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Dynamische Berechnungen von Zugüberfahrten für kurze einfeldrige Eisenbahnbrücken führen oft zu einem Überschätzen der Tragwerksantwort im Resonanzfall. Bei Vergleichsmessungen an realen Stahlbetontragwerken kann festgestellt werden, dass dynamische Kenngrößen wie die Eigenfrequenzen und die Lehrschen Dämpfungen von den Vergleichsgrößen im Rechenmodell stark abweichen. Nach Einbeziehung der messtechnisch ermittelten dynamischen Kenngrößen in das Rechenmodell können die dynamischen Nachweise sehr oft positiv geführt werden. Zur Erzielung einer besseren Übereinstimmung von Messung und Berechnung werden in der gegenständlichen Untersuchung an zwei Versuchsbrücken die dynamischen Kenngrößen im Zuge einer Messkampagne bei unterschiedlichen Ausbauzuständen ermittelt. Dabei liegt das Hauptaugenmerk darauf, die Steifigkeit und Systemdämpfung beeinflussenden Parameter abzuleiten, die mit der Bauform der Versuchsbrücken in Verbindung stehen. An den beiden Versuchsbrücken, in Form von einfeldrigen Stahlbetonplatten, werden Messungen der Tragwerksantwort mit der krafterregten Schwingungsanregungsmethode durchgeführt, wobei ein Tragwerk im ungerissenen und eines im gerissenen Zustand untersucht wird. Die Änderungen der dynamischen Kenngrößen infolge Ausbaulasten, temperaturbedingter jahreszeitlicher Schwankungen und Konstruktionsdetails werden dokumentiert und Vorschläge für die Anpassung in der Modellierung für die dynamischen Berechnungen werden angeführt.

Evaluation of the dynamic system characteristics for single span concrete railway bridges - Determination of dynamic parameters due to measurements on two test bridges in cracked and uncracked state with variations of the dead load
Structural dynamic analysis of short single span railway bridges due to passing trains often overestimate the structural response. Consequent measurements on concrete bridges are performed to evaluate the dynamic parameters such as the eigenfrequency and Lehr's damping ratio. These parameters strongly deviate from the parameters of the structural model. Analysis with the proper parameters lead to realistic results regarding the structural responses. To receive more realistic results in course of a dynamic analysis, investigations on two concrete slab test bridges are established. The main concern in the investigations focuses on changes of the stiffness and damping parameter due to alteration on the test bridge characteristics. Both structures are excited by force controlled long stroke shakers to determine the dynamic response. During the measurement campaign one concrete slab bridge is tested in a crack free state whereas the other one is tested in a cracked state. Changes of the dynamic parameters due to dead load, temperature changes and structural adjustments are documented and recommendations for a meaningful model updating to enhance the dynamic analysis are performed.

Bei Fahrzeugüberfahrten über Brücken kommt es zur Interaktion zwischen Tragwerk und Fahrzeug, deren Zusammenhänge äußerst komplex und schwer vorhersagbar sind. Gerade bei anstehenden Bauarbeiten an bestehenden Betonbrücken müssen diese bei aufrechterhaltenem Verkehr stattfinden, wodurch der junge Beton während seiner Erhärtung mit Schwingungen belastet wird. Aber gerade im Zuge der Planung von Bauphasen oder Bauabläufen ist eine Abschätzung im Vorfeld hilfreich. Aus diesem Grund wurden Großrechenserien, basierend auf Berechnungsmodellen von ganzen Brückenpopulationen untersucht. Das Ziel war, die verkehrsinduzierten Schwingungen von Platten- und Plattenbalkenbrücken in gängigen Konfigurationen abzuschätzen, um bei der Planung von Bauarbeiten entsprechende Schritte zur Schonung des jungen Betons in seiner kritischen Erhärtungsphase setzen zu können. Dabei wurden die Brückenschwingungen durch transiente FE-Simulationen bei einer Vielzahl von Lkw-Überfahrten berechnet und einerseits die Brückeneigenschaften wie Spannweite, Schlankheit etc., andererseits auch die Überfahrtsparameter wie Straßenoberfläche, Fahrgeschwindigkeit und Spur variiert. Die Betrachtung einzelner Parameter zeigte sich dabei als unzureichend, weshalb aufbauend auf dem großen Datensatz ein Meta-Modell in Form von einfachen Gleichungen gebildet wurde, welches den Einfluss mehrerer Parameter vereint. Das Meta-Modell ermöglicht eine Erstabschätzung der zu erwartenden Schwingungsamplituden und soll als Unterstützung für die Planung von nötigen Maßnahmen dienen.

