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Autor(en) Titel Zeitschrift Ausgabe Seite Rubrik
Verdianz, Markus; Özbeck, Zafer Koray; Linortner, Johannes; Jung, Gerald Structural design measures for a 93 m high concrete-faced rockfill dam (CFRD) to cope with difficult geological conditions / Planung und Errichtung eines 93 m hohen Steinschüttdamms unter schwierigen geologischen Bedingungen Geomechanics and Tunnelling 5/2012 485-496 Topics

Kurzfassung

The 93 m high concrete-faced rockfill dam (CFRD) is one of the main components of the Kavsak Bendi hydro-electric scheme located in the south-eastern part of Turkey. After re-assessing the geological conditions at the dam site, it was necessary to change the dam design from the roller compacted concrete (RCC) gravity dam originally planned to a CFRD. Due to the very poor geological conditions, the application of internationally established design criteria for a CFRD foundation in the case of Kavsak Bendi CFRD necessitates extensive improvement of the dam foundation zone. Special emphasis has been placed on the strict geometric boundary conditions for the revision of the dam design as the river diversion facilities and the power waterway have already been completely constructed. At the moment, the main dam excavation works will soon be completed and the treatment of the dam foundation zone is almost finished. This paper presents the status quo with respect to the design and application of measures which have been considered to overcome the challenging foundation conditions of the Kavsak Bendi CFRD.
Ein 93 m hoher Steinschüttdamm mit Betonoberflächendichtung (CFRD) ist eines der Hauptelemente der im Südosten der Türkei gelegenen Wasserkraftanlage Kavsak Bendi. Nach einer Neubewertung der geologischen Verhältnisse an der Dammstelle wurde eine Änderung des Dammtyps gegenüber dem ursprünglich geplanten Walzbetondamm (RCC-Damm) zu einem CFR-Damm erforderlich. Aufgrund sehr schlechter geologischer Verhältnisse ist die Anwendbarkeit weltweit anerkannter Konstruktions- und Auslegungskriterien für ein CFRD-Fundament im Fall des Kavsak Bendi CFRD mit umfangreichen Verbesserungsmaßnahmen im Bereich der Dammaufstandsfläche verbunden. Besonderes Augenmerk für die Überarbeitung der Dammplanung galt dabei den vorgegebenen geometrischen Randbedingungen, da die Bauumleitung und der Triebwasserstollen bereits fertig gestellt waren. Derzeit befinden sich die Aushubarbeiten für den Steinschüttdamm in der Endphase, und die Maßnahmen zur Verbesserung der Aufstandsfläche sind nahezu fertiggestellt. Dieser Bericht stellt den Status quo hinsichtlich Planung und Ausführung der Maßnahmen vor, die im Zusammenhang mit der Implementierung entworfen bzw. umgesetzt wurden, um die schwierigen geologischen Bedingungen bautechnisch zu beherrschen.

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Li, Ning; Yao, Xiancun; Qu, Xing; Zhang, Chengke; Zhang, Zhiqiang; Zhou, Zhong Strengthening treatment and analysis for the left bank abutment of Jin Ping Arch Dam Geomechanics and Tunnelling 5/2012 497-502 Topics

Kurzfassung

The Jin Ping arch dam foundation exhibits large differences in the stiffness between left and right bank due to a fault in the valley and unloading, relaxation and rock crushing effects in the left abutment. An extremely complex engineering problem appears by achieving mechanical balance for the dam body. To reinforce the left dam foundation concrete pads refilling faults, huge concrete piles and consolidation grouting together with grout and drainage curtains are investigated and executed. The numerical results show that these reinforcement measures for the excavated dam foundation improved significantly the rock mass deformability and its stability.
A suitable excavation sequence for reinforcement tunnels and caverns is studied and the stability of these tunnels is analysed. The influence of consolidation grouting on the slope stability is investigated by varying spacing and number of active grouting holes. During the construction of the reinforcement tunnels the vibrations induced by blasting are simulated and measured. For different distances between tunnels and slope to tunnels respectively, the maximum quantity of explosives for single drives is studied.

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Grunicke, Urs H.; Risti , Mladen Pre-stressed tunnel lining - pushing traditional concepts to new frontiers / Neue Grenzen für passiv vorgespannte Druckstollenauskleidungen Geomechanics and Tunnelling 5/2012 503-516 Topics

Kurzfassung

Pressure tunnels with pre-stressed concrete linings are recognised as state-of-the-art technology. Numerous pre-stressed concrete linings, featuring diameters of up to 6 m, have been successfully implemented over the last few decades.
This paper on the Niagara Tunnel Facility Project (NTFP) illustrates how the concept of passive pre-stressing can be further developed for application in increasingly complex geometrical and geotechnical boundary conditions. The diversion tunnel with an excavation diameter of 14.4 m was advanced in horizontal layers of sedimentary rock, which are characterised by a wide range of strengths and anisotropic stiffnesses as well as by pronounced time-dependent deformation behaviour. The in-situ stress field is marked by an exceptionally high horizontal stress, which s several times greater than the overburden pressure. The ground has a considerable swelling potential and is highly aggressive to concrete. This combination of difficult geotechnical conditions and unusual structural dimensions poses an unprecedented challenge to the designers with respect to both the design of the pre-stressed final lining and the planning of the grouting works. The long-term behaviour is modelled with the help of higher-order creep and shrinkage laws, which are calibrated based on trials and measurements.
Druckstollen mit vorgespannter Betonauskleidung stellen einen anerkannten Stand der Technik dar. Für passiv vorgespannte Druckstollenauskleidungen liegt eine Vielzahl an langjährigen Erfahrungen für Durchmesser bis 6 m vor.
Dieser Beitrag erläutert anhand des Beispiels des Niagara Tunnel Facility Projects (NTFP), wie das Konzept der passiven Vorspannung auf geometrisch wie geotechnisch ungewöhnliche Rahmenbedingungen erweitert werden kann. Der Umleitungstunnel mit einem Ausbruchdurchmesser von 14,4 m wurde in einer horizontalen Wechselfolge von Sedimentgesteinen vorgetrieben, die eine große Bandbreite an Festigkeiten und anisotropen Steifigkeiten sowie ein ausgeprägtes zeitabhängiges Verformungsverhalten aufweisen. Das Primärspannungsfeld ist charakterisiert durch ungewöhnlich hohe Horizontalspannungen, die ein Vielfaches des Überlagerungsdrucks betragen. Es besteht ein ausgeprägtes Quellpotenzial sowie ein stark betonaggressives Milieu. Die Kombination aus schwierigen geotechnischen Verhältnissen mit ungewöhnlichen Bauwerksdimensionen, stellt den Entwurf der vorgespannten Innenschale vor eine bislang unbekannte Herausforderung hinsichtlich Dimensionierung und Planung der Verpressarbeiten. Das Langzeitverhalten wird mithilfe höherwertiger Kriech- und Schwindgesetze abgebildet, die anhand von Versuchen und Messungen kalibriert wurden.

