In order to relieve the existing S-Bahn urban transit railway trunk line under the inner city of Munich, the construction of a second S-Bahn trunk line with a further inner-city tunnel is planned, which will also link the transport nodes at the Hauptbahnhof main station, at the Marienhof/Marienplatz and at the Ostbahnhof east station. The two-track line is about 10 km long, of which about 7 km will run in tunnels, and will mainly run in the Tertiary at a depth of about 40 m due to the existing dense building and underground transport routes that have to be crossed. The platform level of the three new stations will also be correspondingly 35 to 41 m deep. The high water pressures and the cross-sections of the station tunnels of up to 330 m2 pose particular challenges for the design and construction of the stations. The article provides an overview of the overall project and the special technical features of the tunnels.
Zur Entlastung der bestehenden S-Bahn-Stammstrecke unter der Innenstadt von München ist der Bau einer 2. S-Bahn-Stammstrecke mit einem weiteren Innenstadttunnel geplant, die ebenfalls die Verkehrsknotenpunkte am Hauptbahnhof, am Marienhof/Marienplatz und am Ostbahnhof erschließen soll. Die rd. 10 km lange, zweigleisige Strecke, von der rd. 7 km im Tunnel liegen werden, wird aufgrund der bereits vorhandenen dichten Bebauung und der zu kreuzenden unterirdischen Verkehrsbauwerke überwiegend im Tertiär in einer Tiefe von rd. 40 m verlaufen. Entsprechend tief werden mit 35 bis 41 m auch die Bahnsteigebenen der drei neu zu erstellenden unterirdischen Haltepunkte liegen. Die hohen Wasserdrücke und die Querschnittsflächen der Bahnsteigröhren von bis zu 330 m2 stellen besondere Anforderungen an die Konstruktion und den Bau der Stationen. Nachfolgend wird ein Überblick über das Gesamtvorhaben und die tunnelbautechnischen Besonderheiten gegeben.

The new line from Stuttgart to Ulm is part of the new trans-European Main Line from Paris to Budapest. It crosses the Schwäbische Alb (Swabian Jura) and is divided for planning approval purposes into the sections Albvorland, Albaufstieg, Albhochfläche and Albabstieg (Alb foreland, climb, high plain and descent). While the high plain is mostly characterised by open-air line, long tunnels dominate the adjoining slope sections. Common to all these sections is a similar geology with karstified Weissjura limestone as the most frequent formation. The construction of a structurally safe and serviceable high-speed railway track demands careful handling of the karst.
This article presents the concept for karst investigation and treatment for the high plain. A differentiation is made between wide-area investigation for the permanent way in cuttings and on embankment and isolated investigation for bridge foundations. Selected investigation results are described as well as the treatment measures derived from them. A decision is made based on generally valid rules about relevant cavity sizes dependant on the depth below the foundation whether and what treatment is necessary. This is generally based on the results of the karst working group, who performed appropriate work on the basics for the new line from Nuremberg to Ingolstadt on the Franconian Jura.
Die Neubaustrecke Stuttgart-Ulm ist Teil der neuen transeuropäischen Magistrale Paris-Budapest. Sie quert die Schwäbische Alb und wird von der Planfeststellung in die Abschnitte Albvorland, Albaufstieg, Albhochfläche und Albabstieg unterteilt. Während die Albhochfläche überwiegend durch offene Strecken charakterisiert wird, dominieren in den angrenzenden Hangabschnitten lange Tunnel. Diesen Bereichen gemeinsam ist eine ähnliche Geologie mit verkarstetem Weißjura-Kalkstein als häufigste Formation. Für die Herstellung eines standsicheren und gebrauchstauglichen Hochgeschwindigkeits-Fahrwegs bedarf es eines sorgfältigen Umgangs mit dem Karst.
In diesem Beitrag wird das Konzept der Karsterkundung und -sanierung für die Albhochfläche vorgestellt. Dabei wird zwischen singulären Erkundungen für Brückengründungen und flächendeckenden Erkundungen für den Fahrweg im Einschnitt und in Dammlage unterschieden. Ausgewählte Erkundungsergebnisse sowie daraus abgeleitete Sanierungsmaßnahmen werden vorgestellt. Auf Grundlage allgemeingültiger Festlegungen über relevante Hohlraumgrößen in Abhängigkeit von der Tiefenlage unter der Gründung wird entschieden, ob und welche Sanierungsmaßnahmen erforderlich sind. Hierbei wird generell auf die Ergebnisse des Arbeitskreises Karst zurückgegriffen, der für die Neubaustrecke Nürnberg-Ingolstadt auf der Fränkischen Alb entsprechende Grundlagenarbeit geleistet hat.

The line being upgraded (ABS) from Hanau to Nantenbach is part of the about 112 km long Main-Spessart-Bahn line between Hanau and Würzburg. The line is a central axis for long-distance and goods traffic linking the economic centres of the Rhine-Main region with Würzburg and the region of Franken and with more than 200 trains per day is one of the most heavily trafficked lines of German Railways DB. A key part of the project is the bypassing of the 160 year old Schwarzkopf Tunnel between Laufach and Heigenbrücken.
In order to bypass the Schwarzkopf Tunnel, four new cut-and-cover tunnels are being constructed, which requires extensive specialised civil engineering measures. The excavations for the cut-and-cover tunnel sections are supported by piled walls, nailed walls and walls with walers. In addition, extensive piled foundations are being provided for the open-air sections using the continuous flight auger (CFA) method. There is also soil nailing along the existing tracks and temporary and permanent anchoring. The article gives a brief overview of the project and describes examples of the specialised civil engineering methods used through the example of two structures.
Die Ausbaustrecke (ABS) Hanau-Nantenbach ist Teil der rund 112 km langen Main-Spessart-Bahn zwischen Hanau und Würzburg. Die Strecke verbindet als eine zentrale Achse des Fern- und Güterverkehrs die Wirtschaftszentren des Rhein-Main-Gebietes mit Würzburg und der Region Franken und zählt mit über 200 Zügen täglich zu den am stärksten frequentierten Trassen im Netz der Deutschen Bahn. Kernmaßnahme des Projekts ist die Umfahrung des rund 160 Jahre alten Schwarzkopftunnels zwischen Laufach und Heigenbrücken.
Für die Umfahrung des Schwarzkopftunnels werden vier neue Tunnel teilweise in offener Bauweise errichtet. Dabei sind umfangreiche Spezialtiefbaumaßnahmen zu erbringen. Die Baugruben für die offenen Tunnelabschnitte werden mit Pfahlwänden, Nagel- und Verbauwänden gesichert. Außerdem wird für die Bahndämme der neuen Zugtrasse eine umfassende Pfahlgründung im Schneckenortbeton-Verfahren (SOB-Verfahren) ausgeführt. Dazu kommen Bodenvernagelungen entlang der Bestandsgleise sowie Aussteifungen und temporäre sowie dauerhafte Verankerungen. Der Beitrag gibt eine kurze Projektübersicht und zeigt anhand zweier Bauwerke die durchgeführten Spezialtiefbauarbeiten beispielhaft auf.