Estimating traffic-induced vibrations of road bridges prior to concreting works - Creating a meta-model for preliminary estimation of the risk of early-age concrete being negatively affected during its hardening by ongoing traffic
The interaction between the bridge and the vehicles passing over it is governed by very complex interrelationships, effects of which are difficult to predict. When construction works on existing concrete bridges take place, vibrations caused by ongoing traffic pose a potential risk for the early-age concrete, which may be being negatively affected during its hardening process. But especially in the course of the planning of construction processes and procedures, a preliminary estimate of potential risk would be helpful. For this reason, large-scale computation series based on calculation models of entire bridge populations was executed. The aim was to estimate the traffic-induced vibrations of slab and T-beam bridges in common configurations to be able to take appropriate steps in planning of construction works and protect the young concrete in its critical hardening phase. The bridge vibrations were calculated by transient FE-simulation for a large number of truck passages, while bridge properties such as span, slenderness, etc. on one hand, and crossing parameters such as road surface and driving speed and lane on the other hand, were varied. The consideration of individual parameters turned out to be insufficient, therefore a meta-model in the form of simple equations was formed based on the large data set created. The meta-model combines the influence of several parameters and provides an initial estimate of the expected vibration amplitudes, which supports decision-making in the planning of necessary measures.

Ein Großteil der Schäden an Ingenieurbauwerken wird durch Korrosion verursacht. In der vorliegenden Arbeit wurden repräsentative Erhaltungsprojekte von Ingenieurbauwerken in der Schweiz detailliert analysiert. In den untersuchten Fällen zeigte sich, dass 56 % der Instandsetzungskosten (± 11 %) direkt durch die Korrosion verursacht werden. Bei Ingenieurbauwerken im Straßennetz der Schweiz liegen die direkt durch Korrosion versursachten Kosten somit schätzungsweise bei 260 bis 510 Mio. CHF pro Jahr, also gegen 1 000 CHF pro Minute. Dies entspricht 0,08 % des Bruttoinlandprodukts. Nebst dem Straßennetz werden Korrosionskosten auch an anderen Ingenieurbauwerken erwartet, etwa an der Bahninfrastruktur, im Energiesektor oder bei Wohn- und Bürobauten. Diese wurden hier nicht berücksichtigt; ebenso wurden die indirekten Kosten (Staus, Umweltbelastung, etc.) nicht quantifiziert. Die hier ermittelten direkten Kosten durch Korrosion an Ingenieurbauwerken im Straßennetz der Schweiz stimmen in der Größenordnung mit den für die USA vorliegenden Daten überein und können daher möglicherweise auch auf andere industrialisierte Länder angewandt werden. Aufgrund dieser volkswirtschaftlichen Bedeutung ist es zentral, das Korrosionsphänomen bestmöglich unter Kontrolle zu haben. Dies bedingt dringend technologische Innovationen und eine zeitgemäße Ausbildung von Fachkräften im Bauwesen.

Corrosion Caused Costs on Civil Engineering Structures of the Swiss Road Networks
The degradation of traffic infrastructure is to a large extent caused by corrosion. For this study, selected representative maintenance projects of Swiss civil engineering structures were analysed in detail. These analyses revealed that on average 56 % of the maintenance costs (± 11 %) are directly related to corrosion. The direct costs of corrosion of civil engineering structures in the Swiss road network amounts to approximately 260-510 million Swiss francs per year, i.e. almost 1 000 Swiss francs per minute. This corresponds to 0.08 % of the GDP. Apart from civil engineering structures of the road network, corrosion also generates costs for other engineering structures, i.e. structures of rail operators, of the energy sector, or residential and office buildings and industrial plants. These structures were here not taken into account. Additionally, indirect costs (traffic jams, environmental pollution, etc.) were here not quantified. The direct costs of corrosion of civil engineering structures of the Swiss road network estimated in this study are in agreement with the available data from the U.S. and therefore might be applied to other industrialised countries.

