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Der Beitrag behandelt die Montage von modulartigen Betonfertigteilen mit Fachwerkknoten aus Stahl. Dazu werden Wabenstrukturen betrachtet, die aus vielen Fertigteilen mit Y-Form bestehen. Der Beitrag baut auf der für die Wabenstrukturen im Teil 1 abgeleiteten Bewegungskinematik zwischen den einzelnen Modulen auf, wobei Schwinddehnungen Verformungen in den Modularmen erzeugen. Für die Montage werden Schraubenverbindungen betrachtet, die entweder klassisches Lochspiel besitzen oder gleitfest fixiert werden. Bei Letzterem kompensiert ein Ausrichten vor dem Fixieren einen Teil von Abweichungen. Die Zuverlässigkeit der Montage wird mit probabilistischen Methoden auf Grundlage von Monte-Carlo-Simulationen überprüft. Es zeigt sich, dass reine Lochleibungsverbindungen nur für sehr wenige zu kombinierende Module geeignet sind. Gleitfeste Verbindungen mit kompensatorischem Ausrichten sind mit einem Konfidenzintervall vierfacher Standardabweichung geeignet, Wabenstrukturen bis ca. 60 m Höhe und Breite zuverlässig zusammenzusetzen.

Accuracy limits of modular concrete structures - Part 2: Probabilistic evaluation of assembling with bolted connection
The paper treats the assembling of modular precast concrete elements with steel-made truss nodes. Honeycomb structures are considered, which consist of several Y-shaped precast elements. The paper extends the direct kinematics between modules for honeycomb structures derived in Part 1, where shrinkage strains induce deformations into the modules. For the assembly, bolted connections are considered, which either have standard hole clearance or enough friction strength. In the latter case, strict alignment before fixing compensates for some of the deviations. The reliability of the assembling is checked via probabilistic methods based on Monte Carlo simulation. It is shown that connections purely based on hole bearing resistances are just suited to combine few modules. Bolted connections with enough friction strength and compensatory pre-alignment have confidence intervals of four times the standard deviation and thus are suited to reliably assemble honeycomb structures up to approx. 60 m in height and width.

Eine präzise, adaptive und individuelle Fertigung ermöglicht einen hohen Grad an Bauteildifferenzierung, die somit hocheffiziente und lastadaptierte Strukturen für den Betonfertigteilbau zugänglich macht. Während Fortschritte von Fertigungsseite durch zahlreiche Projekte in Forschung und Industrie demonstriert werden, so sind zugehörige Planungswerkzeuge weniger entwickelt. Um das volle Potenzial digitaler Fertigungsprozesse nutzen zu können, sind daher computerbasierte Methoden erforderlich, welche die flexible Anpassung von Bauteilgeometrien erlauben und eine fertigungsgerechte Planung ermöglichen. Die Modularisierung von Betonstrukturen muss den Anforderungen sowohl von Seiten der Tragfähigkeit wie auch der Fertigung gerecht werden. Planungswerkzeuge müssen diese Komplexität abbilden können. Simulationsbasierte Methoden, welche modularisierte Baustrukturen als komplexes System bauteilspezifischer Wechselwirkungen abbilden, bieten die Möglichkeit, bereits früh die Konsequenzen von Entwurfs- und Planungsentscheidungen abschätzen zu können. Dieser Beitrag zeigt einen agentenbasierten Planungsansatz auf, welcher insbesondere die additive Fertigung von Schalungen als Ergänzung bestehender Produktionskonzepte berücksichtigt. Die geometrischen Grundlagen für die simulationsbasierte Zerlegung von Bauteilen werden dargestellt und in einen durchgehenden Planungsprozess integriert.

Automated modularization for precast elements from additively manufactured formwork
Current developments in research and practice show the expansion of existing production concepts in precast concrete construction through digitally controlled and largely automated manufacturing processes. Precise, adaptive, and individual production enables a high degree of differentiation for building components, making highly efficient and load-adapted structures accessible for precast concrete construction. While progress in fabrication is demonstrated by numerous projects in research and industry, related planning tools are less developed. To exploit the full potential of digital fabrication processes, computational planning methods are required that allow the flexible adaptation of component geometries and enable production-oriented planning. The modularization of concrete structures has to meet multi-criteria requirements both from the point of load-bearing capacity and the fabrication of each individual module. This paper presents an agent-based planning approach, which addresses, in particular, the additive manufacturing of formwork as a complement to existing production concepts. The geometrical basics for the simulation-based decomposition building elements are presented and integrated into a continuous planning process.