The northernmost section 1 (StA 1) of the section of line being upgraded (ABS) and newly built (NBS) between Karlsruhe and Basel runs from Karlsruhe to Rastatt Süd. 16 km of new line is being built, which should be in operation in 2022. The core structure of StA 1 is the 4, 270 m long Rastatt Tunnel, the second largest engineered structure in the overall ABS/NBS Karlsruhe-Basel project after the Katzenberg Tunnel. The main contract for the construction of the tunnel was awarded in August 2014. The first preparatory construction measures on site started in summer 2013. Due to the prevailing conditions of topography and existing infrastructure and the continuously increasing requirements of approvals and codes, the construction of the Rastatt Tunnel poses great challenges for the engineers, which demand innovative solutions in design and construction as well as a collaborative approach from all those involved in the project.
Der nördlichste Streckenabschnitt 1 (StA 1) der Ausbau- und Neubaustrecke (ABS/NBS) Karlsruhe-Basel führt von Karlsruhe bis nach Rastatt Süd. Hier entsteht ein rund 16 km langer Neubaustreckenabschnitt, der 2022 in Betrieb genommen werden soll. Das Herzstück des StA 1 ist der 4.270 m lange Tunnel Rastatt, nach dem Katzenbergtunnel das zweitgrößte Ingenieurbauwerk im Gesamtprojekt ABS/NBS Karlsruhe-Basel. Die Vergabe für das Hauptgewerk Tunnelrohbau erfolgte im August 2014. Mit den ersten vorlaufenden Baumaßnahmen vor Ort wurde bereits im Sommer 2013 begonnen. Durch die vorherrschenden Verhältnisse aus Topographie und Bestand sowie stetig steigende Genehmigungs- und Regelwerksanforderungen stellt die Realisierung des Rastatter Tunnels die Ingenieure vor herausfordernde Aufgaben, die innovative Lösungen in Planung und Bau sowie eine partnerschaftliche Herangehensweise aller Projektbeteiligten erfordern.

Pressure shafts, due to their complexity and length, are one of the most challenging parts of the headrace system of a high head hydropower plant. Pressure shafts offer great potential for optimisation and this has to be reflected in their design and construction. The article first describes most common system concepts for headrace systems. Then it introduces the graphical-analytical design method from Seeber in its main features and uses this as a basis for understanding the mode of action of common lining systems. Finally, the common mechanised heading methods are briefly discussed in terms of their areas of application depending on the expected ground behaviour with a qualitative risk assessment of their feasibility.
Kraftabstiege gehören gemessen an Komplexität, Längenerstreckung und Anpassungsmöglichkeiten an die Gegebenheiten vor Ort zu den anspruchsvollsten Anlageteilen von Hochdruckanlagen. Sie bergen ein entsprechendes Optimierungspotenzial und erfordern eine entsprechend hohe Beachtung bei der Planung und Ausführung. Der Beitrag geht zunächst auf die gebräuchlichsten Anlagenkonzepte ein, stellt anschließend das graphisch-analytische Bemessungsverfahren nach Seeber in seinen Grundzügen vor und nutzt dieses als Basis für das Verständnis der Wirkungsweise gängiger Auskleidungssysteme. Abschließend werden die gängigen mechanischen Vortriebsverfahren hinsichtlich ihrer Einsatzgebiete kurz erläutert und in Abhängigkeit des erwarteten Gebirgsverhaltens einer qualitativen Risikobetrachtung hinsichtlich ihrer Einsatzeignung unterzogen.

The example of many hydropower plants shows that the pressure shafts of high pressure power stations lie in very varied geological conditions, which has a great influence on the layout of the pressure shaft and the structural design of the lining. Despite this variability, it is possible to formulate a few basic geological criteria whose application, however, cannot replace the detailed consideration of the specific geological conditions that is essential for every pressure shaft.
Die Beispiele mehrerer Wasserkraftwerke zeigen, dass die Druckschächte von Hochdruckanlagen in sehr unterschiedlichen geologischen Verhältnissen liegen, die den Entwurf des Druckschachts und die Bemessung der Auskleidung stark beeinflussen. Bei aller Variabilität können aber einige grundsätzliche geologische Kriterien formuliert werden, deren Anwendung jedoch nicht die eingehende Befassung mit den spezifischen geologischen Verhältnissen ersetzt, die für jeden Druckschacht unabdingbar ist.

