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In the course of constructing the new Vienna - St. Pölten high-speed railway line, three TBM tunnels with an excavated diameter of approx. 13 m were driven between 2005 and 2010. The total length of these three tunnels including portal structures, cut-and-cover and top-down sections was approx. 7.4 km, of which 6.2 km were excavated by TBM-S. The tunnels were constructed with drainage systems and two-pass linings in the tunnel arch. During the feasibility study, the permit application design and the tender design phase, detailed risk analyses were performed for excavation method (TBM or NATM), machine type (TBM-S or SM-EPB) and lining type (single- or two-pass). The expectations of the client during the design phase and those of the contractor during the bidding phase are compared and discussed, taking into account construction time considerations, geotechnical risk assessments, lining design, machine type and construction sequence as well as the allocation of risks between client and contractor. The reality of the project, i.e. the construction time actually needed, the challenges encountered, the problems solved and the joint approach adopted to implement the project as well as the lessons learned (experiences and findings) are all described. Im Zuge der Errichtung der Neubaustrecke Wien - St. Pölten wurden in den Jahren 2005 bis 2010 drei Tunnel mittels einer Tunnelbohrmaschine mit einem Ausbruchsdurchmesser von rund 13 m aufgefahren. Die Gesamtlänge der drei Tunnelbauwerke, inklusive der Portalbauwerke, offenen Bauweisen und Deckelbauweisen, betrug rund 7,4 km, wobei rund 6,2 km mit einer TBM-S aufgefahren wurden. Die Tunnel wurden druckwasserentlastet mit einem zweischaligen Ausbau im Gewölbe hergestellt. Für die Tunnel wurden in den Phasen der Grundsatzprüfung, der Behördenverfahren und der Ausschreibungsplanung vertiefte Risikoanalysen zur Vortriebsmethode (TVM oder NÖT), zur Wahl des Maschinentyps (TBM-S oder SM-EPB) und des Ausbaus (einschalig oder zweischalig) erstellt. Die Erwartungen des Auftraggebers (AG) in der Planungsphase und des Auftragnehmers (AN) in der Angebotsphase werden anhand von Bauzeitüberlegungen, Risikobetrachtungen zu Geotechnik, Ausbau, Maschine und Bauablauf sowie der Sphärenzuordnung AG und AN gegenübergestellt und erläutert. Die Wirklichkeit, also die reale Bauzeit, die aufgetretenen Schwierigkeiten, die gelösten Probleme und die partnerschaftliche Projektabwicklung sowie die gewonnenen Erfahrungen und Erkenntnisse werden dargelegt. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

An introduction is presented in which the author discusses two methods of tunnelling, the conventional tunnelling or New Austrian Tunnelling Method (NATM), and mechanical tunnelling or Tunnel Boring Machine (TBM) method.

The 13.35 km long Wienerwald (Vienna Woods) Tunnel forms a key element of the new railway line between Vienna and St. Pölten. The 11 km long twin-tube western section of the tunnel was constructed using two tunnel boring machines, type TBM-S, with an excavation diameter of approximately 10.7 m, and a water pressure-relieved, double shell lining system. A Swiss unsealed, stacked segment lining system was used. In the year 2000, a TBM with these dimensions represented new territory for ÖBB-Infrastructure AG, so intensive investigations of the technology were undertaken from the feasibility study and permit application phases onwards. Risk analyses in respect of geotechnical engineering, TBM design and segmental tunnel lining, cross-checking of the construction schedule and costs that were estimated during the tender phases were undertaken. Together with a comprehensive and thorough investigation, this led the client to the conclusion that the tunnelling work in the western section should be tendered with two alternatives (conventional tunnelling and TBM drive). Appropriate tender evaluation criteria allowed an objective comparison of the submitted tenders to be made and resulted in an unproblematic contract with the western section being awarded for the TBM system. The expectations of the client and the contractor with regard to geology and geotechnics, construction schedule and construction process are described. Deviations from these expectations and the actual technical and construction difficulties encountered are explained, along with the corresponding solutions