Wiederholte Frost-Tau-Wechsel können in Zusammenhang mit der Einwirkung von Feuchtigkeit und Tausalzen eine Schädigung der Betonoberfläche durch Abwitterungen verursachen. Der Frost-Tausalz-Widerstand von Beton wird momentan vorwiegend über deskriptive Ansätze gewährleistet, also indirekt über Vorgaben zur Betonzusammensetzung und Nachbehandlung. Infolge des stetigen Wandels von Baustoffen und Bauweisen und dem damit verbundenen Verlust des Erfahrungshintergrunds wird mittelfristig das Performancekonzept auf der Basis genormter Prüfverfahren das deskriptive Konzept ablösen. Es ist zu erwarten, dass darüber hinaus auch für den Bereich des Frost-Tausalz-Angriffes probabilistische Modelle für eine Lebensdauerbemessung notwendig werden. Unverzichtbare Basis dafür ist ein tiefergreifendes Verständnis für den zugrunde liegenden Schadensmechanismus.
Obwohl der Frost-Tausalz-Angriff auf Beton seit vielen Jahrzehnten wichtiger Gegenstand der Forschung zur Betondauerhaftigkeit ist und eine Vielzahl von Schadensmodellen dazu entwickelt wurde, konnte eine widerspruchsfreie Beschreibung des Angriffes bisher nicht gegeben werden. In der jüngeren Vergangenheit wurden neue Schadenstheorien aufgestellt, die für sich in Anspruch nehmen, den Frost-Tausalz-Angriff umfassend abzubilden. Im Rahmen dieses Beitrags erfolgt eine kritische Auseinandersetzung mit diesen neuartigen, aber auch mit den “historischen” Modellen, um erste Grundlagen für eine Modellbildung des Frost-Tausalz-Angriffes zu legen.

Salt Frost Attack on Concrete - Mechanisms and Damage Models
Cyclic freezing and thawing in combination with moisture and deicing salt can cause surface scaling of concrete. A high salt frost scaling resistance is usually achieved via descriptive approaches, e.g. requirements regarding concrete composition and curing. As new materials and construction practices are increasingly used, performance tests and probabilistic models for service life design will gain importance. This requires a comprehensive understanding of the actual damage mechanism. Though salt frost scaling of concrete had been an important research object for decades and various damage models have been developed, the actual scaling mechanism was not completely understood. A number of recent damage models now claim to describe the scaling mechanism correctly. This paper is meant to give an overview on relevant models for salt frost scaling with main focus on the new models.

Beton ist in der Praxis verschiedenen Umwelteinflüssen wie z. B. einem Frost-Tausalzangriff ausgesetzt, der je nach Zusammensetzung die Dauerhaftigkeit unterschiedlich stark beeinflussen kann. Für eine entsprechende Überprüfung der Eignung einer Betonmischung vor deren Einsatz in der Praxis stehen verschiedene Laborprüfverfahren zur Verfügung, die aus Konformitätsgründen ein Prüfalter von 28 Tagen vorschreiben, obwohl in der Praxis Bauteile häufig erst zu einem späteren Zeitpunkt Frost-Tau-Wechseln ausgesetzt sind. Die Erfahrungen zeigen, dass besonders bei Betonen mit Zusatzstoffen, wie sie bei hochfesten Betonen eingesetzt werden, eine Beeinflussung der Prüfergebnisse vom Zeitpunkt der Frost-Tausalzprüfung gegeben ist. Hier wird sowohl die innere als auch äußere Schädigung mit zunehmendem Prüfalter negativ verändert. Als Ursache können in erster Linie Änderungen innerhalb der Gefügestruktur sowie der gefrierbaren Wassermenge genannt werden.
Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurde dieser Sachverhalt an mehreren Reihen hochfester Betonmischungen unterschiedlichster Zusammensetzung über einen Zeitraum von bis zu drei Jahren systematisch überprüft. Die Untersuchungen erfolgten dabei sowohl an labor- als auch freigelagerten Proben. Ziel des Projekts war eine Beschreibung der Schädigungs- und Transportmechanismen unter Frost-/Frost-Tausalzeinwirkung in Abhängigkeit von der Zeit und den Umgebungsbedingungen unter Berücksichtigung der sich verändernden Materialparameter.

