abo_giftabo_onlineabo_printabo_studentabo_testangle_leftangle_rightangle_right_filledarrow_big_downarrow_big_down_filledarrow_big_leftarrow_big_left_filledarrow_big_rightarrow_big_right_filledarrow_big_uparrow_big_up_filledarrow_dropdown_downarrow_dropdown_uparrow_small_leftarrow_small_left_filledarrow_small_rightarrow_small_right_filledarrow_stage_leftarrow_stage_left_filledarrow_stage_rightarrow_stage_right_filledcaret_downcaret_upcloseclose_thinclose_thin_filledcontactdownload_thickdownload_thick_filleddownload_thindownload_thin_filledebookeditelement_headlineelement_labelelement_relatedcontentlockmailminuspagepage_filledpagespages_filledphoneplusprintprint_filledquotationmarks_leftquotationmarks_rightsearchsendshareshare_filledshoppingcart_bigshoppingcart_big_filledshoppingcart_headershoppingcart_smallshoppingcart_small_filledsocial_facebooksocial_linkedinsocial_pinterest social_xsocial_xingsocial_youtubesocial_twitteruser_biguser_small

Artikeldatenbank

Filter zurücksetzen
  • Autor(en)

  • Sprache der Veröffentlichung

  • Erschienen

  • Rubrik

Zeitschriften-Selektion

  • Alle auswählenAlle abwählen
Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Radinger, Alexander; Hofmann, Thomas; Holzer, Robert; Fasching, Florian; Kusnirak, DavidHighly specialized geophysical methods for undergroud construction works - Semmering Base Tunnel, a practice reportGeomechanics and Tunnelling5/2021654-660Topics

Kurzfassung

The use of geophysical methods for the planning of complex underground structures such as deep tunnels has made significant progress in the last two decades. The realization of large underground construction projects in complex geological environments has led to an increase of geophysical exploration during excavation activities, drilling, and geological documentation. The aim is to continuously update and improve the geological model in order to identify and mitigate potential risks. Flexible planning of geophysical measurements and their fast and efficient implementation are required to minimize the impact on ongoing construction works.
During construction of the Semmering Base Tunnel geophysical measurements were and are used to supplement exploratory drillings and tunnel documentation. This paper presents results from the construction lots SBT1.1 (Gloggnitz) and SBT3.1 (Grautschenhof) with an emphasis on carbonate prediction, and from the Göstritz cavern where sudden water ingress required an update of the geologic model. For each assignment a tailored-made geophysical methodology was designed and applied.

Hochspezialisierte geophysikalische Verfahren für den Tunnel- und Kavernenbau am Beispiel des Semmering Basistunnels
Der Einsatz geophysikalischer Methoden für die Planung und Durchführung komplexer Untertagebauwerke hat sich in den letzten zwei Jahrzehnten etabliert. Abhängig von Geologie, Topografie und Tiefenlage des Bauwerks werden Messungen in frühen Projektphasen von der Oberfläche aus oder mit Bohrungen durchgeführt. Die Realisierung großer Tunnelprojekte in komplexer geologischer Umgebung hat in der jüngeren Vergangenheit zu einer Intensivierung der geophysikalischen Erkundung während der Vortriebsarbeiten und in Kombination mit Bohrungen sowie der geologischen Dokumentation geführt. Das Ziel ist, das geologische Baugrundmodell kontinuierlich zu verifizieren und gegebenenfalls anzupassen, um die damit in Zusammenhang stehenden Risken zu erkennen und zu reduzieren. Besondere Bedeutung hat hierbei eine flexible Planung der geophysikalischen Messungen und deren zeitnahe und effiziente Umsetzung, Auswertung und Interpretation.
Der vorliegende Artikel gibt einen Überblick über spezialisierte geophysikalische Anwendungen mit unterschiedlichen Methoden im Zuge des Vortriebs des Semmering Basistunnel. In den Baulosen SBT 1.1 (Gloggnitz) und SBT 3.1 (Grautschenhof) stand die Erkundung karbonatischer Gebirgsabschnitte im Vordergrund, während in der Schachtfußkaverne Göstritz ein plötzlicher Wassereintritt eine zusätzliche Erkundung mit geophysikalischen Verfahren erforderlich machte.

x
Hartl, Irene; Schlögel, Ingrid; Behm, Michael; Wenighofer, Robert; Galler, RobertAlternative seismic sources for exploration in conventional tunnelling / Alternative seismische Quellen für die Vorauserkundung im konventionellen TunnelbauGeomechanics and Tunnelling5/2021662-670Topics

Kurzfassung

For seismic ahead-of-the-face prediction in tunnelling, sources with known properties are usually used, which, however, are not compatible with NATM. In order to integrate geophysical exploration into conventional tunnelling, the feasibility of construction machinery for generating seismic source signals was investigated. Passive monitoring during conventional tunnelling was used to analyse the seismic signals. Different radiation characteristics of drilling, blasting and bouldering could be identified and their characteristics regarding range and spectrum of the signal could be determined. In subsequent system tests, various machines used in NATM tunnelling were examined for their suitability as sources. The sensor positioning for source signal pickup was evaluated by stroke tests and during ongoing tunnelling operations. For the registration of the waves in the rock mass, different receivers with different geometries were used to characterize the wave field emitted to the front or side of the sources. In addition, the necessary processing steps were determined in order to make these signals usable for an ahead-of-the-face exploration. The results and data form a basis for further development into a practical technical solution for conventional tunnel construction.
Für seismische Vorauserkundungen im Tunnelbau werden meist Quellen mit bekannten Eigenschaften verwendet, die kaum in den laufenden NÖT-Vortriebsablauf eingebunden werden können. Um die Vorauserkundung in den Tunnelvortrieb zu integrieren, wurden konventionelle Baugeräte auf ihre Eignung als alternative Quellsignalgeber für eine begleitende seismische Messung untersucht. Ein passives Monitoring während eines laufenden konventionellen Vortriebs wurde für eine Analyse der auftretenden seismischen Signale herangezogen. Es konnten unterschiedliche Abstrahlcharakteristika von Bohren, Sprengen und Knäppern identifiziert und deren Merkmale hinsichtlich Reichweite und Signalspektrum ermittelt werden. In nachfolgenden Systemtests wurden verschiedene, im NÖT-Vortrieb eingesetzte Maschinen auf ihre Eignung als Quellen untersucht. Die Positionierung der Sensorik zur Quellsignalabnahme wurde durch Schlagtests und während laufender Vortriebsarbeiten evaluiert. Für die Registrierung der Wellen im Gebirge kamen verschiedene Aufnehmer in unterschiedlichen Geometrien zum Einsatz, um das nach vorne bzw. seitlich abgestrahlte Wellenfeld der Quellen zu charakterisieren. Zusätzlich wurden Auswertungsschritte konzipiert, um diese Signale in weiterer Folge für die Vorauserkundung nutzbar zu machen. Die Ergebnisse und Daten bilden eine Grundlage für die Weiterentwicklung zu einer praxistauglichen technischen Lösung für seismische Vorauserkundung im konventionellen Tunnelbau.

x
Thomas, Alun; Bernard, Erik StefanDevelopments in fibre reinforced concrete in tunnellingGeomechanics and Tunnelling4/2021333-339Topics

Kurzfassung

This paper will provide an overview of the state of the art of the use of fibre reinforced concrete in tunnelling. The major applications for fibres are for the reinforcement of sprayed concrete and pre-cast concrete segmental linings, but fibre reinforcement is also increasingly used for other applications such as trackbed/trackslab and minor precast concrete elements such as cable ducts, drip shields, and drainage elements. As the technology has matured, a wide variety of fibre types, made from different materials, has emerged. Standards have been developed for the manufacture, testing and application of all these fibre types. Moreover, design guidelines and codes have been published and new design methods are still being developed. The International Tunnelling Association has published several guidance documents in this field. Last but not least, FRC has an important role to play in reducing the carbon footprint of tunnelling projects.