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Bonapace, Paul Renewal of the pressure shaft and surge tank of the Kaunertal power station / Der Neubau des Kraftabstiegs und des Wasserschlosses für das Kaunertalkraftwerk Geomechanics and Tunnelling 5/2012 517-526 Topics

Kurzfassung

The Kaunertal power station has been in operation since 1965. During one of the regular inspections of the facility, it was noticed that the entire pressure shaft and surge tank must be completely renewed due to the long years of wear and tear. The renewal is necessary as a result of the heavy hydraulic loading from power station peak operation and due to the fact that parts of the pressure shaft were constructed in a then unknown landslip and have since been subjected to additional loading from creep movement of the rock mass. The route of the new pressure shaft will run below the identified landslip with a sufficient safety factor, further south than the existing pressure shaft. The implementation of the project with its heart, the steel lined pressure shaft approx. 1, 430 m long with a diameter of 4.3 m, to be constructed inside a PC segmental lining installed with the progress of the double-shield TBM, will take place in 2012 to 2015.
Das Kaunertalkraftwerk ist seit 1965 in Betrieb. Im Zuge regelmäßig durchgeführter Anlagenüberprüfungen wurde festgestellt, dass der gesamte Kraftabstieg (Druckschacht und Wasserschloss) infolge seiner langjährigen Beanspruchung umfassend erneuert werden muss. Der Erneuerungsbedarf ist einerseits auf die starke hydraulische Belastung im Rahmen des Spitzenkraftwerksbetriebs zurückzuführen, andererseits auf den Umstand, dass der Druckschacht seinerzeit auf Teilstrecken in einer lokalen, beim Bau nicht erkannten Massenbewegung errichtet wurde und seitdem einer zusätzlichen Beanspruchung aus Kriechbewegungen des Untergrunds ausgesetzt ist. Die Trasse des neuen Druckschachts wird mit ausreichendem Sicherheitsabstand nun unterhalb der identifizierten Massenbewegung und weiter südlich als der bestehende Druckschacht geführt. Die Realisierung des Projekts mit seinem Herzstück, dem gepanzerten ca. 1.430 m langen Druckschacht mit 4,3 m Durchmesser, der innerhalb einer mit Doppelschild-TBM hergestellten Tübbingvorauskleidung errichtet wird, erfolgt in den Jahren 2012 bis 2015.

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Kieffer, Daniel Scott; Goodman, Richard E. Assessing scour potential of unlined rock spillways with the Block Scour Spectrum / Beurteilung der Kolkbildung in nicht ausgekleideten Hochwasserentlastungen in Fels mittels des Block Scour Spectrums Geomechanics and Tunnelling 5/2012 527-536 Topics

Kurzfassung

Scour of jointed rock is an important safety issue for dams worldwide, with the cases of Kariba Dam and Ricobayo Dam illustrating the severe consequences of dam and spillway foundation erosion. Leading state-of-the-practice methods for assessing rock scour, such as the Erodibility Index Method and Comprehensive Scour Model, consider the influence of rock mass jointing on scour development, but current models have yet to fully consider the three dimensional mechanics and kinematics of rock block removal.
This contribution introduces the Block Scour Spectrum (BSS), a three dimensional analytic approach for determining the resistance rock blocks offer to removal when subjected to hydraulic flow or jet impingement. With the BSS, the resistance offered by different block types comprising the rock mass is determined as a function of resultant block loading direction. The results obtained can be used to optimize spillway direction or anchoring schemes. Application of the BSS is illustrated with a case study of spillway scour at the Ricobayo Dam in Zamora, Spain.
Die Kolkbildung in geklüftetem Fels ist ein bedeutendes Sicherheitsproblem für Talsperren in der ganzen Welt. Die schwerwiegenden Auswirkungen der Erosion im Gründungsbereich von Talsperren und Entlastungsbauwerken können anhand der Kariba-Talsperre und der Ricobayo-Talsperre anschaulich betrachtet werden. Die gängigsten Methoden zur Beurteilung der Kolkbildung im Fels wie die Erodibility Index Methode und das Comprehensive Scour Model berücksichtigen zwar den Einfluss der Klüftung auf die Kolkentwicklung, jedoch nicht die dreidimensionale Mechanik und Kinematik der Felsblockablösung.
In diesem Beitrag wird das Block Scour Spectrum (BSS) vorgestellt, ein dreidimensionaler analytischer Ansatz zur Bestimmung des Widerstands von Felsblöcken gegenüber einer Beanspruchung durch einen hydraulischen Abfluss oder das Auftreffen eines Wasserstrahls. Mit dem BSS kann der Widerstand unterschiedlicher Blocktypen eines Felsverbandes und als eine Funktion der resultierenden Belastungsrichtung bestimmt werden. Die Ergebnisse können anschließend genutzt werden, um beispielsweise die Ausrichtung der Entlastungsrinne oder Verankerungsmaßnahmen zu optimieren. Die Anwendung des BSS wird am Beispiel der Ricobayo-Talsperre in Zamora, Spanien, veranschaulicht, deren Entlastungsrinne durch Kolkbildung massiv beschädigt wurde.

