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Der Brenner Basistunnel verläuft von der Umfahrung von Innsbruck bzw. vom Innsbrucker Bahnhof nach Franzensfeste mit einer Länge von 55 km. Mit der Umfahrung Innsbruck beträgt die Gesamtlänge 62, 8 km, womit er zum längsten Eisenbahntunnel der Welt wird. Zwei parallel verlaufende Tunnelröhren mit einem etwa 12 m tiefer liegenden Erkundungsstollen kennzeichnen diesen Basistunnel. Zur baubetrieblichen Risikominimierung des Basistunnels, insbesondere jene Anteile die mit Tunnelvortriebsmaschinen vorgetrieben werden sollen, sind systematische Erkundungen mittels eines Stollens von großer Bedeutung. Derzeit wird am 10 km langen Erkundungsstollen Aicha - Mauls mit einer Tunnelbohrmaschine gearbeitet. Der Ausbau erfolgt mit dünnwandigen Betontübbingen. Dort werden auch spezielle Monitoringpunkte angebracht. Die Querschnittsoptimierung der Tübbinge, die betontechnologischen Studien und die geeigneten Bereiche für das Monitoring werden dargestellt.

The Brenner Base Tunnel (BBT) is a straight, flat railway tunnel between Austria and Italy. It runs from Innsbruck to Fortezza (55 km), crossing the main Alpine crest with an overburden up to 1.7 km. Including the connection to the line around Innsbruck, which has already been built and which is the endpoint for the BBT, the total length of the tunnel will be about 64 km. Once finished, the BBT will be the longest underground rail link in the world. A peculiar feature of the BBT is the exploratory tunnel running from one end to the other. This tunnel lies between the two main tunnels and about 12 m below them and is noticeably smaller than the main tubes. So far, a total of 60 km of tunnels have already been excavated in Austria and Italy (access tunnels, exploratory tunnel, main tubes and chambers), driven both by blasting and by TBM. Crossing fault zones is a geological and geomechanical challenge, both for TBM and conventional excavation methods. The Periadriatic fault zone, with a total length of 1 km, has already been driven through. This first step of the project provides an interesting look at the comparison of the predicted rock mass conditions with those that were actually encountered, the rock mass behaviour in fault zones and investigation measures ahead of the tunnel face.

Approx. 42 km of tunnel were excavated on the contract Tulfes-Pfons H33, including a 15 km long section of the exploratory tunnel, which has been excavated since October 2015 with a gripper TBM from the Ahrental access tunnel southward into the district of Steinach. The interaction of the tunnel boring machine with the rock mass is discussed here as a back analysis of the mechanized tunnelling drive. This article does compare the forecast with the actual geological/geotechnical conditions, but only considers the conditions actually encountered. The back analysis takes place analogously to the principle of geotechnical planning according to the ÖGG (Austrian Society of Geomechanics) guideline, in which, starting from the rock mass structure and the rock mass types, the encountered tunnel face and intrados behaviour are observed and an estimation of the system behaviour is carried out. A description of the tunnelling technology concept completes this paper together with two case studies and the lessons learned.
Im Baulos Tulfes-Pfons H33 wurden ca. 42 Tunnelkilometer aufgefahren. Teil davon ist ein 15 km langer Abschnitt des Erkundungsstollens, der seit Oktober 2015 mit einer Gripper-TBM vom Zufahrtstunnel Ahrental nach Süden bis ins Gemeindegebiet Steinach aufgefahren wurde. Im Sinne einer “back analysis” dieses maschinellen Vortriebs wird die Interaktion der Tunnelbohrmaschine mit dem Gebirge erörtert. In diesem Beitrag wird kein geologisch/geotechnischer Soll-Ist-Vergleich durchgeführt, sondern es werden nur die tatsächlich angetroffenen Verhältnisse berücksichtigt. Die “back analysis” erfolgt analog dem Prinzip der geotechnischen Planung gemäß der ÖGG-Richtlinie für die Phase “Bauausführung”, bei der ausgehend vom Gebirgsbau und den Gebirgsarten das angetroffene Ortsbrust- und Laibungsverhalten beobachtet und eine Abschätzung des Systemverhaltens durchgeführt werden. Eine Beschreibung des tunnelbautechnischen Konzepts runden zusammen mit zwei Fallbeispielen sowie den daraus gewonnenen Erkenntnissen den Beitrag ab.

