A whole range of problems are generally associated with the construction of tunnels in weak ground and under high overburden. Among those are large displacements, wide variation of stresses and strains, and sudden water ingress, to name just a few. A wide variety of behaviours can be experienced, depending on the ground conditions and the influencing factors. The contribution deals with experience from the construction of several Alpine tunnels in faulted rock masses. Specific characteristics of each project are highlighted, and the lessons learned described.
Eine ganze Reihe von Problemen ist mit Planung und Bau eines Tunnels in Baugrund mit schlechten Eigenschaften und hoher Überlagerung verbunden. Unter anderem sind dies große und stark anisotrope Verformungen oder plötzliche Wassereinbrüche, um nur einige wenige zu nennen. In Abhängigkeit von den Baugrundverhältnissen und den äußeren Einflüssen kann eine ganze Reihe unterschiedlicher Verhalten beobachtet werden. Der Beitrag fasst Erfahrungen zusammen, die beim Bau alpiner Tunnel im gestörten Gebirge gemacht wurden. Spezielle Charakteristika jedes Projekts werden aufgezeigt und die Lehren aus den Erfahrungen mitgeteilt.

Large deformations are usual for tunnel excavation in weak rock mass and high overburden. In order to avoid overloading the support, various ductile support systems have been developed in the last 15 years to permit the controlled build-up of load in the lining. The design of such a ductile support system requires the consideration of the development of displacements in space and time, the time-dependent properties of the shotcrete and the characteristics of the ductile elements. The requirements for a yielding system are described. The latest developments in yielding elements for use with shotcrete support are discussed and their general performance and effectiveness are explained.
Bei Tunnelvortrieben in Gebirge geringer Qualität und hoher Überlagerung treten in der Regel große Verformungen auf. Zur Vermeidung einer Überbeanspruchung des Ausbaus wurden in den letzten 15 Jahren unterschiedliche duktile Ausbausysteme entwickelt, die einen kontrollierten Lastaufbau in der Auskleidung erlauben. Zur Auslegung eines solchen duktilen Ausbaus müssen die räumliche und zeitliche Entwicklung der Verschiebungen sowie die zeitabhängigen Eigenschaften des Spritzbetons und die Charakteristik der duktilen Elemente berücksichtigt werden. Die Anforderungen an ein nachgiebiges System werden dargelegt. Die jüngsten Entwicklungen von Stauchelementen in Zusammenhang mit Spritzbetonauskleidungen werden gezeigt und deren generelle Leistung und Wirksamkeit durchleuchtet.

During the design work for the permit application for the approximately 27.3 km long new Semmering Base Tunnel between Gloggnitz and Mürzzuschlag, it has become apparent that due to its extent, the section through the Graßberg-Schlagl fault system will be more problematic than had been assumed during the route selection process. The article discusses the technical possibilities for the construction of the running tunnels through the fault zone. Support concepts with a second layer of shotcrete and short ring closure are investigated using numerical, timedependent calculations. The time dependence is influenced by the advance-rate and the consolidation of the fault material. The determination of the rock characteristics for the core fault zone is based on triaxial compression tests.
Im Zuge der Einreichplanung für den rund 27, 3 km langen Semmering- Basistunnel neu zwischen Gloggnitz und Mürzzuschlag hat sich gezeigt, dass die Durchörterung des Graßberg-Schlagl- Störungssystems aufgrund dessen Ausdehnung schwieriger wird, als im Trassenauswahlverfahren angenommen. Der Beitrag behandelt die technischen Möglichkeiten zur Herstellung der Streckenröhren im Störungsbereich. Dabei werden Ausbaukonzepte mit einer zweiten Spritzbetonschale und kurzem Ringschluss mittels numerischer zeitabhängiger Berechnungen untersucht. Die Zeitabhängigkeit wird durch die Vortriebsgeschwindigkeit und die Konsolidierung des Störungsmaterials beeinflusst. Die Ermittlung der Kennwerte für den Kern-Störungsbereich erfolgt auf Basis von triaxialen Druckversuchen.

This paper deals with the time dependent behaviour and the excavation of deep tunnels in weak rocks. Recent contributions to the formulation of a constitutive model for representing such a behaviour, advanced laboratory testing for parameters identification, and design analysis methods for use in engineering practice are discussed. The Stress Hardening ELasto VIscous Plastic constitutive model (SHELVIP), developed with the intent to analyse the rock mass behaviour of tunnels excavated in severely squeezing conditions in a relatively simple, but complete manner, is presented. Then, an innovative servo controlled triaxial apparatus (HPTA), designed and developed for testing weak rocks, with unconventional features such as accurate measurement systems, advanced mechanical set up, and a relatively high stress working range, both in terms of confining pressure, back pressure and axial load, is presented. Finally, consideration is given to numerical modelling of a tunnel excavated in a severely squeezing rock mass (the Carboniferous Formation along the Lyon-Turin Base Tunnel), where the excavation process has been closely simulated in axisymmetric conditions, and the SHELVIP constitutive model has been introduced. Numerical results are discussed and compared with in situ measurements, in terms of tunnel convergence and stresses in the lining.
Dieser Beitrag befasst sich mit dem zeitabhängigen Verhalten und dem Bau von tiefen Tunneln im schwachen Gebirge. Ein kürzlich formuliertes Stoffgesetz, das dieses Verhalten abbildet, fortschrittliche Laborversuchsprozeduren zur Parameteridentifikation und Methoden zur Vorhersage des Systemverhaltens werden diskutiert. Zuerst wird das Stress Hardening ELasto VIscous Plastic (SHELVIP) Stoffgesetz vorgestellt, das mit der Absicht entwickelt wurde, das Gebirgsverhalten von Tunneln in extrem druckhaften Verhältnissen auf eine relativ einfache, aber vollständige Weise zu analysieren. Anschließend wird ein innovativer servo-kontrollierter Triaxialversuchsaufbau, der für Versuche an schwachen Gesteinen entworfen und entwickelt wurde, dargestellt. Der Versuchsaufbau hat unkonventionelle Eigenschaften: Eine relativ breite Variation des Seitendrucks, des Porenwasserdrucks und der Axialspannung ist möglich. Abschließend wird ein praktisches Anwendungsbeispiel der numerischen Analyse bei extrem druckhaften Verhältnissen (Karbonformation im Saint Martin La Porte Zugangsstollen zum Basistunnel Lyon-Turin) gezeigt. Darin wurde der Ausbruchsprozess in einem axialsymmetrischen Modell genau simuliert, unter gleichzeitigem Einsatz des SHELLVIP-Stoffgesetzes. Die Resultate der numerischen Simulation werden diskutiert und mit den Verschiebungsmessdaten hinsichtlich auftretender Tunnelkonvergenzen und Spannungen im Ausbau verglichen.

