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This paper examines the design and observed performance during construction, associated with staged excavation and support requirements of the Venaus powerhouse cavern, a component of the Pont Ventoux-Susa hydroelectric scheme (in Northern Italy, near the city of Torino), which has been recently put into operation. This cavern, with a maximum height of 49 m, a length of 50 m, and a span of some 23 m, has been excavated in calcschists at a depth of 250 m below surface. Rock reinforcement consisted essentially of 9 to 15 m long primary rock anchors, for long term support, and 6 m long secondary rock dowels, together with a 25 cm thick reinforced shotcrete lining. Following comprehensive geological and geomechanical investigations with laboratory and in situ testing, design analyses have been performed by numerical modelling with both continuum and discontinuum methods. On the basis of the observed performance during early excavation of the upper cross section of the cavern, a discontinuum model, calibrated by back analysis procedures, was used for predicting the overall excavation stability. It is noteworthy that the design concepts adopted allowed this large cavern to be excavated and stabilized without the use of a cast-in-place concrete arch for roof support.

On contract H8 - Tunnel Jenbach on the northern approach route to the Brenner Base Tunnel, a 54 km section of tunnel is currently being equipped with a geothermal system making use of energy lining segments, which enable the laying of absorber pipework in the TBM-driven tunnel. The system will be able to supply energy to the building yard in Jenbach though a connection in the emergency exit shaft. The design of the geothermal energy system covers the design of the energy segments, the sizing of the geothermal system, the installation of the segments in the tunnel and connecting them together in the tunnel and the laying of the connection pipework. Various restrictions resulting from the practicalities of tunnel construction had to be taken into account in the geothermal system. This article describes the experience gained during the design phase and the current state of the works. Then follows a discussion of the conditions for the future application of geothermal systems in tunnels.
Im Baulos H8 - Tunnel Jenbach, als Teil der Zulaufstrecke Nord zum Brenner Basistunnel, wird derzeit ein 54 m langer Tunnelabschnitt mit einer geothermischen Anlage ausgerüstet. Dabei kommen so genannte Energietübbinge zum Einsatz, welche die Verlegung von Absorberleitungen in TBM-vorgetriebenen Tunneln ermöglichen. Die Anlage wird über einen Notaustiegsschacht mit dem Bauhof der Gemeinde Jenbach verbunden, um diesen in Zukunft mit Wärmeenergie zu versorgen. Die Planung der Geothermieanlage erstreckte sich von der Bemessung der Energietübbinge, der Dimensionierung der Geothermieanlage, dem Einbau der Energietübbinge in den Tunnel, die Verbindung der Energietübbinge untereinander im Tunnel bis zur Verlegung der Anschlussleitungen. Dabei mussten zahlreiche tunnelbauspezifische Randbedingungen beachtet und mit den Erfordernissen der technischen Gebäudeplanungen abgestimmt werden. Dieser Beitrag berichtet über die in der Planungsphase gewonnenen Erfahrungen und stellt den derzeitigen Stand der Arbeiten vor. Abschließend wird diskutiert, unter welchen Rahmenbedingungen geothermische Systeme in zukünftigen Tunnelprojekten integriert werden könnten.

