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Autor(en) Titel Zeitschrift Ausgabe Seite Rubrik
Beton- und Stahlbetonbau aktuell 5/2013 Beton- und Stahlbetonbau 5/2013 355-359 Beton- und Stahlbetonbau aktuell

Kurzfassung


Persönliches:
Hans-Peter Andrä 65 Jahre. (Holger Svensson)

Nachrichten:
Neue Ideen und kreative Lösungen im Baubereich gesucht! Start des Wettbewerbs “Auf IT gebaut” 2014
Zahlreiche Ehrungen anlässlich des Deutschen Bautechnik-Tages 2013 in Hamburg vergeben

Bücher:
Ausführung von Tragwerken aus Beton. (Dr.-Ing. Marco Tschötschel, Mörfelden-Walldorf)
Erfahrungen im Schweizer Betonbrückenbau. Von Christian Menn. (Prof. Dr. Eugen Brühwiler, ETH Lausanne (EPFL))

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Beton- und Stahlbetonbau 5/2013 360 Veranstaltungskalender

Kurzfassung

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Content: Geomechanics and Tunnelling 5/2013 Geomechanics and Tunnelling 5/2013 381-384 Content

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Schubert, Wulf 62nd Geomechanics Colloquium / 62. Geomechanik Kolloquium Geomechanics and Tunnelling 5/2013 385 Editorial

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News: Geomechanics and Tunnelling 5/2013 Geomechanics and Tunnelling 5/2013 386-397 News

Kurzfassung

Breakthrough in the Pyrenees - Durchschlag in den Pyrenäen
Half time for the Crossrail Tunnel in southeast London - Halbzeit für die Crossrail Tunnel im Südosten Londons
Tunnel breakthrough at the Port of Miami Tunnel - Tunneldurchschlag am “Port of Miami-Tunnel”
Contract KAT3 for the Koralm Tunnel awarded - Baulos KAT3 für Koramtunnel vergeben
Start of the Albabstieg Tunnel in early 2014 - Baubeginn für Albabstiegstunnel im Frühjahr 2014
Contracts awarded for the underground in Riyadh - Aufträge für U-Bahn in Riad vergeben
Award of the railway infrastructure for the Ceneri Base Tunnel - Vergabe der Bahntechnik am Ceneri-Basistunnel
New owner for Alpine subsidies - Neue Eigentümer für Alpine-Töchter
TBM for new Bosporus crossing - TBM für neue Bosporus-Unterquerung
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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Krenn, Harald; Roner, Manfred; Bauert, Michael; Wannenmacher, Helmut Deformation measurement and long-term behaviour of passively prestressed pressure tunnels through the example of the Niagara Tunnel Facility Project / Verformungsmessung und Langzeitverhalten von passiv vorgespannten Druckstollen am Beispiel des Niagara Tunnel Facility Projekt Geomechanics and Tunnelling 5/2013 398-406 Topics

Kurzfassung

The recently completed Niagara Tunnel Facility Project in the province of Ontario in Canada is an extension of the Sir Adam Beck hydropower station originally built in the 19th century. The project includes the construction of a diversion tunnel to supply the existing hydropower station with an additional 500 m3 of water per second. The long-term stability of the unreinforced concrete lining is assured by a passive prestressed concrete lining according to the principles of Seeber. The operational water pressures reach 13 bar at the deepest point of the tunnel. In order to be able to monitor the slight deformations of the lining in the course of the prestressing process, an innovatively thought-out method of surveying had to be developed. The results of the deformation and long-term monitoring are presented.
Das kürzlich fertiggestellte Niagara Tunnel Facility Projekt in der Provinz Ontario in Kanada ist eine Erweiterung des im 19. Jahrhundert erbauten Sir Adam Beck Wasserkraftwerks. Das Projekt umfasst den Bau eines Umleitungsstollens, der das bestehende Wasserkraftwerk mit zusätzlichen 500 m3 Wasser pro Sekunde speist. Für die langfristige Stabilität der unbewehrten Betonschale wird die Schale nach dem Prinzip der passiven Vorspannung nach Seeber vorgespannt. Die betrieblichen Wasserdrücke erreichen am tiefsten Punkt des Tunnels rund 13 bar. Um die geringen Verformungen der Schale im Zuge des Vorspannungsprozesses messtechnisch überwachen zu können, musste eine innovative Vermessungsmethode entwickelt werden. Ergebnisse der Verformungs- und der Langzeitmessung werden vorgestellt.

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Gerstner, Reinhold; Netzer, Elmar; Vigl, Alois Long-term behaviour of pressure tunnels / Langzeitverhalten von Druckstollen Geomechanics and Tunnelling 5/2013 407-421 Topics

Kurzfassung

The pressure tunnels of Alpine hydropower stations have been designed for a long lifetime and often give good service for long periods, making no further measures necessary except for regular maintenance. But in some pressure tunnels, damage to the lining has been discovered after some decades of use and this leads to repair works of varying extent. The article gives an overview of the damage patterns and the repairs, with serveral examples.
Die Druckstollen alpiner Wasserkraftwerke sind für eine lange Lebensdauer konzipiert und stehen in vielen Fällen über einen langen Zeitraum klaglos in Betrieb, sodass neben der regulären Instandhaltung keine weiteren Maßnahmen erforderlich sind. Bei manchen Druckstollen ist nach einer Nutzungsdauer von mehreren Jahrzehnten die Entwicklung von Schäden an der Auskleidung festzustellen, die zu Sanierungen unterschiedlichen Umfangs führen. Der Beitrag gibt einen Überblick über die Schadensbilder und die Sanierungen, wofür mehrere Beispiele angeführt werden.

