Vorgestellt werden grundsatzliche theoretische Untersuchungen zum Konvergenzverhalten von Gasspeicherkavernen im Salz bei unterschiedlichen Entnahme- und Befuellungsrhythmen. Unter Verwendung einer Modellkaverne werden auf der Grundlage der FEM exemplarisch mehrere vorgegebene Betriebsdruckfolgen berechnet. Diese Berechnungen werden erganzt durch Betrachtungen zu Auswirkungen des Absenkzeitpunktes und des dort herrschenden Druckniveaus innerhalb der Kaverne. Langfristig sollen diese Grundlagen der Entwicklung eines Optimierungsverfahrens zur Gasentnahme in Kavernenfeldern dienen.

SUMMARY: Control measurements are used not only in working mines but also as a practical method of assessing the stability of rock caverns. The assumption upon which stability calculations are based can be checked using the results of these measurements. It is explained with the aid of diagrams how the stability of large rock caverns- can be monitored. The results of evaluation of control measurements carried out over a period of ten years in the underground machine hall of the Waldeck II pumped storage station are described, as well as the monitoring of secondary stresses in rock Pillars in a disused gypsum mine. An evaluation of the results was undertaken to assess the overall stability and to determine the need for additional rock reinforcement. ZUSAMMENFASSUNG: Kontrollmessungen dienen dem Zweck wirtschaftlich zu bauen und den praktischen Nachweis der Standsicherheit zu erbringen. Die Berechnungsannahmen der Standsicherheitsberechnungen können mit den Meßergebnissen ueberprueft werden. An Beispielen wird erlautert, wie die Standsicherheit großer Felshohlraume durch Überwachungsmeßmethoden kontrollierbar ist. Insbesondere werden die Ergebnisse mehr als 10-jahriger Kontrollmessungen an der Maschinenkaverne des Pumpspeicherwerks Waldeck II und spezielle Kontrollen der Sekundarspannungen in Felspfeilern einer Lagerkammer in einem ehemaligen Gipsbergwerk dargestellt. Eine Wertung der Ergebnisse erfolgt im Hinblick auf die Standsicherheit und ggf. erforderlicher Verstarkungen des Ausbaus. RESUME: Les mesures de contrôle servent à construire economiquement et à apporter la preuve pratique de la stabilite. Les suppositions du calcul de ceux de la stabilite peut etre contrôlees par les resultats des mesures. 11 est explique par des exemples que la stabilite de grandes cavernes rocheuses est contrôlable par des programmes de mesure de surveillance. En particulier, on y expose les resultats de mesure de contrôle de plus d''une decennie à la caverne centrale de pompage Waldeck II, aussi que des contrôles speciaux de la tension secondaire dans des pilliers de roche d''une chambre d''entrepat dans une ancienne mine de gypse. Une evaluation des resultats a lieu en vue de la stabilite et, au cas echeant, de renforcement de soutenement qui s''avereraient necessaries. EINLEITUNG Im Felsbau sol len Bauwerk und Gebirge ein System bilden, das statisch zu untersuchen und zu berechnen ist. Vom Arbeitskreis 18 der Deutschen Gesellschaft fuer Erd- und Grundbau wurde ein Sicherheitskonzept entwickelt (DGEG 1980, Empfehlungen fuer den Tunnelbau unter Tage) das aile die Sicherheit beeinflussenden Parameter enthalt. Danach sind Sicherheitsaussagen fuer folgende Versagensfalle zu machen: – Minderung der Gebrauchsfahigkeit z.B. Wasserundichtigkeit – Begrenzung der Verformungen – örtliches Versagen des Gebirges oder elnzelner Ausbauteile, z.B. Versagen von Felsankern – Gesamtversagen, d.h. Zusammenbruch infolge Festigkeitsuberschreitungen. Diesen Sicherheitsaussagen sind Kriterien zuzuordnen, wie Gebirgsspannungen, Verformungen und Druckfestigkeit des Gebirges, Festigkeit von Ausbauten und Tragfahigkeit von Felsankern, die realitatsnah anzunehmen, bzw. durch Untersuchungen zu bestimmen sind. Der geologische, meist inhomogene und anisotrope Aufbau des Gebirges, mögliche Restspannungen frueherer Beanspruchungen und mitunter unregelmaßige Gestaltung von Felshohlraumen haben nicht immer genau bestimmbare Größen und bringen Unsicherheit in die Berechnungen. Deshalb nehmen die meßtechnische Überwachung und Langzeitmessungen einen festen Platz im Entwurfkonzept fuer untertagige Felsbauten ein. Langjahrige Kontrollmessungen dienen somit dem Zweck, moglichst wirtschaftlich zu bauen und den praktischen Nachweis der Standsicherheit zu erbringen. Außerdem kann mit den Meßergebnissen der rechnerische Nachweis uberpruft werden. Von den an der Planung und Bauausfuehrung beteiligten Fachleuten sind im Einzelfall die durch Messungen zu untersuchenden Sicherheitskriterien auszuwahlen.

