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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Klimaverträglichkeit als Kriterium für Entwurf und Leistungsfähigkeit von Beton am Beispiel eines Kleintierdurchlasses der ÖBBBautechnik2/2023108Empfehlung der Redaktion

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Bautechnik aktuell 2/2023Bautechnik2/2023109-115Bautechnik aktuell

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Nachrichten:
Spatenstich für Donautower in Ingolstadt - neues Wahrzeichen der Stadt wird von Hitzler Ingenieure als Projektsteuerer verantwortet
Cube: Neues Bauen mit Carbonbeton
Von der grauen Energie zur goldenen Energie
Kommunalen Holzbau richtig planen und ausschreiben
Bundesbauministerium startet Förderprogramm “Klimafreundlicher Neubau”

Wettbewerbe:
Deutscher Architekturpreis 2023

Empfehlung der Redaktion:
Industrielle modulare Konstruktion mit niedrigem CO2-Fußabdruck - EDGE Suedkreuz Berlin

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik2/2023115Veranstaltungskalender

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 2/2023Beton- und Stahlbetonbau2/2023Inhalt

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Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 2/2023Beton- und Stahlbetonbau2/2023Titelbild

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Zum Titelbild:
In Altdorf in der Schweiz entstand mit dem neuen Dienstleistungsgebäude der Urner Kantonalbank, welches gleichzeitig als Bahnhofsgebäude fungiert, ein neues Zentrum für den öffentlichen Verkehr und ein Knotenpunkt für die Wirtschaft der Region. Auf engstem Raum zwischen der Kantonsstraße und den Gleisen der SBB realisiert, wird der Neubau unterschiedlichsten Anforderungen gerecht. Das in der Fassadenebene außen liegende Tragwerk garantiert eine maximale Nutzungsflexibilität. Der vertikale Lastabtrag ist durch ein Tragsystem unter Verwendung von Zuggliedern charakterisiert. Insbesondere bei der Bemessung und konstruktiven Durchbildung der Knotenpunkte der verschiedenen Tragwerksteile waren die größten Herausforderungen zu bewältigen und es zeigte sich rasch, dass in der Planung der Einsatz von detaillierten 3D-Modellen von Schalung, Bewehrung und Vorspannung unabdingbar für das Erkennen und Lösen solcher Knoten ist. Im Beitrag auf S. 133-142 wird detailliert über Planung und Ausführung des Gebäudes berichtet. (Foto: Rory Gardiner)

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Mark, PeterWandelbarBeton- und Stahlbetonbau2/202375Editorials

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Proske, Dirk; Güner, Ismail; Hingorani, Ramon; Tanner, Peter; Syrkov, AntonKI/ML-gestützte Auswertung und Interpretation der IABSE-BrückeneinsturzdatenbankBeton- und Stahlbetonbau2/202376-87Aufsätze

Kurzfassung

Statistische Auswertungen von Brückeneinsturzdaten zeigen, dass Massivbrücken signifikant seltener einstürzen als Brücken aus Stahl oder Holz. Da weltweit die Hauptursache für Brückeneinstürze Hochwasser und damit verbundene fluviale Prozesse wie Auskolkung, Muren etc. und Anpralle sind, liegt die Vermutung nahe, dass die hohe Eigenlast der Massivbrücken zu einem insgesamt robusteren Verhalten bei diesen Ereignissen führt. Im Rahmen dieses Beitrags soll geprüft werden, ob die IABSE-Einsturzdatenbank diese These bestätigt und Hinweise auf weitere Ursachen identifiziert werden können. Dazu wird die IABSE-Einsturzdatenbank mittels Verfahren der Künstlichen Intelligenz und des maschinellen Lernens (KI/ML) untersucht. Die KI/ML-Analyse bestätigt die bisherige These allerdings nicht. Im Weiteren werden Ursachen für die Ablehnung der These, wie z. B. die Repräsentativität der Daten, diskutiert. Es wird eine Erweiterung der Datenbank für Ereignisse mit großen Einsturzzahlen empfohlen.KI/ML-based Analysis and Interpretation of the IABSE-Bridge Collapse DatabaseStatistical analyses of bridge collapse data show that concrete bridges collapse significantly less frequently than bridges made of steel or wood. Since the main causes of bridge collapses worldwide are floods and associated fluvial processes, such as scouring, debris flows, etc. and impacts, it is reasonable to assume that the high dead load of concrete bridges leads to an overall more robust behavior in these events. This paper will examine whether the IABSE collapse database confirms this hypothesis and whether indications of further causes can be identified. For this purpose, the IABSE collapse database is examined using artificial intelligence and machine learning (AI/ML) methods. However, the AI/ML analysis does not confirm the previous thesis. The reasons for the rejection of the thesis, such as the representativeness of the data, are also discussed. An extension of the database for events with large numbers of collapses is recommended.

