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Autor(en) Titel Zeitschrift Ausgabe Seite Rubrik
Goris, Alfons Zum Durchstanznachweis von Einzelfundamenten nach EC2 - Bemessungshilfen für Einzelfundamente ohne Durchstanzbewehrung Beton- und Stahlbetonbau 5/2014 314-321 Fachthemen

Kurzfassung

Der Nachweis auf Durchstanzen von Einzelfundamenten ohne Durchstanzbewehrung hat sich nach Eurocode 2 (DIN EN 1992-1-1:2011 mit DIN EN 1992-1-1/NA:2013) gegenüber der bisherigen Nachweisführung grundlegend geändert. Das betrifft insbesondere den Nachweisschnitt, der im Bereich acrit ≤ 2d ungünstig bestimmt werden muss, und zwar so, dass das Verhältnis von Widerstand zur Einwirkung minimal wird. Im Regelfall erfordert die Auffindung dieses maßgebenden Rundschnitts daher eine Iteration. In diesem Beitrag wird ein einfach handhabbares Hilfsmittel vorgestellt, das die Auffindung des kritischen Nachweisschnitts in Abhängigkeit von der Grundrissgeometrie ermöglicht. Zudem kann mit den dargestellten Bemessungshilfen der Nachweis ausreichender Tragfähigkeit für rechteckige Fundamente ohne Durchstanzbewehrung, die durch mittig angeordnete Stützen mit Rechteck- oder Kreisquerschnitt beansprucht sind, in nur wenigen Bemessungsschritten erfolgen.

Punching shear design of footings - design aids for isolated footings without shear reinforcement
The design for punching shear of isolated footings without shear reinforcement has fundamentally changed in Eurocode 2 (DIN EN 1922-1-1:2011 combined with DIN EN 1992-1-1/NA:2013) compared to the previous design procedure. This applies in particular to the detection section that must be adversely determined in the region of acrit ≤ 2d in such a manner that the ratio of resistance to the action is minimized. As a rule, therefore, the discovery of this decisive control section requires an iteration. In this paper, an easily manageable tool is presented which allows the discovery of the critical control section depending on the floor plan geometry. In addition, with the illustrated design aids proof of sufficient load capacity for rectangular foundations without shear reinforcement, which are claimed by centrally arranged columns with rectangular or circular cross-section, could be done in just a few steps.

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Betonierbarkeit von Bauteilen aus Stahlbeton Beton- und Stahlbetonbau 5/2014 321 Aktuell

Kurzfassung

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Kueres, Dominik; Siburg, Carsten; Wieneke, Katrin; Hegger, Josef Bemessungsdiagramme zur Ermittlung der Durchstanztragfähigkeit von Einzelfundamenten Beton- und Stahlbetonbau 5/2014 322-333 Fachthemen

Kurzfassung

Die gesteigerte Komplexität, die sich infolge der iterativen Bestimmung des Durchstanzwiderstands nach DIN EN 1992-1-1+NA(D) bei gedrungenen Einzelfundamenten ergibt, verursacht sowohl bei Tragwerksplanern als auch bei Prüfingenieuren einen erheblichen Mehraufwand. Aufgrund fehlender Erfahrungswerte ist eine überschlägliche Bemessung kaum möglich und die Verwendung rechnergestützter Verfahren oft unvermeidbar.
Mit dem Ziel, die Festlegung bzw. Kontrolle der Fundamentabmessungen in der Entwurfsphase wesentlich zu vereinfachen, wurden im Rahmen eines vom Deutschen Ausschuss für Stahlbeton e.V. geförderten Forschungsvorhabens Bemessungsdiagramme zur Bestimmung der Durchstanztragfähigkeit zentrisch und exzentrisch belasteter Einzelfundamente mit unterschiedlicher Stützen- und Fundamentgeometrie hergeleitet. Zur weiteren Vereinfachung wurden eine baupraktisch mindestens übliche Betondruckfestigkeit und ein Längsbewehrungsgrad festgelegt, um die aufnehmbare Stützenkraft direkt aus den Bemessungsdiagrammen ablesen zu können. In diesem Beitrag werden die Grundlagen der Berechnung sowie ausgewählte Diagramme als Ergebnis des Forschungsvorhabens präsentiert.