SUMMARY: The force of a selected number of permanent rock anchors must be continuously monitored. This is required by various standards. Six structures are described and the measured figures graphicly represented. The results are interpreted from the anchor manufacturer's point of view. The results of all measuring anchors checked essentially corresponded to the expected values. ZUSAMMENFASSUNG: Die Vorspannkraft einer Auswahl von permanenten Ankern muss dauernd ueberwacht werden. Dies verlangen verschiedene Normen. 6 Bauwerke werden beschrieben und die Messwerte grafisch dargestellt. Die Resultate werden aus der Sicht des Ankerherstellers interpretiert. Die Resultate aller untersuchten Messanker entsprachen im wesentlichen den Erwartungen. RESUME: Les normes de differents pays requierent un contröle permanent de la force effective d''un certain nombre de tirants d''ancrages assurant une structure. Cet expose presente les mesures effectuees sur 6 chantiers differents. Les resultats y sont interpetes selon les criteres du fournisseur des tirants et repondaient aux exigences posees par le cahier des charges. EINFUEHRUNG Vorgespannte Anker in bedeutenden Bauwerken werden heute dauernd uberwacht. Dies verlangt Z.B. die schweizerische Norm SIA 191 Sowie die DIN Norm 4125. Die wichtigste Messgrösse ist die Ankerkraft. Sie wird an einer Auswahl von Ankern, welche mit Kraftmessdosen versehen Sind, periodisch abgelesen. Diese Sogenannten Messanker sind in der Regel Freispielanker, d.h. ohne Verbund liber der Spannstrecke. Gleichzeitig mit der Kraftmessung ist es zweckmassig, noch Verformungs- und Bewegungsmessungen'' am gesamten Bauwerk vorzunehmen. Dies kann mit Extensometern oder mit geodaetischen Mitteln erfolgen. Ich will mich in diesem Vortrag auf das Langzeitverhalten der Ankerkrafte beschranken. Wir sind Unternehmer und stellen Anker her. Ich möchte deshalb aus der Sicht des Unternehmers die Resultate betrachten. HAUPTANFORDERUNGEN UND SOLLVERHALTEN VON DAUERANKER Die wesentlichen Anforderungen an vorgespannte Anker sind: – Sichere Verankerung der Spannstahle im Boden sowie im Spannanker. – Umfassender, dauernder Korrosionsschutz. – Exakte initiale Vorspannung. Diese Anker werden nun auf ihren Lebensweg geschickt. Bezlueglich der Vorspannkraft unterliegen sie nun den verschiedensten Einfluessen. Kraftanderungen aus Verformungen des Bodens sind ausserhalb der Verant-wortung des Unternehmers. (figure in full paper) Schlagartige Kraftabfalle jedoch ohne Bewegung der Umgebung sind schon eher dem Konto des Ankerherstellers anzulasten. Es könnte sich hier um Störungen in den Verankerungen handeln, z.B. Schlupf der Spannstahle. Auch Korrosionsschaden wuerden sich auf diese Weise bemerkbar machen. MESSWERTE VON 6 BAUWERKEN (Siehe grafische Darstellung) BEURTEILUNG DER MESSWERTE Fuenf der 6 untersuchten Bauwerke weisen geringe Kraftanderungen auf. Dies ueber eine Zeitdauer von bis 13 Jahren. Eine erfreuliche und beruhigende Feststellung. Die beiden Kavernen verhalten sich recht ahnlich. Wir stellen sowohl leichte Kraftabfalle wie Kraftzunahmen fest. Durchwegs Kraftabfalle zwischen 8 bis 12% zeigen die Messanker der Staumauererhöhung El Kansera, Marokko. Hauptverantwortlich duerfte die relativ hohe Spannstahlrelaxation sein. Eine Folge der damaligen Spannstahlqualitat, der recht hohen Ausnutzung von 70% sowie einer hohen Umgebungstemperatur. Etwas naher ansehen muss man sich die Hangsicherung''Schallberg. Die Kraftverlaufe aller 5 Messanker sind einzeln dargestellt. 3 Anker verhalten sich normal. 2 Anker weisen erhöhte Kraftverluste von 23 respektive 27% auf. Diese Verluste sind im wesentlichen wahrend der ersten Jahreentstanden. Dazu kommt, dass die Ankerverschiedene Langen aufweisen und ueber einweites Gebiet auf Einzelfundamenten abgespanntsind. Wenig zu sagen gibt es uber die beidenletzten Bauwerke. Sie sind noch etwasjung aber doch recht gut gestartet. SCHLUSSFOLGERUNGEN Alle Messanker erfuellen ihre Aufgabe. Die Messwerte entsprechen im wesentlichen den Erwartungen. Störungen oder Schaden welche der Ankerhersteller zu verantworten hatte wurden keine festgestellt. Nach 2 bis 7 Jahren ab Ankereinbau kommen bei allen Bauwerken die Kraftanderungen zur Ruhe. Die typische Huellkurve der Kraftanderungen ueber alle Bauwerke und bis 13 Jahre Messdauer betragt +5% und -12%. (figure in full paper) Auf keinen Fall sollten die Kraftmessungen jetzt abgeschlossen werden. Allfallige Schaden könnten nunmehr zuverlassig erfasst werden. Die Messintervalle sollen max. 1 Jahr betragen. Die Anforderungen an die Kraftmessanlagen sind hoch. Hydraulische Kraftmessdosen haben sich bewahrt. Sie sind wohl etwas altmodisch aber robust und zuverlassig.