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Wildemann, Peter R.; Brell-Cokcan, SigridInternet of Construction: Potenziale von LoRaWAN für die Qualitätssicherung im OrtbetonprozessBeton- und Stahlbetonbau2/202388-97Aufsätze

Kurzfassung

Um bei der Verwendung von Ortbeton die hohen Qualitätssicherungsstandards zu erfüllen, ist bisweilen ein großer manueller Dokumentationsaufwand erforderlich. Insbesondere der Einbau bedarf großer Aufmerksamkeit, da die Verwendung des richtigen Betons im vorgesehenen Bauteil sichergestellt werden muss und Fehler einen zeitlichen und kostenmäßigen Mehraufwand bedeuten. In anderen Branchen ist zu beobachten, dass zur Unterstützung der Ausführungsprozesse sowie bei der Dokumentation bereits häufig Internet-of-Things (IoT)-Systeme gewinnbringend eingesetzt werden. Trotz zahlreicher zur Verfügung stehender digitaler Lösungen ist der Einsatz von IoT-Technologien für ebendiese Monitoringaufgaben auf der Baustelle jedoch nur selten zu beobachten. Dabei haben die Technologien das Potenzial, die Maßnahmen zur Qualitätssicherung zu vereinfachen und das Bauen attraktiver zu machen. Dieser Aufsatz behandelt den Prozessschritt des Betoneinbaus innerhalb der Wertschöpfungskette im Ortbetonbau, der bislang überwiegend manuell abläuft, ein hohes Fehlerrisiko birgt und sehr dokumentationsaufwendig ist. Es wird ein auf Long Range Wide Area Networt (LoRaWAN) basierendes IoT-System konzipiert, das den Menschen bei der Dokumentation der Betonagen unterstützt. Anschließend wird das System auf einer Baustelle einem Praxistest unterzogen. Es erfolgt der Abgleich der Ergebnisse mit den prozessbezogenen Anforderungen, wobei sich zeigt, dass bereits mit dem präsentierten Setup einige wichtige Anforderungen zufriedenstellend erfüllt werden.

Internet of Construction: Potential of LoRaWAN quality assurance in the In-situ concrete prozess
Achieving high quality assurance standards when using in-situ concrete requires a great amount of manual documentation. In particular, in-situ concrete installation requires a great deal of attention, as the use of the right concrete in the intended building element must be ensured and errors mean additional time and costs. In other industries, it can be observed that IoT systems are already used profitably to support the execution processes and for documentation needs. However, despite the numerous digital solutions available, the use of Internet of Things (Iot) technologies for such monitoring tasks on the construction site are rarely observed. Yet the technologies have the potential to simplify quality assurance measures and make construction more attractive. This paper deals with the process step of concrete installation within the value chain of in-situ concrete construction, which has so far been performed mainly manually, involves a high risk of error and is very time-consuming to monitor. A Long Range Wide Area Network (LoRaWAN-)-based IoT system is designed to support humans in documenting the concrete installations. The system will then undergo a field test on a construction site. The results obtained are compared with the process-related requirements, and with this it is shown that some important requirements are already satisfactorily fulfilled with the presented setup.

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Petraroia, Diego Nicolás; Ahrens, Mark Alexander; Mark, PeterMaterialeffiziente Tübbings mit Hybridbewehrung - Entwurf, Herstellung und BauteilexperimenteBeton- und Stahlbetonbau2/202398-109Aufsätze