The Kopswerk II power plant of the Vorarlberger Illwerke AG with a capacity of 510 MW was constructed between 2004 and 2008 as a pumped storage scheme parallel to the existing Kopswerk I (247 MW) constructed in 1969. The design of the headrace was confronted with borderline conditions concerning both construction and operation. The construction concept had to take into consideration the external constraints and ensure continuous construction in winter in the high mountains. On account of the formation water situation, the intention was to relieve formation water pressure during the construction period.
In operation, the components of the headrace system including pressure tunnel are subject to enormous internal pressure fluctuations within a very short time on account of the pumped storage peak flow operation of Kopswerk II. In addition, the external formation water pressure can reach a head of 450 m, which could scarcely be resisted with an economic lining alone. This resulted in a basic design concept to integrate the surrounding rock mass into the structural system as far as possible, both with regard to rock pressure and formation water pressure. Such a concept has to include systematic and differentiated grouting of the rock mass, which is not always simple to achieve under high formation water pressure.
Das Kopswerk II der Vorarlberger Illwerke AG mit einer Leistung von 510 MW wurde in den Jahren 2004 bis 2008 parallel zum seit 1969 bestehenden Kopswerk I (247 MW) als Pumpspeicherwerk neu errichtet. Die Planung der Oberwasserführung war sowohl im Hinblick auf die Errichtung wie auch auf den Betrieb mit grenzwertigen Bedingungen konfrontiert. Das Baukonzept musste hinsichtlich der äußeren Bedingungen einen Durchlaufbetrieb im Winter und im Hochgebirge ermöglichen. Hinsichtlich der Bergwassersituation war eine Entlastung des Bergwasserdrucks während der Bauarbeiten anzustreben.
Im Betrieb unterliegen die Komponenten der Oberwasserführung einschließlich Druckstollen wegen des Pumpspeicher- Spitzenstrom-Einsatzes des Kopswerks II enormen Innendruckschwankungen innerhalb kürzester Zeitspannen. Zudem steht von außen ein Bergwasser-Druckpotenzial von bis zu 450 m Wassersäule an, das durch eine wirtschaftliche Auskleidung allein kaum zu beherrschen wäre. Somit musste ein planerisches Grundkonzept verfolgt werden, welches das umgebende Gebirge möglichst weitgehend in das Tragkonzept mit einbezieht und zwar sowohl hinsichtlich Gebirgslast wie auch hinsichtlich Bergwasserdruck. Ein solches Konzept schließt eine systematische und differenzierte Gebirgsbehandlung mittels Injektionen konsequent ein, was unter Bergwasserandrang nicht immer leicht umsetzbar ist.

The article concerns the construction of the Kopswerk II pressure tunnel and associated works. Important details of the construction and construction sequence are described, particularly the logistics of a large site in the high mountains. In addition to a summary of the various drill and blast tunnels, the article concentrates on the TBM drive and the drilling and grouting works in the pressure tunnel.
Der Beitrag befasst sich mit den Bauarbeiten für den Druckstollen des Kopswerkes II und dessen Nebenanlagen. Dabei werden die Eckpfeiler der Bauausführung und des Bauablaufes, insbesondere auch die Logistik einer Baustelle im Hochgebirge beschrieben. Neben einem Abriss über die verschiedenen Sprengvortriebe wird vor allem über den TBM-Vortrieb und die Bohr- und Injektionsarbeiten im Druckstollen berichtet.

The Reißeck II pumped storage power station under construction for the Verbund Hydro Power AG is part of their current extension project in southern Austria. Features of the new system are the advantages of the rapidly available and easily controllable power output of a pumped storage scheme in generation operation and the possibility of storing hydropower water at times of low energy demand. The upgraded output of 430 MW in generation and pumping operation will achieve an increase of efficiency of the entire plant of up to 40 %. It is advantageous that some essential parts of the existing system (reservoir, tunnel system, infrastructure) can be made use of and will not have to be newly constructed. Starting from the experience of the challenging geological conditions during the construction of the original system, extensive geological investigations were carried out. Both mechanical and conventional tunnelling methods are being used to overcome the height difference of just under 600 m. The wholly underground power station with a tunnel system about 5.3 km long and a powerhouse cavern for two machine sets is planned for full operation in September 2014.
Das derzeit im Bau befindliche Pumpspeicherkraftwerk Reißeck II der Verbund Hydro Power AG ist ein aktuelles Erweiterungsprojekt im Süden Österreichs. Wesentliche Merkmale der Neuanlage sind die Vorteile der schnell verfügbaren und gut regelbaren Energieabgabe eines Speicherkraftwerks im Turbinenbetrieb sowie die Möglichkeit zur Speicherung des Triebwassers in Zeiten geringeren Energiebedarfs. Mit einer Ausbauleistung von 430 MW im Turbinen- und Pumpbetrieb wird eine Effizienzsteigerung des gesamten Kraftwerksstandorts von bis zu 40 % erreicht. Vorteilhaft ist, dass wesentliche Anlagenteile bestehender Anlagen (Speicher, Triebwasserweg, Infrastruktur) mitbenutzt werden können und nicht neu errichtet werden müssen. Aufbauend auf Erfahrungen und Kenntnisse über die herausfordernden geologischen Verhältnisse bei den Bestandsanlagen wurden umfangreiche geologische Vorerkundungen durchgeführt. Zur Überwindung der knapp 600 m Höhendifferenz kommen sowohl maschinelle als auch konventionelle Vortriebsverfahren zum Einsatz. Die vollständig unterirdisch errichtete Kraftwerksanlage mit einem ca. 5, 3 km langen Triebwasserweg und einem Kavernenkraftwerk für zwei Maschinensätze soll im September 2014 den Vollbetrieb aufnehmen.