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Schneider, Eckart; Thuro, Kurosch; Galler, Robert Forecasting penetration and wear for TBM drives in hard rock - Results from the ABROCK research project / Prognose von Penetration und Verschleiß für TBM-Vortriebe im Festgestein - Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt ABROCK Geomechanics and Tunnelling 5/2012 537-546 Topics

Kurzfassung

The research project ABROCK - Analysis of Penetration and Cutter-Wear for TBM-Tunnelling in Hard Rock - is concerned with a subject that has not yet been solved satisfyingly, although it is almost as old as mechanised tunnelling. The use of a new generation of large diameter hard rock TBMs, which started in the 1990s, was a reason to take up the subject once again. Six university institutes from Austria, Germany, Switzerland and the USA combined to form a research network in order to develop a new or better forecasting model. The university institutes are working in close touch with client organisations, tunnel contractors, consultants, TBM manufacturers and experts. As the available data mostly comes from the Alps, and as the involved university institutes are mostly based in the Alps or are closely connected with the Alps, the project has been given the working name “Alpine Model”.
After detailed investigation of the best-known forecast models, the Gehring model was chosen as the basis for further development. Its modular structure makes it possible to correctly consider the various influences of geology, cutter geometry and manner of operation. The essential parameters like cutter pressing force and rock strength are modelled with suitable algorithms. The checking and new formulation of the remaining influential factors, which is currently underway, is being performed on a theoretical, experimental and numerical basis. All algorithms were validated against operating data recorded on current projects.
Das Forschungsprojekt ABROCK - Analysis of Penetration and Cutterwear for TBM-Tunnelling in Hard Rock - behandelt ein Thema, das bisher nicht befriedigend gelöst wurde, obwohl es beinahe so alt ist wie der maschinelle Tunnelvortrieb. Der Einsatz einer neuen Generation von Hartgesteins-TBM mit großem Durchmesser, der in den 1990er-Jahren begann, war Veranlassung dieses Thema erneut aufzugreifen. Sechs Universitätsinstitute aus Österrreich, Deutschland, der Schweiz und den USA haben sich zu einem Forschungsverbund zusammengeschlossen, um ein neues, verbessertes Prognosemodell zu entwickeln. Die Universitätsinstitute stehen in engem Austausch mit Bauherrn, Tunnelbaufirmen, Ingenieurbüros, TBM-Herstellern und TBM-Experten. Weil das zur Verfügung stehende Datenmaterial hauptsächlich aus dem Alpenraum stammt und weil die beteiligten Universitätsinstitute überwiegend im Alpenraum angesiedelt sind oder mit diesem in enger Verbindung stehen, erhielt das Projekt den Arbeitstitel “Alpine Model”.
Nach eingehender Evaluierung der bekannten Prognosemodelle wurde das Gehring-Modell als Basis für die Weiterentwicklung gewählt. Sein modulare Ansatz erlaubt es, die unterschiedliche Einflüssen aus Geologie, Meißelgeometrie und Betriebsweise methodisch einwandfrei zu berücksichtigen. Die maßgeblichen Parameter wie Meißelandruckkraft und Gesteinsfestigkeit werden durch geeignete Algorithmen modelliert. Die Überprüfung und Neuformulierung der übrigen Einflussfaktoren, die zurzeit im Gange ist, erfolgt auf theoretischer, experimenteller und numerischer Basis. Sämtliche Algorithmen werden anhand der bei aktuellen Projekten aufgezeichneten Betriebsdaten validiert.

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Entacher, Martin; Lassnig, Klaus Findings from disc cutting tests on alpine lithologies / Erkenntnisse aus Diskenschneidversuchen an alpinen Lithologien Geomechanics and Tunnelling 5/2012 547-556 Topics

Kurzfassung

Full scale linear cutting tests with variable cutter spacing and penetration were conducted on different Alpine lithologies. The analysis focusses on different aspects: First, the investigation of excavated material regarding grain-size distribution curves and aspect ratios. Second, the investigation of cutting forces to better understand rock breakage and the directional dependence of cutting forces in an anisotropic rock mass. A critical view of TBM performance prediction models is also presented. Results show that the percentage of coarse grain is positively correlated with increased cutter spacing, and changing penetration did not result in significant changes of grain-size distribution. Analysis of cutting forces shows that knowledge of cutting forces enables a deeper understanding of rock breakage. Furthermore, it is shown that common performance prediction models are not able to cover certain types of rock satisfactorily.
Im Rahmen dieser Arbeit werden Linearschneidversuche mit variablem Schneidspurabstand und Penetration an repräsentativen alpinen Lithologien präsentiert. Das Schwergewicht der Auswertung liegt in der Analyse des Ausbruchmaterials hinsichtlich Sieblinien und Kornform sowie in der Betrachtung der gemessenen Schneidkräfte zum besseren Verständnis des Gesteinsbruchvorgangs, der richtungsabhängigen Kräfte bei anisotropen Gesteinen sowie der kritischen Betrachtung von TBM-Leistungsprognosemodellen. Die Ergebnisse zeigen, dass der Grobkornanteil bei steigendem Schneidspurabstand zunimmt. Die Änderung der Penetration zeigt keinen gravierenden Einfluss auf die Kornsummenkurve. Die Analyse der Schneidkräfte zeigt, dass die Kenntnis von Schneidkräften wertvolle Einblicke in den Gesteinsbruchmechanismus bietet. Als weiteres Ergebnis wird deutlich, dass gängige TBM-Leistungsprognosemodelle die Schneidbarkeit bestimmter Gesteinsarten nicht adäquat vorhersagen können.

