Laboratorien, die Prüfungen oder Kalibrierungen durchführen, müssen nach ISO 17025 in der Lage sein, die Messunsicherheit bei Durchführung der Prüfungen zu bestimmen. Dies kann durch exakte rechnerische Ermittlung als auch durch geeignete Schätzung erfolgen. Alle Beiträge, welche für die Ermittlung der Messunsicherheit von Bedeutung sind, müssen nach sinnvollem Ermessen dazu herangezogen werden. Im spezifischen Fall der Prüfung von nachträglichen Befestigungen in Beton nach European Assessment Document EAD 330232 bzw. EOTA Technical Report 048 wird ebenfalls die Einhaltung der Anforderungen der ISO 17025 hinsichtlich messtechnischer Rückführung und der Bestimmung der Messunsicherheit gefordert.
In diesem Beitrag wird aus der Sicht von Prüfstellen im Bereich der Befestigungstechnik untersucht, inwiefern die Messunsicherheit auf Grundlage der normativ bzw. in Regelwerken vorgegebenen Genauigkeitsanforderungen an die Prüfeinrichtungen einen Einfluss auf die wesentlichen Merkmale (“essential characteristics”) hat. Es wird gezielt auf die Bestimmung der Beiträge zum Messunsicherheitsbudget bei der Bestimmung einer zentrischen Auszugslast Fu eingegangen, wobei für den Anwender die theoretische mathematische Herleitung der Empfindlichkeitsfaktoren c gezeigt wird.
Für einen vereinfachten Ansatz wird eine Hilfestellung zur Abschätzung des Einflusses des Betonuntergrunds und der Verankerungstiefe auf die Messunsicherheit bei Ermittlung der Auszugslasten gegeben.

Uncertainty of measurement and their influence on essential characteristics of post-installed fasteners
Testing laboratories according to IS0 17025 have to define their uncertainty of measurement in conducting tests. This can be done either by exact calculation or by means of an accurate estimation. All relevant contributions to the measurement uncertainty may be considered in this estimation. For testing of post-installed mechanical fasteners in concrete the European Assessment Document EAD 33232 resp. Technical Report TR 048 also demands the fulfillment of the specifications according to ISO 17025 considering the uncertainty of measurement.
In this contribution, a specific model for testing laboratories in the field of fastenings is provided. Based on the concrete-cone-capacity model, the contributions of measurement uncertainty for the determination of the failure tension load in concrete are defined. The mathematical derivation of the sensitivity factors c for the influence on the measurement uncertainty is shown. By means of a simplified method, a proposal for the determination of the measurement uncertainty of tension loads depending on the uncertainty of concrete basement and embedment depth is given.

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Lärmschutzwandverankerungen auf Straßen- und Bahnbrücken werden seit Jahren nach Richtzeichnungen der BASt und der Deutschen Bahn mit reibgeschweißten Edelstahl-Betonstahlankern ausgeführt. Für Anwendungen im Bereich der Deutschen Bahn unter Ermüdungsbeanspruchungen aus dem Eisenbahnverkehr haben sich die Randbedingungen für Planung, Bemessung und Anwendung seit Veröffentlichung des Moduls 5501 zur Richtlinie 804 im Jahr 2007 deutlich geändert. Seitdem werden nur noch Verankerungssysteme mit bauaufsichtlicher Zulassung eingesetzt. Die Befestigungsmuttern sind mit Vorspannung und unter Verwendung von NordLock-Keilsicherungsscheibenpaaren gegen unbeabsichtigtes Lösen zu sichern. Querkräfte auf den Pfosten sind mit einer Schubknagge oder Querkraftbolzen, jedoch nicht über Reibung zwischen Ankerplatte und Mörtel- bzw. Betonoberfläche oder Lochleibungsdruck abzutragen. An Verankerungen im Straßenbrückenbau werden seitens der beteiligten Behörden deutlich geringere Anforderungen gestellt. Da der natürliche Wind wie auch bei der Bahn als nicht ermüdungsrelevant angesehen wird, erfolgt die Bemessung nur unter quasi-statischen Lasten. Die Ableitung der Querkraft ist nicht eindeutig geregelt und die Verwendung nicht zugelassener Verankerungen üblich. Die maßgeblichen Regelwerke rechtfertigen, dass die Erkenntnisse und Veränderungen im Bereich der Bahn für die Anwendungen im Bereich der Straße geprüft und ggf. teilweise übernommen werden.