x
Thomas, AlunThe design of the Crossrail tunnels in UKGeomechanics and Tunnelling4/2021340-346Topics

Kurzfassung

This paper will focus on the use of fibre reinforced concrete on the Crossrail project in the UK. Crossrail (now named The Elizabeth Line) is a new railway running from West to East under the centre of London. This railway runs for approximately 14 km underground and five of the new stations were constructed with permanent sprayed concrete linings. Fibre reinforced concrete played a prominent role in all of the tunnelling - both for the segmental linings and the sprayed concrete tunnel (SCL) linings. Having reviewed the context of the project and the state-of-the-art in tunnel design at the time of the design, this paper will describe the design approach for both the TBM and mined tunnels and their fibre reinforced linings. While the segmental lining design followed a conventional approach, the SCL tunnels adopted an innovative design with the first major application of permanent sprayed concrete in the UK and featured the first use of a spray applied waterproofing membrane (SAWM) on a major project in Europe. Performance during construction will be reviewed and conclusions will be drawn on what can be learnt from the mega project.

x
Horny, Ulrich; Bayer, Lars; Schiesser, Karl; Kliem, OlafMetro Doha Green Line: Fibre reinforced tunnel linings - Design and construction experienceGeomechanics and Tunnelling4/2021347-355Topics

Kurzfassung

The Design and Build project “Metro Doha Green Line Underground” has been awarded to a joint venture composed of Porr, the Saudi Bin Ladin Group and HBK in summer 2013. It contains the “ready to use” construction of the underground part of the Green Line with 2 × 17 km tunnels, six stations, switching areas as well as cross passages and emergency exit shafts. The 34 km of tunnelling, realized with six EPB machines simultaneously, have been completed in only 18 months. The main impact on the determination of the design and build specification in terms of the segmental ring design is based on the extraordinary geological environment properties of the project area of Doha City. The geology is characterized by a dominating 3-rocklayers system comprising massive upper and lower limestone deposits, which are commonly separated by a thin shale layer. Additionally, and in regard to the nearby located sea-side the type of identified aggressive exposure conditions relevant to the concrete segment lining in terms of significant sulphate and chloride impact requires a durable reinforcement solution fit for required 120-year service life. Especially due to chloride attack an ordinary steel bar reinforcement system including a projected 90 mm nominal concrete cover at lining's intrados and extrados turns out statically difficult and constructionally non-practicable. Therefore, steel fibres are chosen to meet the strict design constraints.

x
Zeuli, Vincenzo; Maier, Christof; Diaz, José Manuel Suarez; Saeed, Fahed Ahmed; Tharamapalan, Jayapregasham; Germani, Carlo; Bayer, Lars; Atzl, GeorgStructural design of precast segmental lining reinforced by steel fibresGeomechanics and Tunnelling4/2021356-366Topics

Kurzfassung

Dubai Municipality awarded to Porr Besix JV the Project for the Main Tunnel component of the Deep Storm Water System. The tunnel will collect both rainwater and groundwater from approximately 500 sq. km and transfer the captured flow to the sea. The Design Builder JV selected COWI as Designer of the entire Project and IC Consultant as Design Checker for the Tunnels. The Project includes approximately 10.3 km of 10-meter-inside diameter tunnel in rock, three construction shafts and one drop shaft. The main tunnel will convey stormwater and groundwater flows from the EXPO 2020 area near the intersection of Sheikh Mohammed Bin Zayed Road and Jebal Ali Lehbab Road to the sea close to the EGA facility. The tunnel will follow beneath the road easement along Jebal Ali Lehbab Road and along Sheikh Zayed Road and continue to the pumping station. The tunnel traversed through the Barzaman and Fars formation with an overburden of 33 m with maximum water pressure of 4.4 bar and was excavated by EPB TBMs. This project is characterized by its dimensions with an internal diameter of 10 m and 350 mm of segment thickness, and by the use of steel fibre reinforced concrete in the precast segmental lining. The use of fibres aims to reduce the CO2 footprint obtaining an optimized design from the environmental point of view. These facts are associated to a complex design of precast segments, in order to ensure their structural competence and their integrity according to the durability requirements, under large thrust forces (temporary loads) and permanent load. Hence, considering such complexities, the structural design has been carried out producing a 3D structural model by means of a sophisticated FEM structural software. Results of the model allow to identify areas of the segment where spalling and bursting stresses are generated along circumferential joints and maximum value of those stresses in the temporary load cases. Moreover, a structural design verification of the segment has been undertaken considering the contribution of steel fibres class 4c, as it is set up in the FIB model code, aiming to ensure that the precast segments are structurally competent and fulfil the durability requirements of the Project. The article details the design approach and the independent checker design verification approach. The experience gained during construction is also reported, describing challenging aspects of the Tunnel execution and an analysis of the lining damages.

Statischer Entwurf einer mit Stahlfasern verstärkten Tübbingauskleidung
Die Stadtverwaltung von Dubai vergab an die Arbeitsgemeinschaft Porr Besix das Projekt DS233/2 Deep Storm Water System - Main Tunnel. Der Tunnel wird sowohl Regen- als auch Grundwasser ableiten und fast 40 % des gesamten Stadtgebiets von Dubai entwässern. Das Projekt zeichnet sich durch seine Dimensionen mit einem Innendurchmesser von 10 m und einer Tübbingdicke von 350 mm sowie durch den Einsatz von stahlfaserverstärktem Beton in der vorgefertigten Tübbingauskleidung aus. Die Verwendung von Fasern zielt darauf ab, den CO2-Fußabdruck zu reduzieren, um ein aus ökologischer Sicht optimales Design zu erhalten. Um die statische Funktion und Integrität gemäß den Dauerhaftigkeitsanforderungen aufgrund der großen Vortriebspressenkräfte (temporäre Lasten) und unter permanenter Belastung zu gewährleisten, wurde ein 3D-Strukturmodell mithilfe einer FE-Software erstellt. Die Ergebnisse des Modells ermöglichen es, die Bereiche des Segments zu identifizieren, in denen Abplatzungen und Spaltzugspannungen entlang der Umfangsfugen entstehen, sowie den maximalen Wert dieser Spannungen in den temporären Lastfällen. Darüber hinaus wurde ein statischer Nachweis des Segments unter Berücksichtigung des Beitrags von Stahlfasern der Klasse 4c durchgeführt, wie es im FIB-Modellcode festgelegt ist, um sicherzustellen, dass die vorgefertigten Segmente die Anforderungen des Projekts an die statische Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit erfüllen. Der Artikel beschreibt detailliert den Entwurfsansatz und den Ansatz der unabhängigen Prüfung des Entwurfs.

x
Laubbichler, Jürgen; Schwind, Thomas; Gakis, Angelos; Sanz, Alejandro; Soto, FranciscoAdvanced design of large cavern intersections in soft ground without conventional bar reinforcementGeomechanics and Tunnelling4/2021367-376Topics