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Vigl, Alois; Gerstner, Reinhold; Bartimoccia, Francesco; Cruciani, Marco Headrace tunnel and tailrace tunnel of the Beles MPP in Ethiopia / Druckstollen und Unterwasserstollen des Wasserkraftwerks Beles in Äthiopien Geomechanics and Tunnelling 5/2013 422-433 Topics

Kurzfassung

The Beles Multipurpose Project, with a total installed capacity of 460 MW, is located in the Lake Tana region in the northwest of Ethiopia. The headrace system consists of the low pressure headrace tunnel and a 270 m deep vertical shaft with a power cavern at its lower end. A tailrace tunnel transports the turbine water to the Beles river where it is used again for agricultural purposes.
The entire tunnel length of the tailrace tunnel and most of the length of the headrace tunnel encountered various types of volcanic rock at an overburden between 50 and 370 m. This volcanic section of 17.5 km length was excavated by a hard rock double shield TBM and lined with an “open” segmental lining. Control of water loss and water ingress had to be achieved through the permeability characteristics of the surrounding rock, the hydrogeological conditions and by means of grouting where required.
The intake area is characterised by Quaternary lacustrine deposits over a length of about 1,600 m at an overburden up to a maximum of 120 m. For this lacustrine section, the DS-TBM was modified to run in a semi-EPB mode and the requirements to withstand pressurized backfilling were to be achieved by a gasket-sealed segmental lining.
Das Wasserkraftwerk Beles, mit einer Leistung von 460 MW, befindet sich im Nordwesten Äthiopiens in der Region des Tana Sees am Ursprung des Blauen Nils. Die oberwasserseitige Triebwasserführung umfasst den Druckstollen, einen 270 m tiefen vertikalen Druckschacht und ein Kavernenkrafthaus. Daran schließt der Unterwasserstollen an, der das Triebwasser zum Fluss Beles ausleitet, wo dieses zusätzlich für landwirtschaftliche Zwecke genutzt wird.
Mit dem gesamten Unterwasserstollen sowie mit dem Großteil des Druckstollens wurden auf einer Länge von etwa 17,5 km vulkanische Gesteine durchörtert, bei Überlagerungshöhen zwischen etwa 50 und 370 m. Die vulkanischen Gesteine wurden mit Hartgesteins-Tunnelbohrmaschinen aufgefahren und mit einer “offenen”, nicht gedichteten Fertigteilauskleidung ausgekleidet. Für die Begrenzung der Wasserzutritte und der Wasserverluste wurden soweit wie möglich die vorhandenen Gebirgseigenschaften betreffend Bergwasserdruck und Gebirgsdurchlässigkeit genutzt. Wo erforderlich wurden Gebirgsinjektionen eingesetzt, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen. Ein kurzer oberwasserseitiger Tunnelabschnitt im Anschluss an den Tana See durchörterte auf einer Länge von ca. 1.600 m lakustrine Sedimente bei Überlagerungshöhen bis zu 120 m. Für diesen Abschnitt wurde die Doppelschild-TBM auf einen Semi-Erddruckmodus umgerüstet, und es wurden gedichtete Fertigteile mit einer unter Druck eingebrachter Ringspaltverfüllung eingesetzt.

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Lumetzberger, Martin; Kitzler, Christian Detailed surveys of the existing condition of the Bärenwerk pressure tunnel for plant renewal / Detaillierte Bestandserhebung für den Druckstollen Bärenwerk zur Anlagenerneuerung Geomechanics and Tunnelling 5/2013 434-445 Topics

Kurzfassung

The “KW Bärenwerk” power station project is currently being implemented by the Salzburg AG. This article reports in detail how extensive surveys of the existing condition formed the basis for innovative decisions making by the company. The investigations carried out above and below ground in the period 2009-2010 were the basis for an objective consideration of the decision whether to repair the existing tunnel system or construct a new tunnel.
First the power station and its current facilities are described, with particular emphasis on the headrace and headrace tunnel. The investigations and analyses are also described in detail, and how the knowledge gained was used in the design process. A possible decision-making process is described, with a comparison of the most important features in order to differentiate between repair and new construction. The report ends with the state of the works that are currently underway.
In diesem Beitrag wird an einem derzeit in Realisierung befindlichem Kraftwerksprojekt “KW Bärenwerk” der Salzburg AG ausführlich dargelegt, wie eine umfassende Bestandserhebung die Grundlage zu einer richtungsweisenden Unternehmensentscheidungen bilden kann. Die unter- sowie obertägig im Zeitraum von 2009 und 2010 durchgeführten Untersuchungen waren die Basis für eine objektive Betrachtungsweise der beiden möglichen Entscheidungswege einer Sanierung des bestehenden Stollensystems oder eines Stollenneubaus.
Einleitend werden das Kraftwerk mit seinen Anlagenteilen und die Ist-Situation erläutert, wobei speziell auf den Triebwasserweg bzw. den Triebwasserstollen eingegangen wird. Weiter werden die Untersuchungen und Analysen detailliert beschrieben und die daraus gewonnen Erkenntnisse in die Planung übertragen. Es wird ein möglicher Weg des Entscheidungsprozesses gezeigt und dazu anhand einer Gegenüberstellung der wesentlichsten Entscheidungskriterien die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale der Sanierung bzw. des Neubaus des Druckstollens dargelegt. Der Bericht schließt mit dem Stand der tatsächlich durchgeführten Arbeiten.

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Leblhuber, Peter; Bonapace, Paul New penstock at the Kaunertal hydropower station - site investigation and grouting concept / Neubau Druckschacht KW Kaunertal - Baugrunderkundung und Injektionskonzept Geomechanics and Tunnelling 5/2013 446-455 Topics