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Im Rahmen der Risiko- und Lebenszykluskostenbewertungen von Brücken treten neben der Einsturzwahrscheinlichkeit auch Schadensfolgen als Eingangsgrößen auf. Eine der bedeutendsten Schadensfolgen von Brückeneinstürzen sind Todesopfer. Im Rahmen dieses Beitrags werden zunächst bekannte Verfahren vorgestellt, um die sich daraus ergebenden Schadenskosten bzw. die hypothetische Anzahl von Todesopfern abschätzen. Im nächsten Schritt wird ein neues Verfahren entwickelt, welches den aktuellen Stand der Wissenschaft bezüglich der Brückeneinsturzursachen nutzt. Mit diesem Verfahren kann die hypothetische Anzahl der Opfer abhängig von den jeweiligen Verhältnissen an der Brücke bzw. vom Brückentyp geschätzt werden.

On the consideration of hypothetical numbers of victims in life cycle cost calculations of bridges
In the context of risk or life cycle cost assessments of bridges, damage consequences also occur as input parameters in addition to the probability of collapse. One of the most important damage consequences of bridge collapses are possible fatalities. In the context of this paper, known methods for estimating the potential number of fatalities are presented. In the next step, a new method will be developed which makes use of the current state of science regarding bridge collapses. With this method the number of victims can be estimated depending on the type of bridge.

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Die Bauindustrie ist maßgeblich mitverantwortlich für den zunehmenden Verbrauch an materiellen und energetischen Ressourcen und wird weltweit vom Jahrhundertbaustoff Stahlbeton dominiert. Dieser Aufsatz behandelt das Potenzial, das in der Anwendung von Carbonbeton für eine nachhaltige und ressourceneffiziente Betonindustrie liegt. Zunächst werden die aktuelle globale sowie die deutsche Rohstoffsituation im (Stahl-)Betonbau zahlenmäßig dargestellt. Dabei wird auf Vorkommen, Verfügbarkeit und Verbrauch der einzelnen Rohstoffe eingegangen und eine Abschätzung des jährlichen globalen Betonverbrauchs vorgenommen. Daraufhin erfolgt eine energetische Aufschlüsselung einzelner Ressourcen und der daraus entstehenden globalen Herausforderungen des Bauwesens im Hinblick auf die Bedeutung einer nachhaltigen Bauweise. Abschließend werden die Potenziale der C3-Bauweise (C3 - Carbon Concrete Composite) anhand eines materialbezogenen und systemischen Vergleichs von Stahl- und Carbonbeton untersucht und in Zusammenhang gesetzt.

Global challenges in the construction industry regarding the aspect of resource consumption - Resource consumption in global reinforced concrete construction and potentials of carbon concrete composites
The construction industry is partly responsible for the increasing consumption of material and energetic resources. It is worldwide dominated by the building material of the century: steel reinforced concrete. The following paper deals with the potential which lies in the use of carbon concrete for a sustainable and resource-efficient concrete industry. First, the current global and German resource situation in (steel reinforced) concrete construction is presented in numerical terms. The occurrence, availability and consumption of the resources are discussed and an estimate of the annual global concrete consumption is made. Then the energy consumption of individual resources is shown and the resulting global challenges for the construction industry with regard to the importance of sustainable construction methods are analyzed. Finally, the potentials of the C3 construction method (C3: Carbon Concrete Composite) are investigated and put into context on the basis of a material-related and systemic comparison of steel and carbon concrete.

Wettbewerbe:
Architekturpreis Beton 2020 entschieden

Nachrichten:
Trotz Corona noch rege Bautätigkeit auf Deutschlands Baustellen
Architekten- und Ingenieur-Verein zu Berlin (AIV) zu 100 Jahre Groß-Berlin in Corona-Zeiten: Krise als Chance nutzen
Bauwirtschaft ist Motor für die Zeit in und nach der Krise
DBV lobt “Rüsch-Forschungspreis” 2021 aus

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The 25 km long Thames Tideway Tunnel, with an internal diameter of 7.2 m, is a large wastewater interceptor and storage tunnel designed to prevent several million cubic metres of untreated wastewater from spilling into the Thames each year. Access to the tunnel, which is driven at depths of between 30 and 60 metres, is via deep shafts and access tunnels. For the access shaft on the Victoria Embankment construction site, the AT - Pipe Umbrella System with innovative squeezed connection was used to secure an access tunnel at the base of the shaft (see page 665). (Photo: DSI Underground)
Der 25 km lange Thames Tideway Tunnel mit einem Innendurchmesser von 7,2 m ist ein großer Abwasser-Sammel- und Speichertunnel, mit dem verhindert werden soll, dass jährlich mehrere Millionen Kubikmeter Abwasser ungeklärt in die Themse überlaufen. Der Zugang zum Tunnel, der in Tiefen zwischen 30 und 60 aufgefahren wird, erfolgt über tiefe Schächte und Zugangsstollen. Bei dem Zugangsschacht auf Baustelle Victoria Embankment kam zur Sicherung eines Zugangsstollens am Schachtfuß das AT - Rohrschirmsystem mit innovativer Pressverbindung zum Einsatz (s. Seite 665) (Foto: DSI Underground)