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

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

As part of the Stuttgart 21 infrastructure project, German Railways is building a four-line railway bridge across the River Neckar in Stuttgart, work started in 2016.
The Neckar railway bridge has an overall length of 345 m and has two abutments and six support axes. The structure crosses rail lines from the urban transit (Stadtbahn), the main trunk road B 10, inner city roads, the Neckar River, pedestrian and cycle ways as well as diverse public and private utilities.
The bridge structure is located within the core mineral water protection zone, with its strict restrictions regarding the permissible depth of penetration into the subsoil and groundwater reservoirs. The mineral water springs lie within the construction site 26 m below the surface as artesian aquifers with an artesian pressure of ca. 10 m above ground level. From a groundwater management perspective, and following a program of five ground investigations and their evaluation, a raft foundation at the mid-level of the lower Keuper, built using cut-and-cover technique with a compressed air caisson, was chosen as the most economical foundation type for the three primary supports.
A further programme of hydrochemical and geomechanical ground investigations was undertaken during the construction design phase. Following an evaluation of these additional ground parameters, it was possible to replace the compressed air caisson with a more economical deep foundation using large diameter piles. A management concept for possible scenarios was needed for the large diameter pile construction to achieve the required consent for exceptions from the ban on ground penetration in the area of the mineral springs.
Im Rahmen des Infrastrukturprojekts Stuttgart 21 errichtet die Deutsche Bahn in Stuttgart seit Anfang 2016 eine viergleisige Eisenbahnbrücke über den Neckar. Die Eisenbahnbrücke hat eine Gesamtlänge von ca. 345 m und führt über zwei Widerlager und sechs Pfeilerachsen.
Das Bauwerk überquert Stadtbahngleise, die Bundesstraße B 10, innerstädtische Straßen, den Neckar, Fuß- und Radwege sowie diverse Leitungen. Das Bauvorhaben liegt in der Kernzone des Stuttgarter Heilquellenschutzgebiets mit strengsten Auflagen hinsichtlich zulässiger Eingriffe in den Baugrund und Grundwasserhaltungen. Die Heilquellen liegen im Baufeld ca. 26 m unter Gelände als artesischer Grundwasserleiter mit einem Druckspiegel von rd. 10 m über Gelände vor.
Als schonendste Gründungsvariante der drei Hauptpfeiler hinsichtlich wasserwirtschaftlicher Aspekte wurde nach Auswertung der ersten fünf Baugrunderkundungsprogramme eine Flachgründung auf den Schichten des Unterkeupers mittels Druckluftgründung in Deckelbauweise angesehen. Im Zuge der Ausführungsplanung wurden die hydrochemischen und bodenmechanischen Eigenschaften des Baugrunds mit einem ergänzenden Erkundungsprogramm untersucht. Nach Auswertung aller zur Verfügung stehenden Erkundungsergebnisse konnte von einer Druckluftgründung auf eine wirtschaftlichere Tiefgründungsvariante mit Großbohrpfählen umgeplant werden. Um eine Genehmigung der erforderlichen Eingriffstiefen in der Kernzone des Heilquellenschutzgebiets zu erhalten, mussten im Vorfeld Handlungskonzepte für unterschiedliche Szenarien bei der Herstellung der Großbohrpfähle ausgearbeitet werden.

The Üsküdar-Çekmeköy Metro Line (UCM), which is located on the Asian side of Istanbul, is an 18 km underground metro line with 27 km of TBM tunnel, 13 km of NATM tunnel and 16 stations. Apart from being a completely tunnelled station, it has several other features. It is the deepest station in this metro line with the platform depth 45 m below surface level. The station is being built in a complex geology that contains several passive fault zones. The ticket hall and technical rooms are also located in an NATM tunnel with an excavated width of 20 m. Most of the passenger circulation is planned to be carried out by elevators.
The station has been designed with two levels of NATM tunnels with four main elliptical shafts. The geology varies from very strong quartz arenite with a compressive strength of 77 MPa to highly weathered fault zones containing andesite. The complex geometry and geology of the station dictated utmost care for excavation and final lining design of the NATM sections in order to provide stability during excavation and sufficient structural capacity in case of a seismic event.