Kurzfassung

The penstock and the surge tank are being renewed at the two existing hydropower stations of Tiwag (Tiroler Wasserkraft AG) in the Kaunertal valley. The core of the works is the bored pressure shaft about 1,430 m long with an excavation diameter of 5.54 m and armourings of 4.3 m diameter, which is being installed inside a segment lining. When a tunnel is continuously bored by a shield TBM, the system restricts the scope for reaction to changes in rock mass behaviour. Special measures outside normal operation are expensive and time-consuming. In geomechanically difficult sections of the tunnel, the situation has to be assessed continuously to establish whether the expected ground conditions could significantly disrupt the tunnelling system. For this purpose, hammer drilling was undertaken systematically during the advance and seismic investigations were carried out, as well as core drilling.
In order to achieve a secure mechanical connection between the steel lining or the concrete lining and the surrounding rock mass and activate the load-bearing capacity of the rock mass, grouting of the rock mass as well as contact and gap grouting are performed for the steel-lined sections and the concrete-lined surge tank riser shaft. The grouting of the rock mass immediately after the completion of the shaft drive is carried out according to the GIN method with a defined hole pattern and based on extensive tests. The results are systematically evaluated by the start of the contact and gap grouting after the installation of the steel lining.
Beim bestehenden Kaunertalkraftwerk der Tiwag (Tiroler Wasserkraft AG) werden der Kraftabstieg und das Wasserschloss neu gebaut. Das Herzstück ist ein gebohrter ca. 1.430 m langer Druckschacht mit einem Ausbruchdurchmesser von 5,54 m und einer Panzerung von 4,3 m Durchmesser, die innerhalb einer Tübbingauskleidung errichtet wird. Bei einem kontinuierlichen Vortrieb mit Schildmaschinen gibt es systembedingt nur eingeschränkte Reaktionsmöglichkeiten auf Änderungen im Gebirgsverhalten. Sondermaßnahmen, die außerhalb des Regelvortriebs liegen, sind kosten- und zeitintensiv. In geomechanisch schwierigen Vortriebsabschnitten gilt es laufend zu beurteilen, ob die zu erwartenden Gebirgsverhältnisse das Vortriebssystem maßgeblich stören können. Zu diesem Zweck wurden systematisch vortriebsbegleitende Drehschlagbohrungen und seismische Erkundungen durchgeführt sowie Kernbohrungen angeordnet.
Um eine kraftschlüssige Verbindung der Stahlpanzerung oder der Betonauskleidung mit dem umliegenden Gebirge zu erreichen und die Tragfähigkeit des Gebirges zu aktivieren, sind für die stahlgepanzerten Strecken und dem betonausgekleideten Wasserschloss-Steigschacht sowohl Gebirgsinjektionen als auch Kontakt- und Spaltinjektionen vorgesehen. Die unmittelbar nach Vortriebsende angeordneten Gebirgsinjektionen werden nach dem Prinzip der GIN-Methode über ein definiertes Bohrlochraster und auf Grundlage von umfangreichen Tests ausgeführt. Die systematische Auswertung der Ergebnisse erfolgt bis zum Beginn der Kontakt- und Spaltinjektion im Anschluss an den Einbau der Panzerung.

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Schleiss, Anton Competitive pumped-storage projects with vertical pressure shafts without steel linings / Konkurrenzfähige Pumpspeicherwerkprojekte dank ungepanzerter, vertikaler Druckschächte Geomechanics and Tunnelling 5/2013 456-463 Topics

Kurzfassung

For the highly loaded pressure tunnels and shafts that are used for the extension of storage power plants with pumped storage and to increase installed capacity, alignments of the waterway system with high overburden are of great importance from the economical and safety points of view. With the development of the raise-boring method, vertical pressure shafts can now be drilled up to 800 m in one step.
Considering rock cover, the use of vertical pressure shafts can enable optimal alignments. If the vertical shaft is located deep enough in the rock mass and safety against hydraulic jacking can be ensured, no steel liner is required in the shaft as long as rock permeability is low, and a reinforced concrete lining is sufficient. This is designed in order to limit crack widths and thus keep water losses below acceptable values. In view of highly increasing steel prices, such a concept results in economic and competitive pumped-storage projects.
Bei hochbeanspruchten Druckstollen und Druckschächten, wie diese bei der Erweiterung von Speicherkraftwerken mit Pumpspeicherwerken und durch Leistungserhöhungen vorkommen, sind tiefliegende Linienführungen der Triebwassersysteme aus wirtschaftlichen und sicherheitstechnischen Gründen von größter Bedeutung. Mit der Entwicklung des Raise-Boring-Verfahrens können heute Vertikalschächte bis gegen 800 m in einer einzigen Etappe ausgeführt werden. Dadurch ergeben sich bezüglich Felsüberdeckung optimale Linienführungen. Falls der Schacht genügend tief im Gebirge angeordnet wird und somit die Sicherheit gegen hydraulischen Gebirgsbruch gewährleistet ist, kann bei wenig durchlässigen Felsformationen auf eine Stahlpanzerung verzichtet werden. Eine bewehrte Betonauskleidung ist ausreichend, deren Bewehrung so bemessen ist, dass die Rissweiten und somit die Wasserverluste auf zulässige Werte beschränkt werden. Anbetracht der stark angestiegenen Stahlpreisen führt dieses Konzept zu wirtschaftlichen und konkurrenzfähigen Pumpspeicherwerkprojekten.

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Kummerer, Clemens Building protection for the inner city tunnel excavation for the Metro in Rome / Bauwerksschutz für den innerstädtischen Tunnelbau am Beispiel der Metro in Rom Geomechanics and Tunnelling 5/2013 464-470 Topics

Kurzfassung

For the construction of the Metro B1 line in Rome, special settlement reduction measures were implemented for settlement-sensitive structures beside deep excavations with depths of up to 45 m. These measures were necessary due to the excavation of tunnels with 6.8 and 9.8 m diameter under challenging soil and groundwater conditions. The originally designed jet grouting bodies were replaced by compensation grouting. This enabled all works to be performed from eight shafts (maximum 24 m depth), limiting the public space requirement. The efficiency of compensation grouting was demonstrated in two full-scale field trials and the advantages of active settlement compensation were proved during tunnel excavation.
Für den Bau der Metro B1 in Rom wurden neben bis zu 45 m tiefen Baugruben auch Sondermaßnahmen zur Setzungsreduktion für verformungsempfindliche Bauwerke realisiert. Diese Maßnahmen waren aufgrund des Vortriebs von Tunneln mit einem Durchmesser von 6,8 bzw. 9,8 m unter anspruchsvollen Boden- und Grundwasserverhältnissen erforderlich. Die im Amtsentwurf geplanten DSV-Arbeiten wurden durch Kompensationsinjektionen ersetzt. Dadurch konnten die Arbeiten aus acht Schächten (max. 24 m Tiefe) ausgeführt werden, wodurch sich ein geringer Bedarf an öffentlichen Flächen ergab. Die Effizienz der Injektionen konnte anhand von zwei großmaßstäblichen Feldversuchen gezeigt und die Vorteile eines aktiven Setzungsausgleichs während der eigentlichen Tunneldurchfahrt bestätigt werden.