Kurzfassung

Lasteinleitungsstellen von Tunneln aus Tübbings sind lokal hoch beansprucht. Insbesondere betrifft dies die Ansatzpunkte der Vorschubpressen und die Längsfugen als Kontaktstellen zwischen den einzelnen Segmenten in Ringrichtung. Gewöhnlich dominiert die Teilflächenpressung der Längsfuge die Dimensionierung des ganzen Tübbings; abseits davon wird er jedoch nicht voll ausgenutzt. Im Beitrag werden zwei Lösungskonzepte vorgestellt. Eines verstärkt die Tragfähigkeit der Längsfugen im Bereich der Lasteinleitung durch hochfesten Beton und hybride Bewehrung aus Stabstahl und Stahlfasern. Übrige Tübbingteile werden weiterhin in Normalbeton ausgeführt. Darauf abgestimmt erfolgt die Betonage; stehend und hybrid. Alternativ werden Tübbings aus durchgehend hochfestem Beton mit Aussparungen entwickelt. Entsprechende Entwürfe werden im Großmaßstab im Labor umgesetzt und hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit geprüft. Sie liegt bei beiden mit ca. 75 % bzw. 86 % deutlich über derjenigen eines herkömmlichen Referenztübbings. Auch hinsichtlich der CO2-Äquivalente zeigen sich Einsparpotenziale von ca. 35 %. Zudem verringert die geringere notwendige Tübbingdicke den Ausbruchquerschnitt, was Kostenvorteile bringt.

Material efficient tunnel segments with hybrid reinforcement - Design, fabrication, and experiments
Load introduction zones of tunnel lining segments are subject to high local stresses. This applies in particular to the attachment locations of the jacks and the longitudinal joints as the contact points between the individual segments in ring direction. Usually, the partial area loading of the longitudinal joint dominates dimensioning of the entire segment; however, apart from this, it is not fully utilized. Two potential solutions are developed in this article. One strengthens the load-bearing capacity of the longitudinal joints in the area of load introduction by the use of high-strength concrete and hybrid reinforcement of steel bars and steel fibers. The rest is still made of normal strength concrete. Casting of concrete is matched to this; upright and hybrid. Alternatively, segments made of high-strength concrete throughout but with recesses are developed. Corresponding designs are implemented on large scale in the lab and tested for their load-bearing capacity. In both cases, it is with around 75 % and 86 %, respectively, significantly higher than that of a conventional reference segment. There are also potential savings of around 35 % in terms of CO2 equivalents. In addition, the lower segment thickness required reduces the excavation cross-section, which brings cost benefits.

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Heckmann, Michael; Glock, ChristianÖkobilanz im Bauwesen - Treibhausgasemissionen praxisüblicher DeckensystemeBeton- und Stahlbetonbau2/2023110-123Aufsätze

Kurzfassung

In den vergangenen Jahren erfolgte eine ökobilanzielle Bewertung von Gebäuden nur in Ausnahmefällen auf Wunsch von Projektinitiierenden. Vor dem Hintergrund des gesellschaftlichen und politischen Drucks auf ein klimagerechtes und nachhaltiges Handeln werden Ökobilanzen und die zur Verfügung stehenden Daten zunehmend auch wirtschaftlich relevant. Im Rahmen des Beitrags werden daher die wesentlichen Grundlagen einer Ökobilanz im Bauwesen vorgestellt. Neben einer kritischen Analyse des Bilanzierungsrahmens erfolgt eine kurze Vorstellung verfügbarer Datengrundlagen, wie z. B. der nationalen Datenbank ÖKOBAUDAT. Ferner wird auf die Treibhausgasbilanzierung des Baustoffs Holz eingegangen, die teils erhebliche Bewertungsspielräume mit der Gefahr von Fehlanreizen eröffnet. Als horizontale Bauteile können Deckensysteme von mehrgeschossigen Bauten etwa 40 % der tragwerksbedingten Emissionen eines Gebäudes verursachen und sind folglich von hoher Relevanz für eine Ökobilanz. Unter Variation der bilanzierten Lebenszyklusphasen und verwendeten Datensätze als mögliche Einflussfaktoren auf die Ergebnisse einer Ökobilanz werden diese Bauteile im nachfolgenden Beitrag genauer untersucht und gegenübergestellt. Trotz z. T. sensibler Auswirkungen auf die Gegenüberstellung der Deckensysteme bietet die Ökobilanz eine klare Entscheidungshilfe bei der Wahl von Deckensystemen im Sinne reduzierter Treibhausgasemissionen einer Rohbaukonstruktion.

Life Cycle Assessment in the Building Sector - Greenhouse Gas Emissions of Common Ceiling Systems
In the past, life cycle assessments (LCAs) of buildings were only carried out in rare cases at the request of project initiators. Against the backdrop of social and political pressure to act more climate-friendly and sustainably, LCAs and the available data are also becoming increasingly economically relevant. This paper therefore presents the essential principles of LCA in the building sector. In addition to a critical analysis of the scope of assessment, there is a brief presentation of available data bases, such as the national database ÖKOBAUDAT. Furthermore, the greenhouse gas balance of timber as a building material is discussed, which in some cases opens up considerable scope for assessment with the risk of false incentives. As horizontal building components, ceiling systems of multi-storey buildings can cause almost 40 % of the structural emissions and are therefore highly relevant for a LCA. By varying the life cycle stages assessed and data sets used as possible factors influencing the results of a LCA, these building components are examined and compared in more detail in the following article. Despite some sensitive effects on the comparison of the ceiling systems, the LCA offers a decision-making aid for the selection of ceiling systems in terms of reduced greenhouse gas emissions of a shell construction.