A tunnel lining system of glass fibre reinforced (GRP) was used for the first time for the construction of the Feldsee pumped storage power station - integrated in the Fragant power station group of KELAG-Kärntner Elektrizitäts-AG. This innovative solution, together with the prestressed concrete backfilling, required more elaborate planning and very exact monitoring during construction, but proved considerably more cost effective compared to classic steel armouring. One of the most important questions was how the new system would overcome formation water pressure. The drainage of the tunnel after 20 months of operation has made it possible to gain the first practical experience and the conformation of the system.
Beim Bau des Pumpspeicherkraftwerks Feldsee - integriert in die Kraftwerksgruppe Fragant der KELAG-Kärntner Elektrizitäts-AG - kam erstmals eine Stollenpanzerung aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) zur Anwendung. Diese innovative Lösung im Zusammenhang mit dem vorgespannten Hinterfüllbeton erforderte eine aufwendigere Planung und ein sehr genaues Monitoring während der Ausführung, war aber im Vergleich zur klassischen Stahlpanzerung erheblich kostengünstiger. Eine der Kernfragen war die Beherrschung des Gebirgswasserdrucks mit dem neuen System. Anlässlich einer Stollenentleerung nach 20monatiger Betriebszeit konnten erste praktische Erkenntnisse gewonnen werden, die das System bestätigten.

The evaluation of several case histories of tunnels in swelling rock with sulfate bearing minerals shows that brittle fracture plays an important role in the development of swelling processes. Brittle failure by spalling has been directly observed in several tunnels, as early as the 19th century and more recently. Numerical analyses applied to different case histories with observed heave and development of strong swelling pressure, considering different construction processes; agree with the observed swelling zones. The effect of construction procedures on swelling in particular the development of pressures and swelling zones becomes evident from these analyses. For a better understanding of swelling processes brittle failure processes have to be considered in the analyses.
Die Auswertungen von Beobachtungen aus ausgeführten Tunneln im Sulfat führenden Gebirge zeigen, dass Sprödbruchvorgänge eine entscheidende Rolle spielen im Aufbau von Quelldrücken und Quellhebungen. Einerseits wurden in verschiedenen Tunneln, teilweise im 19. Jahrhundert, Sprödbruchvorgänge direkt beobachtet, wenn Abschalungen auftraten. Andererseits konnte mit numerischen Analysen gezeigt werden, dass je nach Bauvorgang unterschiedlich große, zerbrochene Zonen auftreten, die mit beobachteten Quellzonen und Hebungen an ausgeführten Bauwerken gut übereinstimmen. Die Auswirkung unterschiedlicher Bauvorgänge auf Größe der Quelldrücke und der quellenden Bereiche kann zumindest qualitativ nachgewiesen werden. Bei Tunnelbauten in quellendem Gebirge ist die Ausbildung von Sprödbrüchen zu berücksichtigen.

In Part 1 of “The Management of Heat Flow in Deep Mines” the sources of heat, mechanism of heat transfer and strategies of controlling heat transfer have been discussed. Part 2 deals with the effects of heat on the human body and mine cooling strategies for deep mines. In detail the effects of heat on a worker are examined, heat stress and heat tolerance discussed and methods of assessing heat stress in different mining situations presented. Experiences from deep South African gold mines highlight the adverse effects of heat stress environment on safety and labour productivity. The principal methods of cooling of deep and ultra deep mines are discussed. It is shown that auto-compression of ventilation air is a deciding factor governing the choice of surface or underground cooling of ventilation air. In the case of deep and ultra deep mines, the use of chilled service water and ice slurry has shown to be the most cost effective means of mine cooling. In the case of ice slurry as cooling medium advantage is taken of the latent heat of ice which significantly reduces the amount of water required for mine cooling and hence the cost of pumping the water to surface. Cooling strategies for moderately deep, deep and ultra deep mines are discussed. Examples of cooling of deep long mine tunnels are given.

The development of earth pressure shields started in 1974. The processing of the ground into an earth pressure support medium originally required that it mostly consisted of mixed and finegrained soil with at least 30 % silt and clay. Since then, the process technology has been the subject of constant further development and the scope of application has been considerably widened. Currently more than 90 % of the shield machines worldwide are being used with active face support as earth pressure shields in the whole spectrum of soils, in hard rock and also in transitional areas with mixed face conditions. The current state of technology for earth pressure shields is based on a range of important development steps, which are summarised in this paper from the beginnings until today. Projects are described where important earth pressure shield innovations were used for the first time. The development of earth pressure shields is supplemented with an overview of the process technology, possible operating modes, areas of application and also current research work.
Die Entwicklung der Erddruckschilde begann im Jahr 1974. Die Aufbereitung des Baugrunds zu einer Erddruck-Stützmasse setzte ursprünglich voraus, dass der Baugrund vor allem aus gemischt- und feinkörnigen Böden mit mindestens 30 % Schluff und Ton besteht. Seither wurden die Verfahrenstechnik ständig weiterentwickelt und die Einsatzbereiche stark ausgeweitet. Derzeit werden mehr als 90 % der weltweit eingesetzten Schildmaschinen mit aktiver Ortsbruststützung als Erddruckschild im gesamten Spektrum der Lockergesteine, im Festgestein und auch in Übergangsbereichen mit gemischter Ortsbrust eingesetzt. Der aktuelle Stand der Technik der Erddruckschilde basiert auf einer Reihe wichtiger Entwicklungsschritte, die in diesem Beitrag von den Anfängen bis zur Gegenwart zusammengefasst werden. Dazu werden Projekte hervorgehoben, bei denen wichtige Innovationen für Erddruckschilde erstmals zum Einsatz kamen. Eine Übersicht zur Verfahrenstechnik, den möglichen Betriebsmodi, den Einsatzbereichen sowie aktuellen Forschungsarbeiten ergänzt die Entwicklung der Erddruckschilde.

