Small-diameter tunneling in hard rock is increasingly widespread due to the need for new and longer utility tunnels comprising sewer, stormwater, freshwater, or hydropower as well as cable tunnels and casings for pipelines transporting gas or hydrogen. Utility tunnels have to deal with a wide range of geological settings, like small overburden, weathered rock, rock-soil transitions, as well as fractured or intact hard rock with high strength and abrasivity. A database has been created including 35 hard rock projects with diameters between 1 and 5 m as well as more than 70,000 m of tunnel alignments, with a median drive length of less than 500 m. Challenges in creating it and some early interpretations based on the contents of the database are presented. Details about an exemplary pipe jacking project in basement rocks in Brittany, France, are given. The large variety in this small-diameter range in hard rock includes different TBM types, cutterhead designs, cutter types, and geotechnical conditions. Potential pitfalls in small-diameter TBM data analysis are shown and general drive parameter trends and penetration prediction approaches are presented and set in relation to the geotechnical conditions. Our analysis shows that difficult ground conditions do not only incorporate rocks with very high strength, but also generally weak rocks like schist or limestone could be responsible for low penetration rates and high thrust forces.

Tunnelbau mit kleinem Durchmesser in schwierigem Untergrund - Analyse der TBM-Leistung in hartem Fels
Die Anzahl an Tunnelbauprojekten mit kleinen Durchmessern in Gesteinen mit hohen Festigkeiten nimmt seit einigen Jahren stark zu, da neue und zunehmend längere Versorgungstunnel benötigt werden. Diese sogenannten Utility Tunnels sind mit einer Vielzahl von geologischen Gegebenheiten konfrontiert, wie geringe Überdeckung, starke Alteration der Gesteine, heterogene Ortsbrustbedingungen sowie Gesteine mit hoher Festigkeit und Abrasivität. Eine Datenbank mit zurzeit mehr als 35 Hartgesteinsprojekten mit Durchmessern zwischen 1 und 5 m sowie 70.000 m Tunneltrassen mit einer mittleren Projektlänge von weniger als 500 m wurde erstellt. Die Herausforderungen bei der Erstellung der Datenbank sowie einige erste Interpretationen auf der Grundlage des Inhalts der Datenbank werden vorgestellt. Weiterhin werden Details über ein beispielhaftes Rohrvortriebsprojekt im Grundgebirge der Bretagne, Frankreich, präsentiert. Die große Vielfalt in diesem kleinen Durchmesserbereich im Hartgestein umfasst unterschiedliche TBM-Typen, Schneidkopfdesigns, Werkzeugtypen und geotechnische Bedingungen. Es werden mögliche Fallstricke bei der Analyse von TBM-Daten aus Projekten mit kleinen Durchmessern aufgezeigt und allgemeine Trends bei den Antriebsparametern sowie Ansätze zur Vorhersage der Penetration vorgestellt und in Bezug zu den geotechnischen Bedingungen gesetzt. Unsere Analyse zeigt, dass schwierige Untergrundverhältnisse nicht nur Gesteine mit sehr hoher Festigkeit umfassen, sondern auch geringfeste Gesteine wie Schiefer oder Kalkstein für niedrige Vortriebsraten und hohe Anpresskräfte verantwortlich sein können.

The handling of a tunnel construction project poses great challenges for all those involved. Variables that cannot be clearly quantified can arise during the entire process of the project. The subsoil in tunnelling is one of these parameters which is difficult to forecast. The geological and hydrogeological conditions must be assessed during the planning phase with the help of exploratory measures and from the experience from projects that have already been built.
During the execution work, deviations from the documents on which the target determination is based occur in almost all underground construction projects. These changes can either cause a change in the construction process and/or lead to a different construction time in relation to the calculated duration.
Based on this initial situation, the development of an innovative contract and remuneration model for machine tunnelling appears to be important. The main focus of the model is to generate a transparent and comprehensible method of how the remuneration-worthy portion can be calculated in the case of a different construction time in mechanised tunnelling. In order to ensure this transparency and traceability of the system to be developed, the data records that can be digitally recorded during the tunnelling work are used as a fundamental basis for the created model.

Innovatives Vertrags- und Vergütungsmodell im maschinellen Tunnelvortrieb - Ermittlung der abweichenden Bauzeit auf Basis digitaler Vortriebs- und Prozessdaten
Die Abwicklung eines Tunnelbauprojekts stellt alle Beteiligten vor große Herausforderungen. Während des gesamten Projektverlaufs können Variablen auftreten, die nicht eindeutig quantifizierbar sind. Der Baugrund im Tunnelbau ist einer dieser schwer zu prognostizierenden Parameter. Die geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse müssen in der Planungsphase mit Hilfe von Erkundungsmaßnahmen und den Erfahrungen aus bereits realisierten Projekten beurteilt werden.
Während der Ausführungsarbeiten kommt es bei fast allen Tunnelbauprojekten zu Abweichungen von den der Kalkulation zugrundeliegenden Planungsunterlagen. Diese Änderungen können entweder einen geänderten Bauablauf und/oder zu einer abweichenden Bauzeit im Verhältnis zur kalkulierten Dauer zur Folge haben.
Ausgehend von dieser Ausgangssituation erscheint die Entwicklung eines innovativen Vertrags- und Vergütungsmodells für den maschinellen Tunnelbau als sinnvoll und notwendig. Der Schwerpunkt des Modells liegt darin, eine transparente und nachvollziehbare Methode zu generieren, wie der vergütungswürdige Anteil bei einer abweichenden Bauzeit im maschinellen Tunnelvortrieb berechnet werden kann. Um die Transparenz und Nachvollziehbarkeit im entwickelten Modell zu gewährleisten, werden die Datensätze, die während der Vortriebsarbeiten digital erfasst werden können, als wesentliche Grundlage verwendet.

Soft sedimentary rocks are frequently found in many mountainous regions of the world like Zagros Mountains located in the south and west of Iran, where most of Iran's water conveyance projects have been constructed or are under construction. These rocks usually contain considerable amounts of different types of clay minerals. The clay mineral-rich rocks cause many problems in the deep and long mechanised tunnelling projects. In particular, the boreability of these rocks is very different from other rocks, and due to their plastic behaviour and the lack of complete formation of chips during the cutting process by disc cutters, the prediction of cutterhead penetration in these rocks, with existing models, is often inaccurate. In this paper, a new model for estimating the disc cutter penetration in these rocks is introduced, which is based on data obtained from the main tunnelling projects completed in sedimentary rocks of Zagros Mountains. Then, the validity of the developed model is checked using actual data obtained from a tunnel recently constructed in the area. The new model can offer a more accurate estimate of machine performance in similar rocks.