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Hering, Marcus; Wilhelm, Sebastian; Wasemann, Heinrich; Bergholz, Martin; Beckmann, Birgit; Curbach, ManfredEin UHPC findet Anwendung in der Tiefseeforschung - FestigkeitskennwerteBeton- und Stahlbetonbau2/2023124-132Aufsätze

Kurzfassung

Im Beitrag wird auf die umfangreichen Materialuntersuchungen an einem ultrahochfesten Beton (UHPC) eingegangen, der für die Verwendung in der Tiefsee bestimmt ist. Die durchgeführten Versuche umfassen die Bestimmung des Spannungs-Verformungs-Verhaltens bei einaxialer Belastung der Probekörper, die Ermittlung der zweiaxialen Druckfestigkeit des UHPC unter verschiedenen Spannungsverhältnissen sowie die Bestimmung der Zugfestigkeitskennwerte. Auch wurde im Rahmen der Untersuchungen der Elastizitätsmodul experimentell ermittelt. Für die Tests wurden Würfel, Prismen und knochenförmige Probekörper verwendet. Aus den ermittelten Materialkennwerten wurden Umrechnungsfaktoren für die geometrieabhängigen Festigkeiten des Betons ermittelt. Im Rahmen des Beitrags erfolgt zudem ein Vergleich der ermittelten zweiaxialen Druckfestigkeitskennwerte mit weiteren, aus der Literatur bekannten Daten. Hierbei zeigt sich, dass ein UHPC eine ähnliche Festigkeitssteigerung aufweisen kann wie ein Normalbeton.

An UHPC for use in deep-sea research
The article deals with comprehensive material investigations carried out with an ultra-high performance concrete (UHPC) intended for use in the deep sea. The tests performed include the determination of the stress-strain behavior under uniaxial loading of the specimens, of the biaxial compressive strength of the UHPC under different stress ratios, of the tensile strength characteristics, and of the elastic modulus. Cubes, prisms and bone-shaped test specimens were used for the investigations. From the determined material properties, conversion factors for the geometry-dependent strengths of the concrete were calculated. In the paper, the determined biaxial compressive strength values are compared with data known from the literature. It is shown that an UHPC can have a similar increase in strength as a normal strength concrete.

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Stalder, HeinzKlare Struktur, komplexes Tragwerk - Neubau Bahnhofplatz 1, AltdorfBeton- und Stahlbetonbau2/2023133-142Berichte

Kurzfassung

In Altdorf (CH) entstand mit dem neuen Dienstleistungsgebäude der Urner Kantonalbank, welches gleichzeitig als Bahnhofsgebäude fungiert, ein neues Zentrum für den öffentlichen Verkehr und ein Knotenpunkt für die Wirtschaft der Region. Auf engstem Raum zwischen der Kantonsstraße und den Gleisen der SBB realisiert, wird der Neubau unterschiedlichsten Anforderungen gerecht: Zugang zu den Bahnsteigen der SBB, Überdachung des Busbahnhofs und des Bahnsteigs von Gleis 1, neuer Hauptsitz der Urner Kantonalbank sowie diverser weiterer gewerblicher Mieter. Dem Projekt lag ein Wettbewerbsentwurf von Buchner Bründler Architekten und Dr. Lüchinger+Meyer Bauingenieure zugrunde, in dem das architektonische Konzept und der gestalterische Ausdruck des Gebäudes stark durch das Tragwerk geprägt werden. Auf das Minimum reduziert, gewährleistet das in der Fassadenebene außen liegende Tragwerk eine maximale Nutzungsflexibilität. In zwei der vier Stützenachsen in Gebäudelängsrichtung kommen Hängezugglieder zum Einsatz, die mit den vorgespannten Querträgern im 4.OG gekoppelt sind. So wird einerseits die Auskragung über dem Busbahnhof ermöglicht und zugleich andererseits das Erdgeschoss freigespielt. Die ebenfalls von Dr. Lüchinger+Meyer Bauingenieure geplante vollflächige Glasfassade rundet den ikonischen Entwurf ab.