Change of the frost and frost-salt resistance of high-performance concrete in dependence on the concrete age - Influences of ageing and boundary conditions
In practice concrete is exposed to different climatic conditions such as for example a frost salt attack, which could influence the durability in different ways, depending on the composition. For testing the suitability of a mix design before its application in practice, various lab test procedures are available. All these tests prescribe a testing age of 28 days due to conformity reasons, although concrete structures are often exposed to freeze-thaw cycles at later point of times. Experiences show that particularly for compositions with additives as used for high-performance concrete, an influence of the time of frost salt testing on the test results could be found. With higher testing age both, the internal as well as external damage could be influenced in a negative way. As reasons structural changes as well as changes of the amount of freezable water could be stated.
Under the framework of a research project this topic has been studied in detail on different high-performance concrete mix designs with various compositions over a time span of 3 years. The analysis has been conducted on lab as well as field stored specimens. The aim of the project was the description of the damage and transport mechanisms under frost/ frost-salt attack in dependence on the concrete age, considering changing material parameters.

Die Dauerhaftigkeit chloridexponierter Stahlbetonbauteile wird maßgeblich durch das Korrosionsverhalten des Bewehrungsstahls bestimmt. Hat ein Eintrag von Chloriden in kritischer Konzentration in das Bauteil stattgefunden, kann eine Lochfraßkorrosion initiiert werden. Die durch die Korrosion auftretenden, sehr lokalen Materialabträge können in kurzer Zeit zu hohen Querschnittsverlusten der Bewehrung führen.
Für die Instandsetzungsplanung steht der/die Sachkundige PlanerIn vor der Aufgabe, Art und Umfang der Instandsetzungsmaßnahme festzulegen. Dabei stellt sich auch die Herausforderung, vorhandene Querschnittsverluste zielsicher beurteilen zu können. Eine exakte Bestimmung des Querschnittsverlusts auf der Baustelle ist jedoch aufgrund der Narbengeometrie nur schwer möglich, weshalb Querschnittsverluste häufig visuell abgeschätzt werden. Auch stellt sich die Frage, ob durch Lochfraßnarben Kerbspannungen verursacht werden, die einen Einfluss auf die Zugtragfähigkeit haben und zu abweichenden Festigkeitswerten im Vergleich zur reinen Querschnittsbetrachtung führen. Weiterhin zu hinterfragen ist der Einfluss der lokalen Schädigung auf das Dehnungsverhalten des Bewehrungsstahls und damit auf eine duktile Versagensankündigung des Bauteils.
Zur besseren Beurteilbarkeit lochfraßgeschädigter Bewehrung wurden an der Hochschule München Versuche an Betonstählen mit einem weiten Schädigungsspektrum infolge chloridinduzierter Korrosion durchgeführt. Hierzu wurden natürlich geschädigte Betonstabstähle verschiedenen Durchmessers aus einer Tiefgarage der 1960er Jahre entnommen und im Labor künstlich geschädigte Proben hergestellt. Die Stahlproben wurden auf ihr optisches Erscheinungsbild, den Restquerschnitt sowie das Dehnungsverhalten und die statische Restzugtragfähigkeit hin untersucht.

Influence of chloride induced pitting corrosion on the mechanical properties of reinforcing bars
The durability of chloride-exposed reinforced concrete components is mainly determined by the corrosion behavior of the reinforcing steel. If an ingress of chlorides in chritical concentration into the component has taken place, pitting corrosion can appear. The occurring, very local loss of material can lead to high cross-sectional losses of the reinforcement in a short time. For repair planning the planner is faced with the task of specifying the type and scope of the rehabilitation. In doing so, the challenge is to determine the present cross-sectional losses as accurate as possible. However, an exact determination of the cross-sectional loss on the site is difficult because of the geometry of the pitting. This is why the loss of cross-section is often estimated visually. Furthermore, the question arises whether the pittings produce notch stresses that have an influence on the load-bearing capacity and lead to deviating strength values in comparison to a simple cross-sectional analysis. In addition, the question of the influence on local damage on the strain behavior of the reinforcing steel is to be answered. To improve the evaluation of damaged reinforcement due to pitting corrosion, tests on reinforcing steel bars with a wide spectrum of damage due to chloride-induced corrosion have been carried out at the Munich University of Applied Sciences. For this purpose, rebar probes of various diameters were taken both from an underground parking garage of the 1960s, as well as artificial corroded samples produced in the laboratory. The steel samples were examined on the basis of their optical appearance, the measured residual cross section, as well as the residual strain behavior and the residual static load capacity.

Vier Straßenbetone wurden mit der am F.A. Finger-Institut für Baustoffkunde der Bauhaus-Universität Weimar entwickelten FIB-Klimawechsellagerung einer AKR-provozierenden Lagerung unterzogen. Es wurden Dehnungen, Druckfestigkeit, Elastizitätsmodul, Kriechen und Schwinden bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass der AKR-bedingte Schädigungsprozess wie folgt beschrieben werden kann: AKR-verursachte Mikrorissbildung in der Zementmatrix ist für die Druckfestigkeit des Betons eher nebensächlich. Löseprozesse und Rissbildungen in der Gesteinskörnung setzen die Steifigkeit des Betons (E-Modul) herab, nicht jedoch die Druckfestigkeit. Die Risse, die bei langsam reagierenden Gesteinskörnungen ihren Ursprung im Gesteinskorn haben, setzen sich in die Matrix fort. Bei größerem Matrixvolumen und vermehrter Rissbildung wird das Kriechen vergrößert. Ungeschädigter Beton zeigt, wenn auch nur marginal, unter Einfluss einer Natriumchloridlösung (NaCl-Lösung) ein erhöhtes Kriechen, was auf einen chemischen Einfluss der Matrix hinweist.