The Tiroler Wasserkraft AG (Tiwag) currently operates eleven large hydropower stations (> 8 MW) and more than 30 smaller plants (< 5 MW) generating electricity for commercial consumption. Most of the larger stations are storage schemes in the high mountains, intended to be able to balance the opposing seasonal supply and demand situation in the Alps and current fluctuations in the network. The headrace tunnels and penstocks of the high-pressure power stations of Tiwag are some of the most highly loaded of their type in the world. Great emphasis is placed on sustainable use and low maintenance costs, starting with the construction. Some stations have already been in operation for more than 60 years. This article describes the experience with the headrace tunnels of some of the larger hydropower stations.
Bei der Tiroler Wasserkraft AG (Tiwag) sind elf große Wasserkraftwerke (> 8 MW) und über 30 Kleinanlagen (< 5 MW) in Betrieb, die elektrische Energie für den kommerziellen Gebrauch erzeugen. Die meisten Großanlagen sind als Hochgebirgsspeicherkraftwerke ausgelegt, um die jahreszeitlich entgegengesetzte Angebot- und Nachfragesituation in den Alpen sowie Stromschwankungen im Netz ausgleichen zu können. Die für die Hochdruckanlagen der Tiwag gebauten Triebwasserwege und Kraftabstiege gehören zu den am höchsten beanspruchten derartigen Anlagenteilen der Welt. Es wurde bereits beim Bau großer Wert auf eine nachhaltige Nutzung mit geringem Instandhaltungsaufwand gelegt. Manche Anlagen sind bereits seit über 60 Jahren in Betrieb. In diesem Beitrag werden die Erfahrungen mit den Triebwasserwegen einiger größerer Wasserkraftanlagen dargestellt.

Despite the English description, the raise boring originated in Germany, where the first raise boring machine was developed by the engineer Bade in 1949. Today it is possible to bore diameters of more than 7 m and depths of more than 1,200 m with machines, which can apply tension forces of about 1,600 t and torques of about 1,100 kNm. The deepest shaft yet bored by the raise boring method has a depth of 1,260 m and a diameter of 7.10 m.
The raise boring method is purely mechanised and consists of two steps: Pilot boring and reaming. Depending on the rock hardness, the penetration rates range from 0.75 to 1.50 m/h for the pilot hole and between 0.20 and more than 2 m/h for the reaming, depending on geology and diameter. Modern guided drilling rigs can achieve an accuracy of about 0.1 m over 500 m (= 0.002%) for the pilot hole. Geological faults encountered drilling the pilot can be stabilised by grouting, and in some cases the use of plastic packers can be helpful. If collapses occur during enlargement, they have to be stabilised in a separate working step.
Even though the raise boring method has already been able to bore diameters of more than 7 m, there are shafts that cannot be bored by raise boring. But in this case a raise bored shaft can be used as a mucking shaft and the shaft enlarged to the final diameter by blasting without expensive shaft sinking machinery.
Trotz der englischen Bezeichnung liegen die Ursprünge des Raise Borings in Deutschland. Ingenieur Bade entwickelte bereits 1949 die erste Raise-Boring-Maschine. Heute ist man in der Lage, Durchmesser von mehr als 7 m und Tiefen von mehr als 1.200 m zu bohren mit Anlagen, die Zugkräfte von ca. 1.600 t aufbringen und Drehmomente von ca. 1.100 kNm bewältigen. Der tiefste Schacht, der bisher mit der Raise-Boring-Methode hergestellt wurde, hat eine Tiefe von 1.260 m und einen Durchmesser von 7,10 m.
Die Raise-Boring-Methode ist eine rein mechanische Ausbruchmethode und besteht aus zwei Arbeitsgängen: der Pilotbohrung und der Aufweitbohrung. Abhängig von der Gesteinshärte liegen die Bohrleistungen bei Pilotbohrungen zwischen 0,75 und 1,50 m/h und bei der Aufweitung, abhängig von Geologie und Durchmesser, zwischen 0,20 und mehr als 2 m/h. Mit den heutigen Zielbohrgeräten können Bohrgenauigkeiten bei der Pilotbohrung von ca. 0,1 m auf 500 m (= 0,002%) erzielt werden. Geologische Störzonen während der Pilotbohrung kann man mittels Injektionen stabilisieren; unter Umständen kann der Einsatz von Kunststoffpackern hilfreich sein. Bei Verbrüchen während der Aufweitbohrung müssen diese in einem separaten Arbeitsschritt stabilisiert werden.
Auch wenn mit der Raise-Boring-Methode bereits Durchmesser von mehr als 7 m gebohrt werden können, gibt es Schächte, deren Durchmesser mit dem Raise Boring nicht mehr hergestellt werden können. Mithilfe eines Raise-Boring-Schachts als Schutterschacht können solche Schächte ohne Installation von aufwendigen Schachtanlagen sprengtechnisch aufgeweitet werden.

High head hydropower plants can generate high electrical power at very short notice, or if equipped with pumps can also draw electricity from the distribution grid and store its energy very efficiently. In this way, hydropower plants can make an indispensable contribution to regulating the grid and the use of regenerative energy sources. Physically, this requires reservoirs at various altitudes connected through headraces.
In order to be able to use high head hydropower plants with longer headrace tunnels for the generation of electricity, surge tanks are needed to compensate the kinetic energy. A surge tank thus represents an interface between civil, mechanical and electrical engineering. The construction of new high head plants and particularly of pumped storage schemes, exploiting ever greater quantities of water and with increasingly stringent demands for flexibility, leads to additional criteria and requirements, which are explained in this article. The article describes also some specific designs of surge tanks in Austria.
Hochdruckwasserkraftanlagen können hohe elektrische Leistungen in kürzester Zeit bereitstellen oder bei zusätzlichen Pumpanlagen aus dem Netz abziehen und diese damit sehr effizient speicherbar machen. Damit leisten diese Anlagen einen unverzichtbaren Beitrag zur Netzregelung und Nutzung der regenerativen Energiequellen. Physikalisch sind dazu Speicher auf unterschiedlichen Höhen verbunden durch Triebwasserwege erforderlich.
Um nun Hochdruckwasserkraftanlagen mit längeren Stollen für die Erzeugung von elektrischem Strom betreiben zu können, sind zum Ausgleich der kinetischen Energie Wasserschlösser notwendig. Das Wasserschloss stellt dabei eine Schnittstelle zwischen Bauingenieurwesen, Maschinenbau und Elektrotechnik dar. Durch den Bau von neuen Hochdruckanlagen und insbesondere von Pumpspeicherkraftwerken mit steigenden Ausbauwassermengen und steigenden Anforderungen an die Anlagenflexibilität ergeben sich auch für die hydraulische Auslegung von Wasserschlössern zusätzliche Kriterien und Anforderungen, die in diesem Beitrag erörtert werden. Auch werden in diesem Artikel zusammenfassend spezifische Wasserschlossdesigns in Österreich dargestellt.