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In Zeiten des Klimawandels und zunehmender Ressourcenknappheit wird die Bauindustrie mit der wachsenden Dringlichkeit konfrontiert, Ressourcenverbrauch, Emissionen und Abfälle deutlich zu reduzieren. Die Anwendung von Leichtbaustrategien in Verbindung mit Kreislaufproduktionsprozessen bietet einen ganzheitlichen Ansatz für dieses Problem. In dem folgenden Beitrag wird eine Methode zur abfallfreien Produktion leichter Betonbauteile mittels wiederverwertbarer Sandschalungen präsentiert. Der Einsatz von wasserlöslichen Mischungen in einem Pulverbettdruckverfahren ermöglicht die Herstellung von Schalungen für komplexe und optimierte Betonstrukturen und die Wiederverwendung des Schalungsmaterials in nachfolgenden Produktionszyklen (Bild 1). Die einzelnen Schritte des Verfahrens werden detailliert vorgestellt und am Beispiel der Herstellung eines Betonprototyps mit komplexer räumlicher Struktur illustriert.

Recyclable Sand Formworks - Towards circular production of lightweight concrete structures
In the face of climate change and increasing resource scarcity, the construction industry is confronted with the need to significantly reduce resource consumption, emissions and waste. The application of lightweight construction strategies in combination with circular production processes offers a comprehensive approach to this problem. In the following article, a zero-waste production process of lightweight concrete components using recyclable sand formworks is presented. The powder bed-based 3D-printing of water-soluble material enables the production for geometrically complex and optimized concrete structures and the reuse of formwork material in subsequent production cycles (Fig. 1). The individual steps of the described process are presented in detail and illustrated by the example of the production of a concrete component with a complex spatial structure.

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Die industrielle Computertomographie (CT) ermöglicht den Blick “hinter die Kulissen” von erhärteten Betonbauteilen und liefert hochpräzise Messdaten aus dem Bauteilinneren. Unter der Voraussetzung der Verfügbarkeit eines für das Bauteil geeigneten Computertomographen kann so eine Vielzahl von Informationen erfasst werden, die zuvor meist nur durch eine Bauteilöffnung/-zerstörung zugänglich war. Diese Informationen, wie z. B. die genaue Bewehrungslage oder die lokale Häufung von Lufteinschlüssen im Beton, sind relevant für die Qualität von Betonfertigteilen und können in einem Qualitätssicherungssystem im Betonfertigteilwerk gewinnbringend eingesetzt werden. Besonders im Rahmen der Automatisierung und Digitalisierung der Betonfertigteilherstellung birgt eine in den Fließfertigungsprozess integrierte CT-Qualitätsüberwachung ein großes Potenzial. Auf diese Weise können beispielsweise Segmentfertigteilbrücken hergestellt werden, bei denen die einzeln qualitätsgeprüften Fertigteilsegmente später auf der Baustelle durch Vorspannung und mithilfe von verzahnten Kontaktfugen zu Brücken verbunden werden. Mit den durch CT erfassten Informationen ist es möglich, schwankende, bislang durch die Teilsicherheitsbeiwerte abgedeckte Parameter genau zu analysieren und somit das Sicherheitskonzept für Beton neu zu denken. Durch die Kontrolle von streuenden Parametern und die darauffolgende Reduktion von sicherheitsbedingtem Materialverbrauch kann ein wertvoller Beitrag zum Klimaschutz und zur Schonung von natürlichen Ressourcen geleistet werden.

Beneath the surface - Computed tomography for precast segmental bridges
Industrial computed tomography (CT) allows us to look “beneath the surface” of hardened concrete components and provides high-precision 3D measurement data from inside the component. Provided that a computer tomograph suitable for the component is available, a variety of information can be recorded in this way that was previously only accessible by destructive testing, e.g. the exact position of the reinforcement or the local accumulation of air voids in the concrete. This information is relevant for the quality of precast concrete components and can be beneficially utilized in a quality assurance system in the precast concrete plant. Particularly in the context of automation and digitalization of precast concrete production, CT quality assessment integrated into the flow production process holds great potential. In this way, for example, precast segmental bridges can be produced, where the individually quality-assessed segments are later joined by post-tensioning on the construction site to form bridges. With the 3D information captured by CT, it is possible to accurately analyze the variation of parameters previously covered by partial safety factors and thus rethink the safety concept for concrete. By monitoring parameter variation and subsequently reducing safety-related material demand, a valuable contribution can be made to climate protection and the conservation of natural resources.