Creep and mechanical properties of pavement concretes after ASR-provocative storage
Four pavement concretes were subjected to ASR-provoking storage with the FIB climate simulation concrete prism test which has been developed on F.A. Finger-Institute for Building Materials Science of Bauhaus University Weimar. Strains, compressive strength, elastic modulus, creep and shrinkage have been determined. The results show, that the ASR-induced damage process can be described as follows: ASR-induced micro-cracking in the cement matrix is rather negligible for compressive strength of concrete. Dissolution processes and cracking in the aggregate reduce the stiffness of the concrete (modulus of elasticity), but not the compressive strength of concrete. The cracks that originate in the rock grain of slow-reacting aggregates continue into the matrix. With a larger matrix volume and thus increased crack formation, creep is increased. Undamaged concrete shows marginally larger creep under the influence of salt solution (NaCl solution). This indicates a chemical influence of the matrix.

Die aktuelle Tendenz im Brückenneubau weist eine zunehmende Anzahl semi-integraler Großbrücken auf. Die Vorteile geringerer Wartung und höherer Robustheit erfordern zusätzliche Überlegungen in der technischen Bearbeitung. Die Wehretalbrücke ist aufgrund ihrer Schlankheit und komplexen Geometrie gut geeignet, um die Besonderheiten integraler Brücken bei der Planung und Ausführung exemplarisch aufzuzeigen. Das Bauwerk wurde semi-integral als Rahmen mit vier Stielen ausgeführt. Die Abhängigkeiten zwischen Bau- und Endzustand machen frühe Abstimmungen zwischen Planer, Baugrundsachverständigem, Baufirma und Bauherr notwendig, damit ein reibungsloser Bauablauf gewährleistet werden kann.

Special features in the design of large semi-integral bridges using the example of the Wehre River
The current trend in bridge construction shows an increasing number of semi-integral large bridges. The benefits of lower maintenance and greater robustness require additional engineering considerations. Due to its slenderness and complex geometry, the Wehretalbrücke is particularly well suited to exemplify the special features of integral bridges in planning and execution. The bridge is semi-integral designed as a frame with four stems. The dependencies between construction- and final stage require early coordination between the planner, site surveyor, construction company and client to ensure a smooth construction process.

Persönliches:
Jürgen Grünberg - 75 Jahre

Nachrichten:
FDB-Förderpreis für Studierende für kreative und technisch durchdachte Betonfertigteillösungen: Zwei Preisverleihungen im Frühjahr 2019
Kooperationsvereinbarung Baukulturinitiative Brandenburg unterzeichnet
Ingenieurmangel trotz steigender Gehälter
Jahresbericht 2018 der BASt ist erschienen
Zweiter Fachkongress zum Thema Hybridbau

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The Dywi Drill Hollow Bar system from DSI Underground is a versatile support element, which can be used as a micropile, soil or rock nail, grouted anchor, spile or grouting lance in mining and tunnelling as well as for geotechnical tasks such as foundations. Recently, DSI got an approval for the Dywi Drill Hollow Bar as a temporary micropile and as a permanent pile, according to which a service life of 100 years can be achieved for a permanent pile (photo: DSI Underground).
Das Dywi Drill Hohlstab-System der DSI Underground ist ein vielseitig einsetzbares Stützmittel, das als Mikropfahl, Boden- bzw. Felsnagel, Verpressanker, Spieß oder Injektionslanze im Berg- und Tunnelbau sowie bei geotechnischen Aufgabenstellungen wie Gründungen eingesetzt werden kann. Kürzlich hat DSI eine Zulassung für den Dywi Drill Hohlstab als temporärer Mikropfahl und Dauerpfahl erhalten, nach der bei dem Dauerpfahl eine Nutzungsdauer von 100 Jahren erreicht werden kann (Foto: DSI Underground).