The extension of underground line U1 from Reumannplatz station to Oberlaa station, which includes construction lot U1/9, significantly enhances accessibility for local residents and workplaces, achieves optimal regional accessibility and improves connections to regional buses, a park & ride facility as well as easing the pressure on the Reumannplatz station. Starting from Reumannplatz, the U1 will increase by 4.6 km with five new stations in the forthcoming years. By 2017, it will be the longest underground line in Vienna (19.2 km).
Planning for construction preparation and the detailed design of construction lot U1/9 is being carried out by the planning group PCD - FCP - iC in cooperation with Architektengruppe AGU. PCD, the lead planning partner, is responsible for planning of the cut-and-cover method, whilst iC is responsible for the design of the mined tunnel sections. Preliminary geotechnical work, main geotechnical investigations and geotechnical support during construction were undertaken by the municipal department MA 29 (bridge construction and ground engineering). Project management incl. controlling and site supervision is done by the Client (Abteilung Bau, Planung und Projektmanagement of Wiener Linien). The design for obtaining the building permit in accordance with the Austrian railway law was carried out in 2009 and 2010 and approval was given in January 2011. Tenders were first drafted in 2010, and were published in the summer of 2011. The tender was awarded to the Strabag company. Construction started in the spring of 2012. Tunnel excavation commenced at the end of January 2014.
Die Verlängerung der U-Bahn-Linie U1 von der Station Reumannplatz bis zur Station Oberlaa, zu der auch der Bauabschnitt U1/9 gehört, dient der Erschließung von Wohnquartieren, der regionalen Erreichbarkeit, der Anbindung an die Regionalbusse, beinhaltet eine Park & Ride-Anlage und sorgt zusätzlich für eine Entlastung der Station Reumannplatz. Insgesamt wächst die U1 in den nächsten Jahren vom Reumannplatz ausgehend um 4,6 km und fünf Stationen. 2017 ist sie mit 19,2 km dann die längste U-Bahnlinie Wiens.
Die Planung des Bauabschnitts U1/9 wird durch die Planungsgemeinschaft PCD - FCP - iC in Zusammenarbeit mit der Architektengruppe AGU durchgeführt. PCD ist federführend zuständig für die Planung der offenen Bauweise. Für die Planung der geschlossenen Bauweise ist iC federführend verantwortlich. Die geotechnischen Vorarbeiten und Hauptuntersuchungen sowie die baubegleitende geotechnische Betreuung erfolgten durch die MA 29 Brückenbau und Grundbau. Die Aufgaben des Projektmanagements einschließlich Controlling und Steuerung sowie die örtliche Bauaufsicht werden vom Bauherrn selbst, durch die Abteilung Bau, Planung und Projektmanagement der Wiener Linien wahrgenommen. Die Planung für die eisenbahnrechtliche Baugenehmigung wurde in den Jahren 2009 und 2010 durchgeführt, der positive Bescheid wurde im Januar 2011 erteilt. Bereits im Jahr 2010 wurde mit der Planung der Ausschreibung begonnen, die im Sommer 2011 aufgelegt wurde. Den Zuschlag erhielt die Firma Strabag. Der Baubeginn erfolgte im Frühjahr 2012. Die Tunnelvortriebe wurden Ende Januar 2014 begonnen.

Doha, the capital of Qatar, is being developed into a modern centre for trade and industry. One essential part of the implementation of this aim is the provision of modern mass-transport. The “Qatar Integrated Railway Project” includes both high-speed railway lines and a metro system in Doha. Die Doha Metro has three lines. The network will have a total line length of 216 km in the first extension stage, of which 96 km run underground. The Green Line was awarded to a Joint Venture of Porr (lead), Saudi Bin Laden Group and the local construction company HBK. The contract includes turnkey completion of the underground section of the Green Line with a tunnel length of 2 × 17 km, six stations, gauge changing equipment and switches as well as cross-passages and emergency exit shafts. The project is being implemented as design and build. The paper reports on experience with assembly work under the difficult conditions of the Middle East as well as the first few weeks of tunnelling.
Doha, die Hauptstadt Qatars, soll zu einem modernen Zentrum für Wirtschaft und Handel ausgebaut werden. Ein wesentlicher Bestandteil zur Realisierung dieses Ziels sind moderne Massentransportmittel. Das “Qatar Integrated Railway Project” umfasst sowohl Hochgeschwindigkeits-Bahnlinien als auch ein Metrosystem in Doha. Die Metro Doha umfasst drei Linien. Das Netz Stufe hat in der ersten Ausbaustufe eine Gesamtstreckenlänge von 216 km, davon werden 96 km unter Tage geführt. Die Green Line wurde an ein Joint Venture von Porr (Federführung), Saudi Bin Laden Group und dem lokalen Bauunternehmen HBK vergeben. Der Auftrag umfasst die schlüsselfertige Errichtung des unterirdischen Abschnitts der Green Line mit einer Tunnellänge von 2 × 17 km, sechs Stationen, Spurwechselanlagen und Weichenanlagen sowie Querschläge und Notausstiegsschächte. Das Projekt wird als “Design and Build” abgewickelt. Der Beitrag berichtet über die Erfahrungen bei den Montagearbeiten unter den schwierigen Bedingungen des Mittleren Osten berichtet sowie von den Erfahrungen der ersten Vortriebswochen.