that were used to overcome these problems. Der 13,35 km lange Wienerwaldtunnel stellt das Kernstück der Neubaustrecke Wien-St. Pölten dar. Der zweiröhrige Westabschnitt des Tunnels wurde über eine Länge von rd. 11 km mit zwei Tunnelbohrmaschinen TBM-S, Ausbruchsdurchmesser rd. 10,7 m und druckwasserentlastetem, zweischaligen Ausbau hergestellt. Als Tübbingsystem wurde ein ungedichteter Schweizer Stapeltübbing gewählt. TBM-Vortriebe in dieser Dimension waren Anfang 2000 für die ÖBB-Infrastruktur AG Neuland, und so befasste sie sich schon bei den Machbarkeitsstudien und den behördlichen Einreichungen intensiv mit dieser Technologie. Risikoanalysen zu Geotechnik, Maschinentechnik, Tübbingausbau, Bauzeit und Kosten in den Phasen Einreichung und Ausschreibung sowie eine umfangreiche Erkundungskampagne ließen den Auftraggeber zu dem Schluss kommen, die Vortriebsarbeiten im Westabschnitt in zwei Varianten (zyklisch und TBM-Vortrieb) auszuschreiben. Entsprechend gewählte Zuschlagskriterien ermöglichten einen objektiven Vergleich der Angebote und eine einspruchsfreie Vergabe des Westabschnitts zugunsten der Variante mit TBM-Vortrieben. Die Erwartungen des Auftraggebers (AG) und des Auftragnehmers (AN) werden hinsichtlich Geologie und Geotechnik, Bauzeit und Bauablauf sowie Vertragsabwicklung dargelegt. Die Abweichungen und tatsächlich aufgetretenen, technischen und bauwirtschaftlichen Schwierigkeiten sowie deren Lösungen werden erläutert. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

In infrastructure tunnelling projects with shielded TBMs, prefabricated segmental linings are used with various systems and requirements. The required degree of accuracy in segment production and ring assembly is a considerable factor in terms of equipment, time and costs. The required tolerances for segments and ring assembly depend significantly on the segment geometry, lining system and field of application. In order to provide a reasonable basis for allowable segment and installation tolerances, a new approach has been established as part of a research initiative of the ÖBB-Infrastruktur AG with respect to the risks and consequences arising from geometrical tolerances. The paper explains the concept of 'tolerance classes' with the approach for their developments, derivation and classification. A practical application example is shown in addition. With respect to the nomenclature of tolerances, a harmonization process has been performed in collaboration with the German committees for underground structures, ZTV-ING and DAUB. The results of harmonizing and proposals of tolerance clarifications are presented within this paper. Toleranzklassen, Harmonisierung der Toleranzbegriffe und Toleranzanforderungen Erfahrungsstand 2016 Bei maschinellen Schildvortrieben kommen Tübbingauskleidungen mit unterschiedlichen Systemen und Anforderungen zum Einsatz. Die erforderliche Genauigkeit in der Herstellung der Fertigteilsegmente sowie beim Ringbau gewinnt immer mehr an Bedeutung für eine wirtschaftliche Auslegung der Auskleidung, gekoppelt an die spezifischen Anforderungen des Projekts. Das erforderliche Maß an die Genauigkeit der Tübbinge und den Einbau im Tunnel hängt im Wesentlichen von der Tübbinggeometrie, vom Tübbingsystem und vom jeweiligen Anwendungsbereich ab. Im Arbeitskreis 'TVM-Forschungsprojekt Toleranzen', einer Forschungsinitiative der ÖBB-Infrastruktur AG, wurde ein neuer Ansatz für die Herleitung zulässiger Herstell- und Einbautoleranzen unter Einbeziehung einer Risikobetrachtung entwickelt. Im vorliegenden Beitrag wird die Herangehensweise für die Entwicklung, Herleitung und Klassifizierung von Toleranzgruppen, die unter dem Namen 'Toleranzklassen' geführt werden, beschrieben. Ergänzend wird auch ein Beispiel für die Anwendung des vorgestellten Konzepts gezeigt. Im Zusammenhang mit den Toleranzklassen erfolgte eine Harmonisierung von Toleranzbegriffen in Zusammenarbeit mit deutschen Ausschüssen wie der ZTV-ING und des DAUB. Die wesentlichen Änderungen und Ergänzungen der Toleranzbegriffe sowie Erläuterungen werden im Anschluss an das erwähnte Konzept der Toleranzklassen vorgestellt. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

