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

Kurzfassung

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

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

Kurzfassung

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

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

Kurzfassung

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

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

Kurzfassung

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

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

Kurzfassung

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

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

Kurzfassung

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

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

Kurzfassung

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

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

Kurzfassung

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

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

Kurzfassung

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

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

Kurzfassung

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

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

Kurzfassung

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

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

Kurzfassung

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

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Product informations: Geomechanics and Tunnelling 5/2014 Geomechanics and Tunnelling 5/2014 636-637 Product informations

Kurzfassung

Successful cooperation continued / Neuerliche Kooperation wird fortgesetzt
The new Tecco system

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Diary of Events: Geomechanics and Tunnelling 5/2014 Geomechanics and Tunnelling 5/2014 638 Diary of Events

Kurzfassung

Keine Kurzfassung verfügbar.

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Inhalt: Mauerwerk 5/2014 Mauerwerk 5/2014 Inhalt

Kurzfassung

Keine Kurzfassung verfügbar.

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Rast, Ronald Mauerwerksbau und Klimawandel Mauerwerk 5/2014 269 Editorial

Kurzfassung

Keine Kurzfassung verfügbar.

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Rast, Ronald Massive Bauwerke aus Mauerwerk unter den Herausforderungen des Klimawandels Mauerwerk 5/2014 270-278 Fachthemen

Kurzfassung

Im September 2013 fand der deutsche Mauerwerkskongress in Berlin statt. Er behandelte die Thematik “Mauerwerk unter den Herausforderungen des Klimawandels“. Der Kongress brachte die Erkenntnis, dass der Klimawandel, insbesondere seit Beginn des 21. Jahrhunderts, in Form unterschiedlicher Naturkatastrophen deutlich spürbar wird. Verstärkt auftretende Hitze- und Kältewellen, mehr Unwetter mit Blitz und Hagelschlag sowie Starkregen, wiederholt auftretende Überschwemmungen sowie die Zunahme von Tornados sind deutliche Zeichen dafür. Mehr Sicherheit und mehr Schutz vor den Auswirkungen derartiger Naturereignisse sind auf verschiedenen Wegen zu erlangen. Eine Möglichkeit zur Begrenzung materieller Schäden infolge von Naturkatastrophen ist die bewusste Auswahl robuster Baukonstruktionen und geeigneter Baustoffe. Die auf dem Deutschen Mauerwerkskongress 2013 angestoßene Diskussion wird auf Basis neuester Erkenntnisse der Klimaforschung und jüngster Statistiken der Versicherungen zur Schadensregulierung von Naturkatastrophen im nachfolgenden Beitrag weitergeführt. Veränderte Anforderungen aus dem Klimawandel, insbesondere an Wohngebäude und wohnähnliche Nichtwohnbauten, werden dargestellt.

Massive masonry constructions under the challenges of climate change.
The German Masonry Congress was held in Berlin in September 2013. It covered the topic “masonry under the challenges of climate change“. The Congress brought the realization that the climate change, especially since the beginning of the 21st century, in the form of various natural disasters is clearly noticeable. Reinforced onpassing heat and cold waves, more storms with lightning and hail and heavy rain, recurrent floods and the increase of tornadoes are clear signs. More security, more protection from the impact of natural events to gain in various ways. One way to limit material damages caused by natural disasters is the conscious choice of robust constructions and suitable building materials. In the following article the discussion initiated at the German Masonry Congress 2013 will be continued based on the latest findings of climate research and recent statistics from the insurance companies to settle claims from natural disasters. Changing demands from climate change, particularly on residential buildings and non-residential buildings with living quarters, are presented.

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Hegner, Hans-Dieter Zukunftssicher bauen - die Sicht des Bundesbauministeriums Mauerwerk 5/2014 279-288 Fachthemen

Kurzfassung

Das neu gebildete Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit wird aufbauend auf den Forderungen des Koalitionsvertrages der aktuellen Bundesregierung rasch ein “Aktionsprogramm Klimaschutz“ vorlegen, um zusätzliche CO2-Einsparungen zu generieren. Gleichzeitig soll mit dem “Bündnis für bezahlbares Wohnen und Bauen“ dafür gesorgt werden, dass Wohnen bezahlbar bleibt und mehr Sozialwohnungen insbesondere in Ballungsräumen errichtet werden. Beides gelingt nur, wenn konsequent innovative Ansätze beim Wohnungsbau und dem energieeffizienten und nachhaltigen Bauen umgesetzt werden. Die Forschungsinitiative Zukunft Bau leistet dabei umfangreiche Unterstützung. Die aktuelle Förderrichtlinie wurde am 28. Juli 2014 in Kraft gesetzt.