Anchoring noise barriers to structures for Deutsche Bahn and for road projects - Friction-welded stainless steel reinforcing bar anchors for static and fatigue-relevant loads
For many years, noise barriers on road and rail bridges have been fixed with friction-welded stainless steel reinforcing bar anchors according to the standard drawings of the Federal Highway Research Institute (BASt) and Deutsche Bahn. In the case of Deutsche Bahn applications with fatigue loads due to rail traffic, the boundary conditions for design, detailing and applications have changed radically since the publication of Deutsche Bahn Directive RIL 804.5501 in 2007. Since then, the only anchorage systems used have been those with a National Technical Approval. The fixing nuts must be secured against unintentional loosening by applying a preload and fitting Nord-Lock wedge lock washers. Shear forces acting on the posts must be resisted by a shear connector or shear bolts, and not by friction between the anchor plate and the surface of the mortar or concrete. The authorities place far lower requirements on anchorages for road bridges. As with railway applications, natural wind loads are not regarded as relevant to fatigue, and so design is carried out for quasi-static loads only. Transfer of shear forces is not clearly regulated and the use of non-approved anchorages is common. The relevant codes of practice justify that the findings and changes affecting railway applications be checked and, if necessary, transferred to some road applications.

Fertiggestellte Betonschalen sind bei Auswahl einer geeigneten Geometrie ästhetische und wirtschaftliche Tragwerke, die mit einem Minimum an Material hohe Lasten abtragen und große Flächen überspannen können. Der hohe Aufwand für die Schalung führt zu hohen Kosten, die die Errichtung meist unwirtschaftlich machen. Am Institut für Tragkonstruktionen der TU Wien wurde in den vergangenen Jahren ein neues Betonschalenbauverfahren mit dem Namen Pneumatic Forming of Hardened Concrete (PFHC) entwickelt. Nach Durchlaufen eines straffen Entwicklungsprozesses, der zahlreiche Materialversuche, Zugversuche, Biegeversuche und auch Großversuche umfasste, wurde das Bauverfahren nun erstmals praktisch von den Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB) im großen Maßstab für die Errichtung der Wildbrücke AM2 angewendet. Zuerst wurde eine Probeschale mit den Grundrissabmessungen 26,5 m × 19,1 m und einer Höhe von 4,2 m, die nun als Veranstaltungsüberdachung genutzt wird, gebaut. Anschließend wurde das Tragwerk der Brücke (Grundrissabmessungen 36,2 m × 38,7 m, Höhe 8,1 m) errichtet. Der erste, bereits in der vorigen Ausgabe veröffentlichte Teil des Beitrags fasst den Entwicklungsprozess zusammen und beschreibt den Einsatz digitaler Planungs- und Fertigungsmethoden für die Umsetzung des Projekts. Im zweiten Teil des Aufsatzes werden nun der gewählte Bauablauf, durchgeführte Versuche, ausgewählte Ausführungsdetails sowie das gewählte Messkonzept beschrieben.

Practical Application of an innovative concrete shell construction method: Construction of the deer pass AM2 by use of PFHC
Concrete shells are aesthetic and economic supporting structures, if properly designed. They can absorb high loads and can span large areas with little material. Unfortunately, high costs for the complicated formwork avoid a wider use in practice. A new shell construction method called Pneumatic Forming of Hardened concrete (PFHC) was developed at the Institute for Structural Engineering at TU Wien. Within a tight development process numerous material tests, tensile tests, bending tests and two large scale experiments were performed. Now, the Austrian railways (ÖBB) used the construction method to build the deer pass AM2 as concrete shell bridge over the two-rail track Koralmbahn in Carinthia in Austria. At first a test shell, which now serves as event canopy, was built with the plan dimensions 26.5 × 19.1 m and a height of 4.2 m. Directly after that the main supporting structure, the shell bridge, was built (plan dimensions 36.2 × 38.7 m, height 8.1 m). The first part of the paper which was published in the previous issue summarizes the development process of the new building method. Furthermore, the paper describes the building process of the two shell structures and chosen experiments for the construction process. Finally, the monitoring concept is explained.