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Vrettos, Christos; Vassilakopoulou, Georgia; Rizos, Dimitris Design and execution of special foundation works for the deep excavations of the Thessaloniki Metro / Projektierung und Anwendung von Spezialtiefbaumethoden bei den tiefen Baugruben der Metro Thessaloniki Geomechanics and Tunnelling 5/2013 471-478 Topics

Kurzfassung

The new metro line in Thessaloniki includes, besides the excavation of two twin tunnels, the construction of 13 stations with central platform in settlement-reducing top-to-down construction method. Due to restrictions in available space, it was necessary to dispense with the construction of an inner shell. Further constraints were the soft and highly inhomogeneous soil, the large excavation depths in groundwater, and the earthquake-resistant design of the structures. The special foundation works executed for permanent uplift safety as well for the soil strengthening in front of the excavation walls are described for representative stations.
Die neue U-Bahn in Thessaloniki umfasst, neben dem Schildvortrieb zweier Röhren, die Errichtung von 13 Bahnhöfen mit zentralem Bahnsteig in verformungsarmer Deckelbauweise. Wegen der engen Platzverhältnisse musste dabei auf eine Innenschale verzichtet werden. Weitere erschwerende Randbedingungen sind der weiche, stark inhomogene Untergrund, die große Aushubtiefe im Grundwasser und die erdbebengerechte Auslegung der Tragkonstruktion. Für typische Bahnhöfe werden die Spezialtiefbaumaßnahmen zur dauerhaften Auftriebssicherung sowie zur Verstärkung des Fußwiderlagers der tiefen Baugruben vorgestellt.

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Nikolic, Alex; Cook, Jim Overcoming congestion below ground with a D-shaped pile / Beherrschung von begrenzten Platzverhältnissen durch Ausführung eines D-förmigen Pfahls Geomechanics and Tunnelling 5/2013 479-486 Topics

Kurzfassung

The paper describes some of the challenging geotechnical issues related to the redevelopment of a central London site in Tottenham Court Road. The London Underground station is being upgraded, and proposed tunnels of the Crossrail project and the Denmark Place project also have to be accommodated, which led to significant difficulties due to spatial restraints underground. Innovative solutions have been adopted for the design and installation of some of the piles together with an unprecedented low clearance between piles and a running tunnel of the Northern Line and the proposed Crossrail tunnel respectively. For one pile, a D-shaped section had to be chosen due to space limitations in the ground.
Dieser Beitrag beschreibt einige der geotechnischen Herausforderungen bei der Neugestaltung eines zentralen Stadtteils von London, der Tottenham Court Road. Aufgrund der Tatsache, dass neben dem Ausbau der bestehenden U-Bahnstation ein geplanter Crossrail-Tunnel sowie das Projekt Denmark Place in diesem Areal errichtet werden, entstehen erhebliche Schwierigkeiten durch die sehr beengten Platzverhältnissen im Untergrund. Innovative Lösungen in Planung und Herstellung der Pfähle waren erforderlich, wobei ein noch nie dagewesener geringer Abstand zwischen Pfahl und Northern Line Tunnel bzw. dem geplanten Crossrail Tunnel genehmigt wurde. Für einen Pfahl musste aus Platzgründen ein D-förmiger Querschnitt gewählt werden.

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Seegers, Jörg; Schmeiser, Josef; Erdmann, Paul Metro Line U5 in Berlin - design challenges due to complex geotechnical conditions / U-Bahnlinie U5 in Berlin - besondere Herausforderungen für die Planung aufgrund der komplexen geotechnischen Gegebenheiten Geomechanics and Tunnelling 5/2013 487-493 Topics

Kurzfassung

An approx. 2.2 km long section of the U5 in the city centre of Berlin is currently under construction to close the gap between the existing underground structures at the Berliner Rotes Rathaus and Brandenburger Tor stations. Construction started early 2012 and the connection between Alexanderplatz and Brandenburger Tor is planned to open in 2019. The alignment starts from the newly built Rotes Rathaus Metro station, passing under the River Spree, the planned new Berliner Schloss and the Spree channel, and then follows the street Unter den Linden before arriving at the Brandenburger Tor. Three new stations have to be constructed at Rotes Rathaus, Museumsinsel and Unter den Linden, with the centrepiece being the Museumsinsel station where ground freezing techniques are being used.
Geplant und derzeit im Bau ist die Herstellung eines ca. 2,2 km langen Lückenschlusses der Trasse zwischen den bestehenden Tunnelanlagen am Berliner Roten Rathaus und der Station Brandenburger Tor. Baubeginn war im Frühjahr 2012. 2019 soll die Verbindung zwischen Alexanderplatz und Brandenburger Tor eröffnet werden. Die Linienführung der Trasse verläuft innerstädtisch von der neu zu errichtenden U-Bahn Station Rotes Rathaus unter der Spree, unterhalb des zukünftigen Neuen Berliner Schlosses und dem Spreekanal entlang der Straße Unter den Linden zum Brandenburger Tor. Die Trasse beinhaltet drei neue Stationen (Rotes Rathaus, Museumsinsel und Unter den Linden). Herzstück ist die Station Museumsinsel, die im Schutz einer Vereisung hergestellt wird.