Mit dem neuen DBV-Merkblatt “BIM-Prozessqualität” erweitert der DBV seine umfangreiche Merkblattsammlung. Ziel des neuen DBV-Merkblatts ist die Darstellung praxistauglicher Planungsstrukturen als Handlungsempfehlungen für die Hochbauplanung mit Building Information Modeling (BIM). Dazu gehört vor allem bereits zu Projektbeginn die Etablierung geeigneter Arbeitsabläufe und -bedingungen für die Einbindung von BIM als Grundlage für die Beauftragung von Planungsleistungen. Ein wesentlicher Schwerpunkt des DBV-Merkblatts liegt in der Tragwerksplanung als einer zentralen Planungsdisziplin mit zahlreichen Schnittstellen zu anderen Planungsdisziplinen und diversen Planableitungen, z. B. für die Haustechnikgewerke. Viele der für die Tragwerksplanung vorgestellten Empfehlungen zu geeigneten Projektstrukturen sind allgemeingültig und auf die übrigen Planungsdisziplinen übertragbar. Darüber hinaus werden die aus Sicht der Tragwerksplanung besonderen Anforderungen an die Arbeitsweise mit BIM dargestellt. Der vorliegende Bericht stellt die wichtigsten Inhalte des neuen DBV-Merkblatts vor und erläutert beispielhaft die praktische Umsetzung anhand des Ablaufs bzw. von Einzelaspekten für ein Hochbauprojekt.

BIM Process Quality
The Guide to Good Practice gives suggestions for the complete design of structures by using Building Information Modeling (BIM). The planning and development of buildings has changed dramatically over the years. That is why this Guide to Good Practice addresses this particular topic and deals with the necessary requirements of process qualities for design and construction work supported by BIM. These fundamental statements are valid for nearly all kinds of building construction.

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Persönliches:
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Diederichs verstorben

Nachrichten:
Große Resonanz beim Web-Seminar Bauwerksabdichtung
Call for papers
Drei neue Auflagen in der AHO-Schriftenreihe
Nachhaltig wachsen: Die Stunde des Bestands

Buchbesprechung:
Sicherheit und Zuverlässigkeit im Bauwesen - Grundwissen für Ingenieure

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As part of the modernisation of the railway line between entilj and Maribor, the existing Poehovo tunnel will be replaced by a new tunnel. The new double-track tunnel through the Pekel Mountains is around 1530 m long and will be equipped with various safety systems. DSI provided AT - Casing System 114 with squeeze connection, self-drilling Hollow Bar Anchors as well as other ground support products in one line including lattice girders, drill steel, and pumps. Breakthrough on the new Pekel railway tunnel was achieved on 18 August 2022. (photo: DSI Underground)
Im Zuge der Modernisierung der Eisenbahnstrecke zwischen entilj und Maribor wird der Tunnel Poehovo durch einen Neubau ersetzt. Der neue zweigleisige Tunnel durch das Pekel-Gebirge ist rund 1.530 m lang und mit verschiedenen Sicherheitssystemen ausgestattet. DSI lieferte neben AT - Rohrschirmsystem, Hohlstabanker sowie Gitterträger, Bohrstahl und Pumpen. Der Durchschlag im neuen Pekel-Eisenbahntunnel erfolgte am 18. August 2022. (Foto: DSI Underground)

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Tunnelling work for the Obervellach II power station has been completed - Vortriebsarbeiten für Kraftwerk Obervellach II abgeschlossen
Refurbished Bosruck tunnel is fit for the future - Sanierter Bosrucktunnel ist fit für die Zukunft
Opening of the refurbished Belchen tunnel - Eröffnung des Sanierungstunnels Belchen
Start of tunnelling for the BBT H41 “Sill Gorge - Pfons” contract section - Tunnelanschlag im BBT-Baulos H41 Sillschlucht-Pfons
Tunnel boring machine started in Göschenen - Tunnelbohrmaschine in Göschenen gestartet
Manufacturing of test element for the Fehmarnbelt Tunnel successfully completed - Erfolgreiche Fertigung eines Testelements für den Fehmarnbelt-Tunnel
Pilot project for renewal of the Elleringhausen Tunnel - Pilotprojekt zur Erneuerung des Elleringhausener Tunnels
Construction of Hamburg's district heating tunnel gets underway - Baustart für Hamburgs Fernwärmetunnel
Deutsche Bahn submits planning for Offenburg Tunnel - Deutsche Bahn reicht Planung für Tunnel Offenburg ein
Entire route of the new section of the Brenner North feeder now established - Gesamtverlauf der Neubaustrecke Brenner-Nordzulauf steht fest
Contract awarded for Gotthard main northern section - Gotthard Hauptbaulos Nord vergeben
Call for papers - Topics for the next issues of Geomechanics and Tunnelling - Themen für die nächsten Ausgaben der “Geomechanics and Tunnelling”