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Breakthrough of Rosenstein S-Bahn tunnel / Durchschlag für S-Bahntunnel Rosenstein
InnoTrans postponed until 2022 / InnoTrans auf 2022 verschoben
Breakthrough of third tube in Gubrist Tunnel / Durchschlag 3. Röhre Gubristtunnel
ÖBB refurbishes the Karawanks Tunnel / ÖBB modernisiert den Karawankentunnel
Tunnel driving under the Eisack / Vortrieb unter der Eisack
ITA Tunnelling Awards list of finalists disclosed / Finalisten für den ITA Award
Kühtai development: contract awarded for main contract section / Kühtai-Ausbau: Zuschlag für Hauptbaulos erfolgt
Deutsche Bahn awards contracts for Stuttgart 21 track construction / Bahn vergibt Aufträge für den Gleisbau von Stuttgart 21
Call for papers - Themes for the next issues of Geomechanics and Tunnelling / Themen für die nächsten Ausgaben der “Geomechanics and Tunnelling”

Costs for installation and maintenance of protective structures are increasing while alpine hazards progressively threaten alpine communities, infrastructure and economics. Thus, reliable process-based anticipation and early warning strategies offer a cost-effective and smart solution for alpine societies in the near future. However, only few comprehensive pre-failure observations of alpine rock slopes have been reported so far. This paper demonstrates pre-failure observations of a rapidly deforming rock mass (potentially 260,000 m3) at the Hochvogel (Allgäu Alps, 2,592 m a.s.l.) and a geotechnical monitoring and warning concept. This is implemented in the complementary multi-method approach of the AlpSenseBench project and the basis for an effective and reliable early warning system. Since 2014, overall displacement rates in the range of 2 to 10 mm/month in the main decametre deep fracture are observed. It is expected that predictive acceleration patterns will appear in the final pre-failure stage. A detailed knowledge of multiple anticipative signals in correlation with accelerating rock slope deformations will contribute to an advance in accuracy and reliability of rock slide early warning.

Antizipation eines bevorstehenden Felssturzes am Hochvogel (Allgäuer Alpen)
Die Kosten für Installation und Wartung von Schutzbauten steigen; gleichzeitig werden alpine Gemeinden, Infrastruktur und Wirtschaft zunehmend durch Naturgefahren beeinflusst. Zuverlässige Frühwarn- und Antizipationsstrategien, die auf dem Verständnis der Prozessdynamiken basieren, sind daher eine kosteneffiziente und smarte Lösung in absehbarer Zukunft. Umfassende Beobachtungen von alpinen Felshängen vor deren Versagen sind kaum vorhanden. Dieser Artikel beschreibt ein sich vorbereitendes Felsversagen (potenziell 260.000 m3) am Hochvogel (Allgäuer Alpen, 2.592 m) sowie ein geotechnisches Überwachungs- und Warnkonzept. Dieses ist Teil des Multimethoden-Ansatzes des AlpSenseBench-Projekts und die Basis für ein effektives und zuverlässiges Frühwarnsystem. Seit 2014 werden mittlere Verschiebungsraten von 2 bis 10 mm/Monat im meterweit geöffneten Hauptspalt gemessen. Das Einsetzen einer prädiktiven Beschleunigung in der finalen Phase vor dem Versagen ist zu erwarten. Die detaillierte Kenntnis multipler antizipativer Signale in Korrelation mit beschleunigten Felsdeformationen leistet einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung von Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Felssturz-Frühwarnsystemen.

In Austria, the Guideline for “Technical Protection against Rockfall”, named ONR 24810 provides guidance to assess rockfall hazard (at object scale) by determining a so-called design block size. The aim of this article is to critically review the concept of design block size and to suggest alternatives. The design block size is derived from a block size distribution and event frequency, both of which may be very uncertain. Modelling a single “constant” design block may result in trajectories far away from reality. The design approaches of ONR 24810 and Eurocode 7 are compared. A case study is presented and discussed. Reducing input parameters at the beginning of the design approach results in apparent characteristic energy levels and bounce heights, which are not characteristic, as defined by EC7. By disregarding all small and the biggest blocks, valuable information of maximum energy levels and bounce heights is lost. The entire block size distribution should be used for rockfall simulations, rather than a single block size. Fragmentation should be considered, if applicable.