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Strauss, Armin; Papakonstantinou, Spyridon Cross passages in soil - ground freezing, segment application, excavation and displacement monitoring for segmental lining / Querschlagherstellung im Lockermaterial - Vereisung, Tübbingsicherung, Vortrieb und Deformationsauswertung für die Tübbingschale Geomechanics and Tunnelling 5/2013 494-499 Topics

Kurzfassung

After more than 30 years of planning, construction of the Biel East city bypass started on 3 December 2007. The biggest challenge of this project was tunnel excavation in a zone of soil-like material with a length of 2 × 1,000 m, with extremely heterogeneous and variable geological conditions. The main tunnels were excavated by an earth pressure balance machine (diameter 12.56 m), and the cross passages (every 300 m) were constructed by conventional tunnelling methods with shotcrete support. In zones where fully saturated sands prevail (“Alte Schwemmsande”), brine ground freezing techniques were used. In order to prevent overloading of the main tunnels due to freezing pressures, these were supported by a combination of steel frames and dowel pins. Back analyses based on measured displacements of the segmental lining led to the conclusion that freezing pressures did not develop to the extent anticipated under the given ground conditions.
Nach über 30-jähriger Planungsgeschichte erfolgte am 3. Dezember 2007 der Spatenstich zur Umfahrung Biel Ostast. Die größten Herausforderungen stellten die Vortriebsarbeiten im Bereich des Lockermaterials dar. Über eine Strecke von fast 2 × 1.000 m zeigten sich die geologischen Verhältnisse äußerst heterogen und stark wechselhaft. Bei der Herstellung der Haupttunnelröhren kam eine Erddruckschildmaschine (-12,56 m) zum Einsatz. Die in einem Abstand von 300 m angeordneten Querschläge wurden in konventioneller Bauweise mit einer Teilschnittmaschine und Spritzbetonsicherung aufgefahren. In den Bereichen der wassergesättigten Schwemmsande bediente man sich der Bodengefriertechnik, wobei das Solegefrierverfahren zur Anwendung kam. Um die bestehenden Haupttunnelröhren vor einer aus dem Eisdruck entstehenden Überbeanspruchung zu schützen, sah man als Sicherungskonzept eine Kombination aus Schubdübel und Stahlrahmen vor. Rückrechnungen im Hinblick auf die wahrgenommenen Verformungen an der Tübbingschale brachten die Erkenntnis, dass die befürchteten Eisdrücke in der vorherrschenden Geologie nur zu einem geringen Maß auftreten.

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Gamsjäger, Hannes; Satina, Jozef Special measures in soft ground - a particular area of conflict in tunnelling contracts / Sondermaßnahmen im Lockergestein - ein besonderes bauvertragliches Spannungsfeld Geomechanics and Tunnelling 5/2013 500-508 Topics

Kurzfassung

Special situations can pose an extraordinary degree of difficulty and risk levels when tunnelling in soft ground, formations with soft ground character or at transitions to soft ground, especially when combined with low overburden, urban constraints or fault zones. Dealing with such situations is therefore of vital importance, to identify the situation correctly already during site investigation and design phase in order to derive the appropriate technical measures or approach. In addition, these situations are a particular area of conflict in tunnelling contracts when changes in ground conditions with high risk levels are encountered during execution of the works. The paper deals with circumstances and constraints of high risk situations in connection with soft ground tunnelling according to experience. It tries to identify and explain causal chains and interactions for such situations.
Sondersituationen beim Tunnelvortrieb im Lockergestein bzw. in Formationen mit Lockergesteinscharakter oder Übergängen von Festgestein zu Lockergestein können außerordentliche Schwierigkeitsgrade und Risiken aufweisen, speziell in Bereichen, wo zudem geringe Überlagerung samt Bebauung oder Störungen im Baugrund vorhanden sind. Der Umgang mit derartigen Situationen ist neben den technischen Herausforderungen - nämlich unter anderem bereits bei der Planung die Situation richtig einzuschätzen bzw. überhaupt zu erkennen und dann noch die richtigen Maßnahmen abzuleiten - auch ein besonderes bauvertragliches Spannungsfeld hinsichtlich adäquater Vertragsgestaltung, einschließlich dem Umgang mit geänderten Baugrundbedingungen und Risikolevels bei der Ausführung. Der folgende Artikel erörtert die Umstände und Zwänge von Hochrisikosituationen im Zusammenhang mit Lockergesteinsvortrieben nach gemachten praktischen Erfahrungen. Es wird dabei versucht die Ursachen und Verkettungen zu identifizieren und zu beleuchten.

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Mohanty, Swapan Kumar; Sigl, Oskar; Krenn, Florian; Höfer-Öllinger, Giorgio Underground crude oil storage projects in India / Unterirdische Rohölkavernen in Indien Geomechanics and Tunnelling 5/2013 509-518 Topics