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Um die Planung von Instandsetzungsmaßnahmen an Brückenobjekten möglichst effizient gestalten und so eine lange Restnutzungsdauer des Tragwerks gewährleisten zu können, kommt der Zustandsuntersuchung von bestehenden Brückenstrukturen eine entscheidende Rolle zu. Neben der optischen Inspektion der Brückenobjekte können sowohl zerstörende als auch zerstörungsfreie Untersuchungsmethoden eingesetzt werden, um verschiedene Größen wie die Karbonatisierungstiefe, die Tiefe der Chlorideindringung, die Betondeckung oder die vorhandene Betondruckfestigkeit bestimmen zu können. Auch unterscheiden sich die verschiedenen Prüfverfahren in ihrer räumlichen Ausdehnung, so können einzelne Verfahren nur punktuell an definierten Stellen am Brückenobjekt durchgeführt werden, während andere eine flächige Beurteilung verschiedener Erhebungsparameter erlauben. Ziel jeder Zustandserhebung sollte es sein, die einzelnen Prüfverfahren möglichst gut aufeinander abzustimmen, um schlussendlich eine ansprechende Grundlage für die Instandsetzungsplanung schaffen zu können. Im vorliegenden Beitrag wird anhand eines Beispielobjekts in Österreich an der A2 Südautobahn auf die gewählte Vorgehensweise sowie die Ergebnisse der Zustandserhebung eingegangen.

Special Bridge Auditing in Practice - Legal Framework and Case Study at a Bridge Object in Austria
Auditing of existing bridges is essential to plan efficient rehabilitation at bridges and to assess the remaining lifetime of the structure. Besides of optical inspections non-destructive and destructive test methods can be used to determine relevant quantitative and qualitative conditions of the bridge. Some relevant parameters are carbonation depth, chloride penetration depth, the thickness of the concrete cover or the existing concrete compressive strength. The testing methods vary in their spatial expansion. Some methods can be used only on selective local points at the bridge whereas others can provide area-wide measurement results. The aim of every audit is to match the used testing methods and get a solid decision basis for planning of rehabilitation. This report covers the applied testing methods and the results at an example bridge at the Austrian motorway A2. Additionally improvements for tests and evaluation are made.

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Persönliches:
Andreas Keil - 60 Jahre

Nachrichten: 26. Fachsymposium “Betoninstandhaltung heute für die Zukunft” der LIB NRW
Praktiken und Potenziale von Bautechnikgeschichte: Berliner Bauingenieure
Planerkonjunktur nicht mehr ungetrübt
VÖB definiert Richtlinie für Recycling von Holzbeton

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For the extension of the Metro T Third Line in San Francisco, 2.7 km of tunnels and four new stations will be built. At the Chinatown Station, a cross-cut cavern was excavated by the side drift method. A 27 m long AT-139 pipe umbrella was used to secure the crosscut and the two side drifts, see page 301 (Photo: DSI Underground)
Für die Erweiterung der Metro T Third Line in San Francisco werde 2,7 km Tunnel und vier neue Stationen errichtet. Bei der Chinatown Station wurde eine Querschlagskaverne im Ulmenstollenvortrieb aufgefahren. Für die Sicherung des Querschlags und der beiden Ulmenstollen kam ein 27 m langer AT-139 Rohrschirm zur Anwendung, siehe Seite 301 (Foto: DSI Underground)

BIM - Application for tunnel projects - BIM - Anwendung bei Tunnelprojekten
Martin Lah, Marko ibert, Samo Saje: Challenges and opportunities in implementing BIM methodology in tunnelling - Underground skyscrapers
Stephan Frodl, Peter-Michael Mayer: BIM modeling in mined tunneling / BIM Modellierung im konventionellem Tunnelbau
Magdalena Stelzer, Nedim Radoncic, Llacer Iserte, Luis Pedro, Ali Tatar, Mats Holmberg: BIM processes and workflows using the example of the subway extension in Stockholm / BIM Abläufe und Prozesse am Beispiel der Erweiterung Metro Stockholm
Christoph Exinger, Günther Mulitzer, Rudolf Felsner, Johann Lemmerer, Ewald Griesser: BIM pilot project tunnel chain Granitztal - Development of data structures for the shell construction and superstructure / BIM Pilotprojekt Tunnelkette Granitztal - Entwicklung von Datenstrukturen für den Tunnelrohbau und Oberbau
Bernhard Kohlböck, Ewald Griesser, Stefan Hillisch, Harald Birgmann, Alfred Fasching: The BIM pilot project Köstendorf - Salzburg / Das BIM Pilotprojekt Köstendorf-Salzburg
Thorsten Weiner, Christian Gruber, Ralf Zuchriegel: BIM for tunnelling / BIM im Tunnelbau