Dimensioning Diagrams for Determining the Punching Shear Resistance of Footings
According to DIN EN 1992-1-1+NA(D), the punching shear resistance of compact footings has to be determined iteratively. This increased complexity results in significant additional effort for structural designers and inspecting structural engineers. Due to the lack of experienced data, an estimated structural design is hardly possible and computational methods often unavoidable.
To simplify the determination of the footing's dimensions at design stage, dimensioning diagrams were derived to determine the punching shear resistance of centrically and eccentrically loaded compact footings with different column and footing dimensions. For further simplification a common concrete compressive strength and flexural reinforcement ratio were defined, thus the maximum column load can be determined directly from dimensioning diagrams. This article presents the results of this research project, which was funded by the German Commitee for Structural Concrete.

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Lachinger, Stefan; Bergmeister, Konrad Randnahe Mehrfachbefestigungen unter kombinierter Belastung - Experimentelle und theoretische Untersuchungen Beton- und Stahlbetonbau 5/2014 334-343 Fachthemen

Kurzfassung

Befestigungen an Betontragwerken finden sich in der Baupraxis oftmals in der Nähe freier Ränder. Aufgrund von hohen Lasten und konservativen Annahmen im Bemessungsverfahren zeigen sich derartige Befestigungen oftmals problematisch in der Bemessung. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit randnahen Mehrfachbefestigungen unter kombinierter Zug- und Querbeanspruchung mit besonderer Berücksichtigung von Montagetoleranzen. Basierend auf experimentellen Untersuchungen wird das Bruchverhalten analysiert und ein Vorschlag für eine Erweiterung des derzeitigen Bemessungskonzepts aufgezeigt, welche eine höhere Auslastung der Befestigung bei Einhaltung der geforderten Sicherheit ermöglicht.

Close to the edge anchorages under inclined loading
Fixtures in concrete structures are often situated close to free edges of the concrete. Analytical proof of this fastenings can be problematic because of high loads and conservative assumptions within the design concept. The work presented in this paper deals with close to the edge fastenings unter inclined loading with consideration of installation tolerances. Based on experiments the fracture behaviour is analysed and a possible enhancement to the current design concept, derived from the experimental observed behaviour, is introduced. This enhancement can allow for a higher utilization of the fixture while keeping the required safety level.

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Risse im Beton Beton- und Stahlbetonbau 5/2014 343 Aktuell

Kurzfassung

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Steven, Guido; Empelmann, Martin Gedrungene Stützen aus UHPFRC mit hochfester Längsbewehrung Beton- und Stahlbetonbau 5/2014 344-354 Fachthemen

Kurzfassung

Mit dem Einsatz von ultrahochfestem Beton und hochfester Längsbewehrung kann die Tragfähigkeit von Stahlbetonstützen deutlich erhöht werden. Um dieses Potenzial erschließen zu können, muss das Tragverhalten infolge Normalkraft und Biegung bekannt sein. Am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig, wurden im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Schwerpunktprogramms SPP 1182 [1] experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Trag- und Nachbruchverhalten von Stützen aus ultrahochfestem Faserbeton (UHPFRC) mit hochfester Längsbewehrung unter zentrischem und einachsig exzentrischem Längsdruck durchgeführt. In diesem Beitrag werden die Untersuchungsergebnisse und ein hieraus abgeleiteter Vorschlag zur Bemessung von gedrungenen UHPFRC-Stützen in Anlehnung an den EC2 [2] vorgestellt. Zugleich werden Empfehlungen zur konstruktiven Durchbildung gegeben, die ein progressives Versagen verhindern.

UHPFRC-Columns with high-strength longitudinal reinforcement
The bearing capacity of reinforced compression members can be significantly increased by the use of ultra-high performance fibre reinforced concrete (UHPFRC) and high-strength longitudinal reinforcement. To develop this potential for reinforced concrete columns the bearing behaviour under axial force and bending must be known. The iBMB, department of concrete structures of the TU Braunschweig, has conducted experimental and theoretical research works on the bearing and post-fracture behaviour of UHPFRC-columns with high-strength longitudinal reinforcement under centric and eccentric loads within the priority program SPP 1182 [1], which was funded by the German Research Foundation. This paper presents the results of the investigations and a proposal for the dimensioning of short UHPFRC-columns in dependence on EC2 [2] and recommendations for a structural design in order to avoid a progressive collapse.