Das Konzept des Bemessungsblocks - Eine kritische Betrachtung der Richtlinie ONR 24810 “Technischer Steinschlagschutz”
In Österreich regelt derzeit die Richtlinie ONR 24810 den technischen Steinschlagschutz. Sie gibt vor, Steinschlagschutzmaßnahmen (auf Hangskala) auf den sog. Bemessungsbock zu dimensionieren. Das Ziel dieses Artikels ist es, das Konzept des Bemessungsblocks kritisch zu hinterfragen und Alternativen vorzuschlagen. Der Bemessungsblock ergibt sich aus einer Blockgrößenverteilung und einer Ereignishäufigkeit. Beide können sehr unsicher sein. Die Modellierung eines einzigen “konstanten” Bemessungsblocks kann in Trajektorien fern der Realität resultieren. Der Bemessungsweg der ONR 24810 wird mit jenem des Eurocode 7 verglichen. Eine Fallstudie wird präsentiert und diskutiert. Reduzierte Eingangswerte zu Beginn der Bemessung resultieren in scheinbar charakteristischen Energien und Sprunghöhen, die nicht charakteristisch im Sinne des Eurocodes sind. Durch die Vernachlässigung aller kleinen und der größten Blöcke gehen wertvolle Informationen über maximale Energien und Sprunghöhen verloren. Gesamte Blockgrößenverteilungen sollten simuliert werden, statt ein einziger Bemessungsblock. Fragmentierung sollte berücksichtigt werden, falls vorhanden.

To quantify the interaction between structures and creeping slopes, 3D calculations under consideration of a time-dependent material behaviour are necessary. In this paper 3D finite element calculations are performed on a hypothetical creeping slope. The time-dependent material parameters are determined by back calculation on a slope without any structures. Subsequently, the influence of a retaining wall and of a tunnel structure built in the creeping slope are investigated. The results of the modelling show that the structures locally decrease the creeping velocity of the slope. The influence of the tunnel structure is more pronounced due to its spatial extension. At the same time the stresses on the structures increase over time. Linear time-dependent material models do not consider the hydrostatic pressure in their formulation. Non-linear time-dependent material models, which are based on soil mechanical principles and which take the hydrostatic pressure into account, are therefore better suited to represent the time-dependent soil-structure interaction.
Um die Interaktion zwischen Kriechhang und Bauwerke zu quantifizieren, sind 3D-Berechnungen und die Berücksichtigung eines zeitabhängigen Materiaverhaltens notwendig. In diesem Beitrag werden 3D Finite Elemente Berechnungen an einem hypothetischen Kriechhang durchgeführt. Die zeitabhängigen Materialparameter werden durch Rückrechnung an dem noch nicht verbauten Hang bestimmt. Es werden im Modell anschließend der Einfluss einer Verbauwand und einer Tunnelstruktur im Kriechhang untersucht. Die Ergebnisse der Modellierung zeigen, dass die Bauwerke die Kriechgeschwindigkeit des Hangs lokal verlangsamen. Der Einfluss des Tunnelbauwerks ist dabei durch seine räumliche Ausdehnung ausgeprägter. Gleichzeitig nehmen die Spannungen auf das Bauwerk mit der Zeit zu. Lineare zeitabhängige Materialmodelle berücksichtigen in ihrer Formulierung den hydrostatischen Druckanteil nicht. Nichtlineare zeitabhängige Materialmodelle, die auf bodenmechanischen Grundlagen beruhen und den hydrostatischen Druckanteil berücksichtigen, sind daher besser geeignet um eine zeitabhängige Boden-Bauwerk-Interaktion abzubilden.