In the interests of climate protection, ÖBB Infrastruktur AG traditionally focuses on the sustainable use of hydro-electric power for the generation of traction current for the railways. After about 100 years in service, the existing Obervellach I and Lassach power stations will be replaced by the more efficient new Obervellach II and Kaponig plants. With an increased output of 38 MW and a regular working capacity of 125 GWh per year, around 30,000 high speed journeys from Villach to Vienna will be possible.
The challenges in the course of the submission, tender and project planning were the complexity of the project and its size. In particular, the hydraulic, geographical, geological and ecological conditions required cross-disciplinary cooperation in all phases of the planning. Likewise, close coordination between the contractor and the local construction supervision took place and continues to take place in the course of the project.
The vastness of the project area requires sophisticated logistics in its execution. The tunnelling work, in particular, was challenging due to the small cross-section to be excavated and the tunnel length. A special feature is the use of a full-round formwork carriage. During the work along the high pressure down pipe in impassable terrain, using a cableway for carrying material, the focus is on the parallel health and safety arrangements in the construction and equipment activities. The whole project is planned to be commissioned in March 2024.
Im Sinne des Klimaschutzes setzt die ÖBB Infrastruktur AG traditionell auf die nachhaltige Nutzung der Wasserkraft für die Bahnstromerzeugung. Nach ca. 100 Jahren Laufzeit werden die Bestandskraftwerke Obervellach I und Lassach durch die effizienteren Neuanlagen Obervellach II und Kaponig ersetzt. Mit der Ausbauleistung von 38 MW und einem Regelarbeitsvermögen von 125 GWh pro Jahr werden rund 30.000 Railjetfahrten von Villach nach Wien ermöglicht. Die planerischen Herausforderungen im Zuge der Einreichungs-, Ausschreibungs- und Ausführungsplanung lagen in der Komplexität des Gesamtprojekts. Vor allem die hydraulischen, geographischen, geologischen und ökologischen Rahmenbedingungen erforderten von allen Beteiligten eine fachübergreifende Zusammenarbeit in allen Planungsphasen. Ebenso fanden und finden im Zuge der Ausführung intensive Abstimmungen mit dem Auftragnehmer und der örtlichen Bauaufsicht statt. Die Weitläufigkeit des Projektgebiets erfordert in der Ausführung eine ausgeklügelte Logistik. Speziell die Vortriebsarbeiten waren aufgrund des kleinen Ausbruchquerschnitts sowie der Stollenlänge herausfordernd. Als Besonderheit gilt der Einsatz eines Full-Round Schalwagens. Bei den Arbeiten entlang des Kraftabstiegs im unwegsamen Gelände stehen, mit Unterstützung einer Materialseilbahn, die parallelen Bau- und Ausrüstungstätigkeiten hinsichtlich Arbeitssicherheit im Fokus. Die Gesamtinbetriebnahme ist für März 2024 geplant.

The Rudolf-Fettweis hydropower plant, owned and operated by EnBW Energie Baden-Württemberg AG, is situated in the Murg valley in the Northern Black Forest. The construction of a new underground Lower Basin is planned to upgrade the existing hydropower station. The in-situ rock mass consists of Forbach Granite with local weakness zones, as encountered in the boreholes. Considering the extent of the project area, a 3D geological prediction model was used to allow a better interpretation of the spatial relationships of weakness zones in the rock mass and to optimize the orientation of the underground caverns. Adverse effects for the public were counteracted at a very early stage, so that the project received a high level of public acceptance. The present paper describes the current state of the project.
Im Murgtal im Nordschwarzwald befindet sich das Rudolf-Fettweis-Werk der EnBW Energie Baden-Württemberg AG. Zur Erneuerung des Standorts ist der Neubau einer untertägigen Unterstufe geplant. Die im Projekt angetroffenen geologischen Verhältnisse bestehen aus der Formation des Forbach-Granits, in dem lokale Schwächezonen erkundet wurden. Angesicht der Ausdehnung des Projektgebiets kam ein 3D-Prognosemodell der Geologie zum Einsatz, um die Interpretation der räumlichen Lagebeziehung der Schwächezonen im Gebirge und die Orientierungen der neuen unterirdischen Anlagen entsprechend zu optimieren. Der Vermeidung öffentlicher Betroffenheiten wurde frühzeitig entgegengewirkt, sodass das Projekt eine ausgesprochen hohe Akzeptanz in der Öffentlichkeit genießt. Der vorliegende Beitrag stellt den aktuellen Stand im Projekt vor.