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Frenzel, Christian; Galler, Robert; Käsling, Heiko; Villeneuve, Marlène Penetration tests for TBMs and their practical application / Penetrationstests für Tunnelbohrmaschinen und deren Anwendung in der Praxis Geomechanics and Tunnelling 5/2012 557-566 Topics

Kurzfassung

Characterizing performance of tunnel boring machines (TBM) is important for numerous contractual and technical reasons. A common tool to determine machine performance in the field is the penetration test. The purpose of the penetration test is to operate the TBM for a defined period of time under normalized conditions that allow for interpretation and comparison between tests. The result of a penetration test is a thrust-penetration curve that reflects the excavatability of the rock mass. Prediction models use thrust-penetration curves to calculate the expected performance of a TBM in specific ground conditions.
This paper provides a review of recent practice including testing at the Norwegian University of Science and Technology (NTNU) along with research by Villeneuve and Käsling. Each of these methods includes excavation at certain thrust levels and rotational speeds for a certain distance. These existing methods have a number of disadvantages that lead to fairly slow tests, which the proposed methodology aims to eliminate.
Für eine Reihe von technischen und vertraglichen Fragestellungen ist die Charakterisierung der Leistung von Tunnelbohrmaschinen (TBM) von Bedeutung. Ein häufig genutztes Werkzeug, um die Bohrleistung einer TBM zu bestimmen, ist der Penetrationstest. Der Zweck eines solchen Tests ist, die TBM für eine gewisse Zeitdauer unter definierten Bedingungen zu betreiben, um so die Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen Ergebnissen zu ermöglichen. Das Ergebnis eines Penetrationstests ist eine Penetrations-Kraft-Kurve, die es erlaubt, die Vortriebsleistung einer TBM unter bestimmten Gebirgseigenschaften zu prognostizieren.
In diesem Beitrag werden die bisherigen Ansätze der Norwegischen Technischen Universität in Trondheim und Forschungsarbeiten von Villeneuve und Käsling beschrieben. Diesen Ansätzen ist gemein, dass die TBM über eine kleine Vortriebsstrecke bei verschiedenen Vortriebskräften und Bohrkopfdrehzahlen betrieben wird. Die beschriebenen Methoden haben aber auch eine Reihe von Nachteilen, die zu einer relativ langen Testdauer führen. Die hier vorgeschlagene Methode verkürzt die Testdauer bei gleichzeitiger Erzielung höherer Genauigkeit der Ergebnisse.

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Baumgärtel, Tobias; Fillibeck, Jochen; Vogt, Norbert Slaking of solid clays and claystones under hydraulic and mechanical action / Zerfall von festen Tonen und Tonsteinen bei hydraulischer und mechanischer Beanspruchung Geomechanics and Tunnelling 5/2012 567-573 Topics

Kurzfassung

In tunnel drives with slurry-supported face in semi-solid to solid clay and claystone, hydraulic and mechanical actions can lead to the slaking of the excavated soil aggregates. Heavy slaking can lead to laborious separation associated with high cost. For investigations as preparation for a project, two test rigs were developed at the Zentrum Geotechnik of the TU München. These can be used to investigate slaking both phenomenologically in series tests and also on a large scale. Investigations on solid clays and claystones showed that varied soil properties influence the slaking. High plasticity indices and high lime contents tend to reduce slaking. Bentonite suspensions can approximately halve slaking compared to water and suitable polymer suspensions can largely prevent slaking.
Beim Tunnelvortrieb mit flüssigkeitsgestützter Ortsbrust in halbfesten bis festen Tonen und Tonsteinen führt die hydraulische und mechanische Beanspruchung zum Zerfall der gelösten Bodenaggregate. Starker Zerfall kann zu einem sehr hohen Aufwand und hohen Kosten bei der Separierung führen. Für Untersuchungen im Vorfeld eines Projekts wurden am Zentrum Geotechnik der TU München zwei Versuchstechniken konzipiert. Mit ihnen kann der Zerfall sowohl phänomenologisch in Reihenuntersuchungen als auch großmaßstäblich untersucht werden. Untersuchungen an festen Tonen und Tonsteinen zeigten, dass variierende Bodeneigenschaften den Zerfall beeinflussen. Tendenziell vermindern hohe Plastizitätszahlen und hohe Kalkanteile den Zerfall. Bentonitsuspensionen können den Zerfall im Vergleich zu Wasser etwa halbieren und geeignete Polymersuspensionen einen Zerfall auch weitgehend verhindern.

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Hollmann, Fritz; Thewes, Markus Evaluation of the tendency of clogging and separation of fines on shield drives / Bewertung der Neigung zur Verklebungsbildung und zur Feinkornfreisetzung bei Schildvortrieben Geomechanics and Tunnelling 5/2012 574-580 Topics

Kurzfassung

Shield drives in fine-grained clay soils are often associated with clogging. The tendency of soils to clog depends on numerous parameters. The separation of fines out of the cohesive soil structure also often leads to negative effects. Whether a certain clay soil can become critical depends not only on the soil properties but also the hydrogeological and operating conditions. According to the quantity of water available (groundwater, support fluid), the soil can be altered to a critical consistency range. An evaluation diagram, which takes into account possible changes of water content during the tunnel drive, can be used to evaluate soils under changing conditions (change of available water quantity).
Schildvortriebe in feinkörnigen, tonhaltigen Böden sind häufig mit Verklebungen verbunden. Die Verklebungsneigung von Lockergesteinen hängt von einer Vielzahl an Parametern ab. Auch das Auflösen von Feinkorn aus dem kohäsiven Bodengefüge führt vielfach zu negativen Auswirkungen. Ob ein bestimmtes tonhaltiges Lockergestein kritisch werden kann, hängt neben den Bodeneigenschaften auch von den hydrogeologischen und baubetrieblichen Randbedingungen ab. Je nach Angebot an freiem Wasser (Bergwasser, Stützflüssigkeit) können die Böden in kritische Konsistenzbereiche überführt werden. Mit einem Bewertungs-Diagramm, das mögliche Wassergehaltsänderungen während des Vortriebs berücksichtigt, können Böden auch unter wechselnden Randbedingungen (unterschiedliches Wasserangebot) beurteilt werden.