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Breakthrough at the Sydney Metro - Durchschläge bei der Metro Sydney
Last large tunnel on the new line from Wendlingen to Ulm completed - Letzter großer Tunnel der Neubaustrecke Wendlingen-Ulm vorgetrieben
Construction of tunnels in Rastatt progressing - Bau der Tunnelröhren in Rastatt geht weiter
Strabag to build Hatta pumped storage works in Duba - Strabag baut Pumpspeicherkraftwerk Hatta in Duba
First breakthrough on the Thames Tideway project in London - Erster Durschlag beim Thames Tideway Projekt in London
TBM Ritom accepted - TBM Ritom abgenommen
Walter Wittke Prize 2020 - Walter-Wittke-Preis 2020
Airport link to the new line from Stuttgart to Ulm awarded - Flughafenanbindung der Neubaustrecke Stuttgart-Ulm vergeben
Short course “Grouting Fundamentals & Current Practice”, 1st European Edition - Short course “Grouting Fundamentals & Current Practice” zum ersten Mal in Europa
Call for papers - Themes for the next issues of Geomechanics and Tunnelling - Themen für die nächsten Ausgaben der “Geomechanics and Tunnelling”

The Fröschnitz 1 and Fröschnitz 2 supply shafts of the Semmering Base Tunnel are used for the ventilation of the tunnel drives, transport of personnel, materials and machinery and as escape and rescue routes. Until the final completion of the concrete inner lining in the shafts, water still emerges repeatedly at the surface at a few locations of the shotcrete support layer. This led above all for the Fröschnitz 2 shaft to ice formation during longer periods with outside air temperatures below the freezing point of water with simultaneous operation of the fresh air supply. The effectiveness of warm air supply was investigated with thermodynamic and aerodynamic investigations and then the cost-effectiveness of two selected systems to provide warm air were considered. The aerodynamic simulations showed that in particular the entry angle of the warm fresh air flow is decisive for the magnitude of the warm air losses.
Die Versorgungsschächte Fröschnitz 1 und Fröschnitz 2 des Semmering-Basistunnels werden für die Bewetterung der Tunnelvortriebe, den Personen-, Material- und Gerätetransport sowie als Flucht- und Rettungsweg genutzt. Bis zur endgültigen Fertigstellung der Betoninnenschale in den Schächten, tritt an einigen Stellen der Spritzbetonaußenschale immer wieder Wasser an die Oberfläche. Dies führt vor allem beim Schacht Fröschnitz 2 bei längeren Perioden mit Außenlufttemperaturen unter dem Gefrierpunkt von Wasser und bei gleichzeitigem Betrieb der Frischluftversorgung zu Eisbildung. Mithilfe von thermodynamischen und aerodynamischen Untersuchungen wurde die Wirksamkeit der Warmlufteinbringung untersucht und anschließend eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von zwei ausgewählten Systemen zur Warmlufterzeugung durchgeführt. Die aerodynamischen Simulationen haben gezeigt, dass insbesondere die Einströmwinkel der erwärmten Frischluftströme maßgebend für die Größenordnung der Wärmeverluste sind.

The influence of a tunnel drive on an existing tunnel is primarily the result of the tunnel geometries, the relative location of the two tunnels, the geological-geomechanical conditions and the associated primary stress state. During construction of the Brenner Base Tunnel, there are constructionally relevant interactions in some places between the running tunnels and the exploratory tunnel (EKS) running centrally and 12 m deeper. The rock mass stress as a result of driving the running tunnels here leads to deformations of the previously driven exploratory tunnel. Due to the high loading on the outer linings of deep tunnels and the high stiffness of the already hardened shotcrete support, slight deformation can cause local cracking in the support layer. This article compares the observed deformations in a fault zone intersecting at a flat angle with numerical simulations, which enables investigation of the geomechanical problems. Comparison of the calculation results with the real deformation behaviour permits the validation of the numerical simulations and the reliability and limits of such analyses.
Der Einfluss eines Tunnelvortriebs auf bestehende Tunnel ergibt sich hauptsächlich in Abhängigkeit der Tunnelgeometrien, der Lage beider Bauwerke zueinander, der geologisch-geomechanischen Bedingungen sowie zufolge des Primärspannungszustands. Beim Bau des Brenner Basistunnels ergeben sich in ungünstigen Geologien bereichsweise bautechnisch relevante Wechselwirkungen zwischen den Hauptröhren und dem mittig um 12 m tiefer verlaufenden Erkundungstollen (EKS). Die Gebirgsentspannung zufolge der Vortriebe der Hauptröhren führt hierbei zu Deformationen des vorauseilend aufgefahrenen EKS. Aufgrund der hohen Auslastungen der Außenschalen bei tiefliegenden Tunnelbauwerken und der hohen Steifigkeiten der bereits ausgehärteten Spritzbetonschalen ergeben sich aus geringen Deformationen lokale Rissbildungen in der Außenschale. Dieser Beitrag vergleicht die beobachteten Verformungen in einem Abschnitt in einer flach schneidenden Störzone mit numerischen Simulationen. Dadurch kann die geomechanische Problemstellung untersucht werden. Der Vergleich der Berechnungsergebnisse mit dem realen Verschiebungsverhalten erlaubt die Validierung der numerischen Simulation und die Aussagekraft und Grenzen solcher Analysen.