The Westbahn line between Vienna and Wels in Austria is being upgraded to four tracks to improve its capacity and performance for passenger and goods traffic. The opening of the section “Gap-closing St.Pölten-Loosdorf (GZU)” in 2017 completed the four-track Westbahn line between Vienna and Linz. The Pummersdorfer Tunnel is the last tunnel in this section and is designed as a single-bore two-track tunnel with a length of 3.5 km. The tunnel runs close to the surface with a maximum of 25 m overburden in weathered or unweathered Miocene schlier (marl). The driving of the tunnel encountered two groundwater horizons, pore groundwater in the Quaternary cover gravels above the tunnel crown and water in the joints of the Miocene schlier in or just above tunnel level. Some unexpected heavy water inrushes occurred during tunnelling.
The article first gives an overview of the project and the geological conditions and is then concerned with the effects of the groundwater inflows on the tunnelling works and the groundwater use in the near vicinity.
Für die Erhöhung der Kapazität und Leistungsfähigkeit im Personen- und Güterverkehr wird die Westbahn zwischen Wien und Wels viergleisig ausgebaut. Mit Inbetriebnahme des Abschnitts “Lückenschluss St.Pölten-Loosdorf (GZU)” im Jahr 2017 wird die viergleisige Westbahn zwischen Wien- und Linz fertiggestellt. Der Tunnel Pummersdorf ist der letzte Tunnel in diesem Abschnitt und ist als einröhriger zweigleisiger Tunnel mit rund 3, 5 km Länge konzipiert. Der Tunnel verläuft oberflächennahe mit maximal 25 m Überlagerung im verwitterten bzw. unverwitterten Miozänschlier. Durch den Vortrieb sind zwei Grundwasserhorizonte, Porengrundwasser in den quartären Deckenschottern oberhalb der Tunnelfirste und Kluftgrundwasser im Miozänschlier in bzw. knapp über Tunnelniveau, berührt. Im Zuge des Vortriebs kam es kurzfristig zu unerwartet starken Wasserzutritten.
Der Beitrag gibt zunächst einen Überblick über das Projekt sowie die geologischen Rahmenbedingungen und befasst sich anschließend mit den Auswirkungen der Bergwasserzutritte für die Vortriebsarbeiten und die im Nahbereich befindlichen Grundwassernutzungen.

The “Southeast Collector” project, a 15 km long sewer tunnel in the York Region east of Toronto, Canada, has a special feature in that the four TBMs for boring the tunnel are being provided by the client. This holds many unusual situations and challenges concerning on the one hand the risk distribution and on the other hand the construction dynamics. The article intends to discuss the motivations as well as the advantages and disadvantages of this concept through the example of this project, diverse research and available references. It finally attempts to find answers to the questions where and when the procurement of tunnel boring machines by the client may be appropriate.
Das Projekt “Southeast Collector”, ein 15 km langer Abwasserstollen in der York Region östlich von Toronto, Kanada, zeichnet sich durch eine Besonderheit aus, nämlich, dass die vier TBMs für den Vortrieb durch den Bauherrn bereitgestellt werden. Diese Situation birgt viele Ungewöhnlichkeiten und Herausforderungen in sich, was sich einerseits in der Risikoverteilung, aber andererseits in der Ausführungsdynamik widerspiegelt. Es wird versucht anhand dieses Projekts, diverser Nachforschungen und bestehender Literatur die Motivation, die Vor- und Nachteile und Herausforderungen dieses Konzepts zu erarbeiten, um schlussendlich Antworten zu finden, wo und wann die Beistellung von Vortriebsmaschinen durch den Bauherrn sinnvoll erscheinen mag.

In order to upgrade to the latest safety regulations, a rescue tunnel is being constructed parallel to the existing 12.9 km long, single bore Fréjus Tunnel. A particular challenge to the mechanised tunnel drive is the alignment through squeezing rock mass in places. In order to overcome the squeezing sections, various technical and organisational measures have been implemented during the course of the project.
Zur Anpassung an die aktuellen Sicherheitsvorschriften wird parallel zum 12,9 km langen, einröhrigen Fréjus Tunnel ein Rettungsstollen gebaut. Eine besondere Herausforderung ist der Verlauf des maschinellen Vortriebs durch stellenweise drückendes Gebirge. Zur Bewältigung der druckhaften Abschnitte wurden im Laufe des Projekts verschiedene technische und organisatorische Maßnahmen umgesetzt.

The discussion “NATM - quo vadis” at the 7th Austrian Tunnel Day 2010 made quite clear that questions apart from tunnelling technology, especially questions about cooperation between project partners, represent the bottleneck holding back the successful implementation of infrastructure projects. Contracts with excessively low prices were identified as the essential cause of problems with cooperation between project partners. This consideration led to the forming of the VIP working group of the ITA Austria. The VIP tendering model should change precisely the process that was recognised as essential in the discussion at the Tunnel Day 2010. At the same time, however, it was clear that the cybernetic networking of all construction processes also had to be considered. The award itself is thus no isolated process but only a part of a mosaic of improved cooperation in construction. The following considerations have therefore been included in the VIP:
- The close integration with all other processes requires cybernetic modelling.
- Construction is not a purely technical but rather a techno-social process.
- The quality of collaboration is essential for the overall success of a construction project.
- The award criteria must be aimed at the optimisation of the completed structure.
- Due to the complexity of infrastructure projects, tendering as a negotiation procedure is mostly more suitable than an open/non-open procedure.
Die Diskussion “NÖT - quo vadis” hat am 7. Österreichischen Tunneltag 2010 hat eindrucksvoll vor Augen geführt, dass nicht tunnelbautechnischen Fragestellungen, sondern Probleme der Kooperation der Projektbeteiligten den Engpass für erfolgreiche Projektabwicklung im Infrastrukturbau darstellt. Für die Kooperation der Projektbeteiligten wurde das Bauen mit zu niedrigen Preisen als maßgebender Problemverursacher erkannt. Aus dieser Einschätzung hat sich die Arbeitsgruppe VIP der ITA-Austria gebildet. Mit dem Vergabemodell VIP sollte genau jener Prozess verändert werden, der aus der Diskussion des Tunneltags 2010 als maßgebend erkannt wurde. Zugleich war aber auch klar, dass die kybernetische Vernetzung aller Prozesse des Bauens mit berücksichtigt werden müssen. Die Vergabe selbst ist daher kein isolierter Prozess, sondern nur ein Mosaikstein für verbesserte Kooperation am Bau. Die folgenden Überlegungen sind daher in die Erarbeitung des VIP eingeflossen:
- Die enge Vernetzung mit allen anderen Prozessen erfordert eine kybernetische Modellierung.
- Das Bauen ist kein rein technischer, sondern ein techno-sozialer Prozess.
- Die Qualität der Zusammenarbeit ist für den Gesamterfolg eines Bauprojekts maßgebend.
- Die Kriterien für die Vergabe müssen auf ein Optimum des fertigen Bauwerks ausgerichtet sein.
- Aufgrund der Komplexität von Infrastrukturprojekten ist die Vergabe im Verhandlungsverfahren gegenüber einem offenen/nicht offenen Verfahren meist besser geeignet.