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Köhler, Manfred; Maidl, Ulrich; Scholz, Marcus; Wendl, Katharina Geotechnical experience from the hydroshield drives on contracts H 3-4 and H 8 in the Lower Inn Valley / Geotechnische Erkenntnisse aus den Hydroschildvortrieben der Baulose H 3-4 und H 8 im Unterinntal Geomechanics and Tunnelling 5/2012 581-596 Topics

Kurzfassung

Two tunnels were driven in the Lower Inn valley in the years 2007 to 2009 using almost identical mixshields ( 13.03 m) under difficult geotechnical conditions. The tunnelling works were monitored and recorded permanently in real time, from which information can be gained about the system of shield machine and surrounding ground. The documentation of the ground conditions was undertaken by geologists working for the client. The continuous documentation of tunnelling included reporting on the excavated material as the drive was underway and the documentation of face conditions during compressed air interruptions. The combination of recorded machine data and the geological documentation of the tunnel drive provides an extensive data basis, whose evaluation shows the complex relationships of the various tunnelling parameters.
Im Unterinntal wurden in den Jahren 2007 bis 2009 zwei Tunnel mit fast baugleichen Mixschilden ( 13, 03 m) unter schwierigen geotechnischen Randbedingungen aufgefahren. Die Vortriebsarbeiten wurden permanent in Echtzeit überwacht und aufgezeichnet, aus den gesammelten Daten ergaben sich Einblicke in das Systemverhalten Schildmaschine/Baugrund. Die Dokumentation der Baugrundverhältnisse wurde von Geologen des Bauherrn vorgenommen. Die kontinuierliche Vortriebsdokumentation umfasste die Begutachtung des Ausbruchmaterials während des laufenden Vortriebs sowie die Dokumentation der Ortsbrustverhältnisse während der Drucklufteinstiege. Die Kombination aus aufgezeichneten Maschinendaten und der geologischen Vortriebsdokumentation ergibt eine umfassende geotechnische Datenbasis, deren Auswertung die komplexen Zusammenhänge der verschiedenen Vortriebsparameter aufzeigt.

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Poisel, Rainer; Hofmann, Robert; Mölk, Michael Investment decisions based on risk assessment / Risikobewertung als Basis für Investitionsentscheidungen Geomechanics and Tunnelling 5/2012 597-604 Topics

Kurzfassung

Reflecting on the safety of a certain situation can never be answered with a clear “either - or”. This question can only be answered by the evaluation of the occurrence probability of damage, because absolute safety does not exist.
The answer to the question: “what may safety cost?” must therefore be based on the definition of “risk” as “risk = damage times probability of occurrence”. The answer must therefore be a cost-benefit calculation, costs making risk reduction (= benefit) possible.
The different evaluation of what the safety of a human life may cost is demonstrated by comparing investments in traffic safety and in protection from natural disasters.
Comparing different cases shows that the levels of tolerated risks and investments in risk reduction differ enormously and makes a common framework highly necessary to be able to make decisions on investments and risk reduction on a rational basis.
Die Frage nach der Sicherheit in einer bestimmten Situation kann nicht mit “etwas ist entweder sicher oder unsicher” beantwortet werden. Diese Frage kann nur mit der Angabe einer Wahrscheinlichkeit beantwortet werden, mit der ein bestimmter Schadensfall eintritt, weil es absolute Sicherheit nicht gibt. Der EC7 in Verbindung mit dem EC0 verknüpft daher im semiprobabilistischen Sicherheitskonzept Zuverlässigkeitsklassen (Wahrscheinlichkeiten des Versagens, RC1 bis 3), Schadensfolgeklassen (CC1 bis 3) und (Teil-) Sicherheitsbeiwerte.
Untersuchungen der Europäischen Kommission, Generaldirektion für Energie und Transport, haben gezeigt, dass in verschiedenen Ländern stark unterschiedliche Beträge für die Verhinderung von Todesfällen bei Verkehrsunfällen ausgegeben werden. Die Skala reicht dabei von 56.000 bis 3,2 Mio. . Auf der anderen Seite haben Untersuchungen von Morgan gezeigt, dass Menschen bereit sind, im Privatleben (z. B. Sport) wesentlich höhere Risiken einzugehen als im Berufsleben. Die unterschiedliche Bewertung eines Menschenlebens wird anhand des Vergleichs der Investitionen in Verkehrssicherheit und in den Schutz vor Naturgefahren demonstriert.
Grundlage für die Antwort auf die Frage: “Was darf Sicherheit kosten?” muss daher der Begriff “Risiko” im Sinne “Risiko = Schaden mal Eintrittswahrscheinlichkeit” sein. Dieser Begriff wird am Beispiel der norwegischen Risikomatrix erläutert. Die Antwort auf die Frage:“Was darf Sicherheit kosten?” muss eine Kosten-Nutzen-Rechnung sein. Die Kosten sind dabei die Kosten, mit der eine bestimmte Risikoreduktion (= Nutzen) erreicht werden kann. Im Fall der Großhangbewegung Lärchberg-Galgenwald bei Murau wurde die Entscheidung, welche Stabilisierungsmaßnahmen zu treffen sind, auf Basis einer Kosten-Nutzen-Rechnung getroffen.
Der Vergleich verschiedener Fälle zeigt, dass das Niveau tolerierter Risiken und die Aufwendungen für die Reduktion von Risiken in unterschiedlichen Situationen sehr unterschiedlich sind und dringend einer Vereinheitlichung bedürfen, um Entscheidungen über Investitionen für Risikoreduktionen auf einer rationalen Basis treffen zu können.