Pure composition, complex structure - new building Bahnhofplatz 1, Altdorf
In Altdorf, the new service building of the Urner Kantonalbank, which also functions as a station building, is a new centre for public transport and a hub for the region's economy. In the narrowest of spaces between the cantonal road and the SBB tracks, the new building will meet a wide range of requirements: access to the SBB platform, roofing over the bus station and the platform of track 1, the new headquarters of the Urner Kantonalbank, as well as various rented companies. The competition design was developed in collaboration with Buchner Bründler Architekten and Dr. Lüchinger+Meyer Bauingenieure, whereby the architecture is shaped by the supporting structure and takes up an essential part of its expression. Reduced to a minimum, the load-bearing structure - which is located on the outside of the façade - allows maximum flexibility in terms of use. Two of the four column axes in the longitudinal direction of the building are designed as suspended tension members (element columns, in-situ columns) and coupled with the prestressed cross beams on the 4th floor. This is to allow for the cantilever over the bus station on the one hand and to free up the ground floor at the same time. The full-surface glass façade, also planned by Dr. Lüchinger+Meyer Bauingenieure, rounds off the iconic design.

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 2/2023Beton- und Stahlbetonbau2/2023143-144Beton- und Stahlbetonbau aktuell

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Nachrichten:
Zum 150. Geburtstag von Rudolf Saliger
Deutsche Bauchemie startet Wettbewerb um “Wissenschafts-Medaille” und “Förderpreis” 2023
Neuerscheinung für Bauherren, Betreiber, Planer, Bauausführende, Bauprodukthersteller

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBeton- und Stahlbetonbau2/2023145Veranstaltungskalender

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International major projects / Internationale GroßprojekteGeomechanics and Tunnelling2/2023Cover Pictures

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Bosnia and Herzegovina's Program for the Modernization of Main Roads includes motorway A1 and several tunnel upgrades. Vranduk tunnel, between Zenica and Poprikue, is part of this large upgrading project. To secure forepoling, DSI Underground supplied DSI Hollow Bar Anchors for Vranduk tunnel (photo: DSI Underground).
Bosnien und Herzegowinas Programm zur Modernisierung der Hauptstraßen umfasst die Autobahn A1 und mehrere Tunnelausbauwerke. Der Tunnel Vranduk zwischen Zenica und Poprikue ist Teil dieses großen Modernisierungsprojekts. DSI Underground lieferte DSI Hohlstabanker zur Sicherung des Vortriebes im Tunnel Vranduk.

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Content: Geomechanics and Tunnelling 2/2023Geomechanics and Tunnelling2/2023Contents

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Jedlitschka, Gernot; Moritz, BerndInternational major projects / Internationale GroßprojekteGeomechanics and Tunnelling2/2023122-123Editorials

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News: Geomechanics and Tunnelling 2/2023Geomechanics and Tunnelling2/2023124-137News

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First tunnel boring machine in Brenner contract section H61 reaches destination - Erste Tunnelbohrmaschine im Brenner-Baulos H61 am Ziel
Breakthrough at Sarnersee - Durchbruch am Sarnersee
Tunnel construction for the Brenner Base Tunnel North feeder - Stollenbau für den Nordzulauf zum Brenner Basistunnel beauftragt
A13 Ceremony to mark start of work on the Isla Bella Tunnel - A13 Anschlagfeier Sicherheitsstollen Tunnel Isla Bella
Implenia wins subway projects in Toulouse and Oslo - Implenia erhält U-Bahnprojekte in Toulouse und Oslo
Preparations for machine tunnelling in Construction Lot H41 of the Brenner Base Tunnel - Vorbereitungen für den maschinellen Vortrieb im Baulos H41 des Brenner Basistunnels
Tunnel refurbishment for the Lahn Valley Railway - Tunnelsanierung für Lahntalbahn
Restoration of the land to its natural state in the Eisack underpass construction lot - Renaturierungsmaßnahmen im Baulos Eisackunterquerung
Call for papers - Topics for the next issues of Geomechanics and Tunnelling - Themen für die nächsten Ausgaben der “Geomechanics and Tunnelling”

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Bertholet, François; Raderbauer, Bernd; Wyss, AlexanderNant de Drance pumped storage power plant - Energy storage to prevent energy shortages / Pumpspeicherkraftwerk Nant de Drance - Energiespeicher gegen die StrommangellageGeomechanics and Tunnelling2/2023138-150Topics