The Koralm Tunnel (length 33 km) crossing the eastern Alps is part of the Koralmbahn line and one of the longest rail tunnels in the world. The installation of railway equipment in the tunnel is due to start soon and it is particularly important to now make current decisions considerung future developments and demands. In particular the conflicting goals of the scheduling horizon of the construction permit process nearly 20 years ago, the 150-year design horizon and the rapid development of electronics, data processing and telematics have to be considered. Experience of operation of long rail tunnels confirms that despite all logistical efforts, the maintenance of railway equipment leads to a great expense of time and finance and also to restrictions of the line availability for operations.
Mit einer Länge von 33 km zählt der Koralmtunnel als östlichste Alpenquerung und Teil der Koralmbahn zu den längsten Eisenbahntunneln der Welt. Gegenwärtig steht man vor dem Beginn der bahntechnischen Ausrüstung des Tunnels, und es gilt in besonderem Maße, aktuelle Entscheidungen für die Zukunft vorausschauend zu treffen. Insbesondere muss der Zielkonflikt der terminlichen Betrachtungshorizonte von beinahe 20 Jahre zurückliegenden Baugenehmigungsverfahren, 150 Jahre Dimensionierungshorizonten und rasanten Entwicklungsgeschwindigkeiten im Elektronik-, Daten-, und Telematikbereich überwunden werden. Die Erfahrungen aus dem Betrieb langer Eisenbahntunnel bestätigen, dass trotz aller logistischen Anstrengungen die Instandhaltung [3] der bahntechnischen Ausrüstung zu großen zeitlichen und finanziellen Aufwänden und einhergehend auch zu Einschränkungen der betrieblichen Streckenverfügbarkeit führt.

In order to implement construction projects responsibly and at the same time efficiently, intelligent, multi-project material flow management is becoming ever more important. At the Brenner Base Tunnel, material excavated from the tunnel and geogenic fill was processed for use as concrete aggregates. One part of this processing was the separation of the finest grains by washing the material. This however produced a considerable quantity of sludge, which was to be dewatered immediately after the washing. The article describes the sludge dewatering in geotextile tubes. In addition to the application example from the construction of the Brenner Base Tunnel, the findings from this project have also been applied to optimise dewatering systems in the original application area of cleaning up waterways. Finally there is a brief outlook of current research results regarding the use of the dewatering system for used bentonite suspensions in specialised civil engineering.
Um Bauprojekte gleichermaßen verantwortungsvoll und effizient umzusetzen, ist ein intelligentes, projektübergreifendes Stoffstrommanagement immer wichtiger. Beim Brenner Basistunnels wurden Tunnelausbruchmaterial aus dem Vortrieb und geogene Ablagerungen aufbereitet, um als Betonzuschlag eingesetzt zu werden. Teil dieses Aufbereitungsprozesses war die Abtrennung der Feinstkörnung durch Waschung des Materials. Hierbei entstanden jedoch erhebliche Mengen Schlamm, die direkt nach der Waschung entwässert werden sollten. Dieser Beitrag stellt die Schlammentwässerung in geotextilen Schläuchen vor. Neben den Anwendungsbeispielen vom beim Bau des Brenner Basistunnels wird dargestellt, wie die Erkenntnisse aus diesen Projekten das Entwässerungssystem im ursprünglichen Anwendungsgebiet der Gewässersanierung optimieren. Abschließend folgt ein kurzer Ausblick auf aktuelle Forschungsergebnisse hinsichtlich der Anwendung des Entwässerungssystems auf gebrauchte Bentonitlösungen aus dem Spezialtiefbau.

The Semmering Base Tunnel with a total length of 27.3 km is being excavated from the Gloggnitz portal as well as from three intermediate faces at Göstritz, Fröschnitzgraben and Grautschenhof. The geological conditions of the project are characterized by tectonically extremely complex rock formations with difficult geotechnical conditions. The excavation passes through numerous fault zones with deep overburden. During the excavation works, some large-volume collapses occurred. In this article, the collapse events are reconstructed from the available geological and geotechnical information. The reconstruction of the observed system behaviour is based on analytical and numerical calculations. The aim is to identify the respective failure mechanisms.
Der Semmering-Basistunnel mit einer Gesamtlänge von 27,3 km wird vom Portal Gloggnitz sowie von den drei Zwischenangriffen Göstritz, Fröschnitzgraben und Grautschenhof aus aufgefahren. Die geologischen Verhältnisse des Projekts sind durch einen tektonisch äußerst komplexen Gebirgsaufbau mit teils schwierigen geotechnischen Verhältnissen geprägt. Die Vortriebe durchörtern zahlreiche Störungszonen mit hoher Überlagerung. Im gegenständlichen Beitrag werden Nachbruchereignisse auf Basis der vorliegenden geologischen und geotechnischen Informationen aus den Vortrieben rekonstruiert. Die Nachbildung des beobachteten Systemverhaltens erfolgt mittels analytischer und numerischer Berechnungen. Ziel der Rekonstruktion ist die Identifikation der jeweiligen Versagensmechanismen.