Kurzfassung

Indian Strategic Petroleum Reserves Limited has awarded the packages of constructing underground unlined rock caverns for storage of 1.33 and 1.25 MMT of high sulphur crude oil at Visakhapatnam (Andhra Pradesh) and Padur (Karnataka) respectively to Hindustan Construction Company Limited, where-in Geoconsult is engaged for detailed design and site services.
The unlined rock caverns for oil and gas storage call for site characterization in terms of geology, hydro-geology, geochemistry, geomechanics and geotechnics, which in turn facilitates assimilation, assessment and amalgamation of all relevant data to establish an overall geological and/or geotechnical framework for the projects. In general, the construction of an underground unlined rock cavern compriseds five principal activities: (i) geological and/or geotechnical site investigations; (ii) stability assessment; (iii) temporary rock supports design; (iv) excavation and related works; and (v) permanent rock supports re-design according to the observational approach.
This paper outlines (a) the construction stage geological and/or geotechnical investigations to acquire geological/geotechnical data for rock mass quality appraisal as per Q-system and permanent rock support recommendations, (b) design criterion to utilize the rock itself as the principal structural material, to create as little disturbance as possible during the construction stage, and to add only the required supports, and (c) geotechnical instrumentation and monitoring to measure displacements at the surface and within the rock mass in order to fine-tune the excavation methods and rock supports, undertaken during construction stage of the project.
Die Sondergesellschaft Indian Strategic Petroleum Reserves Limited beauftragte Hindustan Construction Company Limited mit dem Bau zweier nicht ausgekleideter Felskavernen zur Lagerung von 1,33 bzw. 1,25 Mill. t sauren Rohöls in Visakhapatnam (Andhra Pradesh) und Padur (Karnataka). Geoconsult ist mit der Ausführungsplanung und baubegleitenden Dienstleistungen betraut.
Für die Herstellung der Kavernen zur Rohöl- und Gasspeicherung wurden die geologischen, hydrogeologischen, geochemischen, geomechanischen und geotechnischen Eigenschaften erhoben, was eine Erfassung, Zusammenführung und Verschmelzung aller relevanten Daten für den geotechnischen Rahmenplan ermöglichte. Generell umfasst die Ausführung fünf Hauptaktivitäten: (i) geologische und geotechnische Erkundungen; (ii) Stabilitätsberechnungen; (iii) Planung der temporären Stützmaßnahmen; (iv) Ausbruch und begleitende Arbeiten und (v) laufende Anpassung der permanenten Stützmaßnahmen an die Ergebnisse des geotechnischen Messprogramms.
Dieser Artikel stellt (a) die geologischen Erkundungen während der Bauphase zum Zwecke der Erlangung geologischer und geotechnischer Daten zur Bestimmung der Felsqualität, des Q-Wertes und der permanenten Stützmaßnahmen, (b) die Planungsparameter für die Verwendung des Fels als primären Baumaterials unter möglichst geringer Auflockerung während des Ausbruchs und Einbau der benötigten Stützmittel, sowie (c) die geotechnische Instrumentierung und Monitoring zur Messung von Verschiebungen an der Oberfläche und im Gebirge zur Feinabstimmung der Ausbruchsmethode und der Stützmaßnahmen in der Bauphase, dar.

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Fischer, Martin; Stärk, Alfred; Evans, Chris Quality control and geotechnical monitoring of SCL in urban areas in the UK - case history Crossrail contract C510 / Qualitätsüberwachung und geotechnisches Monitoring bei Anwendung der Spritzbetonbauweise (SCL) in innerstädtischen Bereichen in Großbritannien - Fallbeispiel Crossrail Los C510 Geomechanics and Tunnelling 5/2013 519-527 Topics

Kurzfassung

The Crossrail project in London, currently the largest infrastructure project in Europe, has shifted the quality control and geotechnical monitoring of SCL tunnelling to the next level. Based on the absolute priority of health and safety the chain of control spans from contract form and design to procedures and review panels on the construction site where the management, monitoring and review of significant quantities of data is a demanding task.
Das Projekt Crossrail in London, das derzeit größte Infrastrukturprojekt Europas, hat die Standards der Qualitätsüberwachung und des geotechnischen Monitorings bei der Anwendung der Spritzbetonweise (SCL) auf die nächste Ebene gehoben. Bedingt durch die absolute Priorität von Arbeitssicherheit, erstreckt sich die Spanne der Überwachungsmaßnahmen von der Vertragsform über die Bauplanung bis hin zur Bauausführung und den Kontrollgremien auf der Baustelle, wo die Verarbeitung, Überwachung und Kontrolle erheblicher Messdatenmengen eine anspruchsvolle Aufgabe darstellen.

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Nasri,Verya Design and construction of the Second Avenue subway project in New York / Entwurf und Bau der Second Avenue Subway in New York Geomechanics and Tunnelling 5/2013 528-541 Topics

Kurzfassung

The Second Avenue Subway Project is a major capital expansion project of the New York City subway that will provide a dedicated line for the east side of Manhattan. The project is approximately 13.7 km long including 16 stations, and its estimated cost is about 17 billion US-Dollar. Under the current design of the whole subway route, ten stations will be cut-and-cover and six mined caverns. The excavated diameter of the bored tunnels is 6.6 m and the caverns span ranges from 12 to 21 m. As the geology of Manhattan varies along its length, the subway will pass through both hard rock and soft ground and there will be multiple rock/soil interfaces along the alignment. This paper presents details of planning, design and construction of the first phase of Second Avenue Subway in the very dense urban environment of Manhattan.

Der Bau der Second Avenue Subway ist ein wichtiges Erweiterungsprojekt der New York City Subway und wird eine Linie für die östliche Seite Manhattans bereitstellen. Das Projekt ist ungefähr 13,7 km lang und beinhaltet 16 Haltestellen. Die geschätzten Kosten liegen bei etwa 17 Mrd. US-Dollar. Nach aktuellem Entwurf der Gesamtstrecke der Erweiterung sind zehn Haltestellen in offener Bauweise und sechs bergmännisch ausgebrochene Kavernen herzustellen. Der Ausbruchdurchmesser der maschinell aufgefahrenen Tunnel beträgt 6,6 m und die Spannweiten der Kavernen zwischen 12 m und 21 m. Da die Geologie Manhattans sich entlang der Trasse ändert, durchquert die Subway sowohl Hartgestein als auch weichen Untergrund. Außerdem gibt es zahlreiche Fels/Boden-Übergangsstellen entlang der Trassierung. Dieser Beitrag stellt Einzelheiten der Planung, des Entwurfs und des Baus der ersten Phase der Second Avenue Subway in der sehr dichten städtischen Umgebung Manhattans dar.