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Brenner Base Tunnel: largest contract in the Austrian project area awarded - Brenner Basistunnel: Größtes Baulos auf österreichischem Projektgebiet vergeben
With world record speed to the 10,000 metre mark - Mit Weltrekordtempo zur 10.000-Meter-Marke
Multi-mode TBM modernises Czech infrastructure - Multi-Mode-TVM modernisiert tschechische Infrastruktur
Gemeinschaftskraftwerk Inn: Power house soon complete, challenging tunnelling works - Gemeinschaftskraftwerk Inn: Krafthaus vor Fertigstellung, herausfordernde Vortriebsarbeiten
Denmark intends to bring forward work on the Danish side of the Fehmarn Belt - Dänemark will Arbeiten auf dänischer Seite des Fehmarnbelts vorziehen
Breakthrough at the Untersammelsdorf Tunnel - Durchschlag beim Tunnel Untersammelsdorf
CERN awards construction contract for extension project - CERN vergibt Bauauftrag für Erweiterungsprojekt
DSI Underground Australia acquires Fero Group - DSI Underground Australia übernimmt Fero Gruppe
Call for papers - Themes for the next issues of Geomechanics and Tunnelling - Themen für die nächsten Ausgaben der “Geomechanics and Tunnelling”

The Institute of Rock Mechanics and Tunnelling at the Graz University of Technology was founded in 1992. From the beginning, the primary focus of research and development was on Alpine tunnelling and slope stability issues, considering geological conditions and their impact on construction. The aim was to improve the current practice, as well as to reduce uncertainties. The research areas can be roughly grouped into rock mass characterization, improvement of monitoring data interpretation, ground behaviour assessment, as well as development and improvement of support elements. The research is documented in about 110 master theses and 30 doctoral theses, and approximately 350 papers.
Das Institut für Felsmechanik und Tunnelbau der Technischen Universität Graz wurde 1992 gegründet. Von Beginn an lag der Schwerpunkt der Entwicklung und Forschung auf dem Gebiet des alpinen Tunnelbaus und der Hangstabilität unter Berücksichtigung der geologischen Verhältnisse und der Auswirkungen auf den Bau. Ziel war, die gängige Praxis zu verbessern und die Unsicherheiten zu reduzieren. Die Forschungsgebiete können grob in die Bereiche Gebirgscharakterisierung, Verbesserung der Methoden der Messdateninterpretation, Gebirgsverhalten sowie Entwicklung und Verbesserung von Stützmitteln unterteilt werden. Die Ergebnisse sind in rund 110 Diplom- und Masterarbeiten sowie etwa 30 Dissertationen und 350 Artikeln dokumentiert.

Displacement curves in tunnelling depend both on time and the distance from the face and have thus not died down immediately after excavation. Therefore - the applied shotcrete lining experiences temporally variable loading, which depends on the forced strain curve and on the material behaviour of the shotcrete. Overloading of the shotcrete lining leads to crack formation, costly and laborious repair work and possibly also to dangerous situations for those present at the location, and should therefore be prevented. With the method presented in this article, which combines geological-geotechnical parameters and the interpretation of measured displacement data, the accuracy of the short-term prediction of the system behaviour can be improved. This makes it possible to react early to any potential overloading of the planned support and adapt it if necessary (e.g. changeover to ductile support). The article concludes with an explanation of the method through the example of the Semmering Base Tunnel, contract SBT 1.1 - Tunnel Gloggnitz.
Verschiebungsverläufe im Tunnelbau sind sowohl zeit- als auch vom Ortsbrustabstand abhängig und somit nicht sofort nach dem Ausbruch abgeklungen. Daher erfährt die aufgebrachte Spritzbetonschale eine zeitlich variable Auslastung, die vom aufgezwungenen Dehnungsverlauf und vom Materialverhalten des Spritzbetons abhängt. Eine Überbeanspruchung der Spritzbetonschale führt zur Rissbildung, zu kosten- und zeitintensiven Sanierungsarbeiten und gegebenenfalls zu gefährlichen Situationen für das Personal vor Ort und sollte somit verhindert werden. Mit der in diesem Beitrag präsentierten Methode ist es möglich, anhand einer Kombination von geologisch-geotechnischen Parametern und der Messdateninterpretation von Verschiebungsverläufen die Prognosesicherheit des Systemverhaltens zu erhöhen. Damit kann bereits frühzeitig auf eine allfällige Überbeanspruchung des geplanten Ausbaus reagiert und dieser gegebenenfalls vor Ort angepasst werden (z. B. Umstellung auf duktilen Ausbau). Der Beitrag schließt mit der Erläuterung der Methode an einem Fallbeispiel vom Semmering-Basistunnel, Baulos SBT 1.1 - Tunnel Gloggnitz, ab.

