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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

The construction joint venture NouvLR is constructing the new light rail network in Montreal. One of the major challenges is the advance below the existing runways and taxiways of the Montreal-Trudeau International airport and the construction of the subway station below the airport. The airport must remain under operation during the construction, and very tight requirements have been imposed regarding the tolerable surface settlements and availability of the monitoring data. The regulations regarding operations of the airport and possible presence of foreign objects in vicinity of its runways and taxiways represent an additional challenge, requiring usage of less straightforward monitoring concepts. The works for the installation of the monitoring equipment must be closely coordinated with airport operations and require a reliable schedule.
The final geotechnical monitoring design has been performed in close cooperation with the contractor and in tight coordination with the airport authority. In order to allow more straightforward communication, 3D modelling and BIM-methodology have been used to clearly represent the monitoring equipment, as well as the works required for their installation. The line-of-sight considerations in case of tachymeter measurements have been thus directly incorporated and dealt with. The monitoring design has to fulfil the aims of real-time monitoring of the system behaviour during the construction and the long-term monitoring of the newly built tunnel, demonstrating the compliance of the structure with the design. The paper is concluded by a summary of “lessons learned” regarding the issues of adverse accessibility and a challenging, high risk general environment.
Entwurf eines Beobachtungssystems für schwierige Betriebsbedingungen
Die Arbeitsgemeinschaft NouvLR ist mit dem Bau eines Stadtbahnnetzes für Montreal beauftragt worden. Eine der größten Projektherausforderungen ist der Vortrieb unter den Anlagen des internationalen Flughafens Montreal-Trudeau und der Bau der U-Bahnstation unter dem Flughafen. Der Flughafen muss während des Vortriebs in Betrieb bleiben; daher wurden hohe Anforderungen an die zulässigen Setzungen über Tage und die allgemeine Verfügbarkeit der geotechnischen Messdaten definiert. Die Regelwerke zum Flughafenbetrieb und der möglichen Präsenz von betriebsfremden Gegenständen und Anlagen in der Nähe der Start- und Rollbahnen stellen eine weitere Herausforderung dar, die den Einsatz von einer eher “exotischen” Messausrüstung erfordern. Die Arbeiten zur Installation der Messgeräte müssen sehr eng mit dem Flughafenbetreiber abgestimmt werden und erfordern einen verlässlichen Bauzeitplan.
Die Planung der geotechnischen Überwachung wurde in enger Zusammenarbeit mit dem Auftragnehmer und direkter Koordination mit dem Flughafenbetreiber durchgeführt. Um eine verlässliche und pragmatische Kommunikation zu ermöglichen, wurden 3D Modelle und BIM-Technologie zur Abbildung der geotechnische Messausrüstung und der erforderlichen Installationsarbeiten verwendet. Die Überlegungen zur Sichtbarkeit bestimmter Messziele sowie zur Reichweite der eingesetzten Tachymeter wurden somit direkt im Modell eingearbeitet.
Der Beitrag endet mit der Zusammenfassung der Erfahrungen im Hinblick auf die erschwerte Erreichbarkeit und eine allgemein herausfordernde Umgebung, die mit hohen Risiken behaftet ist.

Geotechnical monitoring and instrumentation are indispensable parts of the Observational Approach. in tunnel design and construction. They are an essential requirement for a proper risk management. Since 2013 several standards, valid both in Europe under CEN and international under ISO, were developed dealing with geotechnical monitoring. Five standards have been published by 2020, covering general rules, extensometer, inclinometer, piezometer and pressure cells. Further standards on settlement measurements, strain monitoring and load cells are in progress and will be published in the next few years.
In Grundbau, Tunnelbau, bei Instabilitäten von Hängen sind geotechnische Überwachungsmessungen unverzichtbar. Im Zusammenhang mit der europäischen Normierung wurden seit mehreren Jahren Normen für die geotechnische Überwachung entwickelt, die sowohl europäisch unter CEN gültig sind als auch international unter ISO. Bis 2020 wurden fünf Normen veröffentlicht: Allgemeine Regeln, Extensometer, Inklinometer, Piezometer und Druckmessdosen. Weitere Normen über Setzungsmessungen, Dehnungsüberwachung und Kraftmessdosen sind in Bearbeitung und werden in den nächsten Jahren veröffentlicht.