The TIWAG - Tiroler Wasserkraft AG has started to implement new ideas to find the best bidder for the construction project “New construction of penstock and surge tank at the Kaunertal power station” and the design project “Tender and construction design of the extension of the Kirchbichl power station”. The article describes the constraints and course of action of the procedure and also refers to the Austrian partnership model VIP. For the future tendering of drill and blast and mechanised underground construction works, the TIWAG is interested in a clear delineation of spheres in the payment of geologically induced costs; the first ideas for this purpose are described.
Die TIWAG-Tiroler Wasserkraft AG hat mit dem Projekt “Neubau Druckschacht und Wasserschloss Kraftwerk Kaunertal” bei Bauleistungen sowie für Planungsleistungen mit dem Projekt “Ausschreibungs- und Ausführungsplanung Erweiterung Kraftwerk Kirchbichl” begonnen, neue Ideen in der Bestbieterfindung umzusetzen. Ziel war es, für die Projektrealisierung einen gleichberechtigten Partner zu finden. Im Beitrag werden die Randbedingungen, der Ablauf es Verfahrens sowie ein Bezug zum VIP dargestellt. Für zukünftige Ausschreibungen von zyklischen und kontinuierlichen Untertagebaumaßnahmen befasst sich die TIWAG mit einer klaren Sphärentrennung bei der Vergütung von geologisch induzierten Kosten; erste Ideen dazu werden vorgestellt.

The article offers various definitions of risk and defines risk as the description of an incident, which in case of unhindered occurrence will with adequate probability lead to unintended consequences and resulting damage. The magnitude of the risk depends on the extent of damage and the probability of occurrence. One essential aspect of sensible handling of risks is the appropriate use of the tools of modern risk management. Risk management covers the phases of risk identification, risk assessment, risk mitigation and risk monitoring.
Der Beitrag stellt verschiedene Risikodefinitionen vor und präzisiert das Risiko als die Beschreibung eines Ereignisses, bei dem es für den Fall des ungehinderten Geschehnis' mit hinreichender Wahrscheinlichkeit zu einer Zielverfehlung und in der Folge zu einem Schadenseintritt kommt. Die Höhe des Risikos ist abhängig vom Schadensausmaß und der Eintrittswahrscheinlichkeit. Ein wesentlicher Aspekt im bewussten Umgang mit Risiken ist die konsequente Anwendung von Werkzeugen des modernen Risikomanagements. Risikomanagement umfasst die Phasen Risikoidentifikation, Risikobewertung, Risikosteuerung und Risikokontrolle.

Various risks face the implementation of construction projects, which all have an effect on construction costs. The worst risk comes from unforeseen events, which cannot be quantified. Other factors are also difficult to determine. The article deals with external and internal risks in the course of the implementation of construction projects as well as contractual risks from the point of view of the consultant.
Bei der Abwicklung von Bauprojekten bestehen unterschiedliche Risiken, die sich alle auf die Baukosten auswirken. Das größte Risiko besteht im Unvorhersehbaren, das quantitativ nicht ermittelt werden kann. Auch andere Einflussgrößen lassen sich nicht oder nur schwer erfassen. Der Beitrag behandelt die externe und interne Risiken in der Projektabwicklung sowie bauvertragliche Risiken aus Planersicht.

The articles deals with the recording of crack width changes and temperature developments in a road tunnel constructed of waterproof concrete. As part of the planning of repair concepts, specifically the repeatedly necessary repair of cracks in the reinforced concrete lining, crack widths and temperature effects were recorded for more than one year at selected locations. This enabled the determination of the relationship between cracking behaviour and temperature changes. The article describes the significant findings of this investigation programme.
Der Beitrag behandelt die Erfassung von Rissbreitenänderungen und Temperaturentwicklungen an einem Straßentunnel, der aus einer wasserundurchlässigen Betonkonstruktion erstellt wurde. Für wiederkehrende notwendige Instandsetzungen an Rissen der Stahlbetoninnenschale wurden im Zuge einer Ausarbeitung zu möglichen Instandsetzungskonzepten über ein Jahr lang im Tunnel an ausgewählten Stellen Rissbreiten und Temperaturverläufe erfasst. Dabei konnten auch Zusammenhänge zwischen dem Rissverhalten und dem Temperatureinfluss herausgestellt werden. Nachfolgend wird über wesentliche Erkenntnisse dieses Untersuchungsprogramms berichtet.

Considering the increasing shortage of resources, the reuse of material excavated from tunnels is the order of the day, which is being followed by clients, consultants and contractors as well as lawmakers. In addition to the creation of a legal situation to enable efficient and unbureaucratic reuse, further technical developments are also required in relation to material analysis to enable an immediate characterisation of the material at the face according to the decisive parameters for reuse. The linking of these results with a raw material database, in which the results of the material analyses are stored, represents a step towards modern, web-based handling of mineral raw materials.
Die Wiederverwertung von Tunnelausbruchmaterial ist in Anbetracht zunehmender Rohstoffverknappung ein Gebot der Stunde, das es sowohl von Auftraggebern, Planern und Baufirmen als auch dem Gesetzgeber selbst zu verfolgen gilt. Neben der Schaffung einer rechtlichen Situation, die eine effiziente und unbürokratische Verwertung ermöglicht, sind auch technische Weiterentwicklungen in Bezug auf eine Materialanalyse gefordert, die eine Charakterisierung des Ausbruchmaterials sofort am Anfallort nach den für eine Verwertung entscheidenden Parametern ermöglicht. Die Verknüpfung dieser Resultate mit einer Rohmaterialdatenbank, die mit den Ergebnissen der Materialanalyse gespeist wird, stellt den Schritt zu einem modernen, webbasierten Handel mit mineralischen Rohstoffen dar.