Building for the future - the view of the Federal Building Ministry.
The new Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation, Building and Nuclear Safety will shortly submit a Climate Action Programme 2020 based on the Coalition Agreement of the current government to achieve additional CO2 savings. At the same time the Alliance for Affordable Housing and Building aims to keep housing affordable and ensure that more social housing is built, in particular in conurbations. These two goals can only be attained if we consistently implement innovative approaches in housing development and energy-efficient, sustainable building. The research initiative Future Building (Zukunft Bau) makes a vital contribution to this. The current funding guidelines entered into force on 28 July 2014.

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Mauerwerkstage 2014 von Wienerberger Mauerwerk 5/2014 288 Veranstaltungen

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Graubner, Carl-Alexander; Pohl, Sebastian Nachhaltigkeit von Mauerwerk im Geschosswohnungsbau Mauerwerk 5/2014 289-297 Fachthemen

Kurzfassung

Innerhalb der deutschen Nachhaltigkeitsstrategie spielen die Bau- und Immobilienwirtschaft im Allgemeinen und Wohngebäude als wichtige Gebäudetypologie im Speziellen eine zentrale Rolle. Auf Basis einer ganzheitlichen lebenszyklusorientierten Analyse konnte die hohe Nachhaltigkeitsqualität kleiner Wohngebäude (EFH/ZFH) aus Mauerwerk bereits nachgewiesen werden [1]. Die Untersuchungen dieses Beitrags weiten diese Betrachtungsweise aus und sollen zeigen, ob auch größeren Mauerwerkswohngebäuden (MFH) eine vergleichbare Nachhaltigkeitsqualität attestiert werden kann.

Masonry and sustainability in apartment buildings.
The construction and real estate industry in general and especially residential buildings as a crucial typology are key elements of the national sustainability strategy in Germany. Based upon a holistic life-cycle orientated analysis the high sustainability quality of small residential buildings made of masonry has already been verified [1]. The examination of the following paper extends the perspective and should prove if masonry apartment buildings can be characterised by a comparably high sustainability quality.

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Graubner, Carl-Alexander; Förster , Valentin; Schmitt , Michael Standsicherheit von Kellerwänden bei drückendem Wasser Mauerwerk 5/2014 298-303 Fachthemen

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Hochwasserkatastrophen treten auch in Deutschland immer häufiger auf. Die dabei entstehenden Beanspruchungen sind im Mauerwerksbau insbesondere für Kellerwände, welche mit einem Bogenmodell bemessen werden, von Bedeutung. Da mit dem normativ vorgeschlagenen Nachweisverfahren kein hydrostatischer Druck berücksichtigt werden kann, wird zunächst eine Nachweismethodik vorgestellt, welche den Lastfall des drückenden Wassers realitätsnah abbildet. Darauf aufbauend werden Bemessungsdiagramme abgeleitet, mit deren Hilfe entweder die maximale Wasserstandhöhe in Abhängigkeit der normativ erforderlichen Mindestauflast bestimmt oder die erforderliche minimale Auflast bei gegebener Wasserstandhöhe abgelesen werden kann. Drückendes Wasser auf Kellerwände im Hochwasserfall stellt eine außergewöhnliche Einwirkung dar. Es kann gezeigt werden, dass die zugehörige Einwirkungskombination bei über die gesamte Wandhöhe hinterfüllten Wänden in vielen Fällen nur bemessungsrelevant wird, wenn das Wasser sehr hoch ansteigt. Bei teilweise hinterfüllten Kellerwänden sind auch bei hydrostatischem Wasserdruck meist kleine Auflasten für eine hinreichende Standsicherheit ausreichend.

Design of basement walls under earth and water pressure.
The past decades have shown a tremendous increase in the occurrence of floods in Germany. This development asks for a extension of the design procedure used for basement walls, which is based on an arc model. As the standard regulations do not take into account hydrostatic pressure, the development of a new model regarding water pressure is evident. For this purpose, design diagrams were derived either accounting for the already existing load from the normative method to determine the maximum possible water level or diagrams which show the required minimum dead load for a certain water level. Water pressure due to a flooding represents an extraordinary load with specific partial safety factors within the design situation. If the basement wall is completely backfilled it can be shown, that the extraordinary load of hydrostatic pressure is only relevant for the wall design, if the water level rises near the terrain surface. In case of partially backfilled walls often small dead loads are sufficient to ensure adequate reliability.