Construction of the Verbund project Limberg III pumped storage power station is currently underway in the area of the Kaprun/Salzach power station group. Preliminary work started on 6 April 2021, the main construction work started on 7 January 2022 and the overall facility is scheduled to be commissioned the end of 2025. Kaprun has a long history in the construction of power stations. The Kaprun storage power stations in the 1950s were an outstanding engineering feat and is symbolic of the reconstruction efforts that took place in Austria in the wake of World War II. The power station facilities at the main and upper stage have been in existence since the 1950s and have since been continuously expanded. From 2006 to 2011 the all-year-round reservoirs Mooserboden and Wasserfallboden were extended to include the Limberg II pumped storage station. The group is currently expanding the Kaprun/Salzach power station group by building the Limberg III pumped storage station, for which the same design as Limberg II has been adopted for implementation purposes. In addition to the significant logistical challenges posed by the high mountain location of the construction site, this report also covers the tunnelling systems.
Das Verbund Projekt Pumpspeicherwerk Limberg III wird aktuell im Bereich der Kraftwerksgruppe Kaprun/Salzach realisiert. Die Vorarbeiten haben am 6. April 2021 begonnen, die Hauptbauarbeiten befinden sich seit 7. Januar 2022 in Bau, die Inbetriebsetzung der Gesamtanlage ist Ende 2025 geplant. Kaprun hat eine lange Geschichte im Kraftwerksbau. Die Errichtung der Speicherkraftwerke Kaprun in den 1950er-Jahren zählen zu den herausragenden Ingenieurleistungen und sind ein Symbol für den Wiederaufbau Österreichs nach dem Zweiten Weltkrieg. Die seit den 1950er-Jahren bestehenden Kraftwerksanlagen der Haupt- und Oberstufe wurden in der Folge ständig erweitert. In den Jahren 2006 bis 2011 wurden die Jahresspeicher Mooserboden und Wasserfallboden um das Pumpspeicherwerk Limberg II erweitert. Aktuell erweitert Verbund die Kraftwerksgruppe Kaprun/Salzach um das Pumpspeicherwerk Limberg III, das bauartgleich zu Limberg II realisiert wird. Neben den schwierigen logistischen Herausforderungen dieser Hochgebirgsbaustelle wird im Bericht auf die Vortriebssysteme eingegangen.

In 2004, ÖBB-Infrastruktur AG started the first studies for the construction of a pumped-storage hydro power plant between the two largest reservoirs of the existing Stubach Valley power plant group in Salzburg's Pinzgau region. Two reversible pump-turbine units including a full converter with a total capacity of 170 MW and a maximum flow of 80 m3/s are planned. The construction of the 335 million. euro project started in 2020 and will be completed by autumn 2025. In addition to a 50,000 m3 cavern, an 11.5 km tunnel system including the access tunnels and the power water ways have been built. Most of the 11.5 km tunnel system is situated in stable gneiss. A greater challenge is the construction of the two inlet and outlet structures in the high mountain region during the winter season, when the lakes can be held on the lowest reservoir level. Since the remaining construction work is also carried out at an altitude of 1500 to 2250 m above sea level in alpine terrain, the construction company has been facing recurring problems such as snow, cold, wind, mudslides and the associated logistical difficulties. Despite these challenges, the excavation work was completed in summer 2022. The main focus is currently placed on the concrete works in the cavern, which is scheduled to be completed in autumn 2023. This will be followed by the installation of mechanical and electrical equipment as well as the control systems.
Die ÖBB-Infrastruktur AG begann 2004 mit den ersten Studien für den Bau eines Pumpspeicherkraftwerks zwischen den zwei größten Stauseen der bestehenden Kraftwerksgruppe Stubachtal im Salzburger Pinzgau. In einer Kaverne werden zwei reversible Pumpturbinen-Maschinensätze samt Vollumrichter mit einer Gesamtleistung von 170 MW und einem maximalen Durchfluss von 80 m3/s vorgesehen. Der Bau des 335 Mio. Euro teuren Projekts begann 2020 und dauert bis Herbst 2025. Neben einer 50.000 m3 großen Kaverne wurden auch 11,5 km Tunnel- und Stollen für das Projekt aufgefahren, weitgehend in standfesten Gneisen. Deutlich schwieriger gestaltet sich der Bau der Ein- und Auslaufbauwerke in den beiden Hochgebirgsstauseen, hier kann nur im Hochwinter bei abgesenktem Seepegel gearbeitet werden. Da auch die restlichen Bauarbeiten in einer Höhe von 1500 bis 2250 m ü.A. in alpinem Gelände stattfinden, wird die ausführende Baufirma wiederkehrend vor die damit verbundenen Probleme wie Schnee, Kälte, Wind, Vermurungen und die daraus resultierenden Logistikerschwernisse gestellt. Trotz der Herausforderungen konnten die Ausbrucharbeiten im Sommer 2022 abgeschlossen werden. Das Hauptaugenmerk liegt derzeit im Ausbau der Kaverne, hier laufen bis Herbst 2023 die Betonarbeiten, danach folgt die Installation von Maschinenbau, Elektro- und Leittechnik.