There are currently no recognised prediction models available for the estimation of tool wear in shield tunnelling in soil. This paper describes the current state of knowledge through the interpretation of the available index tests, available correlations and analogies to hard rock. Then follows a discussion of the essential soil properties and the process-related interactions, which can also determine tool wear in soil.
Für den Schildvortrieb im Lockergestein liegen derzeit keine anerkannten Prognosemodelle zur Abschätzung des Werkzeugverschleißes vor. Der Artikel beschreibt die aktuellen Erkenntnisse bei Interpretation der existierenden Index-Versuche, bestehende Korrelationen und Analogien zum Festgestein. Im Weiteren wird auf die maßgebenden Baugrundeigenschaften und die den Werkzeugverschleiß bestimmenden verfahrenstechnischen Interaktionen im Lockergestein eingegangen.

Ever more stringent requirements have been specified in recent years for the surfaces of tunnel inner linings with regard to surface porosity (with influence on the ease of cleaning) and lightness. These requirements are normally fulfilled by filling and applying tunnel paint. Recently there have been many cases of damage to paint or coating systems, sometimes only a few weeks after opening for traffic. This often includes the separation of the coating. This flaking leads to increased dirt adhesion and thus to a reduction of lightness and irritation to the field of view of the drivers. The refurbishment work, which is often necessary, leads to traffic obstruction like hold-ups and diversions. For this reason, the durability of the surface is of great significance, and innovative solutions are also being investigated in the field of concrete technology. The following article presents an alternative and durable method of fulfilling all the requirements placed on the surface of the tunnel inner lining.
In den vergangenen Jahren wurden immer höhere Anforderungen an die Oberflächen von Tunnelinnenschalen betreffend Oberflächenporosität (Einfluss auf Reinigungsfähigkeit) und Helligkeit gestellt. Zur Erfüllung dieser Anforderungen werden meist Tunnelanstriche nach vorheriger Spachtelung verwendet. In letzter Zeit traten jedoch vermehrt Schäden an Anstrichsystemen auf, teilweise schon wenige Wochen nach Verkehrsfreigabe. Hierbei kommt es oftmals zu einem Ablösen der Anstrichschicht. Diese Ablöseerscheinungen führen aufgrund einer verstärkten Schmutzablagerung zu einer Reduktion der Helligkeit und zu Irritationen des Blickfelds der Verkehrsteilnehmer. Die oftmals erforderlichen Instandsetzungsarbeiten am Beschichtungssystem führen zu Verkehrsbehinderungen wie Staus und Umleitungen. Aus diesen Gründen ist die Beständigkeit der Oberfläche von großer Bedeutung, und innovative Lösungswege werden auch im Bereich der Betontechnologie erprobt. Im nachstehenden Beitrag wird eine alternative dauerhafte Methode vorgestellt, die alle Anforderungen an die Oberfläche der Tunnelinnenschale erfüllt.

The Conrad Observatory in the state of Lower Austria is a geophysical research and development facility of the Central Institute for Meteorology and Geodynamics (ZAMG). The isolation of the tunnel system fulfils the optimal requirements for high-precision measurements. The client specified shotcrete class EV700 for the plastic fibre-reinforced shotcrete, i.e. the test bodies have to show an energy absorption capacity of at least 700 J in the slab test. The quality verification for the suitability of a fibre-reinforced shotcrete is performed according to the ÖVBB guideline “Sprayed Concrete” with a slab test as defined in the Austrian standard ÖNORM EN 14488-5, which can determine the energy absorption capacity and assign the shotcrete to an energy absorption class. The test rig used at the Chair of Subsurface Engineering is described, together with test results from different plastic fibre shotcretes from various testing institutes.
Das Conrad Observatorium in Niederösterreich ist eine geophysikalische Forschungs- und Entwicklungseinrichtung der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG). Die Abgeschiedenheit des Stollensystems erfüllt in optimaler Weise die für die hochpräzisen Messungen notwendigen Anforderungen. Auftraggeberseitig wurde für den kunststofffaserbewehrten Spritzbeton die Spritzbetonklasse EV700 vorgegeben, d.h., im Plattenversuch muss ein Energieabsorptionsvermögen von jeweils mindestens 700 J erzielt werden. Der Qualitätsnachweis für die Eignung eines faserbewehrten Spritzbetons erfolgt nach ÖVBB-Richtlinie Spritzbeton durch den in ÖNORM EN 14488-5 definierten Plattenversuch, mit dem die Energieabsorptionskapazität ermittelt und der Spritzbeton einer Energieabsorptionsklasse zugeordnet werden kann. Der am Lehrstuhl für Subsurface Engineering eingesetzte Versuchsaufbau wird vorgestellt, zusammen mit Prüfergebnissen von unterschiedlichen Kunststofffaserspritzbetonen von verschiedenen Prüfinstitutionen.