On 14 May 2013 a massive rockfall occurred approximately 1, 100 m south of the Felbertauern Tunnel, which destroyed the avalanche gallery “Schildalm” of the P1 Felbertauernstraße over a length of 130 m. At an elevation of 1,770 m a.s.l. around 10,000 m3 of rock mass dislodged and cascaded down about 190 m of elevation onto the Gallery, which protected the three lane road below. The rock fall debris deposited in the rock fall track, on the road and down to the edge of the valley bottom some 70 m further below the road. As a part of the safety- and remedial measures instable rock masses of approximately 10,000 m3 at the head scarp were removed by blasting. To protect the remaining slopes, rockbolts, steel wire meshes, anchor beams and a rock fall protection barrier were installed. The access to the site was of particular challenge, therefore all tools, machinery and material had to be transported to site by helicopter.
Am 14. Mai 2013 ereignete sich etwa 1.100 m südlich des Felbertauerntunnels ein massiver Felssturz, der die Galerie Schildalm der P1 Felbertauernstraße auf einer Länge von 130 m zerstörte. Dabei lösten sich ca. 10.000 m3 an Felsmassen in ca. 1.770 m ü.A. und stürzten auf das ca. 190 Höhenmeter tiefer gelegene Galeriebauwerk. Die Felsmassen lagerten sich teils in der Sturzbahn oberhalb, teils auf der Trasse der Felbertauernstraße ab und gelangten auch weiter talwärts (ca. 70 Höhenmeter) bis an den Talbodenrand. Im Rahmen der Sanierungs- und Sicherungsarbeiten wurden im Abbruch- und Flankenbereich labile Felsmassen im Ausmaß von weiteren ca. 10.000 m3 durch Sprengarbeit zum Absturz gebracht. Die verbliebenen Böschungsabschnitte wurden durch Verankerungen, Vernetzungen, Ankerbalken und -lisenen sowie einer Hochenergieseilsperre gesichert. Eine besondere Herausforderung war die erschwerte Zugänglichkeit des Bearbeitungsgebiets; Werkzeug, Maschinen und Baumaterialien mussten mit Hubschrauber zum Einsatzort transportiert werden.

Over the last few decades, pronounced changes of mountain environments during exceptionally warm summers have raised strong awareness towards changing cryospheric conditions in high mountain areas. Alpine regions are considered particularly sensitive to climate change, observations as well as projections report a significantly higher temperature rise in comparison to lowland areas. Rising sub-zero temperatures were demonstrated to alter rock- and ice-mechanical strength, namely compressive and tensile intact rock strength, friction, ice creep and fracturing of rock-ice interfaces as well as elastic moduli. So far benchmark studies have only investigated the impact on rock masses irrespective of the interaction with high-alpine infrastructure. This study investigates the interconnection between a high-alpine cable car station and its permafrost-affected surroundings. For engineering applications, the understanding of the state of natural systems is combined with numerical modelling of interactions between constructions and their frozen subsoil. This enables an improved design of high-alpine infrastructures in the long run.

Infrastructure in large cities is getting denser over time. Therefore, interferences with existing structures and complying to project constraints are fast becoming a very common feature during the implementation process of new projects in urban areas. As a consequence, actual geotechnical challenges often require application of innovative methods of construction in order to minimize potential construction impact or disruption. The paper intends to direct the focus on the application of unusual construction methods and will highlight and discuss some very specific solutions to some major challenges of constructing underground projects in urban environments. This is presented in the form of examples applying unusual construction methods for underground structures related to shallow overburden situations such as passenger linkways, which do not normally stand in the forefront of the attention. The paper is written from the viewpoint of a practitioner, who is deeply involved in the actual design for the implementation of such projects.

Spezielle Baumethoden für Tunnel in seichter Lage und weichem Baugrund - Herausforderung für Innovation
Die Infrastrukturdichte in großen Städten nimmt stetig zu. Folglich werden Eingriffe in bestehende Strukturen sowie einschränkende Projektbedingungen zunehmend häufige Merkmale der Projektumsetzung im Stadtgebiet. Die daraus folgenden geotechnischen Herausforderungen verlangen oftmals innovative Baumethoden, um mögliche Störungen oder sonstige nachteilige Auswirkungen der Baumaßnahmen zu minimieren. Dieser Beitrag lenkt den Fokus auf die Anwendung ungewöhnlicher Bauweisen und erörtert konkrete Lösungsansätze zu einigen der großen Herausforderungen des unterirdischen Bauens in städtischer Umgebung. Dies wird präsentiert anhand von Beispielen für den Einsatz ungewöhnlicher Konstruktionsmethoden für unterirdische Bauwerke in Bereichen mit geringer Überdeckung wie Fußgängerunterführungen, die normalerweise nicht im Vordergrund der Betrachtung stehen. Der Beitrag ist aus dem Blickwinkel eines Fachmanns verfasst, der stark an der Planung und Umsetzung solcher Projekte beteiligt ist.