In response to spalling of concrete parts, the headrace tunnel was to be strengthened section by section and made fit for the years to come. Since little information was available on the condition of the tunnel and the cause of the spalling, possible damage patterns and causes were analyzed and grouting in combination with concrete rehabilitation were defined as strengthening measures. During a break in operation of approx. 2 months in June 2020, cement injections were tested in grouting trials in different variants to determine their suitability and optimize the parameters and the work to be carried out. The tests and the investigations carried out revealed interesting findings about the condition of the tunnel. The grouting was carried out at low pressure, at different distances and drilling depths, testing important parameters for the subsequent execution and enabling optimization. The porosity of the lining was significantly reduced by grouting, thus improving the quality of the shell. A before-and-after measurement with georadar investigation demonstrated the improvement of the lining due to the grouting.
A remarkable finding is the combination of the relatively poor quality of the lining concrete, which is due to the construction during World War II, with the practically uncracked and relatively tight lining. It is a testimony to a high level of construction skill that it was possible to create such durable structures with the means available at the time.
Nach abgeplatzten Betonteilen im Druckstollen sollte dieser abschnittsweise ertüchtigt und für die weiteren Jahre fit gemacht werden. Da wenig Informationen über den Zustand des Stollens und die Ursache der Abplatzung vorlagen, wurden mögliche Schadensbilder und Ursachen analysiert und Injektionen in Kombination mit einer Betonsanierung als Ertüchtigungsmaßnahme definiert. Innerhalb einer Betriebspause von ca. 2 Monaten wurden im Juni 2020 Zementinjektionen in Verpressversuchen in verschiedenen Varianten getestet, um deren Eignung festzustellen, bzw. die Parameter und auszuführenden Arbeiten zu optimieren. Die Versuche und die dabei gemachten Untersuchungen ergaben interessante Erkenntnisse über den Zustand des Stollens. Die Injektionen erfolgten bei niedrigem Druck, wurden in verschiedenen Abständen und Bohrtiefen ausgeführt und dabei wichtige Parameter für die spätere Ausführung getestet und Optimierungen ermöglicht. Die Porosität der Auskleidung konnte dabei wesentlich reduziert und damit die Qualität der Schale verbessert werden. Mit einer Vorher-nachher-messung mit Georadar konnte die Verbesserung der Auskleidung durch die Injektion nachgewiesen werden.
Eine bemerkenswerte Erkenntnis ist die Kombination aus verhältnismäßig bescheidener Qualität des Auskleidungsbetons, die dem Bau während des Zweiten Weltkriegs geschuldet ist, mit der praktisch ungerissenen und relativ dichten Auskleidung. Es zeugt von einer hohen Baukunst, dass mit den damals verfügbaren Mitteln so dauerhafte Bauwerke erstellt werden konnten.

Kühtai Dam is an embankment dam with a central earth core that is founded on rock. The rock surface is treated by shaping, adding dental concrete and, finally, grouting. A large excavation was required to expose the rock in the earth core foundation. Before starting the excavation, the Längentalbach stream had to be diverted. The upstream and downstream shells of Kühtai Dam are founded on the remaining overburden. Under the earth core, an inspection tunnel is located along the dam axis. The tunnel serves to accommodate measuring equipment and decouple fill and grout curtain works in terms of sequence of construction. In deviation from the tender project, the inspection gallery on each side of the valley is constructed as a combination of two conventional adits and two raise-boring shafts. To connect the adits and shafts, reinforced concrete structures are situated at half dam height, on which the earth core is founded directly similar to an inspection gallery in trench type. On the one hand, this adjustment is the result of a geological fault detected during the preliminary excavation works in 2020. The fault crosses the core footprint in the orographic left flank of the valley. On the other hand, the subdivision of the two long conventional shafts will eliminate the construction time constraint resulting from the requirement to not start grouting in the dam foundation until the conventional tunnelling below the dam has been completed.
Der Staudamm Kühtai ist ein Schüttdamm mit zentralem Erdkern. Die Kerndichtung gründet auf Fels, der durch Profilieren, Plombieren und Injizieren von der Oberfläche (Flächenschirm) vergütet wird. Zur Freilegung der Kernaufstandsfläche war ein großer Voraushub erforderlich, mit dem erst nach Umleitung des Längentalbachs durch den späteren Grundablassstollen begonnen werden konnte. Die luft- und wasserseitigen Stützkörper gründen auf der ausreichend tragfähigen verbleibenden Überlagerung. Unter dem Kern verläuft im Fels ein Kontrollstollen, welcher der Aufnahme von Messeinrichtungen sowie der zeitlichen Entkopplung von Dammschüttung und Tiefenschirminjektion dient. Abweichend vom Ausschreibungsprojekt wird der Kontrollstollen je Talseite als Kombination aus zwei konventionell vorgetriebenen Stollen und zwei Raise Boring Schächten hergestellt. Zur Verbindung der Stollen und Schächte sind auf halber Dammhöhe Verbindungsbauwerke aus Stahlbeton vorgesehen, auf denen der Erdkern wie auf einem Kontrollgang in Künettenbauweise gründet. Diese Anpassung ist einerseits das Resultat einer im Zuge der Vorarbeiten 2020 aufgeschlossenen geologischen Störung, der die Kernaufstandsfläche in der orographisch linken Talflanke quert. Andererseits kann durch den Entfall der beiden langen konventionellen Schächte der bauzeitliche Zwang aufgelöst werden, der sich aus der Forderung ergibt, mit dem Flächenschirm erst nach Abschluss der konventionellen Vortriebe unter dem Damm zu beginnen.