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Fermaud, Charles; Malioka, Vasiliki Cost-effectiveness of measures as a basis for safety decisions / Kosten-Wirksamkeit von Maßnahmen als Basis für Sicherheitsentscheidungen Geomechanics and Tunnelling 5/2012 605-612 Topics

Kurzfassung

In absolute terms safety describes a state which is free of any hazard. Indeed, such a state is not achievable - independent of the available technology and the financial resources. To achieve a safe system can only be a conditional objective. Thus the question arises “How safe is safe enough?” The question has been systematically treated for years using quantitative risk analysis and evaluation. Nowadays risk acceptance criteria are often clearly defined. However there is still a large area of discretion, where costs and benefits of additional safety must carefully be weighed. Such balancing is particularly difficult, if the technology to improve safety is available but it is expensive and their effect on safety is potentially small. The presented paper addresses a practicable methodology to evaluate the appropriateness of additional safety measures using cost-effectiveness-criteria. It has been applied in numerous projects related to safety in tunnels.
Der Ausdruck Sicherheit beschreibt einen Zustand, der frei von jeder Gefahr ist. In der Realität ist ein solcher Zustand nicht erreichbar - unabhängig von der verfügbaren Technologie und den finanziellen Ressourcen. So stellt sich die Frage “Wie sicher ist sicher genug?” Die Frage wurde seit Jahren mit quantitativer Risikoanalyse und-bewertung systematisch behandelt. Heute sind Risikoakzeptanzkriterien oft klar definiert. Allerdings gibt es noch einen Ermessensspielraum, wo Kosten und Nutzen der zusätzlichen Sicherheit sorgfältig abgewogen werden. Dieses Abwägen ist besonders schwierig, wenn die Technologie zur Verbesserung der Sicherheit verfügbar, aber teuer und ihre Auswirkungen auf die Sicherheit potenziell gering ist. Die vorgestellte Arbeit befasst sich mit einer praxisnahen Methodik, die Angemessenheit zusätzlicher Sicherheitsmaßnahmen mit Kosten-Wirksamkeits-Kriterien zu bewerten. Sie kam in zahlreichen Projekten im Zusammenhang mit der Tunnelsicherheit zur Anwendung.

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Lauffer-Neumann, Dagmar; Fehleisen, Susanne Safety on the construction sites of the Koralm Tunnel / Sicherheit auf den Baustellen am Koralmtunnel Geomechanics and Tunnelling 5/2012 613-620 Topics

Kurzfassung

Safety in tunnels - during construction and in operation - is a subject that has been brought to attention again and again in recent years - influenced by incidents, media and authorities. Through the example of the major Koralm Tunnel project, it is explained how the requirements, but also the understanding and the implementation of safety on the construction site have changed and developed over the years of project development. Various project phases are described like EIA, design handed in for approval, tendering and construction. The client was, for example, required to produce a detailed safety concept as part of the preparation of tenders and prepare for its implementation during the construction phase. Client and design team thus intrude into areas, which were formerly left to or transferred to the contractor. In the implementation, it turned out that the delineation of responsibility between contractor and client becomes ever more complex and blurred due to this “preliminary work” by the client. The challenge for the future is to increasingly create awareness of the responsibility of the individual in the implementation of the concept and clarification of open questions. This is described through details from the contract Koralm Tunnel 2 (KAT2).
Sicherheit im Tunnel - in der Bau- wie in der Betriebsphase - ist ein Thema, das in den letzten Jahren immer mehr in den Fokus der Menschen gerückt ist - beeinflusst durch Ereignisse, Medien und Behörden. Anhand des Großprojekts Koralmtunnel soll gezeigt werden, wie sich über die Jahre der Projektabwicklung die Anforderungen, aber auch das Verständnis und die Umsetzung der Sicherheit auf der Baustelle geändert und entwickelt haben. Dabei werden die verschiedenen Projektphasen wie UVE, Einreichplanung, Ausschreibung und Ausführung beleuchtet. Der Bauherr war hier u. a. gefordert, in der Ausschreibungsplanung ein detailliertes Sicherheitskonzept zu entwerfen und dessen Umsetzung in der Ausführungsphase vorzubereiten. Bauherr und Planungsteam drangen damit in Bereiche ein, die bisher weitgehend den ausführenden Firmen überlassen bzw. übertragen wurden. In der Umsetzung zeigt sich, dass die Abgrenzung der Verantwortung zwischen Auftragnehmer und Auftraggeber durch diese “Vorarbeit” des Arbeitgebers immer komplexer und unschärfer wird. Die Herausforderung für die Zukunft besteht darin, verstärkt das Bewusstsein für die Verantwortung des Einzelnen bei der Umsetzung des Konzepts und Klärung offener Detailfragen zu schaffen. Beispielhaft wird dies am Baulos Koralmtunnel 2 (KAT2) dargestellt.