In 2013, the Austrian Society for Geomechanics published the Guideline for the Geotechnical Design of Underground Structures with TBM Excavation. The Guideline contains general procedures for the geotechnical design and construction. In the design phase, the first steps are evaluating different ground conditions by classifying different ground types, different ground behaviours, their categorization into ground behaviour types, and the determination of construction measures derived from the ground behaviour. On this basis the expected system behaviour in each system sector of the tunnel boring machine (TBM) is predicted and described in detail to enable comparison in the construction phase. In the construction phase, geotechnical relevant ground parameters as well as observations regarding the actual system behaviour are recorded and compared with the assumptions of the design. The geotechnical design is updated continuously based on the encountered ground conditions and geotechnical observations. The improved quality of the geotechnical model allows an optimization of the construction while meeting all safety and environmental requirements. In the first part of the article, the general procedures of the guideline are described and parameters to describe the system behaviour in each system sector adequately are listed. In the second part of the article, the implementation of the guideline during design and construction at the Semmering Basetunnel in Austria is described.

Die Anwendung der Richtlinie für die geotechnische Planung von Untertagebauten mit kontinuierlichem Vortrieb in Österreich
2013 veröffentlichte die Österreichische Gesellschaft für Geomechanik die Richtlinie für die geotechnische Planung von Untertagebauten mit kontinuierlichem Vortrieb. Die Richtlinie enthält allgemeine Verfahren für die geotechnische Planung und Ausführung. In der Planungsphase werden in einem ersten Schritt die Baugrundverhältnisse analysiert, indem verschiedene Gebirgsarten und darauf aufbauend unterschiedliches Gebirgsverhalten definiert werden. Für jedes Gebirgsverhalten werden unter Beachtung der projektspezifischen Rahmenbedingungen bautechnische Maßnahmen abgeleitet. Anschließend kann durch die Zusammenschau von bautechnischen Maßnahmen und Gebirgsverhalten das Systemverhalten in jedem Maschinenbereich abgeleitet werden. Während der Ausführung werden geotechnisch relevante Baugrundparameter und Beobachtungen zum Systemverhalten dokumentiert und mit den Annahmen der Planung verglichen und die geotechnische Planung wird kontinuierlich aktualisiert. Durch diese Verfeinerung des Geotechnischen Modells können die bautechnischen Maßnahmen ständig optimiert werden. Im ersten Teil des Beitrages werden die allgemeinen Verfahren der Richtlinie beschrieben. Es wird eine Liste mit beobachtungsrelevanten Parametern angeführt, um das Systemverhalten in jedem Maschinenbereich nachvollziehbar zu beschreiben. Im zweiten Teil wird die Anwendung der Richtlinie während der Planung und der Ausführung am Beispiel des Semmering Basistunnels in Österreich erklärt.

One of the main hazards during tunnel boring machine (TBM) excavation in hard rock is related to the occurrence of unforeseen adverse conditions, leading to unfavourable rock mass behaviour during tunnel boring. In this respect, the continuous analyses of TBM excavation parameters may represent an interesting tool for a continuous monitoring of geotechnical conditions at the tunnel face and for early detection of changing ground conditions in the rock mass. This work provides a back-analysis of TBM data recorded during the excavation of the Frejus Safety Tunnel, bored across the French-Italian border in the Western Alps. It is a 13 km-long tunnel excavated by a 9.4 m diameter, single-shield TBM through strongly anisotropic calcareous schist, with cover up to 1800 m. Main problems faced during TBM excavation were related to the local occurrence of buckling-related convergence and consequent asymmetrical loading on the precast segment rings. Correlating TBM performance parameters to the encountered geological and geomechanical conditions provides the possibility to identify which parameters are most affected by geomechanical properties of the rock mass at the tunnel face and by rock mass behaviour. Conversely, the analysis indicates which parameters can be adopted as monitoring tool of ground conditions during TBM advance. In addition, this work highlights how buckling phenomena can be distinguished, in terms of TBM operation and performance, from other adverse conditions as, e.g., blocky ground or squeezing.

Pre-excavation grouting (PEG) is essential for mitigating groundwater inflow to unlined tunnel structures. Prevention of initial water inflow proved best practice to balance groundwater conditions throughout the utilisation of a tunnel. The grouted rock mass acts as a circumferential sealing barrier instead of a secondary lining to minimise groundwater inflow to an acceptable level over the structure's lifetime. The construction of unlined tunnels relies on existing favourable in-situ rock mass conditions with an overall low hydraulic head, mainly to keep the effort of grouting inferior and avoid an unbalanced proportion of pre-excavation grouting during the tunnel construction works.
From the operational perspective of tunnelling works, pre-excavation grouting delineates the continuous excavation process of a TBM and represents a discontinuative work process. In addition, grouting includes an exploration process ahead of the cutterhead to predict the ground conditions to align the sealing demand of the rock mass. Generally, pre-excavation grouting foresees the drilling of mainly open boreholes with a considerable length of 20 m to 25 m ahead of the tunnel boring machine (TBM). Establishing a continuous grouted zone around the tunnel demands an overlapping of the grouting rings ranging from 2 m to 10 m. The overlapping decreases the excavation length of the TBM adequately. The repetitive grouting process interfering with the excavation consists of various processes such as exploration including water loss measuring (WLM), the drilling and grouting of boreholes and the hardening time.
TBM tunnelling depends on the systematic and continuous implementation of construction procedures. Therefore, based on current static pre-excavation grouting, an agile combined grouting and excavation approach is presented, incorporating a reliable pre-excavation grouting, a systematic TBM excavation and a specific balance of long-term sealing and high utilisation rates for TBM excavation.