Great importance is attached to 'pressure-volume records' for the execution, documentation and billing of rock grouting. In this context, special digital data management systems are now available which can provide data in a structured and consistent format that is also suitable for artificial intelligence (AI) approaches. Using datasets from a tunnel project in Scandinavia, this paper shows that artificial neural networks can be used to reliably predict the evolution of pressure-volume records or the volume of grout injected at the end in the interests of construction site efficiency. Taking into account the technical feasibility of using AI to support tunnel grouting, we then show which contractual modifications would be required in order to make effective use of corresponding developments.
Für Ausführung, Dokumentation und Abrechnung von Injektionsarbeiten im Festgestein haben die sogenannten Druck-Mengen-Schriebe eine große Bedeutung. Hierfür stehen mittlerweile spezielle digitale Datenmanagementsysteme zur Verfügung, welche die Daten derart strukturiert und konsistent bereitstellen können, dass diese auch für Ansätze von Künstlicher Intelligenz (KI) nutzbar werden. Der vorliegende Beitrag zeigt anhand von Datensätzen eines Tunnelprojekts in Skandinavien, dass mittels Künstlicher Neuronaler Netze eine unter baustellenpraktischen Gesichtspunkten zuverlässige Prognose des weiteren Verlaufs von Druck-Mengen-Schrieben bzw. des am Ende verpressten Injektionsgutvolumens möglich ist. Vor dem Hintergrund der grundsätzlich möglichen technischen Realisierbarkeit von KI im Zuge von Injektionsarbeiten beim Tunnelbau wird anschließend aufgezeigt, welche bauvertraglichen Anpassungen erforderlich wären, um entsprechende Entwicklungen auch tatsächlich nutzen zu können.

When it comes to underground structures, water ingress from the surrounding formations leads to several environmental, economic and sustainability issues. To obtain the sealing, the grouting of rock fractures is done. Today, in the grouting operations, which are commonly conducted in almost all the tunnel and subsurface infrastructure projects, the pressure applied is static. This type of applied pressure might be suitable for the large fracture apertures >100 &mgr;m, but it has been acknowledged that it is difficult to obtain sufficient penetration through smaller apertures, where filtration of cement particles starts to occur. Research is already done to overcome this issue by applying dynamic grouting pressure instead of static. It was proved that this approach erodes the formed filter cakes and improves grout penetrability in fractures below 100 &mgr;m. This research focuses on low-frequency rectangular pressure impulse as an alternative to other methods. The goal is to improve grout spread in micro-fractures (especially in apertures < 70 &mgr;m). During the investigation, a prototype dynamic injection equipment was built and tested under laboratory conditions. The 4 m variable aperture long slot (VALS) was used in the experiments to simulate rock fractures. The test showed better grout penetrability using dynamic pressure approach. At the current time of writing this article, preparation works are done for field test of prototype equipment at SKB Hard Rock Laboratory (HRL) at Äspö, Sweden.

Entwicklung einer dynamischen Mörtelinjektion in Labor- und Feldversuchen
Wenn es um unterirdische Strukturen geht, führt das Eindringen von Wasser aus den umgebenden Formationen zu mehreren Umwelt-, Wirtschafts- und Nachhaltigkeitsproblemen. Zur Erzielung der Abdichtung erfolgt die Verpressung von Gesteinsbrüchen. Heutzutage ist der ausgeübte Druck bei Injektionsarbeiten, die üblicherweise bei fast allen Tunnel- und unterirdischen Infrastrukturprojekten durchgeführt werden, statisch. Diese Art des angelegten Drucks könnte für große Bruchöffnungen > 100 &mgr;m geeignet sein, aber es wurde anerkannt, dass es schwierig ist, eine ausreichende Durchdringung durch kleinere Öffnungen zu erreichen, wo eine Filtration von Zementpartikeln beginnt. Es wird bereits geforscht, um dieses Problem zu lösen, indem dynamischer Injektionsdruck anstelle von statischem angewendet wird. Es wurde nachgewiesen, dass dieser Ansatz die gebildeten Filterkuchen erodiert und die Durchdringbarkeit des Mörtels in Rissen unter 100 &mgr;m verbessert. Diese Forschung konzentriert sich auf niederfrequente rechteckige Druckimpulse als Alternative zu anderen Methoden. Ziel ist es, die Mörtelausbreitung in Mikrorissen (insbesondere in Öffnungen < 70 &mgr;m) zu verbessern. Während der Untersuchung wurde ein Prototyp einer dynamischen Injektionsanlage gebaut und unter Laborbedingungen getestet. Der vier Meter lange Variable Aperture Long Slot (VALS) wurde in den Experimenten verwendet, um Gesteinsbrüche zu simulieren. Der Test zeigte eine bessere Eindringfähigkeit des Mörtels unter Verwendung des dynamischen Druckansatzes. Zum jetzigen Zeitpunkt der Erstellung dieses Dokuments werden Vorbereitungsarbeiten für den Feldtest der Prototypausrüstung im SKB Hard Rock Laboratory (HRL) in Äspö, Schweden, durchgeführt.