The Biel autobahn ring closes one of the last gaps in the Swiss autobahn network, and the east branch of this ring requires two twin-bore tunnels in difficult and variable geology. All four tunnel bores are being driven by an earth pressure machine with 12.6 m diameter. Right at the start of the tunnel section, the route passes under a canton road and the main line of the Swiss federal railways SBB. This article describes the contractor's “table bridge” proposal for the section under the canton road and the railway line and the work of the earth pressure machine and the transfer of the TBM between two tunnels is described in more detail.
The term “table bridge” describes an underpinning structure like a table top constructed in advance to enable the construction of the tunnels under the SBB tracks and the canton road without disturbing rail traffic. All loading from rail operation, earth surcharge and dead load is supported by the table construction and transferred into the underlying rock. Both tunnels are being driven using an earth pressure shield despite the changeable geology. The use of various operating modes - Open, Semi-Closed and Closed Mode - has enabled successful boring under difficult geological conditions. In order to be able to convert the TBM between modes quickly and without rebuilding work, the contractor is using a screw conveyor for the removal of excavated material along the entire route. Between the two tunnels, the TBM including backup was moved a distance of 631 m without dismantling work thanks to a newly developed system, which has saved many months of construction time.
Die Autobahnumfahrung Biel schließt eine der letzten Lücken im Schweizer Nationalstraßennetz, wobei bei der Erstellung des Ostastes dieser Umfahrung zwei zweiröhrige Tunnel in schwieriger, wechselnder Geologie zu realisieren sind. Alle vier Tunnelröhren werden mit einer Erddruckmaschine (Durchmesser 12,6 m) aufgefahren. Bereits am Beginn der Vortriebsstrecke steht die Unterquerung einer Kantonsstraße und der Stammlinie der Schweizer Bundesbahn an. In diesem Beitrag werden die Unternehmervarianten “Tischbrücke” zur Unterfahrung der Kantonsstraße und der Eisenbahnlinie sowie der Vortrieb mit einem Erddruckschild und der Transfer der TVM zwischen zwei Tunneln näher vorgestellt.
Bei der “Tischbrücke” wird eine tischähnliche Unterfangungskonstruktion unter den SBB-Gleisen und der Kantonsstraße vorab erstellt. Mit dieser Maßnahme konnten die SBB-Gleise ohne Störung des Bahnbetriebs unterfahren werden. Sämtliche Lasten aus Bahnbetrieb, Erdüberdeckung und Eigengewicht wurden durch die Tischkonstruktion übernommen und in den tiefer liegenden Fels geführt. Beide Tunnel werden trotz unterschiedlicher Geologie mit einem Erddruckschild aufgefahren. Der Einsatz von verschiedenen Betriebsmodi - Open, Semi-Closed und Closed Mode - ermöglichte das erfolgreiche Durchörtern dieser schwierigen geologischen Verhältnisse. Um schnell und ohne Umbauarbeiten an der TVM zwischen den einzelnen Vortriebsmodi wechseln zu können, setzte die Unternehmung auf der gesamten Strecke eine Förderschnecke zur Abraumförderung ein. Zwischen den beiden Tunneln wird die gesamte TVM einschließlich Nachläufer mit einem neu entwickelten System ohne Demontagearbeiten über eine Strecke von 631 m verschoben, wodurch mehrere Monate Bauzeit eingespart werden konnten.

In Hungary, a motorway network is being built in a star shape starting in Budapest. The M6 motorway runs southward from Budapest towards Croatia and will also link the city of Pécs, the European Capital of Culture for 2010 to the network. A consortium consisting of the firms Strabag, Colas, John Laing and Intertoll were awarded a contract in autumn 2007 to design, build and operate a section with a length of 48 km. An important part of the works is the construction of the M6 tunnel chain consisting of four twin-bore, two-lane motorway tunnels. These tunnels were built by Strabag. During the driving of the longest tunnel, a collapse occurred in summer 2008, in which both tunnel bores caved in over a length of 200 m. The lecture reports on the driving of the tunnel through the collapsed area and the construction of the subsequent inner lining works, which made it possible to maintain the opening date.
In Ungarn wird ein Autobahnnetz sternförmig von Budapest aus errichtet. Die Autobahn M6 verläuft von Budapest Richtung Süden, somit Richtung Kroatien. Zusätzlich wird die Stadt Pecs, Kulturhauptstadt Europas 2010, an das Autobahnnetz angeschlossen. Ein Konsortium, bestehend aus den Firmen Strabag, Colas, John Laing und Intertoll, haben im Herbst 2007 den Auftrag erhalten, einen Abschnitt dieser Autobahn mit einer Länge von 48 km zu planen, zu errichten und zu betreiben. Ein wesentliches Teilstück dieses Auftrags ist Errichtung der Tunnelkette M6, bestehend aus vier zweiröhrigen zweispurigen Autobahntunneln. Diese Tunnel wurden von der Firma Strabag errichtet. Beim Vortrieb des längsten Tunnels kam es im Sommer 2008 zu einem Verbruch, bei dem beide Tunnelröhren auf einer Länge von 200 m einstürzten. Der Vortrag berichtet über die Auffahrung des Verbruchs und die Durchführung der folgenden Innenschalenarbeiten, die es ermöglichten, den Eröffnungstermin einzuhalten.

The construction of the second bore of the Bosruck Tunnel is very much influenced by the experience gained in the first bore, which affects the tunnel advance and also support. The west bore has a total length of 5,424 m and is being sequentially tunnelled from both portals at the same time. In addition to the main tunnel, there are eleven crosscuts to be excavated. The article reports on the start of work from the beginning of January 2010 until September 2010 and gives an overview of the schedule and work preparation for the forthcoming excavation and support works in the various rock formations.
Der Bau der zweiten Röhre des Bosrucktunnels ist von den Erfahrungen der ersten Röhre sowohl beim Vortrieb und der Sicherung als auch beim daran nachfolgenden Innenausbau geprägt. Die Weströhre hat eine Gesamtlänge von 5.424 m und wird im zyklischen Vortrieb von beiden Portalen aus gleichzeitig vorgetrieben. Zusätzlich zum Haupttunnel sind noch elf Querschläge aufzufahren. Der Beitrag fasst die ersten Erfahrungen aus dem Vortrieb von Baubeginn Anfang Januar 2010 bis zum September 2010 zusammen und gibt und einen Ausblick über die Ablauf- und Arbeitsvorbereitung der noch anstehenden Ausbruch- und Sicherungsarbeiten in den unterschiedlichen Gebirgsformationen.