In order to create the grout curtain for the Ermenek hydropower plant in Turkey, grouting measures were designed in karstified limestone. Based on the geological model, detailed investigations were carried out in advance of construction into the location and nature of the anchoring of the grout curtain into impermeable rock. Eventually, the water head of about 220 m will be grouted from four grouting galleries arranged vertically above one another with a separation of 70 m in each case, and connected from the lowest gallery at a maximum 250 m deep into impermeable layer. The overall height of the grout curtain will thus be about 470 m and the area approx. 680,000 m2. The design intends a single-row grout curtain with drillings spaced at 1.5 m, with denser spacing at some locations in the course of construction. In the immediate vicinity of the dam, the grout curtain is to have two rows for structural reasons, combined with a drainage curtain. Consolidation grouting in the foundation area of the arch dam will be carried out in the course of concreting. The injection pressures and the success criteria for each injection will be described.
Detailed investigations into the grout were performed for the implementation of the grouting measures. The determination of the injection steps and the closer spacing of the injection pattern required in places will be discussed, also regarding the karst features encountered.
The impounding of the 4,600 m m3 reservoir, which will take about 5 years, will be started while the dam is still being concreted.

Für die Herstellung des Dichtschirms des Kraftwerks Ermenek in der Türkei wurden Injektionsmaßnahmen im verkarsteten Kalkgestein geplant. Basierend auf dem geologischen Modell gingen der Ausführung detaillierte Untersuchungen über die Lage und die Art der Einbindung des Dichtschirms in den undurchlässigen Untergrund voran. Schlussendlich wird die etwa 220 m hohe Wassersäule über vier vertikal übereinander angeordnete Injektionsstollen mit einem Abstand von jeweils 70 m injiziert und von der tiefsten Galerie maximal 250 m tief bis zum undurchlässigen Untergrund angeschlossen. Die Gesamthöhe des Dichtschirms beträgt somit etwa 470 m und weist eine Fläche von ca. 680.000 m2 auf. Die Planung sieht einen einreihigen Dichtschirm mit Bohrungen im Abstand von 1,5 m vor, der im Zuge der Ausführung örtlich verdichtet wurde. Im unmittelbaren Bereich der Talsperre ist aus Standsicherheitsgründen der Dichtschirm in zwei Reihen vorgesehen, der mit einem Dränageschirm kombiniert ist. Konsolidierungsinjektionen in der Aufstandsfläche der Bogenstaumauer werden im Zuge des Betonierens durchgeführt. Die zu verwendenden Injektionsdrücke und zu erzielenden Injektionserfolge werden erläutert.
Für die Ausführung der Injektionsmaßnahmen wurden detaillierte Untersuchungen des Injektionsguts durchgeführt. Die Festlegung der Injektionsschritte und die erforderliche lokale Verdichtung des Bohrrasters - auch in Hinblick auf die angetroffenen Karsterscheinungen - werden diskutiert.
Mit dem Aufstau des 4.600 Mio. m3 fassenden Reservoirs, der etwa fünf Jahre benötigen wird, wird während der Betonierung des Sperrenbauwerks begonnen.

Amager Bakke (English: Amager slope) is the name of Copenhagen's new waste-to-energy-plant located on the Amager peninsula. Once finished, it will be one of the largest incinerators in northern Europe and will be used for the combined production of district heat and electricity. On top of the waste-to-energy plant there will be a landscaped park featuring artificial ski slopes and a viewing platform. The support structure is mainly formed by a steelwork. The model-based design and construction of the complex, three-dimensional steel structure proved to be a challenging task for all the engineers and companies involved.

Die Brücke ist eine Schrägseilbrücke über drei Felder. Die Stahlbrücke wird über eine Gelenkkonstruktion an die aus vorgespanntem Stahlbeton bestehenden Vorlandbrücken angeschlossen. Der auskragende, mit Schrägseilen gehaltene Hauptträger wird mit den ebenfalls auskragenden Stahlbetonbrücke verbunden, wodurch zusätzliche Pfeiler im Übergangsbereich vermieden werden konnten. Der Pylon hat einen Schlitz in Richtung der Brückenachse, um die Stabilität der Windbelastung zu verbessern. Der Sockel des Pylons steht unter einem Winkel von 69° zur Brückenachse. Der Hauptträger der Schrägseilbrücke ist als trapezförmig, zweizelliger Hohlkasten mit orthotroper Fahrbahnplatte ausgebildet und mit dem Pylon fest verbunden. Die Seile sind werksseitig mit einer Polyäthylenhülle geschützt.