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Rabensteiner, Klaus; Notarianni, Sergio Cityringen - Extension of the Copenhagen Metro / Cityringen - Ausbau der Metro Kopenhagen Geomechanics and Tunnelling 5/2013 542-550 Topics

Kurzfassung

The Cityringen project will link the historic old city centre of Copenhagen with the outskirts and provide rapid and safe transport for 240,000 passengers per day. The existing Metro network will be extended with 17 new stations with average dimensions of 65 m × 20 m. Two single-track tunnels each 15.5 km long and 5.50 m diameter will be bored by altogether four EPB-TBMs working at the same time. In addition, three construction and ventilation shafts, a ramp structure and subsidiary structures are to be constructed.
An introduction to the project will be followed by a report of the current state of the design and construction works. Particularly worth mentioning are the extensive dewatering measures at the shafts and station structures. Another important point is the dense monitoring programme provided for the reliable control of the construction works. The various geotechnical and geodetic sensors and measuring systems are also described and also the largely automatic recording, transmission and processing of the data. We then show how an automatic tunnel information system can link high-quality measured data with many other sources of data and information about construction progress and make it available over the Internet to ensure continuous safety of the construction works through risk management.
Das Projekt Cityringen wird den historischen Altstadtkern von Kopenhagen mit den Randbereichen verknüpfen und 240.000 Fahrgästen täglich eine rasche und sichere Fortbewegung ermöglichen. Dafür wird das bestehende Metro-Netz um 17 Stationen mit mittleren Abmessungen von 65 m × 20 m ausgebaut. Zwei eingleisige Tunnelröhren von je 15,5 km Länge und 5,50 m Durchmesser werden mit insgesamt bis zu vier gleichzeitig eingesetzten EPB-TBMs aufgefahren. Zusätzlich sind drei Bau- und Lüftungsschächte, ein Rampenbauwerk und Nebenbauwerke zu errichten.
Nach einer Projekteinführung wird über den aktuellen Stand der Planungs- und Bauarbeiten berichtet. Hervorzuheben sind dabei die umfangreichen Wasserhaltungsmaßnahmen im Bereich der Schächte und Stationsbauwerke. Als weiterer Schwerpunkt wird das für die verlässliche Steuerung der Bauarbeiten vorgesehene engmaschige Monitoringprogramm erläutert. Die verschiedenen geotechnischen und geodätischen Sensoren und Messsysteme werden ebenso vorgestellt wie die großteils automatische Erfassung, Übertragung und Verarbeitung der Daten. Schließlich wird gezeigt, wie mit einem integrierten Tunnelinformationssystem hochwertige Messdaten mit einer Vielzahl anderer Daten sowie Informationen zum Bauablauf verknüpft und über das Internet nutzbar gemacht werden können, um im Rahmen des Risikomanagements laufend die Sicherheit der Bauausführung zu gewährleisten.

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Gobiet, Gerhard; Wagner, Oliver K. The New Semmering Base Tunnel project / Das Projekt Semmering-Basistunnel neu Geomechanics and Tunnelling 5/2013 551-558 Topics

Kurzfassung

The successful implementation of a major infrastructure project demands not only the processing of technical questions but also the solution of numerous legal problems and the organisation of an intensive communication process. The article offers an overview of the work of the project team at the ÖBB-Infrastruktur AG, which has been working intensively on the implementation of the New Semmering Base Tunnel project for eight years. The project has the most stringent requirements due to its project history and complexity and poses great challenges for all those involved.
Für die erfolgreiche Umsetzung eines großen Infrastrukturprojekts sind neben der Abarbeitung technischer Fragestellungen auch unzählige rechtliche Probleme zu lösen und ein intensiver Kommunikationsprozess zu betreiben. Der Beitrag gibt einen Einblick in die Arbeit des Projektteams der ÖBB-Infrastruktur AG, das seit acht Jahren intensiv an der Umsetzung des Projekts Semmering-Basistunnel neu arbeitet. Das Projekt weist aufgrund seiner Projekthistorie und Komplexität höchste Anforderungen auf und stellt alle Beteiligten vor immer neue Herausforderungen.

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Neye, Esther; Burger, Werner; Rennkamp, Patrick Rapid shaft sinking / Mechanisiertes Abteufen von Schächten Geomechanics and Tunnelling 5/2013 559-568 Topics

Kurzfassung

In 2011 Herrenknecht designed a shaft sinking machine suitable for applications in frozen ground or soft to medium hard rock up to 120 Mpa, with variable shaft diameters as well as geometries. The target was to develop a machine that will provide safe working conditions for the personnel and exceed the shaft sinking rates of conventional systems.
Two prototypes were manufactured and assembled at the Herrenknecht works in Schwanau during winter/spring 2012. In early summer of 2012, cutting trials were performed with the aim of achieving the maximal possible cutting rate performance. After successful completion of the cutting trials, the machines where shipped to Canada and assembled at the site. In November 2012, the first machine was lowered into the shaft and first cutting cycles where performed before Christmas 2012. Assembly and commissioning of the second machine follows in early 2013.
Die Herrenknecht AG hat im Jahr 2011 eine Maschine für das maschinelle Abteufen von Schächten in gefrorenem Boden oder weichem bis mittelhartem Gestein mit einer Druckfestigkeit von bis zu 120 MPa entwickelt. Ein großes Ziel dieser Entwicklung war, die Arbeitsbedingungen für das Personal im Schacht sicherer zu gestalten sowie die Schachtabteufgeschwindigkeit konventioneller Anlagen zu übertreffen.
Zwei Prototypen wurden hergestellt und im Zeitraum Winter 2011 bis Frühjahr 2012 auf dem Werksgelände der Herrenknecht AG in Schwanau montiert. Schneidversuche fanden im Frühjahr 2012 mit dem Ziel statt, die maximal mögliche Schneidleistung zu ermitteln. Nach erfolgreichem Abschluss der Schneidversuche wurden die Maschinen nach Kanada ausgeliefert und am Standort aufgebaut. Im November 2012 wurde die erste Maschine in den Vorschacht abgesenkt und die ersten Schneidzyklen noch vor Weihnachten 2012 durchgeführt. Aufbau und Inbetriebnahme der zweiten Maschine erfolgte im Sommer 2013.