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The Nant de Drance hydropower plant in the canton of Valais is one of the Swiss energy industry's largest construction projects of recent years. The core component is the underground pumped storage power plant. This pumps water from the existing Emosson reservoir at 1930 m asl to the upper Vieux Emossen reservoir at 2225 m asl, where the surplus energy is stored. When demand exceeds supply, water is released to generate electricity. The head ranges from 290 to 395 m, depending on the water levels. The new power plant, which took 14 years to build, has a pump and turbine capacity of 900 MW.
The most important elements of the project were the access tunnel, pressure tunnels, vertical pressure shafts and underground machine and transformer halls, as well as the various access and service galleries, the intake and discharge structures with cofferdam, and the raising of the Vieux Emosson dam by 20 m. The ecologically sensitive use of resources is essential to ensure the success of a complex, high-altitude construction project of this nature involving enormous quantities of material. Excavated rock, for example, has been processed on site to produce aggregate for concrete. In this case a high-capacity aggregate production plant was installed on site to process the excavated material required for on-site concrete production. This created a closed-loop materials cycle which enabled the construction site to be self-sufficient in terms of concrete production.
The challenges of using excavated tunnel material as a resource are enormous.
Nant de Drance im Kanton Wallis war eines der größten Bauvorhaben der Energiewirtschaft der Schweiz in den letzten Jahren. Das Herzstück ist das unterirdisch angelegte Pumpspeicherkraftwerk. Dieses pumpt Wasser aus dem bestehenden Stausee Emosson auf 1930 m ü.M. in den höher gelegenen Stausee Vieux Emossen auf 2225 m ü.M. und nutzt dieses bei Bedarf wieder zur Stromproduktion, wobei eine Fallhöhe von - je nach Wasserspiegelhöhen - 290 bis 395 m bewirtschaftet wird. Das neue Kraftwerk weist eine Pump- und eine Turbinenleistung von insgesamt 900 MW auf. Die Bauzeit betrug gesamthaft vierzehn Jahre.
Die wichtigsten Projektelemente waren der Zugangstunnel, der Druckstollen, die vertikalen Druckschächte, die Maschinen- und Trafo-Kavernen sowie diverse Zugangs- und Logistikstollen, die Ein- und Auslaufbauwerke mit Fangedamm sowie die Erhöhung der Staumauer Vieux Emosson um 20 m. Eine derart komplexe Bauaufgabe im Hochgebirge mit ihren enormen Volumenströmen ist nur mit einem schonenden Umgang der Ressourcen erfolgreich zu realisieren. Dazu gehört insbesondere das Aufbereiten des ausgebrochenen Gesteins vor Ort zu Gesteinskörnungen für Beton. Auf der Baustelle wurde eine leistungsstarke Kiesaufbereitungsanlage installiert und betrieben, die das Ausbruchmaterial bedarfsgerecht für die eigene Betonproduktion verarbeitet. So wurde ein geschlossener Stoffkreislauf erzeugt, womit die Baustelle autark mit Beton beliefert werden konnte.
Die Herausforderungen bei der Verwendung des Tunnelausbruchs als Rohstoff sind enorm. Noch größer sind aber bei zielorientierter Umsetzung die Vorteile für alle Beteiligten. Dabei werden die umweltrelevanten Aspekte bewusster berücksichtigt und umgesetzt. Dies bedeutet für alle Beteiligten Chancenerhöhung respektive Risikominderung.

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Srivastava, Ashish; Trivedi, Suyash; Khateeb, Ateeq; Muniyappa, Prathap; Grewal, Harsimran; Gupta, Navneet; Ramalingam, RakeshInnovations and challenges in design and construction of underground Mumbai Metro Line 3 - Lot UG-04 and UG-06Geomechanics and Tunnelling2/2023153-160Topics

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India is well on its way to create a world-class Mass Rapid Transport system environment as an integral part of community infrastructure development. Mumbai Metro Line 3 is one such project being constructed in Mumbai city. It comprises 33.5 km-long underground metro corridor running along Colaba to Bandra to Santacruz Electronic Export Processing Zone. It includes 27 stations (26 underground and 1 at grade), depot and associated twin-tube tunnel. Mumbai Metro Rail Corporation Ltd., an affiliate organisation of Mumbai Metropolitan Region Development Authority, is responsible for the implementation of the project. Excavation and tunnelling works posed significant challenges as they cross densely inhabited zones of Mumbai. There were several buildings which were old and in delicate condition, many of which were heritage structures. In Mumbai - being a coastal city - the water table is almost at ground level which added to complications. There were several utilities, many of which were lifeline utilities, which could not be diverted or even closed, thus requiring support during excavation. Likewise, ensuring traffic movement with minimal disruptions with enormous excavation works for the project required several innovative solutions. Other criticalities included low overburden to the existing flyovers and to the air traffic control tower as well as saving a 100 year-old banyan tree.