Analyse von vorauseilenden Injektionen im maschinellen Tunnelbau
Vorauseilende Injektionsmaßnahmen zur Reduktion von Wasserzutritten zu unverkleideten Tunnelbauwerken sind von entscheidender Bedeutung für den Erhalt der Grundwasserverhältnisse während und über die Gebrauchsdauer des Bauwerks hinweg. Aus baubetrieblicher Sicht stellen vorauseilende Gebirgsinjektionen eine Unterbrechung des kontinuierlichen Vortriebs dar. Der sich wiederholende Injektionsprozess besteht aus verschiedenen Subprozessen wie der Erkundung des Baugrundes, einschließlich von Wasserabpressversuchen, dem eigentlichen Bohren und Verpressen der Bohrlöcher und der Aushärtezeit des Injektionsgutes. Erforderliche Überlappungslängen verringern zudem die effektiven Vortriebslängen zwischen den Schirmen. Demgegenüber beruht die Effektivität eines TBM- Vortriebs auf der systematischen und kontinuierlichen Durchführung der Vortriebsprozesse, welche durch den disruptiven Injektionsprozess gestört wird. Anstelle der derzeitig üblichen statischen Ausführung von vorauseilenden Injektionsmaßnahmen mit fixierten Injektionsschirmlängen wird ein flexibles kombiniertes Injektions- und Ausbruchskonzept vorgestellt, das eine zuverlässige Injektion vor der Ortsbrust, einen systematischen Ablauf des TBM-Vortriebs bei einer hohen Auslastung und eine langfristige Abdichtung des Baugrunds gewährleistet.

The complex and dynamic nature of shield-driven tunnel excavation, staged construction, segmental lining installation process, and tail-void grouting necessitate using detailed numerical modeling for predicting ground behavior and response of segmental lining. In this article, results of three-dimensional advanced finite element modeling are presented for one of the major ongoing construction projects in the North America. Different segment joint models, i.e., rigid joints, perfect hinge joints, Janssen joints, and rigid joints with reduced lining thickness, are used in the analysis. Critical responses such as ground deformation, settlement trough, crown deformation, and the internal forces in the linings considering different segment joint modeling are discussed.

Glacial soil deposits are present in Europe on both sides of the Alps, in Scandinavia, Northern Germany, Poland and in North America. There are typical names of the stages of the glaciation, however, the geotechnical characteristics of glacial deposits are similar in all regions; but are very heterogeneous locally. Glacial deposits extend from boulders to invisible silt particle (rock flour) and to clay particles, both of similar grain size. In this paper the focus will be on clean gravel without fines, so-called open gravel and the challenges and solutions for tunnelling.
Face support by pure bentonite slurry is insufficient in open gravel. Different techniques have been used in practice: clogging the pore channels with fines of appropriate gradation by controlling the content fines in the slurry. Use of high viscous slurry with increased clay or bentonite content. In another solution lime powder and polymers were added in the excavation chamber of an earth-pressure shield to modify the ground. Other aspects such as muck disposal will be evaluated.
Glaziale Lockergesteine kommen unter anderem in früher vergletscherten Gebieten von Europa (Alpen und Skandinavien) und Nordamerika vor. Die Eiszeiten werden mit spezifischen Namen bezeichnet und erreichten unterschiedliche Reichweiten und Ablagerungsbedingungen der Lockergesteine, die durch Schmelzwasser gesteuert wurden. Zum Verständnis der geotechnischen Eigenschaften, wie Kornverteilung, Durchlässigkeit, mechanische Eigenschaften, muss die geologische Geschichte verstanden werden. Es reicht nicht, aus Sondierungen Proben zu entnehmen und daran mit Korrelationen und Versuchen die bodenmechanischen Eigenschaften zu ermitteln.
In durchlässigem Kies genügt Stützflüssigkeit aus Bentonit allein nicht, um die Ortsbrust im maschinellen Tunnelbau zu stützen. Es wurden verschiedene Methoden angewandt: Verstopfen von Porenkanälen mit geeignetem feinkörnigem Boden und ausreichendem Gehalt an feinem Material in der Stützflüssigkeit, die Anwendung hochviskoser Stützflüssigkeit mit höherem Gehalt von Bentonit und anderen Tonarten. Eine weitere Lösung bestand in der Beigabe von Kalkmehl und Polymeren in die Arbeitskammer von Erddruckschilden, um den Boden knetbar zu machen. Andere Aspekte wie Ablagerung und Kosten des Ausbruchmaterials werden auch erläutert.

The correct definition and application of face confinement pressure is one of the main challenges for urban tunnels, where soil perturbation can affect the surrounding structures with undesirable or even severe consequences. The choice of this parameter needs to comply not only with minimal geotechnical performances, such as volume loss control, water pressure balance, and front stability, but also with optimization criteria (impact on production rate and Tunnel Boring Machine (TBM) components wear). The Grand Paris Line 14 South tunnel has emphasized this concept especially on the 1.5 km section below the Orly International Airport, with two constraints: the limitation of deformations on sensitive airport structures and the tight schedule due to the Olympic Games of 2024. The 8.83 m-diameter Earth Pressure Balance (EPB) TBM 'Koumba' successfully performed the excavation at 20 m depth. The design face pressure profile, varying between 0.8 and 2.6 bar, was studied. A complex monitoring system was also provided to validate design expectations and to update the TBM-soil interaction prediction model. This article focuses on the experience acquired on the EPB face confinement pressure management along this long, highly sensitive section. The first part presents the comparison between reference values and thresholds given by the designer and the real TBM drive oscillation. The second part is dedicated to the observed influence of the face pressure on the geotechnical aspect, machine mechanical parameters, and production rates.

A framework with a robust design of the driving classes is fundamental for the tunnel design. During tunnel advance, the detailed design of the lining is depending on the documented geology and the observed system behaviour. To reduce costs, the excavation profile is optimized with the aim of reducing overbreaks and shotcrete masses. This achieved profile accuracy is beneficial for the load-bearing capacity of the rock and the shotcrete lining. For temporary and permanent tunnel shotcrete linings, the excavation profile accuracy influences the stress distribution, the crack pattern and the expected deformations. In the course of this study, the effect of the excavation geometry on the load-bearing capacity of the primary lining of drill and blast tunnels was examined. For this purpose, shotcrete linings, reinforced by steel meshes and fibre-reinforced linings, were compared in optimized and non-optimized scanned excavation cross-sections. In each case, an ultimate load and failure analysis was carried out to assess shells in the hardened state by means of numerical modelling (ATENA). The aim is to determine the load-bearing capacity of the shell structure in order to obtain a conclusion regarding its structural robustness. The interaction between the rock/soil soil and the structure as well as a time-dependent material behaviour were not considered. It could be shown how an irregular overbreak or an inconsistent shell thickness has a negative effect on the load-bearing capacity of the structure.