Kurzfassung

The design of three mined stations in Toronto as part of the Eglinton Crosstown Light Rail Project involved several intersections of large tunnels situated in the heterogenous, water-bearing glacial till deposits. The most challenging openings, 220 m2 each, were formed in the two sides of the 18 m high cross-cut tunnels to allow the excavation of the 18 m wide platform caverns. A key objective for the design was the optimization of the tunnel shapes and the advanced simulation of the fibre reinforced shotcrete properties, to allow these openings in the initial tunnel linings to be achieved without conventional bar reinforcement or thickenings, thus simplifying and accelerating the construction, whilst reducing health and safety risks.
Advanced numerical analyses were utilized to simulate the staged excavation and support steps introducing advanced material models that accounted for the non-linear behaviour of both soil and structural elements. The end product was an optimized design of the tunnel linings with synthetic fibre reinforced shotcrete without conventional reinforcement that was successfully implemented in the construction.

x
Perner, Reinhard; Schorn, Roland; Atzl, GeorgNew construction of Albula Tunnel II - Experience with steel fibre shotcrete / Neubau Albulatunnel II - Erfahrungen mit StahlfaserspritzbetonGeomechanics and Tunnelling4/2021377-389Topics

Kurzfassung

The new construction of the 5860 m long Albula Tunnel was mainly carried out by blasting from the Preda and Spinas portals. Due to the exposed location in the high mountains, mixing plants were installed on both portal sides for the concrete supply; the concrete aggregate was largely produced from the excavated material, with a gravel plant being built in Preda for this purpose. The planned tunnel lining provides for a single-shell shotcrete construction for the most part. In the course of the excavation work, the excavation support was optimised so that the reinforcement mesh in the main support class in the single-shell area were replaced by steel fibre shotcrete.
Der Neubau des 5860 m langen Albulatunnels II erfolgte vorwiegend im Sprengvortrieb von den Portalen Preda und Spinas aus. Aufgrund der exponierten Lage im Hochgebirge wurden für die Betonversorgung auf beiden Portalseiten Mischanlagen errichtet, der Betonzuschlag wurde zum großen Teil aus dem Ausbruchmaterial hergestellt, wozu ein Kieswerk in Preda errichtet wurde. Der projektierte Tunnelausbau sieht größtenteils eine einschalige Spritzbetonbauweise vor. Im Zuge der Vortriebsarbeiten wurde die Ausbruchsicherung dahingehend optimiert, dass bei der Hauptsicherungsklasse im einschaligen Bereich die Bewehrungsmatten durch Stahlfaserspritzbeton ersetzt wurden.

x
Proksch-Weilguni, Clemens; Wolfger, Hannes; Kollegger, JohannOptimized reinforcement in longitudinal joints of segmental tunnel liningsGeomechanics and Tunnelling4/2021390-399Topics

Kurzfassung

When building tunnels using segmental lining, the segmental lining takes over the supporting role of the excavated soil. With the workspace in tunnel construction being very constricted the circular, segmental linings are divided into small segments called tubbings which are assembled by a tunnel boring machine. This kind of construction results in numerous longitudinal and circumferential joints. The loading situation for the longitudinal joints is typically dominated by the compressive normal forces combined with relatively small bending moments. The thickness of the tubbings usually depends on the longitudinal joints of the individual segments. The cross-sectional area of the tubbings has to be reduced at the joints in order to avoid spalling of the concrete leading to higher compression in the joints themselves. The Institute of Structural Engineering of TU Wien developed a new reinforcement design for tubbings with strengthened longitudinal joints. With a patent application pending, the newly designed joints were manufactured and tested demonstrating that the TU Wien proposal significantly increases the load-bearing capacity of the tubbings in comparison to conventional tubbing solutions. The very satisfying results, obtained from the large-scale tests of the newly developed joint design, show great potential for the construction of tunnels with thinner tubbings in the near future.

Optimiertes Bewehrungskonzept für Tübbing-Längsfugen im Segmenttunnelbau
Bei der Errichtung von Tunneln mit Fertigteilsegmenten übernimmt die Tunnelschale die Tragwirkung des ausgebrochenen Gebirgsmaterials. Da die Platzverhältnisse im Tunnelbau stark beschränkt sind, ist die Tunnelschale in einzelne Segmente unterteilt. Die Begrenzungsflächen zwischen den Tübbingen werden in Längs- und Ringfugen unterteilt. In den Tübbing-Längsfugen sind typischerweise hohe Drucknormalkräfte in Kombination mit relativ kleinen Biegemomenten vorherrschend. Für die Dicke der Tübbinge ist häufig die Bemessung der Tübbing-Längsfugen maßgebend. Dies resultiert aus dem Umstand, dass die Regelquerschnittsfläche der Tübbinge im Bereich der Längsfugen reduziert werden muss, um ein Abplatzen der Betonkanten zu verhindern. Die dadurch entstehenden hohen Druckspannungen im Bereich der Tübbinglängsfugen sind ein wesentlicher Faktor bei der Bemessung der Tübbinge. Das Institut für Tragkonstruktionen der TU Wien hat ein neues Bewehrungskonzept für Tübbinge entwickelt, dass zu einer Verbesserung der Tragfähigkeit der Tübbing-Längsfuge führt. Basierend auf einer Patentanmeldung der TU Wien wurde das optimierte Bewehrungskonzept in einer Versuchsserie getestet und gezeigt, dass das optimierte Bewehrungskonzept die Tragfähigkeit der Tübbinge signifikant steigert. Die Großversuche lieferten sehr zufriedenstellende Ergebnisse und lassen auf das große Potenzial für den Bau von dünneren und tragfähigeren Tunnelschalen schließen.

x
Voit, Klaus; Depiné, Manuel; Hofmann, Matthias; Orsi, Georg; Murr, Roland; Zangerl, Christian; Bergmeister, KonradMaterial characteristics and compactability of phyllitic tunnel excavation material / Verdichtungseigenschaften von schiefrig-phyllitischem Tunnelausbruchmaterial - Examination of non-recyclable spoil at the Brenner Base tunnel / Betrachtung von nicht verwertbarem Ausbruch beim Brenner BasistunnelGeomechanics and Tunnelling4/2021400-415Topics

Kurzfassung

Large quantities of excavated rocks are generated during tunnel driving. Recycling possibilities and total percentage of recycling are depending on the rock conditions (rock type and rock properties), as well as the applied driving method. If recycling of the excavated rock mass is not possible or reasonable from a technical or economical point of view, the excavated material needs to be deposited in landfills. Thereby, the consumed landfill volume depends on the material volume of non-recyclable rock and its compactability as a function of the loosening of the rock by excavation and landfill installation. Both, material volume and compactability of the excavated material, are difficult to evaluate in advance. Apart from unpredictable lithological changes and variation of the driving parameters (e.g. depth of advance in conventional driving, contact pressure of tunnel boring machine), external influences - like afflux of water or weather conditions during installation of the material - significantly affect the compactability of the excavated aggregates. In this study, the actual example of phyllitic rock material excavated by conventional drilling and blasting from the main tunnel tubes of the Brenner Base Tunnel has been chosen to take a closer look at the research question concerning the compactability of phyllitic rock material. Since excavation material is increasingly used in construction industry, detailed knowledge on this matter is necessary for a successful application.
Wird im Zuge der Errichtung von Infrastrukturbauwerken in den Untergrund eingegriffen, fällt zwangsläufig Abraummaterial vom anstehenden Felsen bzw. Lockergestein an. Aus ökologischen und ökonomischen Beweggründen wird derartiges Material vermehrt direkt an Ort und Stelle verwertet und bei der Herstellung der zu errichtenden Bauwerke beispielsweise als Schüttmaterial eingesetzt. Damit kommt Gesteinsmaterial zum Einsatz, bei dem es sich a priori nicht um eine Standard-Gesteinskörnung bzw. ein Standard-Korngemisch handelt, wie diese beispielsweise in Steinbrüchen oder Schottergruben gezielt abgebaut werden. Diese Thematik, betreffend die Gesteinseigenschaften, v. a. in Hinblick auf Verdichtbarkeit und Tragfähigkeit, wird am Beispiel einer schiefrig-phyllitischen Gesteinskörnung, welche beim Vortrieb des Brenner Basistunnels in der Innsbrucker Quarzphyllit-Zone anfällt, beleuchtet. Neben lithologischen Abweichungen und Veränderungen der Vortriebsparameter gibt es äußere Einflüsse, die sich wesentlich auf die Verdichtbarkeit der Korngemische und damit auf die erreichbare Einbaudichte auswirken. In diesem Beitrag werden Anforderungen, gängige Verdichtungsmethoden und Verfahren zur Verdichtungskontrolle verglichen und in Hinblick auf die spezielle Gesteinskörnung diskutiert. Ziel ist es, detaillierte Kenntnis über die besonderen Verdichtungseigenschaften schiefrig-phyllitischer Gesteinskörnungen zu gewinnen, um einen erfolgreichen Materialeinbau gewährleisten zu können.