This contribution highlights recent developments in the analysis and monitoring of tunnel linings based on so-called hybrid methods. In this context, the word “hybrid” refers to a suitable combination of measurement data from geotechnical monitoring, with advanced simulation tools of engineering mechanics. The first part of this contribution refers to the New Austrian Tunneling Method (NATM), where monitoring during construction includes daily measurements of the 3D displacement vectors of “measurement points” installed in “measurement cross-sections”. Shell theory-informed spatial and temporal interpolation of the displacements between the aforementioned “grid points”, allows for reconstructing the evolution of the displacement and strain fields throughout the tunnel shell. Feeding these fields into realistic thermo-chemo-mechanical, potentially multiscale, models for the chemically hardening and creeping shotcrete, allows for the determination of the lining stresses over time. The latter give access to corresponding safety indicators or utilization degrees considering the evolving strength of shotcrete; and they also allow for quantifying the traction forces acting from the rock mass, on the exterior boundary of the tunnel lining. The second part of this contribution refers to the first steps towards the hybrid analysis of segmental lining, as installed in mechanized tunnelling. Relative rotation angles, as measured, in the course of a full-scale test, in the joints between adjacent segments of a segmental ring, are prescribed on a structural mechanics model based on analytical solutions from circular arch theory.
Dieser Beitrag behandelt neuere Entwicklungen auf dem Gebiet der Strukturanalyse und Überwachung von Tunnelschalen auf Basis sogenannter hybrider Methoden. Das Wort “hybrid” bezieht sich hierbei auf eine passende Kombination von Messdaten aus der Bauwerksüberwachung mit Simulationswerkzeugen der technischen Mechanik. Der erste Teil des Beitrags betrifft die Neue Österreichische Tunnelbaumethode (NÖT), bei der täglich 3D-Verschiebungsvektoren von in Messquerschnitten befindlichen Messpunkten während des Vortriebs gemessen werden. Mittels eines auf der Schalentheorie basierenden, räumlichen und zeitlichen Interpolationsverfahrenes werden aus den bekannten Messpunktverschiebungen die sich über die gesamte Tunnelschale erstreckenden Verschiebungs- und Verzerrungsfelder rekonstruiert. Einsetzen dieser Felder in realistische thermo-chemo-mechanische, potenziell mehrskalige Materialmodelle für aushärtenden und kriechenden Spritzbeton erlaubt die Ermittlung der Spannungen in der Schale. Daraus können quantitative Sicherheitsindikatoren oder Auslastungsgrade berechnet werden sowie die Spannungen an der Kontaktfläche zwischen Spritzbetonschale und Baugrund. Der zweite Teil des vorliegenden Beitrags behandelt erste Schritte auf dem Weg zu einer hybriden Methode für einen Tübbingausbau bei einem maschinellen Vortrieb mittels Tunnelvortriebsmaschinen. Relativdrehwinkel, die in den Gelenken zwischen benachbarten Segmenten eines Versuchs im Originalmaßstab an einem Tübbingring gemessen wurden, werden als kinematische Übergangsbedingungen auf ein strukturmechanisches Modell aufgebracht. Letzteres basiert auf analytischen Lösungen der Theorie kreisförmiger Bögen.