Construction projects such as the construction of a new metro system can require extensive compensation grouting measures for existing buildings. A comprehensive monitoring system and corresponding data management system (DMA) are crucial monitoring elements throughout the construction process. Elevation grouting prevents any impact the construction measures may have on buildings located in the vicinity. For this purpose, tubes-à-manchettes are installed in a tight grid underneath the buildings. Double packers are used to achieve stabilisation at an early stage, i.e. contact grouting. Therefore, if tunnel driving causes the subsoil to settle, elevation grouting can be introduced as a countermeasure. By using the data provided by water level gauges, the system automatically proposes a measure, which is transmitted to the grouting platform following the check and approval by the responsible engineer. The machine operator selects the sleeve and starts the fully automated grouting process. Each grouting process is recorded, transmitted to the DMS, analyzed in real time, checked and visualized. All parties involved in the project are able to view the data via the web platform at any time and are provided with comprehensive information.
Bauprojekte wie der Neubau einer U-Bahn können umfassende Maßnahmen zur Setzungskompensation für Bestandsobjekte erforderlich machen. Für eine baubegleitende Kontrolle ist ein umfassendes Monitoringsystem und entsprechendes Datenmanagementsystem (DMS) unerlässlich. Durch Hebungsinjektionen wird sichergestellt, dass in der Nähe gelegene Gebäude nicht durch Baumaßnahmen beeinträchtigt werden. Dazu werden Manschettenrohre in engem Raster unter den Objekten eingebaut und per Doppelpacker beaufschlagt, um eine Vorverfestigung zu erreichen, die Kontaktinjektion. Tritt durch den Tunnelvortrieb eine Setzung auf, kann mit einer Hebungsinjektion reagiert werden. Auf Basis der Datenlage von Schlauchwaagen erstellt das System automatisch einen Handlungsvorschlag, der nach Überprüfung und Freigabe durch den verantwortlichen Ingenieur an die Injektionsanlage übermittelt wird. Der Geräteführer wählt die Manschette und startet den vollautomatischen Injektionsprozess. Jeder Injektionsvorgang wird aufgezeichnet, in das DMS übertragen, in Echtzeit analysiert, überprüft und visualisiert. Alle Projektbeteiligten können die Daten jederzeit über die Webplattform einsehen und umfassende Informationen einholen.

More and more projects use single-shell segmental lining for rock support as well as water and frost protection. Unless the potential water pressure is very high, i.e., above several hundreds of meters, these lining structures are usually built as undrained fully watertight tunnels. The Follo Line Project included a considerable amount of pre-excavation grouting to reduce the water ingress during construction and invested a lot in injections to close leakage points after the tunnel excavation had finished. This article discusses the various types of injections and reflects critically the use of single-shell linings for tunnels with high water pressure.

Erfahrungen von vorauseilenden und Abdichtungsdichtungsinjektionen beim Follo Line Projekt
Immer mehr Projekte verwenden einschalige Tübbingauskleidungen zur Felssicherung sowie zum Wasser- und Frostschutz. Sofern der potenzielle Wasserdruck nicht sehr hoch ist, über mehrere hundert Meter, werden diese Bauwerke normalerweise als undrainierte, vollständig wasserdichte Tunnel gebaut. Das Follo Line Projekt führte während des Vortriebes umfangreiche vorauseilende Injektionen durch, um das Eindringen von Wasser während des Baus zu reduzieren und investierte viel in Injektionen, um Leckstellen nach Abschluss der Vortriebsarbeiten zu schließen. Dieser Beitrag diskutiert die verschiedenen Injektionsarten und reflektiert kritisch den Einsatz einschaliger Auskleidungen für Tunnel mit hohem Wasserdruck.