x
Morocutti, Alex; Lussu, Andrea; Leitner, Edgar; Kaiser, Christian; Ertl, Anton; Grüllich, SebastianInnovative TBM transport logistics in construction section H33 of Brenner Base Tunnel / Innovative Transportlogistik zur TBM-Versorgung im Baulos H33 des Brenner BasistunnelsGeomechanics and Tunnelling3/2021233-244Topics

Kurzfassung

The Tulfes-Pfons construction section of the Brenner Base Tunnel includes a 16.6 km long tunnel section excavated with an open gripper TBM. Due to the very difficult logistic conditions (steep access tunnel with 10 % gradient and a 90° bend at the transition to the exploratory tunnel as well as a limited clearance profile with 8 m diameter), the contractor and client decided on an alternative supply of the TBM - the 'multi-service vehicle' (MSV). This laser-controlled train on rubber wheels without rails is able to handle both the steep access and the 90° bend. After 16 km of excavated tunnel with a top performance of 61 m/d and top monthly performance of up to 800 m in hard rock conditions with 1000 m overburden, the decision to use the MSV has proved to be a complete success. In addition to the logistics and safety advantages, a cost reduction has also been achieved compared to the planned conventional system. MSV are a cost-effective and technically proven alternative to conventional track-bound TBM supply equipment.
Das Baulos Tulfes-Pfons ist ein Teil des Brenner Basistunnel und beinhaltet den Vortrieb eines 16,6 km langen Erkundungsstollens mit einer offener Gripper-TBM. Aufgrund der schwierigen logistischen Randbedingungen (steiler Zufahrtstunnel mit 10 % Gefälle und einer 90°-Kurve am Übergang in den Erkundungsstollen sowie einem begrenzten Lichtraumprofil mit 8 m Durchmesser) haben sich Bauherr und Auftragnehmer für eine alternative Lösung zur TBM-Versorgung entschieden. Das Multi Service Vehicle (MSV) ist ein lasergesteuertes gummibereiftes, nicht schienengebundenes Fahrzeug. Es ist in der Lage, den steilen Zugang sowie die 90°-Kurve zu überwinden. Nach 16 km Tunnelvortrieb mit einer max. Tagesleistung von 61 m und max. monatlichen Vortriebsleistungen von 800 m im Hartgestein bei einer Überlagerung von 1000 m kann die Aussage getroffen werden, dass der Einsatz der MSV die richtige Entscheidung war. Zusätzlich zu den sicherheitsrelevanten und logistischen Vorteilen wird mit den MSV im Vergleich zum vorgesehenen herkömmlichen Versorgungssystem eine Kostenreduktion erreicht. MSV sind eine kosteneffiziente und technisch bewährte Alternative zur schienengebundenen Vortriebsversorgung.

x
Goliasch, Robert; Gschnitzer, ErnstRail-bound logistics in tunnelling - Challenging logistics for a 30 km long TBM drive / Gleislogistik im Tunnelbau - Logistische Herausforderungen bei einem 30 km langen TBM-VortriebGeomechanics and Tunnelling3/2021247-257Topics

Kurzfassung

During the early years of the 19th century, narrow-gauge railways found their way into mines and tunnel projects. Due to economic reasons, these rail-bound transport systems were successfully used for the transport of personnel, supplies and muck operations. While the worldwide transport logistics developed and changed continuously over the following century, there was limited demand within the tunnelling industry on innovation and improvement for these robust, durable and simple railways. Moreover, rubber-tired transport systems were introduced to the market and replaced traditional rail equipment on many tunnelling projects. The MTS tunnel Drive 1, originally planned to be 13 km in length and now extended to 30 km, will become the longest single tunnel drive in the world, demonstrating the flexibility of a rail-bound system. Since the start of the project, various suppliers and manufacturers for rail-bound equipment and rail track systems have been involved in the development of innovative drive systems, under-carriages and rail tracks. This article provides an overview of the design, implementation and lessons learned so far.
Schon sehr früh im 19. Jahrhundert wurden in Bergwerksbetrieben und im Tunnelbau die wirtschaftlichen Vorteile der Feldbahnen erkannt und erfolgreich als Versorgungs- und Schutterfahrzeuge genutzt. Aufgrund der Langlebigkeit, Robustheit und Einfachheit der Gerätschaften gab es im Gegensatz zur weltweiten Transportlogistik nur eine begrenzte Nachfrage nach einer Modernisierung und Weiterentwicklung von gleisbetriebenen Fahrzeugen für den Tunnelbau. Reifenbetriebene Tunnellogistikfahrzeuge haben in den vergangenen Jahren die Gleislogistik zusätzlich in den Hintergrund gedrängt. Der Vortrieb des Tunnelabschnitts Drive 1 des Woodsmith Projekts war ursprünglich auf 13 km ausgelegt und wird nun mit einer geplanten Länge von 30 km der weltweit längste Einzelvortrieb werden. Bei diesem Projekt wurden schon sehr früh im Zuge der Arbeitsvorbereitung gemeinsam mit Herstellern alternative Antriebskonzepte, Fahrwerke von Gleisfahrzeugen, aber auch die Optimierung des temporären Gleisaufbaus diskutiert und in weiterer Folge umgesetzt. Der Bericht gibt einen Überblick über die Auslegung, bisherigen Erfahrungen und Innovationen auf diesem Gebiet.

x
Dankl, Wolfgang; Reith, MarcoLogistics of deep tunnel construction sites without portal access - SBT2.1 Semmering Base Tunnel / Logistik von tiefliegenden Tunnelbaustellen ohne Portalzugang - Baulos SBT2.1 Semmering BasistunnelGeomechanics and Tunnelling3/2021258-269Topics