This report deals with tunnelling over and under existing tunnels with unreinforced concrete linings and tunnelling under an existing tunnel only supported with shotcrete. The uppermost task was to avoid damage to the existing tunnel and this could be fulfilled through carefully staged advance steps, technically correct construction by the contractor and a dense observation network. The experience tunnelling over an existing tunnel supported only with shotcrete shows that despite slight deformation, cracks and spalling occurred to the shotcrete support layer of the tunnel beneath. This damage did impair the serviceability of the support layer although the structural safety of the tunnel was never in danger. The impairment of the serviceability was temporary and could be remedied by installing overhead protection. In the long term, repair measures were necessary to the support layer in zones with poor geological conditions.
Dieser Bericht behandelt die Erfahrungen bei der Über- bzw. Unterfahrung von Bestandsbauwerken mit unbewehrter Betoninnenschale sowie bei Überfahrungen eines nur mit Spritzbeton ausgekleideten Tunnelbauwerks. Schäden am bestehenden Tunnelbauwerk zu vermeiden, war eine herausfordernde Aufgabenstellung, die durch behutsame Vortriebsschritte, eine fach- und sachgerechte Ausführung des Auftragnehmers und ein dichtes Beobachtungsnetz erfüllt werden konnte. Die Erfahrungen beim Überfahren bestehender, mit Spritzbeton ausgekleideter Stollen zeigen, dass trotz sehr geringer Verschiebungen Risse und Abplatzungen an der Spritzbetonschale des darunterliegenden Bauwerks auftreten. Diese Schäden beeinträchtigen zwar die Gebrauchstauglichkeit der Außenschale - die Tragsicherheit der Bauwerke war jedoch nie gefährdet. Die Beeinträchtigung der Gebrauchstauglichkeit wurde temporär durch das Aufbringen eines Überkopfschutzes behoben. Langfristig waren in schlechten Gebirgsbereichen Sanierungsmaßnahmen der Außenschale notwendig.