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Neugebauer, Erich; Fromberger, Thomas; Chesser, David; Meyer, VeronicaThe Ontario Line, another milestone in developing Toronto's public transit systemGeomechanics and Tunnelling2/2023161-166Topics

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The new Ontario Line is one of four priority transit projects announced by the province of Ontario in 2019 for the Greater Toronto Area (GTA). It will be a 15.6 km stand-alone rapid transit line that will run through the city from Exhibition/Ontario Place in the southwest, through the heart of downtown Toronto, all the way to the Ontario Science Centre in the northeast. Over half of the route (9 km) is planned to run underground through new tunnels, with the remainder running along elevated and at-grade rail corridor sections of track. Fifteen new stations are proposed, whereby eight are planned as deep underground structures. Most of these underground stations will be built in the downtown core, with numerous connections to the broader transit network of the GTA, including GO Transit rail services, the Toronto Transit Commission's (TTC) existing subway Lines 1 and 2, the Line 5 (Eglinton Crosstown LRT) currently under construction, as well as numerous bus and streetcar routes. The expected project benefits of Ontario Line are as follows:
- A faster and more reliable access to rapid transit system with more than 227,500 people living within walking distance to the new line.
- Reduction in crowding of existing Line 1 subway.
- Up to 47,000 jobs accessible by transit in 45 min or less for Toronto residents.
- Economic and community growth along the future transit line and significant reduction in traffic congestion and greenhouse gases by providing alternative transportation options.
The Ontario Line is currently being delivered through a number of contracts with different procurement approaches.

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Orellana, Rodrigo; Höfer-Öllinger, Giorgio; Ulloa, Juan Carlos; Bertoglio, Alejandro FloresLas Leñas International Tunnel - Geomechanical challenges in large-scale tunneling projects across The AndesGeomechanics and Tunnelling2/2023167-174Topics

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Developing large-scale tunnelling projects in orogenic regions implies enormous technical challenges. Las Leñas International Tunnel Project through the Andes Main Cordillera of Chile and Argentina has been a long-awaited infrastructure project, whose geological and topographic settings suggest several complex singularities to be considered, analyzed, and assessed during its development. Throughout the course of this feasibility study, the complex geological subsurface interpretation offers a broad spectrum of technical demands to be fulfilled. The overburden conditions, the presence of certain lithologies such as expansive clays or soluble evaporitic sequences, along with regional stress assessment, are major technical challenges. Through extensive geological, geotechnical, and hydrogeological mapping, subsurface 3D modelling interpretation, along with numerical analysis and its relationship with similar projects in the region, brittle, and plastic behaviour are analyzed. A wide range of modern techniques are used to assess those mentioned tasks, which enable an extensive comprehension of the geological and geotechnical conditions of the area. The purpose of this contribution is to enrich the knowledge on geological and geomechanical challenges faced in large tunnelling infrastructure projects in high-mountain environments and what specific lessons may arise from them for similar future projects.
Las Leñas International Tunnel - Geomechanische Herausforderungen bei großen Tunnelbauprojekten in den Anden
Die Entwicklung groß angelegter Tunnelbauprojekte in orogenen Regionen impliziert enorme technische Herausforderungen. Der internationale Tunnel Las Leñas durch die zentralen Anden in Chile und Argentinien ist ein lang erwartetes Infrastrukturprojekt. Seine geologischen und topografischen Rahmenbedingungen zeigen komplexe Singularitäten auf, die während der Projektierung berücksichtigt, analysiert und bewertet werden müssen. Die Interpretation des komplexen geologischen Aufbaus bot im Zuge dieser Machbarkeitsstudie ein Spektrum an technischen Anforderungen: Die Überlagerungshöhe, Lithologien wie expansive Tone oder Evaporitgesteine sowie der regionale Spannungszustand führten zu technischen Herausforderungen. Auf Basis umfangreicher geologischer, geotechnischer und hydrogeologischer Kartierungen, Erstellung und Interpretation des Untergrunds in 3D-Modellen sowie numerischer Analysen wurde unter Einbeziehung ähnlicher Projekte in der Region sprödes und plastisches Verhalten analysiert. Dabei wurden moderne Techniken eingesetzt, die ein umfassendes Verständnis der geologischen und geotechnischen Bedingungen des Gebiets ermöglichen. Ziel dieses Beitrags ist, Kenntnisse über die geologischen und geomechanischen Herausforderungen bei großen Tunnelbau-Infrastrukturprojekten im Hochgebirge zu erweitern und konkrete Lehren daraus für ähnliche zukünftige Projekte zu ziehen.