Kurzfassung

The 27.3 km long Semmering Base Tunnel is a major component of the Baltic-Adriatic Corridor trans-European rail link. The SBT2.1 Fröschnitzgraben Tunnel section involves more construction work than any other contract section of the Semmering Base Tunnel project. First, two shafts over 400 m deep had to be sunk down to tunnel level in order to create the emergency station. From here, the tunnels are being driven towards Gloggnitz and Mürzzuschlag. The falling drives towards Gloggnitz, each approx. 8.5 km long, are being excavated with two tunnel boring machines (TBM), while conventional tunnelling methods (drill and blast) are being used to drive the 4.3 km long rising section towards Mürzzuschlag. Another major component of the contract is the creation and management of the Longsgraben landfill site.
With a complex construction project of this nature, the local conditions, changing construction phases, different tunnelling methods, geological conditions, safety and contractual aspects, and the long duration of the construction, must all be given careful consideration when planning the logistics. The overall scope of logistics is broken down into individual areas; this enables several logistical concepts to be developed which do not necessarily have to correlate with one another. Through the involvement of the client, it has been possible to develop efficient and, for the most part, straightforward organisational measures and solutions for this construction project.
Als Bestandteil der Baltisch-Adriatischen Achse nimmt der 27,3 km lange Semmering-Basistunnel eine wesentliche Rolle dieser Schienennetzverbindung ein. Das Baulos SBT2.1 Tunnel Fröschnitzgraben stellt am Semmering das Los mit dem größten Bauumfang dar. Zunächst mussten zwei über 400 m tiefe Schächte bis auf Tunnelniveau abgeteuft werden, um die Nothaltestelle herstellen zu können. Von dieser aus erfolgen die Tunnelvortriebe Richtung Gloggnitz und Mürzzuschlag. Die fallenden Vortriebe mit einer Länge von je ca. 8,5 km in Richtung Gloggnitz erfolgen mittels zweier Tunnelvortriebsmaschinen. Der steigende, rund 4,3 km lange Abschnitt Richtung Mürzzuschlag wird im konventionellen Vortrieb aufgefahren. Ein weiterer wesentlicher Bestandteil der Beauftragung ist die Herstellung und Bewirtschaftung der Deponie Longsgraben.
Für ein Bauvorhaben dieser Art sind im Hinblick auf die Logistik die örtlichen Gegebenheiten, wechselnde Bauphasen, unterschiedliche Vortriebsmethoden, die geologischen Verhältnisse, sicherheitstechnische und vertragliche Aspekte sowie eine lange Baudauer zu berücksichtigen. Die Gesamtlogistik wiederum unterteilt sich in einzelne Detailbereiche, d. h. es sind mehrere Logistikkonzepte zu erstellen, die untereinander aber nicht zwangsläufig korrelieren müssen. Durch Einbeziehung des Auftraggebers konnten bei diesem Bauvorhaben effiziente und größtenteils unkomplizierte Gestaltungsmaßnahmen und Lösungen entwickelt werden.

x
Entfellner, Manuel; Hauer, Hannes; Bauer, JohannLogistic challenges at contract SBT 1.1 - Intermediate construction access Göstritz / Logistische Herausforderungen beim Baulos SBT 1.1 - Zwischenangriff GöstritzGeomechanics and Tunnelling3/2021270-285Topics

Kurzfassung

Base tunnels usually require temporary intermediate construction accesses in order to be able to carry out the tunnelling work in a timely, economical and logistical reasonable scope. Intermediate construction accesses in the form of shafts lead to particular logistical challenges in supplying the tunnel headings. At contract SBT 1.1-Tunnel Gloggnitz as the eastern section of the Semmering Base Tunnel, the shafts of the intermediate construction access Göstritz cannot be sunk from the surface for topographical reasons but are instead developed by an access tunnel. This fact requires the construction of complex underground structures and logistical interfaces to supply the four tunnel headings, beginning from the building site facilities, via the access tunnel, through the shafts to the tunnel face. In addition to the ongoing supply of all kinds of support measures, the excavated material is mucked by means of fully automatic belt and shaft conveyor systems. To ensure the permanent safety of the crew on-site, the highest demands and resilience are placed on the transport systems through the two 250 m deep shafts, the ventilation and the mountain water drainage systems of up to 500 l/s. The article describes the experience and ongoing optimization of the logistics concept as well as innovative new developments that are applied in this special tunnel project.
Basistunnel bedingen meist temporärer Zwischenangriffe, um die Vortriebsarbeiten in zeitlicher, bauwirtschaftlicher und baulogistisch vertretbarer Form bewerkstelligen zu können. Zwischenangriffe in Form von Schachtbauwerken führen dabei zu besonderen logistischen Herausforderungen bei der Versorgung der Tunnelvortriebe. Beim Baulos SBT 1.1-Tunnel Gloggnitz als östlicher Teilabschnitt des Semmering-Basistunnels können die Versorgungsschächte des Zwischenangriffs Göstritz aus topografischen Gründen nicht von der Oberfläche aus abgeteuft werden, sondern sind durch einen Zugangstunnel erschlossen. Dieser Umstand erfordert die Errichtung von komplexen untertägigen Bauwerken und logistischen Schnittstellen, um die vier Vortriebsäste von der Baustelleneinrichtungsfläche, über den Zugangstunnel, durch die Schächte bis hin zur Ortsbrust versorgen zu können. Neben der laufenden Versorgung mit Stützmittel jeglicher Art, erfolgt die Schutterung des Ausbruchmaterials mittels vollautomatischer Band- und Schachtförderanlagen. Um für die permanente Sicherheit der Mannschaften vor Ort Sorge zu tragen, sind höchste Anforderungen und Resilienz an Personentransporte durch die beiden 250 m tiefen Schächte, die Versorgung mit Frischluft und die bis zu 500 l/s umfassenden Entwässerungssysteme gestellt. Der Beitrag beschreibt die Erfahrungen und laufende Optimierungen des Logistikkonzepts sowie innovative Neuentwicklungen, die bei diesem besonderen Bauvorhaben zur Anwendung kommen.

x
Fentzloff, Wolfgang; Rothe, Stefanie; Stahn, Christian; Papantonakis, DimitriosBIM meets Lean - Logistics study of a long tunnel using BIM and Lean methods / BIM und Lean im Doppelpack - Logistikuntersuchung eines langen Tunnels mit Methoden von BIM und LeanGeomechanics and Tunnelling3/2021285-297Topics

Kurzfassung

Infrastructure projects in inner-city areas are gaining in importance on the one hand and are subject to increasingly restrictive requirements due to the space available on the other. This affects not only the site installations, but also to a large extent the access to and the material handling on the construction sites. Implenia has been using the digital capabilities of BIM to improve project execution for several years. Visualisations, data management and collaboration create a transparency that is necessary to face the difficult boundary conditions. Lean Construction method of optimizing and stabilizing material flows, which is new to the infrastructure sector, can ideally use BIM digital tools to map its processes. It was obvious to use this symbiosis of the two methods.
Implenia was commissioned in 2019 with the project 380 kV Kabeldiagonale Berlin with a nearly 7 km long TBM tunnel in the middle of Berlin. At this point in time, when the concepts for TBM tunnelling are being prepared, several insights can already be drawn that are ground-breaking for the application in future projects.
Infrastrukturprojekte im innerstädtischen Bereich gewinnen auf der einen Seite wachsende Bedeutung und unterliegen andererseits immer mehr restriktiver Anforderungen aus den zur Verfügung stehenden Platzverhältnissen. Betroffen sind hierdurch die Baustelleneinrichtungen (BE) an sich, aber auch maßgeblich die Andienung der BEs und das Materialhandling auf der Baustelle. Implenia setzt seit einigen Jahren die digitalen Möglichkeiten von BIM ein, um die Projektabwicklung zu verbessern. Visualisierungen, Datenmanagement und die Kollaboration schaffen eine Transparenz, die erforderlich ist, den erschwerten Randbedingungen zu begegnen. Die im Infrastrukturbereich junge Methode von Lean Construction zur Optimierung und Stabilisierung der Materialflüsse kann die digitalen Werkzeuge von BIM ideal nutzen, um ihre Prozesse abzubilden.
Implenia wurde 2019 mit den Projekt 380-kV-Kabeldiagonale Berlin mit einem knapp 7 km langen TBM-Tunnel im Herzen Berlins beauftrag. Zum jetzigen Zeitpunkt, an dem die Konzepte für den TBM-Vortrieb erstellt werden, können bereits mehrere Erkenntnisse gezogen werden, die für die Anwendung in zukünftigen Projekten wegweisend sind.