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Falkner, Leo; Schneider, Johann; Arnold, Josef Health and safety, prevention and accident costs in construction industry in international comparison / Arbeitsschutz, Prävention und Unfallfolgekosten im Bauwesen im internationalen Vergleich Geomechanics and Tunnelling 5/2012 621-630 Topics

Kurzfassung

If it's not safe, don't do it! Accidents at work and lost days cost a lot of money. A calculation of the consequential cost of accidents by the Allgemeine Unfallversicherungsanstalt (AUVA) estimates this at 19, 128 Euro per accident in 2010. In the construction industry in Great Britain and the USA, employers and employees generally seem to attach more importance to occupational safety and communicate this more effectively than in Austria and Germany. What are the possible explanations for this difference? This article investigates basic cultural differences in general, in the safety culture and different legal traditions. The factors mentioned are not only decisive for the usual contract and cooperation models between employer and employee in these countries but also have an effect on the sickness statistics and the cost of accidents.
Wenn es nicht sicher ist, mach es nicht! Arbeitsunfälle und Ausfallstage kosten viel Geld. Eine Unfallfolgekostenberechnung der Allgemeinen Unfallversicherungsanstalt (AUVA) schätzt diese im Bauwesen pro Unfall im Jahr 2010 auf 19.128 Euro. In der Bauindustrie in Großbritannien und den USA scheinen Auftraggeber und Auftragnehmer generell mehr Wert auf Arbeitssicherheit zu legen und dies auch besser als in Österreich und Deutschland zu kommunizieren. Was sind mögliche Gründe für diese Unterschiede? Dieser Beitrag geht auf grundlegende kulturelle Unterschiede im Allgemeinen, in der Sicherheitskultur und auf unterschiedliche Rechtskreise ein. Die genannten Faktoren sind nicht nur ausschlaggebend für die in diesen Ländern zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer gebräuchlichen Vertrags- und Kooperationsmodelle, sondern wirken sich auch auf die Krankenstandsstatistiken und Unfallkosten im Bauwesen aus.

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Zenz, Gerald; Obernhuber, Pius; Czerny, Helmut The great significance of dam safety in Austria / Der hohe Stellenwert der Talsperrensicherheit in Österreich Geomechanics and Tunnelling 5/2012 631-637 Topics

Kurzfassung

Each dam and each reservoir is an individual facility, since their foundation conditions are rarely similar. Due to their location, their height and their storage capacity, dams and reservoirs can hold a considerable hazard potential, which is why they are designed conservatively; projects are examined meticulously (e.g. by the Austrian Commission on Dams) and monitored comprehensively during the construction phase and during operation. To guarantee their continuous safety, dams and reservoirs are monitored with great care by the operating company with the help of trained staff and the latest measuring equipment. The most important measurement data are acquired continuously so as to gain an up-to-date impression of the load-bearing behaviour of the dam and its foundation and to be able to react swiftly and efficiently should any changes occur.
On an international level, the state of the technology concerning dam safety is updated in the bulletins published by ICOLD. Austria takes part in the work of the various committees and has built up a renowned high standing worldwide for guaranteeing dam safety. In training courses and seminars for junior engineers, it is mainly the basics of dam monitoring and safety checks that are imparted, later reinforced by practical work. This approach should also keep the facilities safe in the future.
Talsperren und Speicher sind vor allem aufgrund der jeweiligen Untergrundverhältnisse - jedes Bauwerk hat einen anderen, nur selten ähnlichen Untergrund - individuelle Anlagen. Sie können aufgrund ihrer Lage, ihrer Bauwerkshöhe bzw. ihres Staurauminhalts ein erhebliches Gefährdungspotenzial aufweisen. Sie werden daher konservativ geplant, die Projekte sorgfältig geprüft (u. a. Staubeckenkommission des Bundes) und im Zuge der Bauausführung sowie des späteren Betriebs umfassend kontrolliert. Um die Sicherheit fortlaufend zu gewährleisten, werden diese Bauwerke seitens der Betreiber durch geschultes Personal und modernste Messausstattung sorgfältig überwacht. Die wesentlichsten Messwerte werden permanent erfasst, um so ständig ein aktuelles Bild über das Tragwerksverhalten von Sperre und Untergrund verfügbar zu haben und bei Veränderungen rasch und effizient reagieren zu können.
International wird auf dem Gebiet der Talsperrensicherheit der Stand der Technik mit den Bulletins der ICOLD fortgeschrieben. Österreich arbeitet in den Gremien mit und hat einen weltweit anerkannt hohen Stand für die Gewährleistung der Talsperrensicherheit aufgebaut. In Kursen und Seminaren für die Ausbildung junger Ingenieurinnen und Ingenieure werden insbesondere die Grundalgen für die Talsperrenüberwachung und Sicherheitsüberprüfung vermittelt und in praktischen Übungen vertieft, um so auch in Zukunft Anlagen sicher zu betreiben.

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Saischek, Michael The safety equipment of the new line in the Lower Inn Valley / Die sicherheitstechnische Ausrüstung der Neubaustrecke im Unterinntal Geomechanics and Tunnelling 5/2012 638-643 Topics

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100 % safety is never achievable, even with unlimited resources. The basic principles of risk optimisation pose different efficiency. Therefore the risk and the extent of damage can be over-proportionately reduced through very effective implementation of the basic principles. The article describes some measures for the minimisation of risk and their implementation on the Lower Inn Valley project as examples.
Eine 100-prozentige Sicherheit ist auch unter Einsatz unbegrenzter finanzieller Mittel nie erreichbar. Die Grundprinzipien der Risikominimierung sind unterschiedlich wirksam. Daher lassen sich durch Maßnahmen in den Grundprinzipien mit hoher Wirksamkeit das Risiko und das Schadensausmaß überproportional reduzieren. Der Beitrag beschreibt anhand von einigen Beispielen exemplarische Maßnahmen der Risikominimierung und deren Umsetzung im Unterinntalprojekt.