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Vicente, Bruno AndrésArroyo Vega flood relief tunnel designGeomechanics and Tunnelling2/2023175-183Topics

Kurzfassung

This article aims to present structural and geotechnical design challenges of the flood relief project “Segundo Emisario del Arroyo Vega”, part of Buenos Aires city hydraulic master plan. Works comprised the execution of an 8.4 km-long tunnel for relief of the existing sewer network. Tunnel alignment develops in a highly populated area, with important interferences such as two metro lines, three railway lines and a main potable water tunnel. All tunnel sections extend mostly within firm, silty soils. Overburden varies between 15 and 25 m. The downstream section was executed with a 6.1 m-diameter Earth pressure Balance Tunnel Boring Machine (EPB TBM) launched from a 35 m-diameter shaft with water table pressures up to 200 kPa. Break-in was performed across a watertight, plastic diaphragm wall cell, which allowed safe shaft wall manual demolition, resulting in a very safe TBM launch. The tunnel upstream section, 2.85 m in diameter, was executed using pipe jacking technology, with the peculiarity of using bidirectional launch shafts along its alignment. To allow water entrance from existing system - through flow diversion chambers - into the new relief tunnel, openings were made in the TBM tunnel, with connection areas of 4 to 7 m2. Its design was particularly challenging, given that unbolted segmental lining was used.

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Kaspar, Markus; Latal, Christine; Pittino, Gerhard; Blümel, ManfredHardness, strength and abrasivity of rocks: Correlations and predictionsGeomechanics and Tunnelling2/2023184-192Topics

Kurzfassung

Since ancient times, rocks and their geomechanical and mineralogical properties have played a fundamental role for realising construction and infrastructure projects. Workability and excavability of the material itself are still decisive factors controlling tool wear and advancement rates. In engineering geology, standardised tests and analyses related to the strength, hardness, abrasivity and mineralogical composition are commonly conducted in this context. The uniaxial compressive strength (UCS), CERCHAR Abrasivity Index (CAI) and equivalent quartz content are widely used parameters for such an assessment, in order to estimate and predict drillability and associated wear of drill bits, cutting discs or chisels. In this article, the correlations between strength, abrasivity and mineral content of various rock types are investigated. The concept of hardness in geotechnics and engineering geology is elaborated in greater detail, shedding light on hardness definitions, testing methods and how hardness parameters are interrelated. Under the aspect that the CAI shows a good correlation with the Mohs hardness commonly used in mineralogy, a novel approach for estimating the CAI is presented. It is suggested that the CAI of a rock can be estimated within 50 % of the actual value, if its UCS exceeds »60 MPa. On the data basis of various rock types analysed from national and international construction projects, the potential and limitations of this method are discussed.

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Haque, FoisalNumerically liquefaction analysis of tunnel-sand pile interaction (TSPI) under seismic excitationGeomechanics and Tunnelling2/2023193-204Topics

Kurzfassung

Liquefaction is a vital issue for the tunnel-sand pile interaction (TSPI) system under seismic excitation. Therefore the present study proposed a TSPI model for the liquefaction analysis numerically using the numerical code of Plaxis 3D under local seismic excitation. Validation results of the numerical code inform a convincing level of accuracy to ensure the analysis of the TSPI model using this code. In this research, the geometry of the TSPI model is considered smaller compared to the tunnel diameter to influence the probability of the liquefaction occurrence, and the only variable geometric dimension is the tunnel pile clear distance of the interaction zone while other geometric and material properties are considered to be the standard value. UBC3D-PLM (two yield surfaces consisting of kinematic hardening rules) constitutive model is used to ensure the liquefaction effect in the TSPI model; however, the excess pore pressure ratio exceeds the limiting value of 1 to inform the existence of liquefaction in the TSPI model. In addition, the uplift of sand is exceeded from the settlement due to liquefaction. However, further investigations such as experimental and analytical studies may have to be performed in the future to enhance the present study.

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