x
Phillips, Mina; Fadhel, Haider; Raafat, Ibrahim; El-Kelesh, AdelUse of artificial ground freezing in construction of cross passages under Suez Canal / Bodenvereisung für den Bau von Querschlägen unter dem SuezkanalGeomechanics and Tunnelling3/2021298-307Topics

Kurzfassung

The Artificial Ground Freezing (AGF) has demonstrated its versatility as an effective approach for both temporary ground stabilization and ground water control in almost all types of saturated soils. This paper describes the use of a closed circuit freezing system in the construction of four cross passages. The passages connect 4.8 km long twin road tunnels that have recently been constructed at depths of up to 60 m under Suez Canal in Ismailia, Egypt. The paper starts by describing the ground conditions at the locations of the cross passages and by presenting the results of laboratory tests conducted on unfrozen, frozen and thawed soil specimens. The main design criteria considered in designing the freezing works are discussed and the freezing and cross passages construction works are described. The frozen body was carefully monitored during the freezing process and construction of passages. Records of the adopted monitoring program are presented and discussed. Significant observations that contribute to effective planning of future freezing works are also presented.
Das künstliche Einfrieren von Erdboden hat die Vielseitigkeit als effektiver Ansatz sowohl für die temporäre Bodenstabilisierung als auch die Grundwasserbeherrschung in fast allen Arten von gesättigten Böden unter Beweis gestellt. Typischerweise gibt es zwei Bodenvereisungs-Systeme: Ein offenes Kühlsystem, das flüssigen Stickstoff als Kühlmittel verwendet, und ein geschlossenes Kreislaufsystem, das stattdessen Solelösung aus CaCl2 verwendet. Dieser Bericht beschreibt den Einsatz eines geschlossenen Gefriersystems beim Bau von vier Querschlägen. Die Querschläge verbinden zwei 4,8 km lange Straßentunnel, die vor kurzem in Tiefen von bis zu 60 m unter dem Suezkanal in Ismailia, Ägypten, gebaut wurden. Der Beitrag beginnt mit der Beschreibung der geologischen Verhältnisse an den Querschlägen und der Darstellung der Ergebnisse von Labortests an ungefrorenen, gefrorenen und aufgetauten Bodenproben. Es werden die wesentlichen Planungsgrundsätze zur Beherrschung des Erddrucks und des Wasserdrucks von bis zu 5 bar angegeben. Anschließend wird die Ausführung der Gefrierarbeiten und das Auffahren der Querschläge beschrieben. Der gefrorene Körper wurde während des Einfrierens, des Vortriebs der Querschläge und der Wartungsphasen sorgfältig überwacht. Die Ergebnisse des angewendeten Überwachungssystems werden vorgestellt und erörtert. Bedeutende Beobachtungen, die zu einer effektiven Planung künftiger Gefrierarbeiten beitragen, werden ebenfalls vorgestellt.

x
Dietler, ThomasCharacterisation of rock as foundation for dams and hydropower plants - Experience from a field geologist's perspective / Beschreibung von Fels als Baugrund für Talsperren und Wasserkraftanlagen - Erfahrungen aus Sicht des FeldgeologenGeomechanics and Tunnelling2/2021129-141Topics

Kurzfassung

The characterisation of rock as a foundation for hydropower plants in general and dams in particular is highly complex and requires a great deal of experience on the part of the geologists involved. Geology cannot be studied remotely; it requires geological field surveys and investigations. This paper describes the aspects to be considered, the planning of the investigations and the degree of detail needed at the various planning phases from the field geologist's perspective. It also highlights the internationally recognised methods of investigation used for large-scale projects and describes how the results are documented and recorded. It concludes by briefly outlining the soft factors which constitute an integral part of successful geological feasibility studies. Geology is an “inexact” science that requires extensive experience in order to generate the most realistic ground model possible. For this reason, a clear distinction must be made between facts (basic data) and their interpretation (experience). Furthermore, it is important to consider what other conclusions can be drawn from surveying the subsoil.
Die Beschreibung von Fels als Baugrund für Wasserkraftanlagen im Allgemeinen sowie für Talsperren im Besonderen ist sehr vielschichtig und erfordert eine große Erfahrung der involvierten Geologen. Geologie kann nicht mittels Ferndiagnose studiert werden, sondern bedarf geologischer Feldaufnahmen und -untersuchungen. Die vorliegende Publikation erläutert die zu berücksichtigenden Aspekte, die Planung der Untersuchungen und den Grad der Detaillierung in den verschiedenen Planungsphasen aus der Sicht des Feldgeologen. Weiterhin werden die bei Großprojekten international üblichen Untersuchungsmethoden aufgezeigt und die Dokumentation und Darstellung der Resultate beschrieben. Abschließend werden weiche Faktoren erwähnt, die als wesentlicher Beitrag für erfolgreiche geologische Projektstudien notwendig sind. Die Geologie ist eine “ungenaue” Wissenschaft und erfordert eine große Erfahrung, um ein möglichst realitätsnahes Baugrundmodell erstellen zu können. Dabei ist klar zwischen Fakten (Grundlagendaten) und deren Interpretation (Erfahrung) zu unterscheiden. Darüber hinaus ist zu bedenken, welche weiteren Schlüsse aus der Erfassung des Untergrunds gezogen werden müssen.

x
Kogler, Kurt; Hechenbichler, JohannExceptional problems for grouting in power station construction in exposed locations / Außergewöhnliche Aufgabenstellungen an die Injektionstechnik im Kraftwerksbau in exponierten LagenGeomechanics and Tunnelling2/2021142-157Topics

Kurzfassung

Power station construction has always posed very complex problems for engineers. The dimensions of such construction works, their geographical location and the effects on people and nature reflect not only the great public interest but also show how extensive and challenging the design and construction of such construction works can be. Grouting technology is a reliable partner for waterproofing, consolidation and prestressing measures in power station construction and in such exposed locations, provides special solutions for the particular local conditions. The following article describes through selected examples grouting solutions for the refurbishment and new construction of hydropower facilities, concentrating on the implementation of specialised civil engineering measures on international power station projects.
Der Kraftwerksbau konfrontiert Ingenieurwissenschaften seit jeher mit komplexen Aufgabenstellungen. Die Dimension solcher Bauwerke, deren geografische Lage sowie Auswirkungen auf Mensch und Natur spiegeln nicht nur das große öffentliche Interesse wider, sondern zeigen auf, wie umfangreich und zugleich anspruchsvoll an solche Baumaßnahmen in Planung und Ausführung herangegangen werden muss. Die Injektionstechnik ist dabei verlässlicher Partner für Abdichtungs-, Verfestigungs- und Vorspannmaßnahmen im Kraftwerksbau und geht als solcher auch in exponierte Lagen mit Sonderlösungen auf Basis der speziellen Randbedingungen. Der folgende Beitrag zeigt anhand ausgewählter Beispiele injektionstechnische Lösungen bei Sanierung und Neuerrichtung von Wasserkraftanlagen. Der Fokus liegt dabei auf der Umsetzung von Spezialtiefbau-Maßnahmen bei internationalen Kraftwerksprojekten.

x
Marte, Roman; Ausweger, Georg; Schweiger, Helmut F.; Seiwald, Stephan; Kainz, Florian; Breymann, HelfriedSafety aspects of a water reservoir influenced by a creep like landslide / Sicherheitsbetrachtungen für einen durch eine Massenbewegung beeinträchtigten SpeicherGeomechanics and Tunnelling2/2021158-172Topics