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Überarbeitetes DBV-Merkblatt "Besondere Verfahren zur Prüfung von Frischbeton" Beton- und Stahlbetonbau 5/2014 354 Aktuell

Kurzfassung

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Höhlig, Björn; Schmidt, Detlef; Pfütze, Christian; Roland, Ulf; Trommler, Ulf; Schröfl, Christof; Hempel, Simone; Mechtcherine, Viktor Wärmebehandlung von Frischbeton unter Nutzung der Radiowellen-Technologie Beton- und Stahlbetonbau 5/2014 355-363 Fachthemen

Kurzfassung

Zur wirtschaftlichen Herstellung von industriell gefertigten Betonbauteilen werden geringe Taktzeiten angestrebt, um die Formen und Schalungen möglichst schnell wiederverwenden zu können. Dafür ist es notwendig, dass der Beton eine hohe Frühfestigkeit entwickelt, um die nötige Ausschalfestigkeit zu erreichen. Um den Hydratationsprozess schneller ablaufen zu lassen, kann einerseits ein Beton mit hohem Zementanteil oder mit einer hohen Zementfestigkeitsklasse verwendet werden, andererseits kann der Frischbeton erwärmt werden. Gegenstand dieses Artikels ist, ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Frischbeton vorzustellen, welches eine energieeffiziente, temperaturgesteuerte Erwärmung möglich macht. Durch das elektromagnetische Feld bei der Radiowellen-Technologie wird der Frischbeton dielektrisch erwärmt, was eine homogene Temperaturerhöhung bewirkt. Durch die Kopplung von Temperaturmessung und Energieeintrag können vorher definierte Temperaturkennlinien und Maximaltemperaturen eingehalten werden, eine genaue Temperatursteuerung wird gewährleistet. Ziel der Untersuchungen zur Wärmebehandlung von Frischbeton mit der Radiowellen-Technologie ist, Aussagen über Temperatursteuerung, Homogenität und energetischen Wirkungsgrad zu treffen. Weiterhin werden die Auswirkungen der dielektrischen Erwärmung auf die Früh- und Endfestigkeit geklärt und es wird die Strukturentwicklung im Beton beschrieben. Die Struktur des wärmebehandelten Betons wird mit verschiedenen Methoden bestimmt, um ein möglichst detailliertes Bild zu bekommen. Zur Charakterisierung der Gefügemorphologie des Betons werden Messungen zur Porengrößenverteilung mit der Quecksilberporosimetrie sowie mikroskopische Untersuchungen mit dem Rasterelektronenmikroskop (ESEM) herangezogen.

Radio wave technology used for heat treatment of fresh concrete
The economical production of industrially-produced concrete elements aims for low cycle times in order to be able to reuse the forms and form-works as soon as possible. Therefore it is necessary that the concrete develops a high early strength to reach the needed demoulding strength. To accelerate the hydration process it is possible to heat the fresh concrete. The subject of this article is to present a new procedure for heat treatment of fresh concrete which enables an energy-efficient, temperature-controlled heating. Due to the electromagnetic field of the radio wave technology the fresh concrete can be heated by means of dielectric heating in order to enable homogenous temperature increases. Due to the combination of temperature measurement and energy input it is possible to keep certain temperature characteristics and maximum temperatures that had been defined before; an exact temperature control is guaranteed. The aim of the research about the effects of dielectric heating on early and final strength, as well as the structural development in the concrete, are described. In order to get the broadest possible image the structure of the heat-treated concrete is examined with different methods.

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Schnell, Jürgen Memorandum des DAfStb zum Eurocode 2 Beton- und Stahlbetonbau 5/2014 364 Berichte

Kurzfassung

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 5/2014 Beton- und Stahlbetonbau 5/2014 365-371 Beton- und Stahlbetonbau aktuell

Kurzfassung


Persönliches:
Prof. Dr.-Ing. Norbert Gebbeken 60 Jahre. Nachrichten: Ernst & Sohn lobt Ulrich Finsterwalder Ingenieurbaupreis aus / Wahlen zum neuen fib-Präsidium / Österreichischer Baukongress 2014 / Energiewende muss besser gemanagt werden / Ingenieurbüros melden gute konjunkturelle Lage / Darmstädter Betonfertigteiltage 2014: Vier Tage Fachwissen zum konstruktiven Betonfertigteilbau für Fachplaner und Studierende

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Kurrer, Karl-Eugen Bücher: The History of Theoretical, Material and Computational Mechanics - Mathematics meets Mechanics and Engineering Beton- und Stahlbetonbau 5/2014 371-372 Beton- und Stahlbetonbau aktuell

Kurzfassung

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Friedrich, Richard Bücher: CCC 2013. Concrete Structures in Urban Areas Beton- und Stahlbetonbau 5/2014 372 Beton- und Stahlbetonbau aktuell

Kurzfassung

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Beton- und Stahlbetonbau 5/2014 373-374 Veranstaltungskalender

Kurzfassung

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Content: Geomechanics and Tunnelling 5/2014 Geomechanics and Tunnelling 5/2014 385-388 Content

Kurzfassung

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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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