When using shield machines, the excavation support is established using prefabricated concrete segments. The structurally required cavity between the built ring and the rock mass is usually filled with pea gravel in hard rock conditions. The backfilled material ensures the necessary bedding and evenly distributes the rock loads. To evaluate the in-situ deformation behaviour of pea gravel, a testing device was developed that measures the reaction of the backfill under load increase and load decrease on the basis of the static load plate test. The test is carried out via the opening for pea gravel injection. The results have shown that the elasticity of pea gravel is predominantly influenced by the load level and the type of loading.
Subsequently, the detectability of possible voids in the annular gap was evaluated by means of ground penetration radar. For this purpose, the feasibility of the measurements was confirmed by a numerical study. Furthermore, the boundary conditions and the propagation behaviour of the electromagnetic waves could be demonstrated. With calibration measurements, the electromagnetic properties of all components involved in the system segmental lining and annular gap were determined. An extensive series of analogue model tests confirmed the detectability of the transitions from dry, wet and water-saturated pea gravel to water- and air-filled voids. In the final series of experiments, the transition between pea gravel and hollow space in the annular gap was successfully detected at on-site installed lining segments.
Beim Einsatz von Schildmaschinen erfolgt der Ausbau des Tunnels durch Tübbingsegmente. Der bautechnisch erforderliche Hohlraum zwischen den Tübbingringen und Gebirge wird bei Hartgesteinsvortrieben in der Regel mit Perlkies verfüllt. Das eingebrachte Material dient dabei der Sicherstellung der erforderlichen Bettung und damit der gleichmäßigen Verteilung der Gebirgslasten. Zur Überprüfung des in situ-Verformungszustands von Perlkies wurde eine Messvorrichtung entwickelt, die auf dem Prinzip des statischen Lastplattenversuchs die Reaktion der Hohlraumverfüllung bei gezielter Be- und Entlastung misst. Die Prüfung erfolgt hierbei über die Perlkiesverblasöffnung. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die Verformbarkeit von Perlkies in überwiegendem Maße last- und belastungsabhängig ist.
In weiterer Folge wurde die Detektierbarkeit von möglichen Hohlräumen im Ringspalt mittels Georadar evaluiert. Hierfür wurde mit einer numerischen Modellierung die Durchführbarkeit der Messungen bestätigt. Weiterhin konnten die Randbedingungen und das Ausbreitungsverhalten der elektromagnetischen Wellen aufgezeigt werden. Mit Kalibriermessungen wurden die elektromagnetischen Eigenschaften aller beteiligten Komponenten im System Tübbingausbau und Ringspalt festgestellt. Eine umfangreiche Versuchsserie an Analogmodellen konnte die Messbarkeit der Übergänge von trockenem, feuchten und wassergesättigten Perlkies zu wasser- und luftgefüllten Hohlräumen bestätigen. Bei der abschließenden Versuchsserie wurde schließlich der Nachweis erbracht, dass der Übergang zwischen Perlkies und Hohlraum im Ringspalt unter Tage detektiert werden kann.

Like every civil engineered structure tunnels are subject to an ageing process. The reasons for the degrading of the condition are manifold: not fully completed stress redistribution, deterioration in the rock mass quality through long-term exposure (creeping), weathering or dynamic loads and stresses, to name but a few. All this processes lead to a deformation of the surrounding bedrock and the lining.
For a continuous monitoring of a tunnel condition the measurement of the deformation is necessary. Conventional methods are elaborate and time-consuming and require almost always a shutdown of the tunnel for traffic. Therefore, an inspection is done selectively with large time gaps. A continuous condition assessment becomes hardly possible. Currently no robust method for permanent monitoring of tunnels exists. With a fibre optic measuring method many of these restrictions can be overcome. In the course of this research project, a novel and innovative measuring methodology has been developed to continuously and extensively measure rock deformations. The measurement results were evaluated performing laboratory tests. Subsequently, they were installed in the course of a field test at the Semmering Base Tunnel. With complementary technologies such as laser scanning, the measurement methodology could be verified for its applicability.
Wie jedes andere Ingenieurbauwerk sind auch Tunnel einem Alterungsprozess unterworfen. Die Gründe für eine Verschlechterung des Zustands können vielfältig sein: Nicht abgeschlossene Spannungsumlagerung, Verschlechterung der Gebirgsqualität durch Langzeitbeanspruchung, Verwitterung oder dynamische Beanspruchung, um nur einige zu nennen. Alle diese Vorgänge führen zu Deformationen von Gebirge bzw. Ausbau, die wiederum Schäden verursachen und die Betriebssicherheit beeinträchtigen können.
Zur kontinuierlichen Überwachung des Zustands von Tunneln ist die Messung dieser Deformation notwendig. Dies ist mit herkömmlichen Mitteln aufwändig und erfordert meist eine Tunnelsperre. Daher wird eine Überprüfung nur punktuell und in großen Zeitabständen vorgenommen, wodurch eine laufende Bewertung des Zustands kaum möglich ist. Eine robuste Methode zur permanenten Überwachung von Tunneln existiert derzeit nicht. Mit faseroptischen Messverfahren sind viele dieser Einschränkungen lösbar. Im Zuge eines Forschungsprojekts wurde eine neuartige und innovative Messmethodik entwickelt, um Gebirgsverformungen kontinuierlich und flächendeckend zu messen. Die Messergebnisse wurden anhand eines Laborversuchs überprüft. In weiterer Folge wurden diese im Zuge eines Feldversuchs am Semmering-Basistunnel eingebaut. Mit komplementären Technologien wie Laserscanning konnte die Messmethodik auf ihre Anwendbarkeit verifiziert werden.