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Alfes, Christoph; Schäfers, Martin Bauphysikalische und mechanische Aspekte von Mauerwerk nach Flutkatastrophen Mauerwerk 5/2014 304-313 Fachthemen

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Hochwasserereignisse treten in Deutschland immer wieder auf. Gebäude werden dabei bisweilen bis ins Obergeschoss überflutet. Der Beitrag geht auf die Trocknung von Mauerwerk mit unterschiedlichen Trocknungsmethoden ein und es wird erörtert, wie Trocknungszeiten durch maschinelle Unterstützung verkürzt werden können. Weiterhin wird gezeigt, wie sich mechanische Eigenschaften von Mauerwerk bei Durchfeuchtung sowie nach anschließender Trocknung darstellen. Abschließend wird auf die Möglichkeit eines Schutzes durch geeignete Abdichtungssysteme hingewiesen.

Building physical und mechanical aspects of masonry after flood disaster.
Flood incidences appear in Germany from time to time. Buildings were occasionally flooded up to the first floor. The contribution assumes drying of masonry, drying methods and how drying periods can be shortened by applying technical equipment. Furtheron it is pointed out, how mechanical properties chance during moisture penetration und perform after subsequent drying. Concluding, possibilities of protecting masonry by suitable sealing systems are indicated.

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Workshop und Exkursion der Gesellschaft für Bautechnikgeschichte Altes Konstruktionswissen, alte Konstruktionen: Rekonstruieren der Prozesse - Entsorgen der Produkte? Mauerwerk 5/2014 313 Aktuell

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Bauer, Thomas; Neuling, Kay; Huber, Ralf Das Freie Wölben über den Schlingrippen der Schlosskapelle Dresden Mauerwerk 5/2014 314-322 Fachthemen

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“… Die Kunst der Wölbung war der erste Sieg der Konstruktion über die Schwerkraft, … im Umgang mit dem Stein als Werkmaterial lernte der menschliche Geist, die Kräfte und Gesetze der Materie zu ergründen und sie planend für seine Zwecke nutzbar zu machen …“ [1].
So wie es Götz Fehr 1961 für die spätgotischen Werkleute um Benedikt Ried beschrieb, stand in den Jahren 2009 bis 2013 für die Autoren die gleiche Aufgabe bei der Rekonstruktion des Schlingrippengewölbes der Schlosskapelle Dresden von 15561, wo für die Ausführung der sphärisch gekrümmten Wölbsegel kaum mehr Überlieferungen sowohl zur Technologie des Freien Wölbens bei Schlingrippengewölben als auch zu den Materialien bekannt waren.
In einem mehrmonatigen Prozess wurden die Mörtel- und Ziegelrezepturen anhand von Befunden an noch bestehenden Wölbungen durch die Autoren studiert2 und durch Versuchsmodelle3, bei denen die Materialeigenschaften im Zusammenhang mit einem Freien Wölben erprobt wurden, letztendlich zum erfolgreichen Einsatz bei der Rekonstruktion der Dresdner Kapelle geführt.

The freely formed vaults over the winding ribs of the Chapel in Dresden’s Castle.
“… The art of vaulting was the first ‘win‘ that construction had against gravity … Man’s spirit learned by dealing with stone as the building material how to determine the forces and laws of materials and how to plan to make them usable for his purposes …“ [1].
The same task as that which Götz Fehr described in 1961 for the Late Gothic craftsmen in Benedikt Ried presented itself to the authors for reconstructing the winding ribbed vault of the Chapel in Dresden’s Castle, dating from 1556 1, where hardly any traditional knowledge had been handed down through the generations about how to build the spherically curved, vault springing: not only concerning the technology of freely formed vaulting but also regarding the materials.
The authors studied 2 the formulas for mortars and bricks in a process lasting several months on the basis of findings from surviving vaults and by means of the test models 3 which they used to test the materials’ properties in connection with a freely formed vault before finally discovering how to use them successfully for reconstructing Dresden’s Chapel.

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Hauschild, Carola; Jäger, Wolfram Webinar "Anwendung von DIN EN 1996" Mauerwerk 5/2014 323-326 Berichte

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