In order to reduce operational interruptions for the maintenance of the drainage system, the ÖBB-Infrastruktur AG has developed an innovative drainage flushing system, which has different features depending on tunnel system and overburden. Um Betriebseinschränkungen für die Dränageinstandhaltung zu reduzieren, wurden seitens der ÖBB-Infrastruktur AG innovative Dränagespülsysteme entwickelt. Abhängig von Tunnelsystem und Überlagerung sind diese unterschiedlich ausgebildet. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

The Pummersdorf Tunnel is part of the works to close the gap between St. Pölten and Loosdorf and is planned as a single-bore, two-track tunnel about 3.5 km long. Before the start of the design work leading to handing the project in for approval, a risk analysis was carried out regarding suitable tunnelling methods, with four variants being compared. As a result of this risk analysis, taking the current market conditions into account, a decision was made to submit two methods of tunnelling to free market competition: · Variant A: Sequential advance with two lining layers (with relief of water pressure), · Variant B: Continuous advance with an EPB shield with single-layer segment lining (resistant to water pressure). This article describes the project as affected by the geotechnical, hydrogeological and environmental constraints as well as the specific sensitive aspects on this project. It describes the decision-making process, which led to the selection of the two tendered variants, and briefly describes the tendered variants. Der Tunnel Pummersdorf ist Bestandteil des Lückenschlusses St. Pölten-Loosdorf und ist als einröhriger, zweigleisiger Tunnel mit rund 3,5 km Länge geplant. Vor Beginn der Ausschreibungsplanung wurde eine Risikoanalyse betreffend geeigneter Vortriebsmethoden durchgeführt, wobei vier Varianten miteinander verglichen wurden. Als Ergebnis der Risikoanalyse wurde unter Berücksichtigung von derzeitigen Marktverhältnissen die Entscheidung getroffen, zwei Vortriebsmethoden dem freien Wettbewerb zu stellen: · Variante A: Zyklischer Vortrieb mit zweischaligem Ausbau (druckwasserentlastend), · Variante B: Kontinuierlicher Vortrieb mit EPB-Schild mit einschaligem Tübbingausbau (druckwasserhaltend). Im vorliegenden Bericht wird das Projekt im Rahmen der geotechnischen, hydrogeologischen und umfeldrelevanten Randbedingungen sowie der spezifisch sensiblen Aspekte des Projekts vorgestellt. Es wird auf die Entscheidungsfindung eingegangen, die zur Auswahl der beiden ausgeschriebenen Varianten geführt hat, und die ausgeschriebenen Varianten werden in ihren Grundzügen vorgestellt. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Three tunnels in the Perschling tunnel chain were driven successively by one TBM-S. In the course of the first two drives, there were many situations when the TBM-S without active face support was at the limits of its capabilities. The last tunnel to be driven was the Raingruben Tunnel with a length of 2,100 m. Based on the experience from the first two tunnels, advance ground improvement measures like grouting and groundwater lowering were undertaken in areas expected to be difficult. The measures meant that the drive could pass through the problem zones successfully. After about two thirds of the tunnel length under about 40 m of overburden, there were repeated collapses of the face. These reached a sudden peak with a major collapse of the face with an overbreak 34 m high above the crown, which extended almost to the surface. This blocked the cutterhead and the drive was stopped for five months. Various measures were undertaken in many stages to permit the TBM to restart. On account of the ground improvement works carried out from the surface, the remaining stretch was successfully bored and the tunnel structures of the Perschling chain were completed on schedule. Bei der Tunnelkette Perschling wurden hintereinander drei Tunnel von einer TBM-S aufgefahren. Im Zuge der ersten beiden Vortriebe kam es zu mehreren Situationen im Grenzbereich der Anwendung einer TBM-S ohne aktive Ortsbruststützung. Als letzter Tunnel wurde der Raingrubentunnel mit einer Vortriebslänge von 2.100 m aufgefahren. Auf Basis der Erkenntnisse und Erfahrungen aus den ersten beiden Tunnelvortrieben wurden im Vorfeld gebirgsverbessernde Maßnahmen wie Injektionen und Grundwasserabsenkungen in vermutlichen Problembereichen durchgeführt. Aufgrund dieser Maßnahmen konnte der Vortrieb die Problemzonen erfolgreich durchörtern. Nach rund zwei Dritteln der Vortriebsstrecke bei rund 40 m Überlagerung kam es jedoch vermehrt zu Ortsbrustverbrüchen. Diese gipfelten schließlich in einem größeren Ortsbrustverbruch mit einem 34 m hohen Überbruch in der Firste, der knapp unter die Oberfläche reichte. Dadurch wurde der Bohrkopf blockiert, und der Vortrieb stand für fünf Monate still. In weiterer Folge wurden verschiedene Maßnahmen durchgeführt, die das Wiederanfahren der TBM in mehreren Schritten ermöglichten. Aufgrund der durchgeführten Bodenverbesserung von über Tage aus konnte der restliche Vortriebsbereich mit der TBM-S erfolgreich aufgefahren werden und ermöglichte die zeitgerechte Gesamtfertigstellung des Rohbaus der Tunnelkette Perschling. