beträgt rund 30 Jahre. Die ASFINAG betreibt ca. 150 Tunnelanlagen mit insgesamt ca. 350 km Röhrenlänge, wobei derzeit noch 17 einröhrige Tunnel mit Gegenverkehr existieren. Zwar ist die Lebensdauer von konstruktiven Ingenieurbauwerken relativ hoch, allerdings können geänderte Anforderungen an die Verkehrssicherheit und neue Standards zur Ausrüstung der Tunnelanlagen eine Sanierung bzw. Nachrüstung erforderlich machen. Seit den tragischen Ereignissen um den Tauerntunnelbrand 1999 wurden ca. 4 Mrd. in die Sicherheit von Tunneln investiert; in den nächsten Jahren sind Investitionen von ca. 1,4 Mrd. vorgesehen. Bis Anfang 2019 sind alle Tunnel auf transeuropäischen Routen (TEN-Strecken) sicherheitstechnisch aufzurüsten. Aus betrieblicher Sicht stehen Langlebigkeit und Wartungsfreiheit von Strecken im Vordergrund, um einerseits die Verkehrssicherheit nicht zu gefährden und andererseits die Verfügbarkeit für den Nutzer (Kunden) nicht unnötig zu beeinträchtigen. Für die Erhöhung der Verkehrssicherheit sind entsprechend dem Straßentunnelsicherheitsgesetz (STSG) bauliche, elektro-, lüftungs-, und steuerungstechnische Maßnahmen notwendig.

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Wagner, Oliver K.; Koch, Daniel; Lemmerer, Johann; Druckfeuchter, Hubert; Petraschek, Thomas Maintenance-optimised drainage system for the New Semmering Base tunnel and Pummersdorf Tunnel / Instandhaltungsoptimiertes Entwässerungssystem für den Semmering-Basistunnel neu und Tunnel Pummersdorf Geomechanics and Tunnelling 5/2014 626-635 Topics

Kurzfassung

In order to reduce operational interruptions for the maintenance of the drainage system, the ÖBB-Infrastruktur AG has developed an innovative drainage flushing system, which has different features depending on tunnel system and overburden.
Um Betriebseinschränkungen für die Dränageinstandhaltung zu reduzieren, wurden seitens der ÖBB-Infrastruktur AG innovative Dränagespülsysteme entwickelt. Abhängig von Tunnelsystem und Überlagerung sind diese unterschiedlich ausgebildet.

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