Rapidly increasing and urbanized world populations require the use of fertiliser for more efficient food production. Polyhalite provides this by sustainable and low carbon means. The world's largest known high-grade Polyhalite deposit is located under the North York Moors National Park in the north-east of England at a depth of about 1,550 m. In order to protect the national park, the mineral is processed outside the park on the coast near Wilton, Teesside. The mineral is transported there on a conveyor belt running in a 37 km long tunnel between the Woodsmith mine and the portal in Wilton. Strabag was awarded with the design and construction of the 37 km long tunnel, including the mineral transport system. The total contract value amounts to several hundred million Euros with a 100 % share for Strabag. The biggest challenges for this very long tunnel drive are especially the logistics. High safety standards and a tight time schedule, funding issues and contractual changes have resulted in additional challenges. Close cooperation with the Client's team on site has been key for achieving best results for the project.

The Shazar caverns (width 19 m, height of 29 m, length 270 m) are part of the first phase of a larger project called the “Jerusalem Gateway”. They will accommodate a road in the upper level and five parking floors in the lower levels. The geology in the project area is characterized by dolomite and dolomitic limestone, overtopped by decayed rock including significant clay masses and artificial filling. Overall, the rock mass is weathered due to strong karst activity. The peculiarities of the project are the small overburden (7 to 10 m) under poor ground conditions, the close vicinity between the caverns and existing/future buildings (2 to 5 m), the vicinity between the two caverns (3 to 5 m), the intense earthquake activity in the area and the presence of large karstic cavities. The resulting challenges require unique engineering solutions. This paper gives an overview on the project, it presents the adopted design approach and the elaborated design solutions and, finally, it shows the construction experience.

Die Shazar Kavernen - Herausforderungen bei der Planung und Erfahrungen im Bau
Die Shazar Kavernen (Breite 19 m, Höhe 29 m, Länge 270 m) sind Teil der ersten Phase des Projekts “Jerusalem Gateway”. In der Kalotte jeder Kaverne wird im Endzustand eine dreispurige Straße verlaufen, während im unteren Bereich fünf Parkebene vorgesehen sind. Die Geologie im Projektgebiet ist charakterisiert durch Dolomit und dolomitischem Kalkstein, überlagert mit verwittertem Felsgestein, einschließlich Tonen und künstlicher Verfüllung. Insgesamt ist der Fels aufgrund starker Karstaktivität verwittert. Die Besonderheiten des Projekts sind die geringe Überdeckung (7 bis 10 m) unter schlechten geologischen Bedingungen, der geringe Abstand zwischen den Kavernen und bestehenden/zukünftigen Gebäuden (2 bis 5 m), der geringe Abstand zwischen den beiden Kavernen (3 bis 5 m), die intensive Erdbebenaktivität in diesem Gebiet und die Nähe großer Karsthohlräume. Die daraus resultierenden Herausforderungen erfordern einzigartige technische Lösungen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über das Projekt, stellt den gewählten Entwurfsprozess und die ausgearbeiteten Lösungen vor und zeigt schließlich die gesammelten Erfahrungen beim Bau auf.

The construction of underground structures in metro rail projects is always challenging as the project works normally affect a large number of adjacent surface structures with stringent settlement criteria and protection requirements. Project implementation becomes even more complex when the overburden is shallow and the area of the cross-section is comparatively large. In the case of design and build metro rail projects, the Client provides a tender stage design to the Contractor's designer; this initial design is often based on limited data and does not consider the construction phase in detail. This is a significant challenge for the Contractor's designer as the new design has to consider all relevant parties and boundary conditions with respect to the compatibility of other parts of the project. This paper describes such a challenge at Mumbai metro line 3, where a crossover structure had to be implemented during the detailed design as a change of scope. The initially proposed crossover cavern was re-arranged during the detailed design. The main emphasis of this paper is to explain the revised crossover arrangement, for optimized construction feasibility, construction staging and geotechnical stability of the excavation. After the options presented by the Contractor's designer met the original objectives, the detailed design of the primary support and modified construction sequence was carried out in accordance with the principles of NATM design.

Thames Tideway Tunnel: AT - Pipe Umbrella System with innovative squeezed connection secures access tunnel / Thames Tideway Tunnel: AT - Rohrschirmsystem mit innovativer Pressverbindung sichert Zugangsstollen