The Brenner Base Tunnel, with two main bores and an investigation tunnel running parallel in the middle, crosses the main ridge of the Alps beneath the Brenner Pass and the border of Austria and Italy. The first construction contract was a 10.5 km long investigation tunnel bored by a double shield machine in granite. Numerous investigation measures, laboratory tests and geological face surveys were carried out, and the TBM data was recorded on a 10-second cycle. Due to the large amount of data and the very well known homogeneous geology, it seemed appropriate to develop correlations between the data of the rock mass, the rock and the TBM. Statistically reliable statements could be derived. The unconfined compression strength of the rock, discontinuity parameters and index parameters such as the RMR (Rock Mass Rating), GSI (Geological Strength Index) and RQD (Rock Quality Designation) were compared with the penetration behaviour. GSI values between 30 and 40 showed four times the penetration rate compared to GSI values between 90 and 100. This applies similarly for the RQD, RMR and discontinuity spacing values.
The objective was to precisely localize rock mass zones with a high degree of fracturing or faults for the main bores. This is only possible to a limited extent from the face surveys since the sides of the tunnel are not visible between the individual face surveys and the delivered information is not complete. By matching the geological face information with the TBM data, the faulted rock mass zones in the investigation tunnel could be defined well. In addition, experience from the investigation programme and its geotechnical monitoring is described. The constant presence of geologists on the TBM, the installation of measurement segments and continuous probe drilling can be seen as particularly positive.
Der Brenner Basistunnel mit zwei Hauptröhren und dem mittig parallel verlaufenden Erkundungstunnel unterquert den Alpenhauptkamm unter dem Brennerpass zwischen den beiden Ländern Österreich und Italien. Das erste Baulos war ein 10,5 km langer Erkundungsstollen im Granit, der mit einer Doppelschildmaschine aufgefahren wurde. Zahlreiche Erkundungsmaßnahmen, Laborversuche und geologische Ortsbrustaufnahmen wurden durchgeführt. Die TBM-Daten wurden im 10-Sekunden-Takt aufgezeichnet. Aufgrund der großen Anzahl von Daten und der sehr gut bekannten homogenen Geologie bot es sich an, Korrelationen zwischen Daten des Gebirges, des Gesteins und der TBM herzustellen. Es konnten statistisch gefestigte Aussagen getroffen werden. Die einaxiale Druckfestigkeit des Gesteins, Trennflächenparameter sowie Indexparameter wie RMR (Rock Mass Rating), GSI (Geological Strength Index) und RQD (Rock Quality Designation) wurden mit dem Penetrationsverhalten verglichen. GSI-Werte zwischen 30 und 40 zeigten dabei eine um das Vierfache erhöhte Penetrationsrate im Vergleich zu GSI-Werten zwischen 90 und 100. Ähnliches gilt für RQD, RMR und Werte des Trennflächenabstands.
Ziel war es, Gebirgsbereiche mit hohem Zerlegungsgrad und Störungen für die Hauptröhren genau zu lokalisieren. Das ist aufgrund der Ortsbrustaufnahmen nur begrenzt möglich, da die Laibung zwischen den einzelnen Ortsbrustaufnahmen nicht sichtbar ist und somit nur lückenhafte Informationen vorliegen. Durch die Abgleichung der geologischen Ortsbrustinformationen mit den TBM-Daten konnten die gestörten Gebirgsbereiche im Erkundungsstollen gut abgegrenzt werden. Weiterhin werden die Erfahrungen aus dem Erkundungsprogramm und dem geotechnischen Monitoring aufgezeigt. Die ständige Präsenz des Geologen auf der TBM, der Einsatz von Messtübbingen und durchgehende Vorausbohrungen sind dabei besonders positiv hervorzuheben.

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Mit ehrendem Gedenken an Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Fasold geschrieben
Für Räume, die eine mühelose und ungestörte Sprachkommunikation ermöglichen sollen, gelten erhöhte akustische Anforderungen. Als besondere Herausforderung hat sich hierbei eine Dämpfung der tieffrequenten Schallanteile erwiesen. Hierfür geeignete, genügend breitbandig wirksame Absorber wie Verbundplatten-Resonatoren belegen jedoch eine große Wand- oder Deckenfläche und sind für viele Anwendungen zu sperrig und teuer. Das hier vorgestellte, neuartige Modul, das allseitig stabil von einem nur teilweise perforierten Metallgehäuse umschlossen ist, weist demgegenüber nicht nur eine höhere Wirksamkeit auf, sondern eignet sich aufgrund seiner modularen Bauweise und geringer Herstellungskosten für eine Vielzahl von Raumtypen, auch für eine Nachrüstung bei laufendem Betrieb. Messwerte aus dem Hallraum und von ersten raumakustischen Sanierungen bestätigen die theoretischen Erwartungen und stellen eine praktikable Lösung für ein allgegenwärtiges Problem der Bauphysik in Aussicht.

Broadband sound absorber for rooms with special acoustic requirements
For rooms that should allow effortless and undisturbed speech communication, increased acoustic requirements apply. The damping of low-frequency sound components has proven to be a particular challenge. However, suitable absorbers with sufficient broadband effectiveness such as composite panel resonators occupy a large wall or ceiling area and are too bulky and expensive for many applications. In contrast, the new module presented here, which is enclosed on all sides by a partially perforated metal housing, is not only more effective but, due to its modular design and low manufacturing costs, is also suitable for a large number of room types, including acoustic renovation during ongoing operation. Measured values from the reverberation room and from the first room acoustic refurbishments confirm the theoretical expectations and hold out the prospect of a practicable solution to an omnipresent problem of building physics.

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