In the course of the preliminary planning of the new Gelnhausen-Fulda railway line which is part of the railway project Hanau-Würzburg/Fulda, two route options with tunnels, bridges, cuts and embankments are to be investigated and assessed as efficiently as possible with regard to potential geotechnical risk areas. Due to the geological and hydrogeological conditions within the north-eastern Hessian Buntsandsteingebirge, several groundwater levels, landslides in tunnel portal areas and karstification structures are to be expected on the two route options, each of which is approx. 45 km long. In order to obtain detailed and, above all, large-scale knowledge of geotechnical hazards of each route = in the preliminary stage of the exploration programme, geophysical surface investigations are a cost- and time-optimized exploration method in addition to standard drilling. These findings as well as existing subsurface information are combined by means of BIM, so that risk areas can be identified at an early stage of the project and taken into account when selecting the most affordable route.
Im Zuge der Vorplanung der DB-Neubaustrecke Gelnhausen-Fulda als Teilmaßnahme des Projekts Hanau-Würzburg/Fulda sollen zwei Trassenvarianten mit Tunneln, Brücken, Einschnitten sowie Dämmen untersucht und möglichst effizient hinsichtlich potenzieller geotechnischer Risikobereiche abgeschätzt werden. Aufgrund der geologischen und hydrogeologischen Gegebenheiten innerhalb des nordosthessischen Buntsandsteingebirges ist auf den beiden zu untersuchenden jeweils ca. 45 km langen Trassen mit etlichen Grundwasserstockwerken, Rutschungen in Portalbereichen und Verkarstungsstrukturen zu rechnen. Um bereits in der Vorstufe des Erkundungsprogramms detaillierte und vor allem großräumige Erkenntnisse über die geotechnischen Gefährdungsbilder der einzelnen Trassen zu erhalten, bieten sich zusätzlich zu einem punktuellen Bohrprogramm oberflächengeophysikalische Untersuchungen Erkundungen an. Diese Erkenntnisse sowie geologische und hydrogeoglogische Bestandsunterlagen werden in einem BIM-Gesamtmodell eingebunden, sodass Risikobereiche möglichst frühzeitig erkannt und bei der Trassenoptimierung berücksichtigt werden können.

An empirical and a numerical calculation model were developed to predict the surface settlements due to EPB tunnelling in hard rock with heterogeneous face conditions. For this purpose, surface settlement and TBM driving data from Boßler Tunnel were considered. The TBM launching area characterised by a low overburden (z/D < 2) and a nature conservation area at surface was examined. The developed models were calibrated against the measured surface settlements of the first eastbound tube and were used to predict the surface settlements of the subsequent westbound tube. The prediction was then compared to the actual measured settlements during the excavation of the westbound tube. From this, findings for future settlement predictions in similar ground conditions were derived. It could be shown that both models are suitable for the application in the investigated subsoil conditions and can be used successfully in practice in different phases of the project development.
Zur Prognose der Oberflächensetzungen für EPB-Vortriebe in Festgestein bei heterogenen Ortsbrustverhältnissen wurde am Beispiel des Boßlertunnels ein empirisches und ein numerisches Berechnungsmodell aufgestellt. Dazu wurden die Setzungsdaten, die aus dem Vortrieb der zuerst aufgefahrenen Oströhre des Boßlertunnels vorlagen, sowie die Vortriebsdaten der Maschine berücksichtigt. Untersucht wurde speziell der Anfahrtsbereich mit einer geringen Überdeckung (z/D < 2). Oberhalb des Tunnels befindet sich in diesem Bereich ein Naturschutzgebiet. Basierend auf den gemessenen Setzungen oberhalb der Oströhre wurden die Modelle kalibriert. Mit beiden Modellen wurden dann die Setzungen oberhalb der Weströhre, die nach der Oströhre aufgefahren wurde, prognostiziert. Die tatsächlichen Setzungen wurden anschließend ausgewertet und den prognostizierten gegenübergestellt. Daraus wurden Erkenntnisse für zukünftige Setzungsprognosen in ähnlichem Baugrund abgeleitet. Es konnte gezeigt werden, dass beide Modelle für die Anwendung in dem untersuchten Baugrund geeignet sind und in unterschiedlichen Phasen der Projektbearbeitung in der Praxis angewendet werden können.

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.