In this study, the critical risks and their effects on each other for the Alborz tunnel construction project, which is known as the longest road tunnel in the Middle East, have been evaluated on a case-by-case basis. In addition to covering all safety hazards in important tunnel drilling operations using the failure modes and effect analysis (FMEA) method, which is one of the risk assessment methods for operations and has been widely used in manufacturing, drilling, and tunneling industries, health hazards that affect employees and can cause a variety of job diseases have been studied and in order to identify, evaluate, and quantify the results, the William Fine method has been implemented. Also, all the risks have been identified and evaluated within the framework of OHSAS 18001 standard which was presented in 1999 due to the lack of an international standard regarding occupational health and safety and its last revision was done in 2007. Based on the research results, according to FMEA method, a total of 46 critical risks, 26 very high risks, 22 high risks, 8 medium risks, 34 low risks, 29 very low risks, and 8 insignificant risks in the field of safety have been identified and evaluated. In the field of job health, 165 high-level risks, 28 medium-level risks, and 57 low-level risks were assessed and finally in the environmental field, 7 high-level risks and 1 risk for each of the intermediate and low level have been inferred.

The success of the energy transition in relation to achieving a low carbon fossil-free energy of the future largely depends on the extent to which collective efforts are geared towards specific goals, as the actual transformation of the energy sector is shaped by many challenges and uncertainties. Pandemics, uninterrupted supply chains and ongoing conflicts add to the complexity of the situation. The International Energy Agency has published its “World Energy Outlook” since 1998 and demonstrates ways of achieving a decarbonised energy of the future based on different scenarios. Taking three energy scenarios as the starting point, possible routes and corresponding effects by 2050 are outlined.
Das Gelingen der Energiewende in Richtung einer karbonärmeren und fossilfreien Energiezukunft wird maßgeblich davon abhängen, wie zielorientiert diese gemeinschaftlichen Anstrengungen wahrgenommen werden, denn die aktuelle Transformation des Energiesektors ist geprägt von unzähligen Herausforderungen und Unsicherheiten. Pandemien, unterbrochene Lieferketten und aktuelle Konflikte verstärken den Komplexitätsgrad. Seit 1998 veröffentlicht die internationale Energieagentur ihren “World Energy Outlook” und zeigt mit unterschiedlichen Szenarien mögliche Wege in eine dekarbonisierte Energiezukunft. Anhand dreier Energieszenarien werden mögliche Wege und deren Auswirkung bis 2050 skizziert.

To increase capacity and reduce travel time for long-distance traffic, the Austrian Federal Railways (ÖBB-Infrastruktur AG) are planning a new railway line between Köstendorf and Salzburg. The centrepiece of the project is the Flachgau Tunnel - an approx. 16 km long, twin-tube single-track tunnel system. The selected tunnel alignment ''K5 optimiert'' was developed in a multi-year route selection procedure. Further optimisation within the current design stage - the detailed submission - achieved a 200 m shortening in tunnel length. The chosen standard cross-section was substantiated with life-cycle-cost and carbon-footprint investigations which also coincided with experiences from the construction and operation of existing tunnel structures with varying cross-sections and travel speeds. Both studies show the advantages of the larger 54 m2 cross-section compared to a smaller 44 m2 cross-section. Complex hydrogeological conditions require a water pressure-tight tunnel design capable of withstanding a maximum pressure of approx. 11 bar. These conditions are especially challenging for conventional tunnelling methods and require a waterproofing concept with two independent sealing layers. At present, the construction of the project is scheduled to take place from 2027 until 2040.
Zur Erhöhung der Kapazität auf der Weststrecke sowie zur Fahrzeitverkürzung im Fernverkehr plant die ÖBB-Infrastruktur AG eine Neubaustrecke im Abschnitt Köstendorf-Salzburg. Herzstück des Vorhabens ist der etwa 16 km lange Flachgauertunnel, der als eingleisig zweiröhriges Tunnelsystem geplant ist. Die im Zuge des mehrjährigen Trassenauswahlverfahrens entwickelte Auswahltrasse “K5 optimiert” wurde in der laufenden Planungsphase - der vertieften Einreichplanung - adaptiert und damit eine Verkürzung um ca. 200 m Länge erreicht. Erfahrungen aus der Errichtung sowie dem Betrieb von Tunnelbauwerken mit unterschiedlichen lichten Querschnittsflächen und Fahrgeschwindigkeiten wurden in Studien zu Life Cycle Costs sowie zum Carbon Footprint untermauert, in denen Tunnelquerschnitte mit 44 und 54 m2 gegenübergestellt wurden. Die Ergebnisse beider Studien zeigen die Vorteile des größeren Querschnitts. Komplexe hydrogeologische Rahmenbedingungen erfordern die druckwasserhaltende Ausbildung des gesamten Tunnelbauwerks bei Wasserdrücken von bis zu 11 bar. Bei diesen Rahmenbedingungen wird vor allem bei konventionell aufgefahrenen Abschnitten nahezu Neuland betreten, sodass ein Abdichtungssystem mit zwei voneinander unabhängigen Abdichtungsebenen entworfen wurde. Aus derzeitiger Sicht soll die Neubaustrecke zwischen 2027 und 2040 errichtet werden.

After a long design and approval process, the construction works for the first phase of the A26 started in 2019. The A26 not only relieves the central part of the road network of the city of Linz but also allows the river Danube to be crossed by means of a bridge: a 300 m long bridge, anchored in the rock slopes forming the banks of the Danube. The elements of the first phase are the Danube bridge and the two underground motorway junctions, Danube North and South, with excavation cross-sections of up to 400 m2 and the tight radii of the motorway on-ramps. Besides these conditions, urban planning requirements such as the protection of residents against immissions caused by noise and vibration, and the increased negative impacts resulting from the traffic during construction have an effect on the construction works. The excavated material from the tunnel is transported off site by ship. The existing rock mass requires excavation by means of the drill-and-blast method. The project-specific boundary conditions such as the high number of portals, the noise-reflecting effect of the “Danube gorge” and the low overburden require substantial measures to limit and monitor the immissions.
Nach einer langen Planungs- und Genehmigungsphase wurden die Hauptbauarbeiten zur A26 Linzer Autobahn Anfang 2019 in Angriff genommen. Der neue, über weite Bereiche unterirdische Straßenzug der A26 entlastet nicht nur die bestehenden innerstädtischen Verkehrswege im Linzer Stadtgebiet erheblich, sondern stellt auch eine zusätzliche Donauquerung in Form einer echten Hängebrücke mit einer Spannweite von über 300 m zur Verfügung. Die Hauptelemente des 1. Verwirklichungsabschnitts sind die Donaubrücke und zwei unterirdische Vollanschlussstellen, nördlich und südlich der Donau, mit Ausbruchquerschnitten bis zu 400 m2 und Rampentunnel mit engen Radien. Neben diesen Rahmenbedingungen erfordert die Planung eines innerstädtischen Bauprojekts neben der umfassenden Berücksichtigung des Anrainerschutzes hinsichtlich der Immissionswirkungen durch Lärm und Erschütterungen auch die möglichst reduzierte Auswirkung der Bauarbeiten auf die bestehenden Verkehrswege. Das Ausbruchmaterial der bergmännischen Bauweise des Tunnel Freinberg und der Anschlussstelle Donau Süd müssen über den Wasserweg der Donau abtransportiert werden. Die projektspezifischen Rahmenbedingungen, wie eine sehr hohe Anzahl an Tunnelportalen, die Schallreflexionen innerhalb des Donautals und die geringe Überlagerung erfordern gesamthaft erhebliche Maßnahmen zur Reduktion der Auswirkungen während der Bauphase.