The Chair of Subsurface Engineering at the Montanuniversitaet Leoben is part of the Department of Mineral Resources Engineering. Regarding research and development, the chair cooperates with several departments of the university, such as the Departments of Petroleum Engineering, Environmental and Energy Technology, Product Engineering and Polymer Engineering. In addition to the construction of the ZAB, a research and development but also training and education centre at the Styrian Erzberg, some other research projects at the chair have recently been reported in this journal. These include, for example, research on segmental lining design in collaboration with with the ÖBB-Infrastruktur AG, and also topics such as disc force and face monitoring systems for TBMs. This research is deliberately not discussed here; rather research is reported that has received less attention lately. This includes further developments mainly relating to laboratory tests, the research field of rockfall simulations, international research cooperations, and also work on BIM implementation at the ZAB-Zentrum am Berg.
Der Lehrstuhl für Subsurface Engineering der Montanuniversität Leoben ist Teil des Departments Mineral Resources Engineering und kooperiert hinsichtlich Forschung und Entwicklung universitätsintern unter anderem mit den Departments für Petroleum Engineering, Umwelt- und Energieverfahrenstechnik, Product Engineering sowie Kunststofftechnik. Neben der Errichtung des Forschungs- und Entwicklungs- aber auch Trainings- und Ausbildungszentrums ZAB am steirischen Erzberg laufen am Lehrstuhl auch einige Forschungsprojekte, über die in dieser Zeitschrift erst kürzlich berichtet wurde. Dazu gehören beispielsweise Forschungsarbeiten zum Thema Tübbingbemessung, die gemeinsam mit der ÖBB-Infrastruktur AG bearbeitet werden, aber auch solche zu den Themen Diskenkraft- und Ortsbrustbildmonitoring bei TBM-Vortrieben. Auf diese Forschungsarbeiten wird hier bewusst nicht eingegangen; vielmehr wird auf Forschungsarbeiten eingegangen, die in letzter Zeit weniger Beachtung fanden. Dazu gehören Weiterentwicklungen, die vor allem die Laborversuche betreffen, der Forschungsbereich der Steinschlagsimulationen, internationale Forschungskooperationen aber auch Arbeiten zur BIM-Implementation am ZAB - Zentrum am Berg.