This paper has been conceived for the future “Leaflet for the reuse of the material excavated in tunnelling”. The goal was to explain the term “waste” in contrast to non-waste (product), the requirements for dealing with wastes, the permissible recovery of wastes and the time when the end-of-waste starts. Apart from the passages of legal texts which are most important from the technical point of view, explanations, legal material and letters already written by the Federal Ministry of Agriculture, Forestry, Environment and Water Management on this issue have been used. Moreover the decisive provisions of the Landfill Ordinance 2008 and of the Law on the Remediation of Contaminated Sites are presented.
Diese Arbeit wurde für das kommende “Merkblatt für die Verwertung von Tunnelausbruchmaterial” konzipiert und soll die Grundzüge der aktuellen abfallrechtlichen Situation in Österreich darstellen. Ziel war es, den Begriff Abfall gegenüber Nicht-Abfall (Produkt), die Anforderungen an den Umgang mit Abfällen, die zulässige Verwertung von Abfällen und den Zeitpunkt, wann das Abfallende eintritt, zu erläutern. Neben den aus fachlicher Sicht wichtigsten Gesetzesstellen wurden Erläuterungen, Gesetzesmaterialien und bereits ergangene Schreiben des Bundesministeriums für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft verwendet. Darüber hinaus werden die maßgeblichen Bestimmungen der Deponieverordnung 2008 und des Altlastensanierungsgesetzes dargelegt.

Tunnel construction normally results in the production of large quantities of broken rock or soil. One essential question for the legal handling of this tunnel spoil is whether it is considered to be waste under the terms of European and national waste laws. The current paper therefore looks into the practically important question, under what preconditions tunnel spoil is legally considered to be waste and when the end of this property is reached. In this regard, it is first investigated whether and when tunnel spoil is waste under the terms of the Waste framework directive 2008/98/EC. Particular attention is paid to the applicable case law of the European Court of Justice (ECJ). Then the question is asked, to what extent tunnel spoil can be regarded as material excavated in the course of construction works under the terms of Art. 2 Sec. 1 lit. c of the waste directive, and is thus excepted from the scope of application of the directive. Finally, it is explained how the possible property of tunnel spoil as waste can end, including details of both the EU requirements and also national law.
Beim Tunnelbau fallen in der Regel größere Mengen an gebrochenem Fels- oder Lockergestein an. Für den rechtlich zulässigen Umgang mit diesem Tunnelausbruch ist wesentlich, ob es sich dabei um Abfall im Sinne des europäischen und innerstaatlichen Abfallrechts handelt. Der vorliegende Beitrag geht daher der praktisch wichtigen Frage nach, unter welchen Voraussetzungen Tunnelausbruch rechtlich Abfall darstellt und wann ein Ende der Abfalleigenschaft erreicht wird. In diesem Zusammenhang wird zuerst untersucht, ob und wann Tunnelausbruch Abfall im Sinne der AbfallrahmenRL 2008/98/EG darstellt. Dabei wird insbesondere auf die maßgebliche Judikatur des Europäischen Gerichtshofs (EuGH) eingegangen. In der Folge wird geprüft, inwiefern Tunnelausbruch als im Zuge von Bauarbeiten ausgehobenes Material im Sinne von Art. 2 Abs. 1 lit. c AbfallrahmenRL angesehen werden kann, das vom Anwendungsbereich der Richtlinie ausgenommen ist. Schlussendlich wird erläutert, wie die mögliche Abfalleigenschaft von Tunnelausbruch enden kann. Dabei wird sowohl auf die unionsrechtlichen Vorgaben als auch auf die innerstaatliche Rechtslage eingegangen.

The construction of autobahns and dual-carriageway roads is only possible with considerable use of resources and visible encroachment in the environment and landscape. The ASFINAG is aware of their responsibility for this, so modern and resource-saving construction materials and methods are being used for the new building of federal roads. This also includes the intention to balance masses on the overall project and the best quality management of tunnel spoil. A good collaboration of technical design and environmental design with clarification of the potential for material recycling and the necessary approvals are preconditions for sustainable materials management. Nevertheless, the implementation of major projects like the S 10 Mühlviertler Schnellstraße (S 10) is faced with challenging conditions, which complicate efficient and sustainable handling of materials.
Der Bau von Autobahnen und Schnellstraßen ist nur mit beträchtlichem Ressourceneinsatz und sichtbaren Eingriffen in Umwelt und Landschaft zu realisieren. Die ASFINAG ist sich der damit verbundenen Verantwortung bewusst. Daher werden beim Neubau von Bundesstraßen moderne und ressourcenschonende Baustoffe und Bauweisen eingesetzt. Dazu zählen auch das Bestreben nach einem Massenausgleich im Gesamtprojekt und die möglichst hochwertige Bewirtschaftung von Tunnelausbruchmaterial. Das gute Zusammenspiel aus technischer Planung, Umweltplanung, Klärung von Möglichkeiten der Materialverwertung und der rechtzeitigen Erwirkung von dazu erforderlichen Genehmigungen ist eine Grundvoraussetzung für eine nachhaltige Materialbewirtschaftung. Dennoch ist man bei der Realisierung von Großbauvorhaben wie der S 10 Mühlviertler Schnellstraße (S 10) mit herausfordernden Rahmenbedingungen konfrontiert, die eine effiziente und nachhaltige Materialverwertung erschweren.