Kurzfassung

On the basis of a case history of a pumping storage which is endangered by a slow moving landslide, the interaction of the reservoir operation and the deformation behaviour of the landslide will be discussed in this paper. Comprehensive measurements as well as theoretical investigations, which had been performed to understand the determining factors for the deformation behaviour of the landslide, will be discussed. Based on these investigation results a warn and alarm plan as part of the safety concept for the storage had been developed.
Im Beitrag wird das Fallbeispiel einer in einen Pumpspeicher einschiebenden Massenbewegung diskutiert, die in ihrem Bewegungsverhalten durch den Speicherbetrieb beeinflusst wird. Umfangreiche messtechnische und theoretische Studien wurden durchgeführt, um das Bewegungsverhalten der Massenbewegung und die wesentlichen Einflussgrößen zu erfassen und darauf aufbauend einen Warn- und Alarmplan zu entwerfen, der Grundlage des Sicherheitskonzepts für den Speicherbetrieb ist.

x
Hautz, Werner; Neuner, JohannExpansion of Kirchbichl Power Plant in Tyrol - Challenges of foundation engineering / Erweiterung Kraftwerk Kirchbichl in Tirol - Herausforderungen an den SpezialtiefbauGeomechanics and Tunnelling2/2021175-183Topics

Kurzfassung

Tiwag - Tiroler Wasserkraft AG sees itself as a driving force in the energy transition, pursuing the goals of the Tyrolean and Austrian energy strategies with a moderate, environment friendly expansion of hydropower. The projects are essentially aimed at expanding existing power plants so that they can be used more effectively, and additional hydropower potential can be developed. The Kirchbichl Power Plant is a good case in point. From 2017 to 2020, the power plant was made fit for the next decades as part of an extensive refurbishment and expansion project. The main project components are to improve flood security through the construction of an additional weir field, to adapt to enhanced environmental standards through the construction of a fish passage and a power plant for residual flow, and to increase the discharge of the power plant by installing an additional turbine. One of the challenges was the construction pits in the immediate vicinity of the existing system. The pit design with bored pile retaining wall and base seal with a jet grout slab has proven to be very effective.
Die Tiwag - Tiroler Wasserkraft AG versteht sich als treibende Kraft der Energiewende und verfolgt mit einem maßvollen und naturverträglichen Ausbau der Wasserkraft die Ziele der Tiroler und Österreichischen Energiestrategie. Die Ausbauvorhaben zielen dabei im Wesentlichen auf die Erweiterung und den Ausbau bestehender Kraftwerksanlagen. Somit können bestehende Kraftwerke besser genutzt und zusätzliches Wasserkraftpotenzial erschlossen werden. Besonders deutlich wird dies am Beispiel des Kraftwerks Kirchbichl. Von 2017 bis 2020 wurde die Kraftwerksanlage in einem umfangreichen Sanierung- und Erweiterungsprojekt für die nächsten Jahrzehnte fit gemacht. Wesentliche Projektbestandteile sind die Verbesserung der Hochwassersicherheit durch den Neubau eines zusätzlichen Wehrfelds (Entlastungsbauwerk), die Anpassung an den ökologischen Standard mit der Errichtung einer Fischwanderhilfe und eines Dotierkraftwerks sowie die Erhöhung der Ausbauwassermenge mit dem Zubau eines zusätzlichen Maschinensatzes. Eine der Herausforderungen dieser Gewerke waren die Baugruben in unmittelbarer Nachbarschaft zur Bestandsanlage. Die Baugrubenumschließung aus Bohrpfählen und die Sohlabdichtung mit einer DSV-Sohle haben sich hierfür bestens bewährt.

x
Innerhofer, Guntram; Bickel, LukasRodundwerk I, new headrace system - Concept and realization / Rodundwerk I, neuer Kraftabstieg - Konzeption und AusführungGeomechanics and Tunnelling2/2021185-195Topics

Kurzfassung

As a result of several feasibility studies from which sound economic and technical arguments emerged, the decision was made to construct a new headrace system for the Rodundwerk I consisting of a low pressure tunnel, a shallow pressure shaft parallel to the surface slope and a subsequent high-pressure penstock gallery. The new distribution pipeline was designed as a concrete-encased gravity abutment. Construction started at the beginning of May 2020 and since then excavation work has progressed according to plan. Particular attention had to be addressed to the impact of construction operations on the existing power plant structures. Hence, a detailed monitoring concept was established concerning the vibration transmission in the rock mass. Excavation works are carried out partly by tunnel boring machine, partly by drilling and blasting and, once the critical threshold of vibration has been reached, by alternative methods. By continuously adjusting the blasting parameters (charge amount, ignition timing), it was possible to minimise the detonation-related effects in the vicinity of the existing structures.
Umfangreiche Voruntersuchungen ermöglichten eine wirtschaftlich und technisch profunde Entscheidung zugunsten eines neuen Oberwassersystems für das Rodundwerk I mit einem hangparallelen, seicht liegenden Schrägschacht und anschließenden Flachstrecken. Die neue Verteilrohrleitung wurde als betonummantelter Massefestpunkt konzipiert. Der Baustart erfolgte Anfang Mai 2020. Die Ausbrucharbeiten sind planmäßig fortgeschritten. Besonderes Augenmerk musste auf die Einwirkung des Baubetriebs auf den Bestand gelegt werden, weshalb ein detailliertes Überwachungskonzept hinsichtlich Schwingungsübertragung im Gebirge angelegt wurde. Die Vortriebe werden teils mit Tunnelbohrmaschine, teils im Sprengvortrieb und ab Erreichen der festgelegten Grenzwerte für die zulässigen Schwinggeschwindigkeiten mit Alternativmethoden ausgeführt. Durch die laufende Anpassung sprengtechnischer Parameter (Lademenge, Zündzeitstufen) gelang es, detonationsbedingte Einwirkungen in Bestandsnähe so gering wie möglich zu halten.

x
Smesnik, Mathias; Nowotny, Hans; Nowotny, Hans; Krstic, Sanja; Sever, ÖzgürLower Kaleköy Dam - A tailor made composite dam structureGeomechanics and Tunnelling2/2021197-206Topics

Kurzfassung

Worldwide various type of dams are used to create reservoirs for multiple purposes. Particularly in usual cases, a single dam type is used to form a watertight barrier. Keeping safety and finance in mind, less challenging dam locations, that concerns with aspects like foundation conditions, seismicity at the dam sites, availability of construction materials, etc. are preferred. Ironically, where there is a demand for a reservoir, a suitable dam location is not always available. In those cases, these circumstances make advanced design of dam structures indispensable. An example of such a dam design is the Lower Kaleköy composite dam structure. The same consists of a roller compacted concrete gravity dam at the right bank, which is linked with one of the world's highest deformation joint to the very first asphalt core embankment dam in Turkey, situated on the left bank. The Lower Kaleköy Hydroelectric Power Plant (HEPP) constructed and operated by Kalehan Genç Enerji Üretim A.. with an installed capacity of 500 MW, as part of the Beyhan Kaleköy HEPP cascade is located on the Murat River, a tributary to the Euphrat River in Eastern Turkey. This paper summarizes the design methodology developed by the design consortium (AFRY/Temelsu), headed by AFRY, for the tailored composite dam.

x
Grunicke, Urs H.; Lienhart, Werner; Vorwagner, AloisLong-term monitoring of visually not inspectable tunnel linings using fibre optic sensing / Langzeitmonitoring von nicht visuell inspizierbaren Tunnelinnenschalen mittels FaseroptikGeomechanics and Tunnelling1/202119-32Topics