On contract SBT3.1 of the Semmering Base Tunnel, the intermediate access point at Grautschenhof had to be relocated late in the tender design phase due to new geological findings. One consequence of this was the limited space available on the new construction site area. A number of complementary measures were considered by the client in the tender. Supplemented by innovative technical solutions from the SBT 3.1 Grautschenhof joint venture, it was possible to establish a functioning logistics system for four conventional excavations in the tightest of spaces.
Für das Baulos SBT3.1 des Semmering-Basistunnels wurde aufgrund neuer geologischer Erkenntnisse spät in der Ausschreibungsplanungsphase eine Neusituierung des Zwischenangriffs Grautschenhof erforderlich. Eine Folge hiervon waren deutlich beengte Platzverhältnisse auf der neuen Baustelleneinrichtungsfläche. Daher hat der Bauherr eine Reihe von ergänzenden Maßnahmen in die Ausschreibung aufgenommen. Ergänzt durch innovative technische Lösungen der Arbeitsgemeinschaft SBT 3.1 Grautschenhof konnte so auf engstem Raum eine funktionierende Logistik für vier zeitgleich laufende konventionelle Vortriebe errichtet werden.

A fire can occur in many areas of a transport system. Detecting fires at an early stage and rapid automated fire-fighting can significantly minimize or completely prevent damage to rolling stock and infrastructure. In addition to effective fire-fighting, people should be safeguarded, the systems should be economical, and activation should cause a minimum of damage. Despite the positive effects of using automatic fire-fighting systems in terms of building protection and reducing the fire load, there may be negative effects on escaping persons during the escape phase. Different systems such as the high-pressure water mist system and the deluge system are investigated by CFD simulation and evaluated with regard to their use during the escape and external rescue phases.
Brände können in vielen Bereichen eines Verkehrssystems entstehen. Eine frühzeitige Brandmeldung sowie eine schnelle automatisierte Brandbekämpfung können die Schäden an Schienenfahrzeugen und Infrastruktur erheblich minimieren oder ganz verhindern. Neben der effektiven Brandbekämpfung sollen Menschen geschützt werden, die Anlagen sollten wirtschaftlich sein, und durch die Aktivierung sollte ein Minimum an Schäden verursacht werden. Trotz positiver Effekte beim Einsatz automatischer Brandbekämpfungsanlagen hinsichtlich des Bauwerkschutzes und der Reduzierung der Brandlast sind während der Selbstrettungsphase unter Umständen negative Auswirkungen auf flüchtende Personen gegeben. Es werden unterschiedliche Systeme, wie die Hochdruckwassernebelanlage und die Sprühflutanlage mittels CFD-Simulation untersucht und diese im Hinblick auf den Einsatz während der Selbst- und Fremdrettungsphase bewertet.

The Semmering Base Tunnel is being built by Austrian Federal Railways as part of the upgrading of the southern railway line. On contract SBT3.1, Züblin Spezialtiefbau Ges.m.b.H. was employed to undertake slope stabilization, piles dia. 1,500 mm embedded into the rock, as well as vertical and horizontal boreholes in the fault zones of Semmering. Due to the high requirements on drilling speed and accuracy of the boreholes, they were drilled as directional drilling with a hydraulic down-the-hole hammer. The vertical holes were used to install sleeve pipes for grouting works for the shaft Sommerau 2. The horizontal holes, also planned for the inclusion of sleeve pipes for grouting works, were used after on-site rescheduling during the project for exploration and drainage of the rock mass. The drilling and survey data were subject to continual and thorough review to increase the efficiency of each control operation.
Der Semmering-Basistunnel wird im Zuge des Ausbaus der Südbahnstrecke von den österreichischen Bundesbahnen errichtet. Die Firma Züblin Spezialtiefbau Ges.m.b.H. hat am Baulos SBT3.1 eine Hangsicherung, Pfahlbohrungen DN 1.500 mm mit Einbindung in den Felsen sowie vertikale als auch horizontale gerichtete Vollbohrungen in den gestörten Formationen des Semmerings ausgeführt. Aufgrund der hohen Anforderungen an die Bohrgeschwindigkeit und die Lagegenauigkeit der Bohrungen wurden diese als gerichtete Imlochhammerbohrungen mit Wasserspülung abgeteuft. Die vertikalen Bohrungen dienten zur Aufnahme der Manschettenrohre für die Injektionsarbeiten am Schacht Sommerau 2. Die horizontalen Bohrungen, die ebenfalls zur Aufnahme von Manschettenrohren für die Injektionsarbeiten unter Tage angedacht waren, wurden nach einer bauseitigen Umplanung während des Projekts sowohl zur vorauseilenden Erkundung als auch zur Dränage des Gebirges genutzt. Zur Steigerung der Effizienz der einzelnen Steuervorgänge erfolgte eine laufende Analyse der Bohr- und Vermessungsdaten.