West Link (Swedish: Västlänken) is one of the biggest infrastructure projects in Sweden building an in total 8 km double-track railway tunnel in Gothenburg, which is currently under construction. “E05 Korsvägen” is a construction lot which is part of the West Link project with the Swedish transport authority Trafikverket as the client. The works were awarded to the Joint Venture (JV) West Link Contractors consisting of Wayss & Freytag Ingenieurbau AG and NCC. A special contract model with a design and build part combined with a regular bill of quantities comprises building an underground double-track railway tunnel with a length of 3.2 km and the new Korsvägen station. This sub-project includes three drill and blast sections and three open excavation sections. All three construction pits will be executed in challenging soft ground conditions. The JV is confronted with high environmental demands and special requirements for the blasting works in the urban area of Gothenburg.
Mit dem West Link (Schwedisch: Västlänken) Projekt befindet sich derzeit eine insgesamt 8 km lange zweigleisige Neubaustrecke in der Ausführungsphase. Der West Link erstreckt sich über das Stadtzentrzum Göteborgs. Die schwedische Transportbehörde Trafikverket möchte damit die Kapazität des Schienennetzes steigern und zukünftig das stetig anwachsende Verkehrsaufkommen der Hafenstadt entlasten. Mit einer direkten Haltestellenanbindung an den bestehenden Hauptbahnhof “Centralen” werden entlang der Tunneltrasse zwei weitere unterirdisch liegende Bahnhöfe Haga und Korsvägen erstellt. Der 3,2 km lange Bauabschnitt Korsvägen wird von der Arbeitsgemeinschaft West Link Contractors, bestehend aus den Firmen Wayss & Freytag Ingenieurbau AG und NCC, ausgeführt. Dabei wird der neue Haltepunkt Korsvägen zu einem Drittel in offener Bauweise, und zu zwei Dritteln in geschlossener Bauweise erstellt. Hinführend zum Bahnhofsbauwerk werden die östlich und westlich gelegenen Aufweitungen als Übergang in den viergleisigen Bahnsteigbereich im Sprengvortrieb aufgefahren. Darüber hinaus werden zwei weitere Baugruben in geologisch anspruchsvollen Böden wie Quickton und Moräne erstellt. Die Komplexität des Projekts zeichnet sich vor allem durch die innerstädtische, dicht überbaute Lage der Tunneltrasse aus, die im Hartgestein aufgefahren wird. Kombiniert mit den sehr anspruchsvollen weichen Böden und dem oberflächennahen Grundwasserpegel sind die aufzufahrenden Tunnelbauwerke sowie die innerstädtischen tiefen Baugruben auf dem West Link Projekt eine ingenieurtechnische Herausforderung in jederlei Hinsicht.

The soil tunnel in Drammen (Norway), part of Bane NOR's 'New Double Track Drammen-Kobbervikdalen' project, has a length of 290 m; however, the different unfavourable boundary conditions combined with a large excavation cross section (156 m2) make this section the most technically challenging part of the project. The soil tunnel is driven mostly in saturated glaciofluvial sediments, which consist primarily of sand and gravel with a low content of fines, resulting in a low cohesion to cohesionless soil. The groundwater level, always within or above the tunnel section, cannot be lowered during the construction due to project requirements. These geological/hydrogeological conditions together with the large cross section present a high-risk scenario for any tunnelling project and, in the case of Norway, an unprecedented challenge. Moreover, the tunnel is located in an urban area and has a low overburden of just 8 to 9 m during the first 80 m. For the client it was critical that the design solution was safe, robust, and able to respond to the existing level of uncertainty and potential unexpected occurrences. ILF's design is able to answer these technical challenges while removing many of the typical risks associated to saturated soil tunnelling with a solution that relies mainly on extensive pre-excavation ground improvement works in the form of jet grouting executed from the surface.
Der sogenannte “Lockermaterialtunnel” in Drammen (Norwegen) ist ein Teilabschnitt des Gesamtprojekts “2 gleisiger Eisenbahntunnel Drammen - Kobbervikdalen” der norwegischen Eisenbahngesellschaft Bane NOR. Der Abschnitt hat eine Länge von 290 m. Die unterschiedlichsten ungünstigen Randbedingungen in Kombination mit einem großen Ausbruchsquerschnitt (156 m2) machen diesen Abschnitt zum technisch anspruchsvollsten Teil dieses Tunnelprojekts. Der Tunnel wird größtenteils in gesättigten gletscherfluvialen Sedimenten aufgefahren, welche zu einem hohen Anteil aus Sand und Kies bestehen und einen sehr geringen Feinanteil aufweisen und der Baugrund somit als kohäsionsarmer bis kohäsionsloser Boden einzustufen ist. Der auf Tunnelniveau oder knapp oberhalb des Tunnels verlaufende Grundwasserspiegel darf entsprechend den Projektvorgaben während der Bauarbeiten nicht abgesenkt werden. Diese geologischen und hydrogeologischen Bedingungen sowie der große Querschnitt stellen für jedes Tunnelbauprojekt ein hohes Risiko dar und sind im Falle Norwegens eine außergewöhnliche Herausforderung für einen in untertägiger Bauweise zu errichtenden Tunnel dar. Darüber hinaus befindet sich der Tunnel in einem städtischen Gebiet und hat eine geringe Überdeckung von nur 8 bis 9 m im ersten Teilabschnitt. Für den Bauherrn war es von entscheidender Bedeutung, dass die gewählte tunnelbautechnische Vortriebslösung daher eine sehr sichere und robuste Bauweise ist und auf die bestehenden Unsicherheiten und möglichen unerwarteten Ereignisse reagieren kann. Die von ILF vorgeschlagene Lösung - einer umfangreichen, vorab von der Oberfläche aus hergestellten Bodenverbesserung - ermöglichte diese Anforderungen zu erfüllen und gleichzeitig viele der typischen Risiken, die mit dem Tunnelbau in gesättigtem Boden verbunden sind, mit einer sehr sicheren und robusten Lösung zu begegnen. Dieser Vergütungsring um den Tunnel wurde mit den Düsenstrahlverfahren hergestellt.