Kurzfassung

Regular structural assessments of tunnel linings are commonly performed by visual inspection. Crack phenomena and their development over time are essential indicators of changes of the stress regimen. These are the most prominent input data for the structural assessment of linings. Cladding for fire protection or noise control inhibit visual inspection and call for alternative methods of crack detection and monitoring. This paper presents the application of an alternative method which employs distributed fibre optic sensing (DFOS) which is installed on already existing linings. The objective is to obtain monitoring results with best reliability in comparison to conventional inspection. While the application of DFOS with fibres embedded in new linings has already been tested extensively, later installation on existing linings poses various challenges. Based on findings obtained from laboratory and field tests in an operational highway tunnel, we found that by means of later installed fibres with lengths of up to 70 m, strain measurements can achieve accuracies of about 1 &mgr;m/m over 10 mm. This allows the detection of both current and historical crack widths at 0.01 mm precision, conspicuous strain patterns and temperature abnormalities. The system can be mounted onto the inner lining surface which is covered by later claddings and are hence inaccessible to visual inspection. The structural performance can eventually be inferred from interpreted crack patterns.
Die wiederkehrende Prüfung von Tunnelinnenschalen erfolgt üblicherweise mittels visueller Inspektion. Rissphänomene und deren Veränderungen sind dabei wesentliche Indikatoren für Änderungen des mechanischen Spannungsregimes. Risse zählen daher zu den prominentesten Grundlagen für die Zustandsbeurteilung bestehender Innenschalen. In Bereichen mit nachträglicher Verkleidung (z. B. Brandschutzplatten) ist die Innenschale visuell nicht ohne größeren Aufwand inspizierbar, sodass auf andere Methoden der Rissdetektion und -verfolgung zurückgegriffen werden muss. Das Ziel dabei ist eine Bauwerksüberwachung mit einer Zuverlässigkeit, die der visuellen Inspektion möglichst gleichwertig ist. Eine vielversprechende Möglichkeit bieten nachträglich an die Bestandsschale applizierte Glasfasern. Damit wird die Identifizierung lokaler Schäden wie Risse in der Struktur oder unerwartete Veränderungen in Dehnungsmuster und Temperatur möglich. Das System kann nachträglich auf die Betonoberfläche, auch beispielsweise hinter Brandschutzplatten, appliziert werden. Damit können auch nicht einsehbare Bereiche überwacht werden. Aus den gemessenen Dehnungsprofilen kann die effektive aktuelle und historische maximale Rissbreite auf bis zu 0,01 mm genau ermittelt werden und auf das Tragverhalten der Innenschale rückgeschlossen werden. Während der Einsatz von verteilter faseroptischer Sensorik durch im Beton eingebettete Glasfaserkabel bereits erprobt ist, stellt die nachträgliche Applikation besondere Herausforderungen dar. Die dafür durchgeführten Laborversuche, eine Versuchsinstallation in einem bestehenden Tunnel, sowie die Eignung für eine langfristige Bauwerksüberwachung werden hier im Detail vorgestellt.

x
Moritz, Bernd; Heissenberger, Roman; Schachinger, Tobias; Lienhart, WernerLong-term monitoring of railway tunnels / Langzeitüberwachung von EisenbahntunnelnGeomechanics and Tunnelling1/202135-46Topics

Kurzfassung

At the large infrastructure projects of the Austrian Federal Railways in the Alpine region geotechnical structures with different characteristics are encountered. Especially heterogeneity and composition of fault zones associated with different stress conditions are a great challenge during tunnelling. Although the system behaviour resulting from ground-support interaction is measured by monitoring methods, after completion of tunnel works with installation of the inner lining usually the tunnel is no further monitored. The goal of ÖBB-Infrastructure AG is to apply robust, reliable and durable monitoring systems for the observation of geotechnical relevant structures during a service life of the tunnels of 150 years. Thereby unfavourable tendencies of system behaviour shall be detected early and measures in terms of predictive maintenance planned in due time to ensure high availability of the tunnels during operation. The paper presents the implementation of long-term monitoring at the projects Koralm Tunnel and Granitztal Tunnel and gives an outlook at the Semmering Base Tunnel.
Bei den großen Tunnelprojekten der ÖBB-Infrastruktur AG im alpinen Raum werden geotechnische Strukturen in unterschiedlicher Ausprägung durchörtert. Speziell die Heterogenität und der Aufbau von Störungszonen in Verbindung mit unterschiedlichen Spannungszuständen stellen im Zuge des Tunnelvortriebs eine große Herausforderung dar. Das aus Interaktion des umgebenden Gebirges mit dem festgelegten Ausbau resultierende Systemverhalten wird zwar mittels moderner Messmethoden erfasst, nach Beendigung des Tunnelvortriebs und mit der Herstellung des Innenausbaus endet jedoch meist auch die messtechnische Beobachtung. Die ÖBB-Infrastruktur AG hat sich insbesondere vor dem Hintergrund der Nutzungsdauer der Neubautunnel von 150 Jahren zum Ziel gesetzt, robuste, zuverlässige und dauerhafte Monitoringsysteme zur weiteren Überwachung geotechnisch relevanter Strukturen auch in der Betriebsphase einzusetzen. Dabei sollen ungünstige Tendenzen im Systemverhalten frühzeitig erkannt und rechtzeitig die Planungen im Sinne der vorausschauenden Instandhaltung angestoßen werden, um so eine größtmögliche Anlagenverfügbarkeit zu gewährleisten. Der Beitrag zeigt die Umsetzung einer Langzeitüberwachung anhand der Tunnelprojekte Koralmtunnel und des Granitztaltunnels und gibt einen Ausblick auf den Semmering Basistunnel.

x
Keuschnig, Markus; Schober, Andreas; Delleske, Robert; Brandner, Katharina; Höfer-Öllinger, GiorgioScale-oriented landslide monitoring and early warning system for uranium legacy complexes in Mailuu Suu, KyrgyzstanGeomechanics and Tunnelling1/202147-53Topics

Kurzfassung

Radioactive waste and the legacies of uranium mining combined with massive landslides pose tremendous risks to vast areas of Kyrgyzstan and their inhabitants. These risks comprise the potential destruction of radioactive legacies and thus, the mobilisation of radioactive material through streams and rivers into intensively cultivated agricultural areas. To tackle these challenges, a scale-oriented landslide monitoring and early warning system (LMEWS) was developed to increase the safety of Kyrgyz uranium legacy complexes in the Mailuu Suu region, southern Kyrgyzstan. The LMEWS utilizes cutting-edge technologies like satellite- and ground-based InSAR as well as Unmanned Aerial Systems (UAS) to ensure flexibility, transferability, and maximum protection against vandalism.

Skalierbares Überwachungs- und Frühwarnsystem von Hangrutschungen für radioaktive Altlasteneinrichtungen in Mailuu Suu, Kirgisistan
Radioaktive Altlasten in Kombination mit gewaltigen Hangrutschungen bergen enorme Risiken für weite Regionen Kirgisistans und deren Bewohner. Diese Risiken umfassen eine mögliche Zerstörung dieser Einrichtungen mit einhergehender Remobilisierung und Verfrachtung von radioaktivem Material durch Bäche und Flüsse in landwirtschaftlich intensiv genutzte Regionen. Zur Verminderung dieser Risiken wurde ein skalierbares Überwachungs- und Frühwarnsystem für Hangrutschungen entwickelten. Das System nutzt moderne Technologien wie Satelliten- und Boden-basiertes InSAR und UAS (Unmanned Aerial Systems), um ein hohes Maß and Flexibilität, Übertragbarkeit und Schutz vor Vandalismus zu gewährleisten.

x