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Dalios, Christos; Hilgenberg, Tobias Challenges in shaft logistics in mining and tunnelling / Herausforderungen in der Schachtlogistik im Berg- und Tunnelbau Geomechanics and Tunnelling 5/2013 569-573 Topics

Kurzfassung

The article deals with the logistic challenge of supplying large quantities of construction materials underground. In this regard, the necessity and problems, which led to the development of introduction of pneumatic and hydraulic conveyance systems for construction materials in German coal mining, are described. Additionally, the various intermediate stages of development are described up to the techniques used today. The advantages and disadvantages of pneumatic conveyance of dry materials and hydraulic conveyance are described. The technology in use today is the result of a history of research and development over more than 40 years and above all the demands of the mining industry. The material is distributed below ground through a network of pipelines and intermediate stations. The various galleries and bottoms can be reached through pipe switches. The control and operation of the above-ground system, the intermediate stations and the pipe switches is automatic and unmanned. The entire construction material supply network is controlled and monitored by the OPC server situated above ground. The data can easily be forwarded to downstream monitoring positions or connected for remote maintenance which is common practice today.
Der Beitrag behandelt die logistische Herausforderung, große Mengen Baustoff unter Tage bereit zu stellen. In diesem Zusammenhang sollen die Notwendigkeiten und Problematiken erläutert werden, die zur Entwicklung der pneumatischen und hydraulischen Baustofffördertechnik im deutschen Steinkohlenbergbau geführt haben. Ferner sollen die verschiedenen Zwischenstufen der Entwicklung dargestellt werden. Es werden die Vor- und Nachteile der pneumatischen Trockenbaustoffförderung sowie die der hydraulischen Förderung erläutert. Die heute angewandten Techniken sind das Ergebnis einer mehr als 40-jährigen Geschichte der Forschung und Entwicklung und vor allem der Notwendigkeiten im Bergbau. Die Verteilung des Baustoffs unter Tage erfolgt über ein Netzwerk von Rohrleitungen und Zwischenstationen. Die verschiedenen Strecken und Sohlen sind über Rohrweichen erreichbar. Die Steuerung und der Betrieb der übertägigen Anlage, der Zwischenstation sowie der Rohrweichen erfolgt im mannlosen Automatikbetrieb. Gesteuert und überwacht wird das gesamte Baustoffversorgungsnetz von dem in der Tagesanlage positionierten OPC-Server. Die Weitergabe der Daten an nachgeschaltete Leitwarten oder die Anbindung an eine Fernwartung sind problemlos möglich und auch gängige Praxis.

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Dorn, Eduard; Kaledin, Oleg Modern and innovative shaft sinking and construction technology with examples from current projects / Moderne und innovative Schachtbautechnik am Beispiel aktueller Abteufprojekte Geomechanics and Tunnelling 5/2013 574-581 Topics

Kurzfassung

The sinking and lining of shafts at mines to access mineral deposits and shafts for civil engineering works has always been a great challenge for clients, designers and contractors. The article deals with the drilling and pipe casing of freezing holes up to 820 m deep to construct shafts in potash and salt mines with a permissible vertical deviation of less than 0.6 m radius, the managing of the associated ground freezing with freezing plant up to 10 MW freezing capacity and conventional full shaft sinking of so-called ultra-deep mine shafts with final depths of more than 2,000 m using drill and blast. Drilling and specialised aspects of shaft construction are described, for example directional drilling for ground freezing, temperature monitoring for safe control of shaft sinking work in frozen ground, the working platform system as the central shaft equipment of the shaft builder for the efficient performance of sinking stages like the drilling of blast holes, loading muck, support against rock mass impacts and shaft lining. In addition to the technical challenges, the article also discusses specific construction management and logistical tasks, which can occur in mine projects in distant regions with weak infrastructure.
An important part of the work of Thyssen Schachtbau GmbH is the sinking of shafts for potash mines. More than 60 mine shafts have been sunk for potash mines. Thyssen Schachtbau GmbH is currently involved in ten potash mine shaft projects in Russia. In addition to shafts for potash mining, shafts for access to non-ferrous metal deposits are also significant: two shafts more than 2,000 m deep are currently being sunk for a nickel mine north of the Arctic Circle.
Das Teufen und Auskleiden von Bergwerksschächten zum Aufschluss von Lagerstätten mineralischer Rohstoffe sowie von Schächten für zivile Ingenieurbauwerke stellt seit jeher für Bauherrn, Projektant und Unternehmer eine große Herausforderung dar. Der Beitrag behandelt anhand aktueller Ausführungsprojekte der Thyssen Schachtbau GmbH das Bohren und Verrohren von Gefrierlochbohrungen bis 820 m Teufe für den Schachtbau auf Kali- und Steinsalzlagerstätten mit zulässiger Vertikal-Gefrierbohrlochabweichung von weniger als 0,6 m Radius, die Herstellung der zugehörigen Gebirgskörpervereisungen mit Gefrieranlagen bis zu 10 MW Gefrierleistung sowie das konventionelle Teufen aus dem Vollen von sogenannten ultratiefen Tagesschächten mit Endteufen von mehr als 2.000 m unter Anwendung von Bohr- und Sprengtechnik. Bohr- und schachtbauspezifische Aspekte werden erläutert, z.B. die Richtbohrtechnik bei Gefrierlochbohrarbeiten, die Temperaturüberwachung zur sicheren Steuerung der Abteufarbeiten im Gefrierschacht, das Arbeitsbühnensystem als zentrale Schachtausrüstung des Schachtbauers zur leistungsgerechten Realisierung der Teufschritte wie das Herstellen der Sprenglochbohrungen, das Haufwerksladen (Schuttern), die Gebirgsstoßsicherung und die Schachtauskleidung. Neben den technischen Herausforderungen werden im Beitrag u.a. auch spezifische Baumanagement- und Logistikaufgaben behandelt, die bei Bergwerksprojekten in infrastrukturell schwachen und in weit entfernten Regionen auftreten können.
Einen Schwerpunkt der Tätigkeiten der Thyssen Schachtbau GmbH bildet das Abteufen von Schächten auf Kalilagerstätten. Mehr als 60 Tagesschächte wurden auf Kalilagerstätten geteuft. Aktuell ist die Thyssen Schachtbau GmbH in Russland in zehn Kalischachtbauprojekten involviert. Neben den Kalischächten nehmen auch Schächte auf Buntmetalllagerstätten einen hohen Stellenwert ein: Zwei über 2.000 m tiefe Schächte für eine Nickelerzlagerstätte nördlich des Polarkreises befinden sich derzeit im Abteufen.

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