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Map Kabao Tunnel is a significant part of the track doubling project for the railway line connecting Bangkok to Northeast Thailand. The 5.2 km-long twin-tube tunnel makes is the longest railway tunnel in Thailand. The conventional tunnelling method was used to excavate the tunnel through complex geological conditions consisting of thrusted and folded carbonate and clastic sedimentary rocks. While encountering a few incidents of tunnelling difficulties caused by the poor quality of the rock mass attributed to weathering, sheared discontinuities, and karst features, the construction of the tunnel was ultimately successful and was completed in 2023. This article provides a comprehensive analysis of the lessons learned from the design and construction of this mountain rail tunnel project.

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Im Oktober 1984 wurde in Osaka City im Zuge der Erweiterung des Fußgängerweges Nr. 2 die Hishow-Brücke über den Osaka River fertiggestellt. Es ist eine Fußgängerbrücke mit einer Gesamtlänge von 350 m und einer Nutzbreite von 4 m. Die vorgestellte neuartige Konstruktion des Hauptfeldes hat eine Spannweite von 103,55 m. Die Brücke liegt inmitten eines an Wasser und Bäumen reichen Parks. Umfangreiche Überlegungen waren daher notwendig, um die Brücke gut in die Landschaft einzupassen und gleichzeitig ein neues Wahrzeichen zu schaffen.

The design and construction aspects related to Line 5 of the Milan Underground are presented with attention to the section of the tunnel passing the city Railway Link between Bovisa and Dateo stations. Numerical modelling was used to design the soil improvement systems around the excavation and under the buildings, and also to establish threshold values of the parameters to be monitored. At the same time, a monitoring system was implemented in order to verify the design predictions during construction and to allow, whenever necessary, the adoption of the corrective actions planned during the design stage. Following a brief description of the work, the fundamental design steps are described in conjunction with the problems that had to be solved, the technical solutions proposed and the approach adopted during construction.
In diesem Artikel werden die Planungs- und Ausführungsaspekte der Linie 5 des Mailänder U-Bahnsystems vorgestellt. Besonderes Augenmerk liegt auf dem Abschnitt des Tunnels, der die städtische Bahnverbindung zwischen den Stationen Bovisa und Dateo passiert. Numerische Modellierungen wurden durchgeführt, um die Bodenverbesserungsmaßnahmen rund um die Baugruben und unter den Gebäuden zu planen, und um Grenzwerte für die zu beobachteten Parameter festzulegen. Gleichzeitig wurde ein Monitoringsystem eingeführt, das es ermöglichte, die zuvor gemachten Planungsvorhersagen während der Ausführung zu überprüfen und, wenn nötig, während der Planungsphase entworfene korrigierende Maßnahmen durchzuführen. Nach einer kurzen Beschreibung der Arbeiten werden die grundlegenden Planungsschritte vorgestellt sowie die Probleme, die während dieser Phase gelöst werden mussten. Auch die technischen Lösungen, die vorgeschlagen und während der Bauphase ausgeführt wurden, werden diskutiert.

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The semi-probabilistic safety concept of divided safety factors for action and resistance of DIN EN 1990 [1] in combination with the structural design codes DIN EN 1996-1-1 [2] and DIN EN 1996-1-1/NA [3] include the requirement that acting normal forces NEd may not exceed the normal force resistances NRd for the structural design of masonry under bending compression. According to [3], fully plastic material behaviour can be assumed and the stress block used as the material law for masonry.
Building on this, design aids and their theoretical basis were presented in Part 1 of this scientific paper [4], which are comparable with the &ohgr; tables (called the &phgr; table here) and the general design diagram for massive construction.
The application of the design aids is described in this second part of this scientific paper through calculation examples and the connection with the calculation approaches of [3] is made clear.
The relation to the reduction factor &phgr;m, which covers effects of 2nd order theory, is also obtained. With known values of the load eccentricities according to 1st and 2nd order theory, the design task becomes the analysis of the loadbearing capacity of the masonry section at half wall height. Knowing &phgr;m, the load eccentricity e2 and the additional moment according to 2nd order theory can subsequently be determined, which does not ensue from the calculation equations of [3].
With the general design diagram, the values of compression zone height and the assumed load eccentricities of the acting normal forces, which result from the reset rule for masonry sections with high load eccentricities, can be directly read off, greatly improving the clarity of this procedure.