The profile accuracy during tunnel excavation will be influenced by several factors. Basically the design of the blasting pattern, the confinement conditions, the peak particle velocity generated, the escape of the gas volume and the geology are shown here, which are decisive criteria for successfully avoiding damage induced by blasting operations. Smooth blasting methods have been used successfully for years to minimize rock damage. By using electronic initiation systems in combination with software programs for modeling the energy conditions and the peak particle velocities generated, subsidence damage caused by blasting can be largely avoided.
Die Profilgenauigkeit wird im Zuge der Tunnelauffahrung durch mehrere Faktoren beeinflusst. Hier sind im Wesentlichen die Auslegung der Sprenganlagen im Nahbereich, die Einschlussverhältnisse, die generierten Schwinggeschwindigkeiten, das Entweichen des Gasvolumens und die Geologie ausschlaggebende Kriterien für eine erfolgreiche Vermeidung von durch Sprengarbeiten induzierten Bergschaden. Gebirgsschonende Sprengverfahren sind seit Jahrzehnten erfolgreich im Einsatz, um die Gebirgsschädigung zu minimieren. Durch den Einsatz von elektronischen Zündsystemen in Kombination mit Softwareprogrammen zum Modellieren der Energieverhältnisse und der generierten Schwinggeschwindigkeiten kann Bergschaden durch Sprengarbeiten weitestgehend vermieden werden.

The main lot of the Kerenzerberg safety gallery, a project of the Swiss Federal Roads Office (ASTRA), is currently under construction. In addition to the main works, the construction of a 5.2 km long safety gallery with a tunnel boring machine, the contract includes the excavation of 20 cross-passages and 52 ventilation galleries. The Joint Venture KER450 that was awarded the contact chose to excavate these cross headings simultaneously to the main drive. To implement the logistics concept, which needs to be highly capable and flexible at the same time, the contractor decided on an innovative and emission-free supply system known as Automated Service Vehicles (ASV). These fully electric, wheel-bound vehicles allow an almost automatic operation and were recently developed and supplied by the company VirtuRail. The first experiences after approximately one year of operation are very positive and have proven to be a main factor in the successful realisation of a challenging logistics concept.
Die Arbeitsgemeinschaft KER450 errichtet derzeit im Auftrag des schweizerischen Bundesamts für Straßen (ASTRA) den Sicherheitsstollen Kerenzerberg. Zusätzlich zum Vortrieb des ca. 5,2 km langen Sicherheitsstollens sind 52 Abluftstollen und 18 Querverbindungen zur Bestandsröhre zu errichten. Der Auftragnehmer entschied sich dabei, diese Querbauwerke zeitgleich zum Hauptvortrieb zu erstellen, was eine große Herausforderung an die Logistik stellt. Für die Bewältigung dieser Aufgabe setzt die Arbeitsgemeinschaft ein innovatives Logistikkonzept um. Zum Einsatz kommen sogenannte Automated Service Vehicles (ASV), die rein elektrisch angetrieben sind und einen hoch automatisierten Betrieb ermöglichen. Bei diesen Fahrzeugen handelt es sich um eine Neuentwicklung des Unternehmens VirtuRail. Der Einsatz dieser Fahrzeuge hat sich bewährt und war ein wesentlicher Faktor für die erfolgreiche Umsetzung des gewählten Konzepts.

The Grand Paris Express is an urban infrastructure project in the Paris agglomeration. The outer districts, which will be enlarged with 70,cp te000 new flats per year, are to be connected to the public transport network of the core city. At the same time, various economic centres are planned around the city, similar to the La Défense banking centre. The metro lines connect the suburban railways, three airports and various TGV stations as a large ring and with direct connections to other transport hubs. The 19.3 km Grand Paris Express Line 16.1 connects the suburbs north and east of Paris in the Seine-Saint-Denis department. The cramped construction sites require modern construction processes that are sustainable and can be implemented quickly. For the fully automatic and completely underground line the client, Société du Grand Paris (SGP), is using segmental linings made of steel fibre concrete. The designer Egis, the contractor Eiffage Génie Civil and the segment manufacturer Bonna Sabla optimised the original solution of the 9.5 m ring in terms of productivity and quality in order to complete the construction site within SGP's desired schedule. For the MC2010 performance class, the segments use C50/60 concrete reinforced with 40 kg/m3 of Dramix high performance steel fibres. The 0.75 mm thin fibres, with a tensile strength of more than 1800 N/mm2, form a massive network of 11.6 km fibres/m3 concrete. The entire project also saves over 10,000 t of CO2 due to less steel consumption.
Grand Paris ist ein städtebauliches Infrastrukturprojekt in der Agglomeration Paris. Die Außenbezirke, die jährlich mit 70.000 neuen Wohnungen vergrößert werden, sollen am öffentlichen Verkehrsnetz der Kernstadt angeschlossen werden. Gleichzeitig sind verschiedene Wirtschaftszentren um die Stadt geplant, ähnlich wie das Bankenzentrum La Défense. Die Metrolinien verbinden die S-Bahnen, drei Flughäfen und verschiedene TGV-Bahnhöfe als großer Ring und mit direkten Verbindungen zu weiteren Verkehrshubs. Die 19,3 km lange Grand Paris Express Line 16.1 verbindet die Vororte nördlich und östlich von Paris im Departement Seine-Saint-Denis. Die beengten Baustellen verlangen nach modernen Bauprozessen, die nachhaltig und schnell umsetzbar sind. Der Bauherr Société du Grand Paris (SGP) verwendet für die vollautomatische und komplett unterirdische Linie Tübbinge aus Stahlfaserbeton. Der Planer Egis, der Unternehmer Eiffage Génie Civil und der Tübbinghersteller Bonna Sabla optimierten die ursprüngliche Lösung des Rings mit einem Druchmesser von 9,5 m hinsichtlich Produktivität und Qualität, um die Baustelle im gewünschten Zeitplan der SGP fertig zu stellen. Für die Leistungsklasse nach MC2010 wird für die Tübbinge C50/60-Beton verwendet, der mit 40 kg/m3 Dramix Hochleistungs-Stahlfasern bewehrt ist. Die 0,75 mm dünnen Fasern, mit einer Zugfestigkeit von mehr als 1800 N/mm2 bilden ein Netz mit einer Gesamtlänge von 11,6 km Fasern/m3 Beton. Das ganze Projekt spart mehr als 10.000 t CO2 durch den geringeren Stahlverbrauch ein.

CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) is the world's largest research centre for high-energy and particle physics. The research infrastructure contributed to the greatest successes in the field of experimental physics. A new, approximatively 91 km long subsurface infrastructure connected to the existing particle accelerator complex is being conceived in the frame of the Future Circular Collider. It would serve a global community of researchers with two subsequently operated particle colliders until the end of the 21st century. Even at an early stage of such a project, comprehensive investigations have to be carried out into the nature of the subsoil in order to find an optimal utilisation strategy for the excavated material in accordance with the national and international regulations in order to promote the recycling of excavated tunnel material in terms of resource conservation and the improvement of the sustainability of underground construction projects.
CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) ist das weltweit größte Forschungszentrum für Teilchenphysik. Mit seinen Teilchenbeschleunigern trug diese Organisation zu einigen der größten Erfolge im Bereich der Experimentalphysik bei. Mit einer etwa 91 km langen, kreisförmigen unterirdischen Infrastruktur kann bis zum Ende des 21. Jahrhunderts ein Programm im Bereich der physikalischen Grundlagenforschung mit zwei nacheinander installierten Teilchenbeschleunigern durchgeführt werden. Schon in einem frühen Stadium eines solchen Projekts müssen umfassende Untersuchungen zur Beschaffenheit des Baugrunds durchgeführt werden, um für das anfallende Ausbruchmaterial eine Verwertungsstrategie zu finden, die mit den national und international geltenden Vorschriften im Einklang steht, um die Verwertung von Tunnelausbruchmaterial im Sinne der Ressourcenschonung und der Verbesserung der Nachhaltigkeit von Untertagebauprojekten voranzutreiben.

Excavation material from tunnel constructions, which is generally regarded as waste, has to be disposed of properly, but is good input material for producing recycling aggregates or for on-site reclaiming or recycling action. Due to the large mass and potential contaminations from rock formations and/or tunnelling process, reclaiming or recycling has to be monitored. The waste law provides standardized examination methods and parameters, limit values, quality classes and requirements. In the course of the revision of the Austrian landfill ordinance and the Austrian circular economy strategy by the Federal Ministry Republic of Austria Climate action, environment, energy, mobility, innovation anf technology (BMK), adaptions regarding the promotion of circular economy for this material should be developed. This study provides a description of the technical and legal requirements, actual challenges and an outlook to possible changes of the requirements.
Tunnelausbruchmaterial, das in der Regel als Abfall anfällt, muss einerseits ordnungsgemäß entsorgt werden, stellt andererseits aber ein potenzielles Ausgangsmaterial für die Herstellung z.T, hochwertiger Recycling-Baustoffe dar oder kann bereits vor Ort sinnvoll verwertet werden. Aufgrund der großen Masse sowie möglicher, sich teilweise beeinflussender Kontaminationsmöglichkeiten aus dem Tunnelvortrieb bzw. dem Ausgangsgestein muss eine Verwertung kontrolliert erfolgen. Dafür existieren seitens des Abfallrechts Untersuchungsvorgaben, Parameter, Qualitätsklassen und Verwertungsvorgaben. Im Zuge einer Novelle der Deponieverordnung sowie der Kreislaufwirtschaftsstrategie des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) sollen hier Anpassungen dieser Anforderungen in Richtung der Forcierung einer Kreislaufwirtschaft angedacht werden. In dem Beitrag sollen sowohl die bisherigen rechtlichen und fachlichen Anforderungen, aktuelle Herausforderungen aus der Umsetzung sowie ein Ausblick auf eventuelle Änderungen der Rahmenbedingungen dargestellt werden.

Tunnel construction is not immune to the climate crisis - here too there is an urgent need to improve the carbon footprint. The production of concrete and consumption of cement cause climate-damaging CO2 emissions. A tunnel with a 10 m diameter, for example, generates around 10 t of CO2 per linear metre. The main priority is thus to reduce the amount of concrete and steel reinforcement used and to select low-carbon cements and binders, as well as employing single-shell construction methods suited to the requirements of the construction project. We need to consider practical approaches to reducing concrete volumes which go beyond structural requirements. CO2 reduction in tunnelling starts with the design and approval process, so financial incentives must be built into award criteria and construction contracts. This article aims to highlight ideas which in future will play an increasingly important role in the design of underground construction works than is currently the case. Although many well-established work practices and design details in underground construction are based on decades of experience and are bound by normative and contractual framework conditions, it is now time to re-examine the facts and consider new ideas that reflect the need to reduce CO2 in concrete construction.
Die Klimakrise macht auch nicht vor dem Tunnelbau halt, sondern fordert eine Verbesserung der CO2-Bilanz. Betonherstellung bzw. Zementverbrauch verursachen klimaschädliche CO2-Emissionen. So fallen zum Beispiel bei einem Tunnel mit 10 m Durchmesser durchschnittlich etwa 10 t CO2 je Laufmeter an. Im Fokus stehen daher sowohl die Reduktion von Betonkubaturen und Stahlbewehrung als auch die Verwendung von CO2-armen Zementen und Bindemitteln, sowie einschalige Bauweisen je nach Anforderungen an das Bauwerk. Praktische Arbeitsabläufe zur Verringerung von Betonmengen, die über das statisch Erforderliche hinausgehen, sind zu diskutieren. CO2-Reduktion im Tunnelbau beginnt zum einen mit Planung und Genehmigungsverfahren und braucht zum anderen Anreize einer monetären Bewertung in Vergabekriterien und Bauverträgen. In diesem Aufsatz sollen Denkanstöße aufgezeigt werden, die in Zukunft bei der Planung von Untertagebauwerken zunehmend eine größere Rolle als bisher einnehmen sollen. Auch wenn viele bislang etablierte Arbeitsschritte und Ausführungsdetails im Untertagebau auf jahrzehntelangen Erfahrungen beruhen als auch durch normative und vertragliche Randbedingungen gebunden sind, müssen im Hinblick auf die notwendige CO2-Reduktion im Betonbau in vielerlei Hinsicht neue Überlegungen angestellt und Gegebenheiten hinterfragt werden.