The 4.2 km Eyholz tunnel is part of the autobahn A9 and is the essential element in the bypass of Visp in the canton Valais, Switzerland. The tunnel passes through geologically problematic and also tectonically highly stressed zones (Rhone-Simplon fault).
The excavation of the two two-lane bores is being performed conventionally, by blasting and also in loose material. The interesting structures include the underground junction caverns, where slip roads to join and leave the autobahn are included in the tunnel, resulting in cross-sections of up to 300m2 having to be excavated.
The overburden areas near the portals were excavated with tunnel excavators under the protection of elaborate jetted canopies. The two tunnel bores are being excavated in parallel and are connected with crosscuts every 270 m. As is typical for recent Swiss autobahn tunnels, a service duct is constructed under the carriageway. The inner lining of the main bores is progressing at the same time as the excavation and also the lining of the cavern with in-situ concrete. The first bore should open for traffic in 2013.
Der 4,2 km lange Autobahntunnel Eyholz ist Teil der Autobahn A9 und bildet das Kernstück der Umfahrung Visp im Kanton Wallis, CH. Der Tunnel befindet sich in geologisch schwierigen, und zusätzlich tektonisch stark beanspruchten Zonen (Rhone-Simplon Störung).
Die Ausbruchsarbeiten der beiden Doppelspurröhren werden konventionell, sowohl im Spreng- als auch im Lockermaterialvortrieb ausgeführt. Bautechnisch interessante Bauwerke sind unter anderem die unterirdischen Verzweigungskavernen. Hier wurden aus Platzgründen Ein- und Ausfahrtsspuren in den Tunnel verlegt, wodurch Ausbruchsquerschnitte bis 300m2 aufzufahren waren.
Die Überlagerungsbereiche der Portalstrecken wurden teilweise mit aufwändigen Jettschirmen gesichert und im Baggervortrieb ausgebrochen. Beide Tunnelröhren werden parallel ausgebrochen und sind alle 270 m mit Querschlägen miteinander verbunden. Typisch für die Schweizer Autobahnen in jüngerer Zeit ist ein, unter der Fahrbahn angeordneter Werkleitungskanal. Gleichzeitig zum Vortrieb laufen der Innenausbau der Hauptröhren sowie der Ausbau der Kavernen in Ortbeton. 2013 soll die erste Röhre ans Netz gehen.

The term tunnel refurbishment is mostly understood to mean the upgrading or improvement of underground cavity structures like rail or road tunnels and also structures for hydropower stations and underground operations. Before starting refurbishment measures, it is absolutely necessary to survey the exact condition of the existing structure. This survey of the actual condition cannot be based on the assumption that the available design documents correspond to the facts on site. It is therefore sensible, or even essential, to call on engineers, whose experience goes back to the time the relevant construction methods were in use and who can visualise the ideas of the former state of technology. This basic knowledge is necessary in order to plan adequate and correct investigations so that certain results can be obtained for the design of the refurbishment works.
Experience shows that false assumptions about the existing structure have resulted in extensive design changes during the construction phase and severe delays with considerable cost effects. The examples in this article show that different refurbishment measures have to be approached differently and that in the future, the consequences of tolerances should be planned and clearly specified according to the specific nature of the task.
Unter dem Begriff Tunnelsanierung versteht man meist die Ertüchtigung oder Verbesserung von untertägigen Hohlraumbauten wie Verkehrstunnel der Bahn und Straße ebenso auch Bauwerke für Wasserkraftanlagen und untertägige Betriebe. Vor Angriff der Sanierungsmaßnahmen ist es unbedingt notwendig, dass der genaue Zustand des vorhandenen Bauwerks erhoben wird. Bei der Erhebung des Ist-Zustands kann man nicht davon ausgehen, dass die vorhandenen Planunterlagen den Tatsachen vor Ort entsprechen. Es wird daher sinnvoll, wenn nicht sogar notwendig sein, sich Baufachleuten zu bedienen, deren Erfahrung bis in die Herstellungszeit der damaligen Baumethode zurückreicht und die sich die Ansichten über den Stand der damaligen Technik vorstellen können. Dieses Grundwissen ist notwendig, um ausreichende und richtige Erkundungen so zu setzen, dass gesicherte Erkenntnisse für die Planung der notwendigen Sanierungsmaßnahmen ermittelt werden können.
In der Vergangenheit hat sich gezeigt, dass durch falsche Annahmen über den tatsächlichen Bestand weitreichende Planungsänderungen in der Bauausführungsphase vorgenommen mussten und dadurch mehrfach gestörte Bauabläufe mit erheblichen Kostenauswirkungen die Folge waren. Die Beispiele in diesem Beitrag zeigen, dass man an die verschiedenen Sanierungsmaßnahmen unterschiedlich herangehen muss und dass in Zukunft die Auswirkungen der Toleranzen geplant und eindeutig vorgegeben werden müssen.

Tolerance is defined as the permissible deviation from the specified dimensions, since dimensions cannot be produced exactly. This is particularly relevant in tunnelling, where refurbishment contracts requiring the breaking out of the inner lining of the tunnel and the construction of a new lining will be of increasing significance in the future. Adding the upper and the lower limiting deviations gives the dimensional tolerance (tolerance range), by which the tunnel cross-section has to be over-excavated in order to maintain the structure gauge. The Austrian standards ÖNORM B 2203-1:2001, 2203-2:2005 and 2110:2009 provide for the tolerances to be specified, but do not define the areas of responsibility. Details of dimensional tolerances (± values) for tunnelling are defined in the RVS 09.01.43 (9.34) “Construction of inner lining concrete”. Under the currently valid regulations, careful attention should be paid in design and tendering to clear provisions and the demarcation of the spheres of responsibility of client and contractor. When existing inner linings are broken out and tolerances are taken into account, attention also needs to be paid to the structural stability of the remaining inner lining.
Als Toleranz wird die zulässige Abweichung von vorgeschrieben Maßen definiert, da sich Abmessungen nicht genau erzeugen lassen. Gerade im Tunnelbau werden in Zukunft vermehrt Sanierungen in Angriff genommen, bei denen zunächst die Tunnelinnenschale abzutragen und im Anschluss eine neue Innenschale einzubauen ist. Addiert man die obere und die untere Grenzabweichung, resultiert die Maßtoleranz (Toleranzbereich), um die der Tunnelquerschnitt größer ausgebrochen werden muss, um das Lichtraumprofil einzuhalten. Die ÖNORMEN B 2203-1:2001, 2203-2:2005 und 2110:2009 sehen vor, dass Maßtoleranzen anzugeben sind; die Verantwortungsbereiche werden jedoch nicht definiert. Angaben bezüglich der Maßtoleranzen (± Werte) für den Tunnelbau sind in der RVS 09.01.43 (9.34) “Konstruktive Ausführung Innenschalenbeton” definiert. Aufgrund der vorliegenden Regelungen ist in der Projektierungsphase und bei der Ausschreibung besonders darauf zu achten, Begrifflichkeiten sorgfältig zu verwenden, Maßabweichungen festzulegen und den Verantwortungsbereich zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer abzugrenzen. Beim Abtrag von bestehenden Innenschalen und der Berücksichtigung der Toleranzen ist in der Planungsphase zusätzlich auf die Standsicherheit der verbleibenden, bestehenden Innenschale zu achten.