The semi-probabilistic safety concept of divided safety factors for action and resistance of DIN EN 1990 [1] led in Germany to a comparison of resisting bending moments and normal forces with the corresponding acting section forces and moments in the structural design of masonry building elements.
Regarding the material properties for masonry under bending compression, fully plastic material behaviour is assumed in DIN EN 1996-1-1/NA [2]. The use of a stress block has been introduced as a material law, which results in the reduction factor &phgr; for the determination of the loadbearing capacity of the section. This describes the ratio of the normal force resistance of the reduced (due to the bending effect) part of the design section under compression and the resistance value related to the total area.
Building on this, design aids are presented here, which are comparable with the &ohgr; tables (called &phgr; table here) and the “general structural design program” of massive building, since common mechanical basics permit this.
The user-friendly handling of the design diagram and design tables is demonstrated through examples in the second part of the scientific paper [3] and the relation to the calculation approaches of DIN EN 1996-1-1/NA [2] is made clear. The relation to the reduction factor &phgr;m, which takes into account the effects of second order theory, is also described in [3], like the use of the reset rule for masonry sections with normal forces acting with large load eccentricities.

This paper discusses the possibility of using precast tunnel segments in fibre-reinforced concrete without traditional reinforcement. The case study of a hydraulic tunnel in Monte Lirio, Panama, excavated with a tunnel boring machine (TBM) by SELI S.p.A., has been analysed.
The segments were designed according to the draft of Model Code 2010. In order to achieve the required performance and to optimize the structural behaviour, three different types of steel fibre were considered in the research.
The design was backed up by full-scale tests on precast segments. In particular, 18 full-scale tests were performed, including point load tests simulating the thrust of the TBM and bending tests. The results show the good behaviour of the elements and indicate the fibre-reinforced concrete suitable for the precast elements.

For the structural design of masonry according to Eurocode 6 with the associated German national annex, the simplified method and the further simplified calculation method in Annex A are available. These procedures provide tools that can be used in practice to design standard cases quickly and easily. One feature of the verification of masonry walls under compressive loading is that no bending moments in the walls have to be determined as part of the determination of section forces and moments since the verification of the load-bearing capacity of the wall is based solely on the acting vertical force. The effects of floor end restraint and buckling are dealt with by simple equations. One new feature of verification according to Eurocode 6 is that the effect of partially supported floors on the load-bearing capacity of the wall can be included directly. The code is compact and simple to use and the further simplified calculation method is predestined for verification by manual calculation.

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World trade is steadily increasing, leading to a high demand for economic solutions for quay walls. The combined steel pile wall is the most common steel construction solution. The primary elements are king piles, while intermediate piles function as secondary elements. The design of these secondary elements is governed by section 5.5.2 of EN 1993-5 [9]. The test-based method described in section 5.5.2(5) and (6) is used to generate the characteristic water pressure resistance values of the different combinations of I-shaped king and Z-shaped intermediate piles, each in different steel grades, which are given in the product catalogue of ArcelorMittal [1]. The test series executed and the subsequent setting-up and validation of a numerical model are presented in detail in this paper. A numerical model was used for a parametric study. The different failure modes observed in this parametric study are presented. A statistical evaluation according to Annex D of EN 1990 [6] and Annex C of EN 1993-1-5 [8] leads to characteristic resistance values.