Tunnelling and underground construction is a material-intensive undertaking that involves the use of large quantities of concrete. Analyses of the life-cycle assessment of a new tunnel show that the carbon footprint is largely determined by cement and concrete consumption. Optimising the quantity used, composition and properties of this construction material is thus crucial to reducing ''grey'' emissions - CO2 emissions arising from the construction phase. While strength and durability requirements along with exposure classes are clearly set out in directives and tender specifications, CO2 emissions per cubic metre of concrete are not currently considered a relevant criterion when it comes to project design, award and implementation. And this, despite the fact that the current state of knowledge and research shows that substantially lower-carbon concretes could be used than is generally the case today. A paradigm shift is required to achieve the goal of carbon neutrality in the construction industry.
This paper shows how CO2 emissions per cubic metre of concrete can be declared and reduced in tunnel construction, and how concrete recipes can be formulated using climate-friendly materials, while maintaining the required strengths and durability properties. Using the design approaches outlined here, it is possible to increase clinker efficiency and reduce CO2 intensity without adversely affecting the structure and its functionality.
Der Tunnel- und Untertagebau ist ein materialintensives Unterfangen, bei dem große Betonmengen zum Einsatz kommen. Analysen der Umweltbilanz eines Tunnelneubaus zeigen, dass insbesondere der CO2-Fußabdruck maßgeblich vom Zement- bzw. Betonverbrauch abhängt. Zur Reduktion der sogenannten grauen Emissionen - der CO2-Emissionen, die während der Bauphase entstehen - ist die Optimierung der Einsatzmenge, der Zusammensetzung und der Eigenschaften dieses Baustoffs demnach von signifikanter Bedeutung. Während Festigkeit und Dauerhaftigkeitsanforderungen bzw. Expositionsklassen in Richtlinien und Ausschreibungen klar spezifiziert werden, stellen CO2-Emissionen pro Kubikmeter Beton derzeit kein planungs-, vergabe- oder ausführungsrelevantes Kriterium dar. Und das, obwohl nach Stand des Wissens und der Forschung bereist heute wesentlich CO2-ärmere Betone ausgeführt werden könnten als es in der Praxis i. d. R. der Fall ist. Um das Ziel der CO2-Neutralität im Bauwesen zu erreichen, sollte es hier zu einem Paradigmenwechsel kommen.
In diesem Beitrag wird gezeigt, wie CO2-Emissionen pro Kubikmeter Beton für den Tunnelbau deklariert und reduziert werden können, wie Betonrezepturen mit klimafreundlichen Stoffen entworfen und wie dabei die erforderlichen Festigkeiten und Dauerhaftigkeitseigenschaften sichergestellt werden können. Mit den dargestellten Design-Ansätzen können die Klinkereffizienz gesteigert und CO2-Intensität gesenkt werden, ohne negativen Einfluss auf das Bauwerk und seine Funktionalität zu nehmen.

Sustainability is a guiding principle for political, economic and ecological action, which in companies, societies and countries all over the world, is based on the following three pillars: ecology, economy and social aspects. With the associated worldwide efforts to reduce emissions, this topic has also arrived in the construction industry in general and thus in tunnel construction in particular. In addition to the actual planning, construction, use and maintenance of mined structures, tunnel builders certainly have a special role to play, since the creation of underground structures relieves overground structures and can also change living space for the better. However, the influences and impact must always be considered in the overall context of all three pillars of sustainability - and in our fast-paced times, this requires a considerable change in mindset as well as a clear change and expansion of the assessment standards. The following article draws a current picture of “sustainable tunnelling” on the basis of four sub-sections that describe selected tasks and approaches from the perspective of operators, planners, the construction industry and science as a basis for discussion.
Nachhaltigkeit stellt ein Leitbild für politisches, wirtschaftliches und ökologisches Handeln dar, das in Unternehmen, Gesellschaften, Ländern der ganzen Welt auf den drei Säulen Ökologie, Ökonomie und Soziales beruht. Mit den damit verbundenen weltweiten Bestrebungen, Emissionen zu reduzieren, ist diese Thematik auch in der Bauindustrie im Allgemeinen und damit im Tunnelbau im Besonderen angekommen. Neben der eigentlichen Planung, Errichtung, Nutzung und Erhaltung von bergmännisch aufgefahrenen Bauwerken fällt hier den Tunnelbauern sicher auch deshalb eine spezielle Rolle zu, da durch die Schaffung von unterirdischen Strukturen die Oberflächen unserer Erde entlastet werden und Lebensräume auch zum Positiven verändert werden können. Die Einflüsse und Auswirkungen müssen dabei aber immer im Gesamtkontext aller drei Säulen der Nachhaltigkeit gesehen werden - und dies bedarf in unserer kurzlebigen Zeit einem gewaltigen Umdenken sowie einer deutlichen Änderung und Erweiterung der Bewertungsmaßstäbe. Im Beitrag wird anhand von vier Teilbeiträgen zu ausgewählten Aufgabenstellungen und Lösungsansätzen aus Sicht von Betreibern, Planern, Bauindustrie sowie Wissenschaft als Diskussionsgrundlage ein aktuelles Bild zur Nachhaltigkeit im Tunnelbau gezeichnet.

In a former paper of the authors a concept for dimensioning pressure shafts, considering the passive resistance of rock-mass, has been developed. The assumption made there was that many cracks are distributed evenly over the circumference. The width of a single fissure was estimated by a reduction factor on the cumulated width of cracks. This question was now investigated analytically on basis of common mechanical principles and was confirmed by FE calculations. On hand of examples a dimensioning concept for bridging a single fissure by the steel lining has been developed. In the annex questions frequently arising over the planning process are discussed. It is intended to facilitate an overall judgement of the individual system by better knowledge of the complex relations.
Der Beitrag ergänzt einen früheren Aufsatz der Autoren, die ein grundsätzliches Bemessungskonzept für Druckschächte unter Nutzung des passiven Gebirgswiderstandes entwickelt haben. Im untersuchten Rechenmodell sind die Radialrisse im Felsmantel gleichmäßig über den Umfang verteilt. Die Kumulation ihrer Rissweiten ergibt mit einem Reduktionsfaktor im Modell die maßgebende Weite eines Einzelrisses. Im vorliegenden Artikel wird die Überbrückung dieses Einzelrisses durch die Stahlpanzerung auf Grundlage nachvollziehbarer mechanischer Prinzipien analytisch untersucht und mit FE-Berechnungen ergänzt. Ergebnis ist das Bemessungskriterium der Rissüberbrückung, das weiterführend in Beispielen für Bemessungsvorschläge angewandt wird. Im Anhang werden Fragen diskutiert, die sich bei der Planung häufig stellen. Beabsichtigt ist, durch Analyse der komplexen Zusammenhänge die geschlossene Beurteilung des Systems zu erleichtern.