The NATM is essentially a way of thinking rather than a construction method; we could also say a school of tunnelling. Understanding of the NATM depends on the era, local preferences and traditions and also on the particular interpretation by the responsible person. Accordingly, national versions of the NATM or similar tunnelling methods have been developed all over the world. The main theme of the NATM is the use of the load-bearing capacity of the rock mass and the control of support measures based on the interpretation of observations and measurements. This adaptability of the tunnelling method to the conditions observed is typical for the NATM and requires a correspondingly adaptable construction contract with clear assignment of risk. The development of the NATM has been decisively influenced by the improvements in shotcrete technology and the use of new support measures like rock bolts, pipe umbrellas and yielding elements. Three-dimensional measurement of the deformation of the cavity today enables comprehensible control of NATM drives. The introduction of the ÖGG guideline for the geotechnical design of underground structures by cyclical construction in 2001 provided a regulation for the comprehensible engineering design and construction of underground structures. The conditions of contract for underground construction B2203-1978 already contained provisions for the agreement of “rock quality classes” between the client and the contractor. The B2203-1994 introduced the model of a tunnelling matrix. This provides an unambiguous and transparent basis for estimation and invoicing.
Die NÖT ist im Kern eher eine Denkweise als eine Baumethode. Man könnte auch von einer Tunnelbauschule sprechen. Das jeweilige Verständnis der NÖT ist abhängig von der Zeit, den jeweiligen lokalen Vorlieben und Traditionen und auch von der jeweiligen Interpretation der handelnden Personen. Dementsprechend haben weltweit nationale Entwicklungen der NÖT oder NÖTnaher Tunnelbaumethoden stattgefunden. Im Zentrum der NÖT stehen die Nutzung der Tragfähigkeit des Gebirges und die Steuerung der Vortriebsmaßnahmen auf Basis der Interpretation von Beobachtungen und Messungen. Die für die NÖT charakteristische Anpassung der Vortriebsmaßnahmen an die vor Ort beobachteten Verhältnisse erfordert zwingend einen entsprechend anpassungsfähigen Bauvertrag mit klaren Risikozuordnungen. Die Entwicklung der NÖT wurde wesentlich beeinflusst durch die Verbesserung der Spritzbetontechnologie und durch neue Ausbauelemente wie Anker, Rohrschirme und Stauchelemente. Dreidimensionale Messungen der Verschiebungen des Hohlraumrands erlauben heute eine nachvollziehbare Steuerung der NÖTVortriebe. Mit der ÖGG-Richtlinie für die geotechnische Planung von Untertagebauwerken im zyklischen Vortrieb wurde 2001 ein Regelwerk zur nachvollziehbaren ingenieurmäßigen Planung und Herstellung von Untertagebauwerken geschaffen. Schon die Werkvertragsnorm Untertagebau B2203-1978 enthält eine Bestimmung über die einvernehmliche Festlegung der “Gebirgsgüteklassen” durch Auftraggeber und Auftragnehmer. Mit der B2203-1994 wurde das Modell der Vortriebsklassenmatrix eingeführt. Damit ist eine eindeutige und transparente Grundlage für Kalkulation und Abrechnung gegeben.

The first NATM designs 40 years ago included only one plan with the tender documents, the so-called support measures plan with five to six rock quality classes and at the most 30 to 40 bill items and perhaps just 20 pages of technical conditions of contract. The tunnelling work on site was mostly implemented collaboratively, quickly and according to the requirements of the client. The main advantage of the NATM, its adaptability, could be exploited to the full. Meanwhile, the extent of the tender documents has increased by a factor of more than ten. Does the NATM have less economic risk and less conflict potential as a result of this? No! The only progress is that tunnelling has become safer. The reason for the exploding quantity of design and tender documents is not that the technical requirements and their solution have become more extensive but in the immense increase of legal influence and the resulting fixed idea that design and tender documents have to be produced without errors. The introduction of the standard ÖNORM B 2203-1 and the ÖGG guideline for geotechnical design of underground works 10 years ago have provided the tools for designers to exploit the advantages of the NATM with the required comprehensibility and with more adaptability.
Die ersten NÖT-Planungen vor 40 Jahren haben für den Vortrieb einen einzigen Plan, den so genannten Stützmaßnahmenplan mit fünf bis sechs Gebirgsgüteklassen und maximal 30 bis 40 Positionen, und vielleicht 20 Seiten Technische Vertragsbedingungen beinhaltet. Der Vortrieb vor Ort wurde partnerschaftlich, rasch und meist im Sinne der Anforderungen des Auftraggebers abgewickelt. Der Hauptvorzug der NÖT, nämlich die die Anpassungsfähigkeit, konnte voll ausgenutzt werden. Inzwischen hat sich der Umfang der Ausschreibungsunterlagen auf das mehr als Zehnfache erweitert. Besitzt die NÖT deswegen ein kleineres wirtschaftliches Risiko und weniger Konfliktpotenzial? Nein! Der einzige Fortschritt ist, dass der Vortrieb inzwischen sicherer geworden ist. Der Grund für die Explosion der Planungs- und Ausschreibungsunterlagen liegt nicht darin, dass die technischen Anforderungen und deren Lösungen umfangreicher geworden sind, sondern in der immensen Verrechtlichung und der damit verbundenen Zwangsvorstellung, eine fehlerfreie Planung und Ausschreibung erstellen zu müssen. Mit der Einführung der ÖNORM B 2203-1 und der ÖGG-Richtlinie für geotechnische Planung von Untertagebauwerken sind seit zehn Jahren Werkzeuge in der Hand des Planers, um die Vorzüge der NÖT mit der notwendigen Nachvollziehbarkeit und mit größerer Anpassungsfähigkeit herauszuarbeiten.