In addition to laboratory analysis, tests can be carried out on site to support the geological underground documentation. They should cover the important parameters on the project and be easy and time-saving to implement. This article describes a selection of methods and their suitability for use on construction sites. The tests comprise determination of water content, grain size distribution as well as the implementation of point load and Cerchar abrasiveness tests. For all these tests, the practical application on the site of the Koralm Tunnel contract KAT 3 and implementation details are explained. For all on-site tests, it is recommended that the results gained should be compared with the experimental procedure and the results of laboratory analyses.
Für die Unterstützung der baubegleitenden geologischen Dokumentation können neben Feldmethoden auch Laboranalysen, die vor Ort auf der Baustelle durchgeführt werden, zur Anwendung kommen. Sie sollen die im Projekt wichtigen Parameter behandeln und in der Umsetzung einfach und zeitsparend sein. Im Beitrag wird eine Auswahl an Untersuchungen und ihre baustellentaugliche Umsetzung beschrieben. Die Versuche umfassen die Bestimmung des Wassergehalts, der Korngrößenverteilung sowie die Durchführung von Punktlast- und Cerchar-Abrasivitätstests. Für alle Versuche wird die praxisnahe Anwendung im Baustellengeschehen des Bauloses KAT 3 des Koralmtunnels bzw. Angaben zur Umsetzung erläutert. Für alle baubegleitenden Untersuchungen wird empfohlen, sowohl die Versuchsdurchführung als auch die Ergebnisse über Laboranalysen zu vergleichen.

Electrical earthing (grounding) is necessary for the proper operation of electrical systems, machines and electronic equipment in the event of a fault, for protection against lightning and personal injury, and for reasons of electromagnetic compatibility. Earthing is understood as “making an electrical connection between a given point in a system or in an installation or in equipment and a local earth”. Electrical grounding systems are designed according to national and international standards, with some of these standards occupying a significant place in the legal hierarchy in Austria and being binding. Simple structures are designed using approximate formulas given in the literature and standards; more complex arrangements use programs with analytical or numerical models for the calculation and design of grounding systems. Underground infrastructure projects require additional considerations. Starting with the technical and legal requirements, the typical process steps for the design of electrical grounding systems are shown.
Elektrische Erdung ist für den ordnungsgemäßen Betrieb elektrischer Anlagen, Maschinen und elektronischer Betriebsmittel im Fehlerfall, für den Blitz- und Personenschutz sowie aus Gründen der elektromagnetischen Verträglichkeit notwendig. Unter Erdung wird die “Herstellung einer Verbindung zwischen einem Punkt im Netz, in einer Anlage oder einem Betriebsmittel mit der örtlichen Erde” verstanden. Erdungsanlagen werden gemäß inländischer und internationaler Normen ausgeführt, wobei einige dieser Normen in Österreich einen wesentlichen Platz in der Gesetzeshierarchie einnehmen und verbindlich sind. Einfache Strukturen können mit in der Literatur und in der Norm angegebenen Näherungsformeln ausgelegt werden, für komplexere Anordnungen werden Programme mit analytischen oder numerischen Modellen für die Berechnung und Auslegung von Erdungssystemen eingesetzt. Infrastrukturprojekte unter Tage erfordern zusätzliche Überlegungen. Beginnend mit den technischen und rechtlichen Anforderungen werden die typischen Prozessschritte für die Auslegung elektrischer Erdungsanlagen unter Tage dargelegt.

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 engineering geological investigation for the environmental impact assessment of the more than 20 km long route section Schaftenau-Radfeld in the Lower Inn Valley (Tyrol) was conducted in 2017/18. As a central structure, a nearly 3 km long tunnel will be built through the Unterangerberg. The bedrock of the Unterangerberg consists of turbiditic, marine deposits of the Inneralpine Molasse with interbedded layers of marl, claystone and sandstone. The proximity to the Inntal shearzone and exogeneous effects like several glaciations have softened the surface of the inherently weak bedrock and led to heterogeneous mechanical properties. The monotonous lithology is therefore accompanied by an inhomogeneous rock mass characterization. This paper describes experiences of the geotechnical investigation of this weak rock. It was observed that only a quick transport of samples from the drilling site to the laboratory can guarantee for test results in accordance with the standards. The results, lying in the transitional zone between soft rock and hard soil, are in good accordance with data from other studies.