In water pressure-relieved rail tunnels, calcium carbonate scaling occurs in tunnel drain pipes. This scaling is caused by the surrounding geology, groundwater or the use of building materials containing cement. If the amount of scale becomes excessive, the drains have to be be cleaned to prevent an increase of the water pressure on the tunnel lining, which can cause damage to the tunnel structure or water ingress. At the moment, the growth of scale in tunnel drainage can only be monitored by camera surveys. This requires closure of the track or the whole tunnel and causes a massive operational restriction. Therefore the ÖBB-Infrastruktur AG project “Task Force Drainage” is looking for ways to monitor the growth of scale without any operating restrictions. Among other measures, an FFG project has been launched, and international knowledge transfer is taking place in the context of Shift2Rail. Various sensors and measuring methods are currently being examined regarding their suitability for this research question, examples including the measurement of differences in electrical resistance and acoustic measurement methods.
In druckwasserentlasteten Eisenbahntunneln entstehen in Bauwerksdränagen oftmals Versinterungen, die ihre Ursache in der umgebenden Geologie, dem Grundwasser oder in eingesetzten zementgebundenen Baustoffen haben. Diese Versinterungen bestehen zumeist aus Calciumcarbonat. Erreichen die Versinterungen ein kritisches Maß, müssen die Rohre gereinigt werden, um zu verhindern, dass sich durch einen Verschluss ein Wasserdruck auf das Tunnelbauwerk aufbauen oder Wasser in den Fahrbereich eindringen kann. Um die Versinterungen in den Rohren zu überwachen, sind derzeit aufwendige Kamerabefahrungen notwendig. Diese erfordern eine Einstellung des Zugverkehrs und führen damit zu einer massiven Betriebseinschränkung. Im Rahmen des Projekts “Task Force Dränagen” der ÖBB-Infrastruktur AG wird nach Möglichkeiten gesucht, das Versinterungswachstum ohne Betriebseinschränkungen überwachen zu können. Dazu wurde unter anderem ein FFG-Projekt ins Leben gerufen. Internationaler Wissenstransfer findet im Rahmen von Shift2Rail statt. Aktuell werden verschiedene Sensoren und Messverfahren auf ihre Eignung für diese Fragestellung untersucht. Beispielhaft seien die Messung von Unterschieden des elektrischen Widerstands und akustische Messverfahren genannt.

The construction of the Gotthard and Ceneri Base Tunnels through the Alps resulted in large quantities of excavated material. Selecting appropriate storage sites for the excavated material is a very important step that is often determined not only by technical criteria but also by external circumstances, a fact that may lead to sites that are not optimally suitable. Managing geotechnically difficult conditions in a professional manner is a decisive prerequisite to make a success of the planning and design process. Applying profound experience furthermore permits optimizations which lead to more efficient utilization of the available storage areas while at the same time maintaining the required structural stability. Such optimizations require detailed geotechnical investigation, careful planning and design, and thorough observation during construction. Furthermore, experience and specialist knowledge of comparable structures are helpful. The Chalchofen storage site at the Gotthard and the Sigirino site at the Ceneri Base Tunnel are used as examples to present a target-oriented approach. The observations and measurements made the projects a success. To ensure a favorable outcome of such construction projects, it is of vital importance that all the parties involved (owner, consultant and checking engineer) work together effectively and efficiently.
Beim Bau der beiden Basistunnel Gotthard und Ceneri durch die Alpen fielen große Mengen Ausbruchmaterial an. Die Standortauswahl für die Ablagerungen stellt einen äußerst wichtigen Schritt dar, der oft nicht nur durch technische Kriterien, sondern auch durch äußere Umstände bestimmt wird, was zu nicht optimalen Standorten führen kann. Der professionelle Umgang mit geotechnisch schwierigen Verhältnissen ist eine entscheidende Voraussetzung für eine erfolgreiche Planung. Die Umsetzung fundierter Erfahrungen erlaubt es zudem Optimierungen vorzunehmen, die eine bessere Ausnutzung der verfügbaren Ablagerungsflächen bei gleichzeitiger Erhaltung der erforderlichen Standsicherheit ergeben. Solche Optimierungen setzen detaillierte geotechnische Untersuchungen, sorgfältige Planungen und intensive Beobachtungen während des Baus voraus. Zudem sind Erfahrungen und Fachkenntnisse von vergleichbaren Strukturen hilfreich. Am Beispiel der Ablagerungen Chalchofen am Gotthard- und Sigirino am Ceneri-Basistunnel wird ein zielführendes Vorgehen aufgezeigt. Die Beobachtungen und Messungen haben die Projekte zum Erfolg gebracht. Für das Gelingen solcher Bauvorhaben ist eine konstruktive Zusammenarbeit aller Beteiligten (Bauherr, Planer und Prüfer) von essentieller Bedeutung.

27 m long pipe umbrella stabilizes the Chinatown Station coss-cut in San Francisco - 27 m langer AT-Rohrschirm sichert den Zugang der Chinatown Station in San Francisco
High-strength nets secure tunnel portals and cuttings - Hochfeste Netze sichern Tunnelportale und Einschnitte
Fastening solution for fire safety - Befestigungslösung für den Brandschutz

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