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Abstract: An essential part of the Koralmbahn line, the Granitztal tunnel chain with a length of about 6.1 km runs between the Lavanttal and the Jauntal valleys and crosses the Deutsch Grutschen, the Granitztal and the Langer Berg. In early 2016, Austrian Railways ÖBB made a decision for the Granitztal tunnel chain project, which was then already under construction, to test the 3D model‐based Building Information Modelling (BIM) design method in addition to conventional 2D design. One essential precondition for the application of the BIM method on transport infrastructure projects was recognised as the required data structures. In addition to the definition of general project requirements and standards for BIM, work started on the structuring and classification of the construction elements required for the tunnel structure and their properties. Of equal importance are the spatial positioning and location of the construction elements and the definition of topological relationships to each other. The article gives an insight into the current state of development of BIM data structures for tunnel structure and track superstructure at the ÖBB and is intended to make a contribution to initiating the development of such data structures by all the disciplines involved in tunneling and transport infrastructure. The prime intention is to provide the BIM data structures produced in this way as an active contribution to the further development of the open BIM standard IFC (Industry Foundation Classes) in the IFC Underground Construction Group at buildingSMART [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Since the end of the 1980s, the Westbahn line has been undergoing successive upgrading to a modern high-speed line. The aim is to considerably increase the capacity and the travel speed up to 250 km/h. Regarding the infrastructure, this entails the new construction or upgrading of many sections including a number of tunnels due to the extended route and the topographical conditions. The requirements applicable to railway tunnels have changed significantly since the start of tunnel construction activities for the upgrading of the Westbahn. At the same time mechanised tunnelling technology has made great progress. These two developments have led to the situation that mechanised tunnel boring has become increasingly established in Austria as a viable alternative to NATM as a construction method for rail tunnels. The present article describes the procedure at the responsible company of Austrian Railways, ÖBB-Infrastruktur AG, in connection with these developments and explains the considerations leading to the selection of the tunnelling method. Seit Ende der 1980er Jahre wird die Westbahn sukzessive zu einer modernen Hochleistungsstrecke ausgebaut. Die Ziele sind, die Streckenkapazität deutlich zu steigern und die Fahrgeschwindigkeit bis auf 250 km/h anzuheben. Infrastrukturseitig sind dafür zahlreiche Neu- und Ausbauabschnitte notwendig, die wegen ihrer gestreckten Linienführung und der gegebenen topografischen Verhältnisse auch einige Tunnelbauwerke beinhalten. Die Anforderungen an Eisenbahntunnel haben sich seit dem Beginn der Tunnelbauaktivitäten für den Westbahnausbau wesentlich verändert. Gleichzeitig hat in dieser Zeitspanne die Technologie des maschinellen Tunnelvortriebs große Fortschritte erzielt. Beide Entwicklungen haben dazu geführt, dass sich der maschinelle Tunnelvortrieb in Österreich auch beim Bau von Eisenbahntunneln zunehmend als konkurrenzfähige Baumethode zum NÖT-Vortrieb etabliert hat. Der vorliegende Beitrag erläutert die Vorgangsweise der ÖBB-Infrastruktur AG im Zusammenhang mit diesen Entwicklungen und legt dar, welche Überlegungen bezüglich der Wahl der Tunnelbaumethode angestellt wurden. [ABSTRACT FROM AUTHOR]