Contract KAT2 of the approximately 33 km long, twin-bore Koralm Tunnel will produce about 8.6 mio. t of excavated material. For this reason, the maximum degree of recycling of the material was intended right from the start of the design process. This was planned including consideration of the optimal cost-effectiveness of overall materials management with minimal environmental impact through the minimisation of transport processes and land use as well as generally sparing use of resources. On contract KAT2, more than 50% of the material excavated from the tunnel can be recycled for technical use on site. The material is used as aggregates for concrete and as fill (anti-capillary layers, frost protection layers, filter gravel, sealing layers) for the earthworks in the open air.
One difficulty is the fact that according to the generally applicable legal situation under the federal waste management plan (BAWP 2011) and the landfill regulations (DVO 2008), material excavated from tunnels is considered to be waste. In order to ensure proper handling while considering the legal situation, the chemical composition of the waste has to be established and taken into account. On the other hand the technical requirements for construction are binding. This resulted in numerous potential conflicts in connection with the material produced from the tunnel, the chemical evaluation and the decision whether to reuse or recycle it starting with the design of the project up until the time the project was completed.
Am Baulos KAT2 des rund 33 km langen, zweiröhrigen Koralmtunnels fallen insgesamt rund 8,6 Mio. t Tunnelausbruchmaterial an. Aus diesem Grund wurde bereits zu Beginn der Projektierung eine maximale Wiederverwertung des Ausbruchmaterials angestrebt. Dies erfolgte unter Berücksichtigung einer optimalen Wirtschaftlichkeit der gesamten Materialbewirtschaftung bei einer minimalen Umweltbelastung durch Minimierung von Transportvorgängen und Flächenverbrauch sowie weitgehende Ressourcenschonung. Im Baulos KAT2 werden über 50% des anfallenden Tunnelausbruchs genutzt, die somit vor Ort eine bautechnische Verwendung finden. Der Einsatz erfolgt als Gesteinskörnungen für Beton und als Schüttmaterial (kapillarbrechende Schichten, Frostkoffer, Filterkiese, Dichtschicht) für den Erdbau der freien Strecke.
Erschwerend dabei ist die Tatsache, dass es sich gemäß derzeit gültiger Rechtslage nach dem Bundesabfallwirtschaftsplan (BAWP 2011) bzw. der Deponieverordnung (DVO 2008) bei Tunnelausbruchmaterial um Abfall handelt. Um eine ordnungsgemäße Abwicklung unter Berücksichtigung rechtlicher Rahmenbedingungen sicherzustellen, müssen einerseits die abfallchemischen Fragestellungen eruiert und berücksichtigt werden, andererseits sind die technischen Vorgaben an die Ausführung in geforderter Qualität bindend. Daraus folgend ergaben sich im Zeitraum von der Projektvorbereitung bis hin zur Projektumsetzung zahlreiche Spannungsfelder im Zusammenhang mit dem anfallenden Material, der geologischen Ansprache, der abfallchemischen Beurteilung und der Entscheidung über die weitere Verwendung bzw. Aufbereitung.

‘Linthal 2015’ in the canton Glarus is currently one of the largest construction projects being undertaken by the Swiss energy sector. The core of the project is an underground pumped-storage power plant that is under construction. This will pump water from Lake Limmern at 1,800 m ASL to the higher Lake Mutt at 2,500 m ASL from where, utilising a maximum head of 709 m, it will again be used for the generation of electricity as required. The new power plant will have a pump and turbine output of 1,000 MW; the construction period is scheduled to extend over six years.
Such a complex construction project at a high-altitude setting involving huge volume flows (i.e. around half a million cubic metres of solid excavated material) can only be completed successfully with the sparing use of resources. This involves, in particular, the on-site processing of excavated limestone into aggregates for concrete.
Amongst other equipment, two powerful gravel processing plants, one using wet processing (at 1,874 m ASL) and the other dry processing (at 2,436 m ASL) were erected on site; these plants process the excavated material as needed for on-site concrete production. This allowed a closed materials cycle to be established, in turn allowing the site to operate self-sufficiently.
The challenges associated with using excavated tunnel material as a resource are tremendous. However, assuming the project is completed in line with its goals, the advantages for all parties will be even greater and, not least, environmental considerations will have been taken into account. These opportunities were exploited and implemented consistently on the Linthal 2015 construction site.
Linthal 2015 im Kanton Glarus ist aktuell eines der größten Bauvorhaben der Energiewirtschaft der Schweiz. Das Herzstück ist ein im Bau befindliches unterirdisch angelegtes Pumpspeicherkraftwerk. Dieses wird Wasser aus dem Limmernsee auf 1.800 m ü. M. in den höher gelegenen Muttsee auf 2.500 m ü. M. pumpen und bei Bedarf wieder zur Stromproduktion nutzen, wobei eine maximale Fallhöhe von 709 m bewirtschaftet wird. Das neue Kraftwerk soll eine Pump- und eine Turbinenleistung von je 1.000 MW aufweisen, die geplante Bauzeit beträgt sechs Jahre.
Eine derart komplexe Bauaufgabe im Hochgebirge mit ihren enormen Volumenströmen (z.B. ca. 0,5 Mio. m3 Festausbruch) ist nur mit einem schonenden Ressourcenumgang erfolgreich zu realisieren. Dazu gehört insbesondere das Aufbereiten des ausgebrochenen Kalksteins vor Ort zu Gesteinskörnungen für Beton. Auf der Baustelle wurden zwei leistungsstarke Kiesaufbereitungsanlagen, eine mit Nass- (auf 1.874 m ü. M.) und die zweite mit Trockenaufbereitung (auf 2.436 m ü. M.) installiert, die das Ausbruchmaterial bedarfsgerecht für die eigene Betonproduktion verarbeiten. So konnte ein geschlossener Stoffkreislauf erzeugt werden, womit die Baustelle autark agieren kann. Die Herausforderungen bei der Verwendung des Tunnelausbruchs als Rohstoff sind enorm. Noch größer sind aber bei zielorientierter Umsetzung die Vorteile für alle Beteiligten, und nicht zuletzt werden umweltrelevante Aspekte berücksichtigt. Diese Chancen wurden auf der Baustelle Linthal 2015 genutzt und konsequent umgesetzt.