Although the expert circle of NATM users has demonstrated that they are technically capable of using the NATM successfully under almost any conditions, there are repeated difficulties concerning the handling of contracts. The construction contract with flexible provisions regarding classification and the invoicing of common costs as the basis for a collaborative project implementation has been subjected to extreme stress recently by various construction companies. The expectations of the contractor concerning tendering are not identical to the tender documents currently in use in the market. The article explains the differences and proposes a way of overcoming such problems in the future. The author maintains that in his view three main points could lead to an improvement of contract implementation:
· The appointment of contractors only for a plausible total price,
· Consultants as a partner of the client and
· The provision of a behaviour code for NATM construction measures.
Während die Fachgemeinschaft der NÖT-Anwender bewiesen hat, dass sie technisch in der Lage ist, bei fast allen Randbedingungen die NÖT erfolgreich anzuwenden, ergeben sich auf der vertraglichen Seite immer wieder Abwicklungsschwierigkeiten. Der flexible Bauvertrag bezüglich Klassifizierung und Gemeinkostenabrechnung als Grundlage für eine partnerschaftliche Projektabwicklung zwischen Bauherren und Auftragnehmern wurde in letzter Zeit bei verschiedenen Baumaßnahmen äußerst strapaziert. Die Erwartungshaltung des Auftragnehmers zur Ausschreibung ist nicht ident mit den aktuell am Markt befindlichen Ausschreibungsunterlagen. Im Artikel werden die Unterschiede dargelegt, und es wird versucht, einen Weg aufzuzeigen, wie in Zukunft die Probleme überwunden werden können, wobei der Autor festhält, dass aus seiner Sicht drei wesentliche Punkte zur Verbesserung der vertraglichen Abwicklung führen können:
· Beauftragung von Firmen nur zur einem plausiblen Gesamtpreis,
· Planer als Partner des Bauherrn und
· Festlegen eines Verhaltenskodex für NÖT-Baumaßnahmen.

Since the start of the worldwide success of the new Austrian tunnelling method in the middle 1960s, not only our society but also tunnelling have experienced fundamental change in many areas. The increasing influence of law and bureaucracy have led to the situation where today's tunnelling contracts have become extensive, intricate and disputed compared to former times. Collaboration as among colleagues has been replaced by the collective shedding of responsibility. The creation of tender documents, processing of the tenders and the construction of the works are all subject to the principle of lowest price, which is forced on the clients by law. Tender documents often contain errors and the tenders are not seldom speculative and under-priced. This inevitably leads to disputes during the construction phase.
The NATM is, however, a construction method, which needs flexible contract arrangements between partners, competent professionals, slender structures and short decision routes on the tunnel site in order to fulfil its entire potential. In contrast to this, tunnel sites today are often characterised by senseless administrative work and irrelevant reciprocal controls. The rapid development and increasing automation of machines and the development of construction materials still offer great chances for the NATM in the future. The future of the tendering and award arrangements, however, should be reconsidered and the training of managers capable of making decisions should be encouraged, in order to recreate the old team spirit of tunnellers on the site.
Seit der Einführung der Neuen Österreichischen Tunnelbauweise in der Mitte der 1960er Jahre erlebt der Tunnelbau in vielen Bereichen eine grundlegende Veränderung. Die zunehmende Verrechtlichung und die fortschreitende Bürokratisierung haben dazu geführt, dass die heutigen Tunnelbauverträge im Vergleich zu früher umfangreich, umständlich und widersprüchlich geworden sind. Sowohl die Erstellung der Ausschreibungsplanung als auch die Angebotsbearbeitung bis hin zur Ausführung leiden unter dem Billigstbieterprinzip, dem die Bauherrn gesetzlich unterworfen sind. Die Ausschreibungen sind meist mangelhaft, die Angebote nicht selten spekulativ und unterpreisig. Die NÖT aber ist eine Bauweise, die zur vollen Entfaltung ihres Potenzials eine flexible partnerschaftliche Vertragsgestaltung, kompetente Mitarbeiter, schlanke Strukturen und kurze Entscheidungswege auf der Baustelle benötigt. Im Gegensatz dazu sind die Baustellen heute von sinnlosem Verwaltungsaufwand und oft unsinniger gegenseitiger Kontrolle geprägt. Die rasante Entwicklung und die zunehmende Automatisierung von Maschinen und die Weiterentwicklung von Baustoffen bieten auch in Zukunft große Chancen für die NÖT. Allerdings ist in Zukunft der Vergabemodus zu überdenken und die Ausbildung entscheidungskompetenter Führungskräfte zu fördern, um den alten Teamgeist der Tunnelbauer auf den Baustellen wieder herzustellen.

The technical development of the new Austrian tunnelling method has made decisive progress in recent decades, although mostly unnoticed by the general public. There is little reason for worry regarding possible or necessary technical developments in the future. What is dangerous for the construction method is the increasing concentration of the people involved in the project on purely contractual discussions, while the necessary collaboration on technical development is ever less important, as is the role of the technicians and engineers. In order to counter this and ensure the future of this method of construction, the essential and unaltered basic principles of the NATM and the role of the engineers must retain their former importance. There are a few positive examples, which point to the development potential and the constraints, which will be necessary in the future.
Die technische Entwicklung der Neuen Österreichischen Tunnelbaumethode hat in den letzten Jahrzehnten weitgehend unbemerkt von der Öffentlichkeit entscheidende Fortschritte gemacht. Es gibt wenig Anlass zur Sorge hinsichtlich der möglichen und notwendigen künftigen technischen Entwicklungen. Für die Baumethode gefährlich ist die zunehmende Konzentration der Projektbeteiligten auf rein vertragliche Diskussionen, die notwendige gemeinsame technische Abwicklung gerät ebenso wie die Rolle des Technikers immer mehr in den Hintergrund. Um dem entgegen zu wirken und die Zukunft dieser Baumethode abzusichern, müssen die wesentlichen, unverändert gültigen Grundsätze der NÖT und die Rolle des Technikers wieder gemeinsam in den Vordergrund gestellt werden. Es gibt positive Beispiele, die das Entwicklungspotenzial und die künftig notwendigen Randbedingungen aufzeigen.