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Terex delivers five new tunnel excavators for the Moscow metro project as well as tunnel machines and tunnel excavators for the Crossrail-project in London / Terex liefert fünf neue Tunnelbagger für Moskauer U-Bahn-Projekt sowie Tunnelmaschine und Tunnelbagger für Londoner Crossrail-Projekt London Geomechanics and Tunnelling 5/2012 644-645 Product Information

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Diary of Events: Geomechanics and Tunnelling 5/2012 Geomechanics and Tunnelling 5/2012 646 Diary of Events

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Inhalt: Mauerwerk 5/2012 Mauerwerk 5/2012 Inhalt

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Rast, Ronald Energie- und Ressourceneffizienz von Gebäuden Mauerwerk 5/2012 221-222 Editorial

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Vogdt, Frank Ulrich; Schäfers, Martin Energie- und Ressourceneffizienz von Gebäuden aus Kalksandstein Mauerwerk 5/2012 223-230 Fachthemen

Kurzfassung

Der Beitrag zeigt anhand von exemplarischen Ein- und Mehrfamilienhäusern in Mauerwerksbauweise, dass auch zukünftig national und europäisch angestrebte energetische Standards technisch problemlos mit Kalksandstein realisiert werden können. Hier erweist sich das von der KS-Industrie entwickelte Konstruktionsprinzip der Funktionstrennung als besonders zukunftsweisend, da eine weitere Verbesserung des baulichen Wärmeschutzes ressourcenschonend durch eine einfache Erhöhung der Wärmedämmstoffdicke möglich wird.
Im Rahmen einer Lebenszyklusanalyse ergibt sich bei einer Verschärfung der energetischen Standards darüber hinausgehend eine positive ökologische Bilanz mit geringen Anteilen für Aufwendungen (z. B. Primärenergieaufwand) und Wirkungen (z. B. Emissionen von Treibhausgasen, wie CO2) aufgrund der hohen Ressourceneffizienz von KS. Ökonomisch ist nach derzeitigem Stand der Technik bzw. nach derzeitigem Preisgefüge für Bauprodukte und Energie ein über den moderaten Passivhausstandard hinausgehender Standard wie der “Nahezu-Null-Energie-Haus-Standard“ noch nicht wirtschaftlich. Dies ist jedoch nicht auf die KS-Wandkonstruktionen sondern vielmehr auf die aufwendigere technische Gebäudeausstattung TGA, insbesondere zur Nutzung regenerativer Energie, zurückzuführen.

Resource efficiency of calcium silicate buildings.
By means of two exemplarily regarded buildings (one family house and one apartment building) with masonry construction, the present article depicts, that future requirements, which will result from national and European legislation, can be realised with constructions of calcium silicate without any technical difficulties. In this context, exterior walls with separated functional layers, which were developed by the German calcium silicate industry turn to be particularly forward-looking, due to the fact, that a further enhancement of the thermal insulation of such constructions can easily be realised by increasing the thickness of the insulating material.
The results of a life-cycle assessment show that higher energy standards of buildings lead to reduced ecological impacts (for example emission of green house gas like CO2) along the whole life cycle of the building compared to lower energy standards due to the high resource efficiency of calcium silicate constructions. In an economical point of view, higher building-energy standards than moderate passive house standard like nearly zero energy standard are not profitable at present if current price levels for building products and energy are considered. This does not result from calcium silicate wall constructions but particular from elaborated building technologies, especially for the generation of energy from renewable resources.

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Horschler, Stefan In Würde altern - Energieeffizienz und Nachhaltigkeit im Wohnungsbau Mauerwerk 5/2012 231-239 Fachthemen

Kurzfassung

Anders sieht die Situation im attraktiven Wohnumfeld, mit hohem Wirtschaftspotential und in strukturstarken Gegenden aus; hier wird eine Platzierung der Immobilie am Markt immer möglich sein: allerdings auch ohne eine energetische Optimierung. Außerdem gilt für die Rentabilität einer Immobilie, dass diese möglichst geringe Unterhaltungs- und Wartungskosten aufweist. Nachfolgend werden Einzelaspekte des nachhaltigen Bauens aus energetischer, ökonomischer, konstruktiver und baupraktischer Sicht kommentiert.

Aging with dignity - energetic efficiency and sustainability in housing construction.
Individuals need to be treated individually - this applies both to humans when it comes to health problems e.g. and to building. Each case for itself demands the definition of the valid criteria for sustainability, even though this may be difficult. For example: Is it economically sensible to establish property with a high level of energetic efficiency up to energetic autonomy at a location, which is urbanistic unattractive, has the outlook of shrinking numbers of inhabitants and therefore no expected further utilization in future? In this case it will be quite difficult to position the object at the market, even though it has its excellent energetic standard. However different will be the situation of an object in an attractive neighbourhood: High economic potential always allows the merchandise of a building, regardless in what energetic shape it comes. For the rentability of a building applies, that costs for maintenance it may be as small costs as possible.
In the following you will find comments on individual aspects of sustainable building from energetic, economic, constructive and practical points of view.

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Firmen und Verbände: Mauerwerk 5/2012 Mauerwerk 5/2012 239 Firmen und Verbände

Kurzfassung

Broschüre zum neuen Mauerziegel “Unipor WS09 Coriso“
Bemessung von Porenbeton- Mauerwerk nach Eurocode 6

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Heller, Dieter Nachhaltiges Bauen mit Leichtbeton Mauerwerk 5/2012 240-241 Fachthemen

Kurzfassung

Die Umwelt-Produktdeklarationen des “Instituts Bauen und Umwelt e.V.“ geben Aufschluss über die Nachhaltigkeit von Baustoffen und bieten damit eine Planungsgrundlage für Architekten, Planer und Bauherren. Für Leichtbeton-Mauersteine und -Elemente liegen diese von unabhängiger Stelle überprüften Daten vor. Sie belegen, dass für die Herstellung von Leichtbeton-Baustoffen eine vergleichsweise geringe Menge an nichterneuerbarer Primärenergie erforderlich ist.

Sustainable building with lightweight concrete.
The environmental product declaration of the “Institut Bauen und Umwelt e.V.” gives information about the long term sustainability of building materials and offers a framework for planning to architects, planners and builders. It sets out data checked by independent sources for concrete cavity blocks and similar materials. It states that for the production of lightweight concrete materials a comparatively small amount of renewable energy is required.

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