At this year's International Planning Design and Construction (IPDC) Workshop of the Unit of Project and Construction Management (i3b) of the University of Innsbruck, a selected group of tunnelling engineers took a closer look at the state of the art of hard rock tunnel boring machines and the challenges of tunnelling systems along the Brenner axis. The three currently active construction contracts using mechanized tunnelling technology at the Brenner Base Tunnel have an intersection of comparable geological/geotechnical conditions (quartz phyllite, schist, gneiss and granite) and yet different machine types were selected: a Gripper TBM for the Tulfes-Pfons exploration tunnel - H33, three Double Shield machines for the Mauls 2/3 contract and four Single Shield machines for contract H51. The focus of this workshop was accordingly: from geology/geotechnics to the key specifications of the TBM as a basis, followed by the consideration of the type-independent TBM parameters, the differences as well as advantages and disadvantages of the three machine types and finally an outlook into the future regarding further developments and need for innovation. This article summarizes the contents of the workshop.
Beim diesjährigen International Planning Design and Construction (IPDC) Workshop des Arbeitsbereichs für Baubetrieb, Bauwirtschaft und Baumanagement (i3b) der Universität Innsbruck beschäftigte sich ein ausgewählter Kreis von Tunnelbauern mit dem Stand der Technik von Hartgesteinstunnelbohrmaschinen und den Herausforderungen der Vortriebssysteme entlang der Brennerachse. Die drei derzeit laufenden Baulose mit maschineller Vortriebstechnik am Brenner Basistunnel weisen eine Schnittmenge an vergleichbaren geologisch/geotechnischen Verhältnissen (Quarzphyllit, Schiefer, Gneis und Granit) auf, und trotzdem wurden jeweils unterschiedliche Maschinentypen gewählt: Eine Gripper-TBM für den Erkundungsstollen Tulfes-Pfons - H33, drei Doppelschildmaschinen für das Baulos Mauls 2/3 und vier Einfachschildmaschinen für die Vortriebe im H51. Daraus wurden die Schwerpunkte des Workshops abgeleitet: Der Weg von der Geologie/Geotechnik zu den Schlüsselspezifikationen der TBM, als Grundlage gefolgt von der Betrachtung der typenunabhängigen TBM-Parameter, den Unterschieden sowie Vor- und Nachteilen der drei Maschinentypen und abschließend einem Ausblick in die Zukunft hinsichtlich Weiterentwicklungen und Innovationsbedarf. Dieser Beitrag fasst die Inhalte des Workshops zusammen.

Shotcrete is an essential support element in tunnelling. From the start of the hydration of shotcrete, it resists stresses and deformation. Therefore its time-dependent material properties, in particular the strength development and stiffness development, are significant. With time, the early strength can affect the progress of rock pressure and the support resistance. In order to describe its mechanical material properties, there are models, mostly validated with data from dry-mix shotcrete or older shotcrete mix designs. Continuous further development in additive technology has however considerable improved the performance of shotcrete in recent years. In this article, data from more recent test series and from practical projects are evaluated. Building on the evaluation of the strength curves, an empirical forecasting model is presented, which can be used for the qualitative estimation of shotcrete strength development.
Spritzbeton ist ein wesentliches Ausbauelement im Tunnelbau. Von Beginn der Hydratisierung des Spritzbetons nimmt dieser Spannungen und Verformungen auf. Daher sind die zeitabhängigen Materialeigenschaften, insbesondere die Festigkeitsentwicklung und die Steifigkeitsentwicklung, von Bedeutung. Die Frühfestigkeit kann den zeitlichen Aufbau der Gebirgsdruckbildung sowie des Ausbauwiderstands beeinflussen. Zur Beschreibung des mechanischen Materialverhaltens existieren Modelle, die meist mit Daten von Trockenspritzbetonen oder älteren Spritzbetonrezepturen validiert wurden. Kontinuierliche Weiterentwicklungen in der Zusatzmitteltechnologie haben die Spritzbetonleistung in den letzten Jahren jedoch deutlich verbessert. In diesem Beitrag werden Daten aus aktuelleren Versuchsreihen sowie von Praxisprojekten ausgewertet. Aufbauend auf der Auswertung der Festigkeitsverläufe wird ein empirisches Prognosemodell vorgestellt, das zur qualitativen Abschätzung von Spritzbetonfestigkeitsentwicklungen dient.