SUMMARY: In the report are given an account of the state and perspectives of underground hydraulic engineering in the USSR. In the report are shown complications of specific underground engineering, outlined ways of their future developments. ZUSAMMENFA.SSUNG: Der Vortrag fuehrt die Hauptangaben ueber den Stand und die Entwicklungsendenzen von hydrotechnischen Tiefbauarbeiten in der UdSSR an. Ee Sind die Schwierigkeiten von spezifischen Tiefbauarbeiten angegeben, sowie die Wege zu ihrer Weiterentwicklung vorgeschlagen. RESUME: Dans le rapport on cite les donnees principales de l''eta contemporain et de perspectives du developpment de la construction hydrotechnique Souterrainne en l''URSS. Le rapport montre les complexites des travaux souterrainnee specifiques et les voies de leurs developpement futurieur. Geehrte Damen und Herren ! Geehrte Kollegen ! Erlauben Sie uns vor allem im Namen der Sowjetischen Spezialistendelegation unsere freudschaftliche Glueckwuensche anlaßlich des zwanzigsten Jubilaums der Internationalen Gesellsohaft fuer Felsmeohanik zu uebergeben und außern Erfolgwuensche sowie in der Arbeit der Gesellsohaft, als auch seines Jubilaumskongres- Ses zu außern, der von unseren Gastgebern - Kollegen aus der Bun- desrepublik - so exakt organisiert ist und so erfolgreich durchgefuehrt wird. Die Arbeit ill1sererGesellsohaft hat außer seiner rein technischer Aufgabe - persönliche Kontakte und gegenseitige wissenschaftlich-tech nische Information der Spezialisten-auch zum Ziel eine weitere und bedeutende Aufgabe - Vereinigung aller Menschen vom guten Willen im Namen und zum wohl der Völker. Darauf ist auch unsere gemein same Berufstatigkeit gerichtet, die Tatigkeit eines der edelsten Berufe auf der Erde - nahmlich der Bauleute. Und darin sehen wir die Garantie der Erfolge unserer Gesellsohaft und seines zwanzigsten Jubilaumskongresses hier in der gastfreundlichen Stadt Aachen. Die Tiefbauarbeiten werden in der UdSSR im groBen Umfang im Interesse von verschiedenen Wirtschaft-zweigen gefuehrt, so z.B. Verkehrswesen, Landwirtschaft, Bergbau, hydrotechnischer und energetischer Bau. Wir betrachten weiter die Fragen von hydroteclillischenTeifbauarbeiten, die eigenartin und spezifisch sind. Der hydrotechnische Tunnelbau wird in der Sowjetunion schon ueber 50 Jahre gefuehrt. Der Anfang war in Armenien bei dem WKW "Dzorogatinskaja". In der Zwischenzeit sind Tunnels mit einer Gesamtlange gegen 350 km gebaut, im Land sind 9 WKW mit den Maschinenhallen unter Tage mit einer Gesamtleistung von 2,5 mio kW''s im Betriab. Besonders ist der Umfang von den Tiefbauarbeiten in den letzten 20- 25 Jahren gestiegen, nachdem diese Arbeiten im Rahmen des Ministeriurns fuer Energetik und Elektrifizie rung der UdSSR der Unionsvereinigung "Hydrospezstroj" uebergeben wurden. Von den in dieser Zeit gebauten und zur Zeit im Betrieb stehenden hydrotechnischen Anlagen unter Tage könnte man folgende besonders erwalillen: – der Tunnel "Arpa-Sewan" mit einer Lange von 48 km zur Wasserumleitung vom Fluß Arpa in den seicht werdenden Bergsee Sewan; – WKW "Nurekskaja" mit einem Tiefbaukomplex von 2,7 mio m 3 , WKW "Unguri" - gegen 2,2 mio m 3 , wkw "Shirkejskaja" - gegen 0,7 mio m 3 , WKW "sharwakskaja" - gegen 0,5 mio m 3 , WKW, "Toktogulskaja" - gegen 0,4 mio m 3 , WKW "chantajskaja"- gegen 0,3 mio m, NKW "Wilujskaja" - gegen 0,3 mio m 3 und andere. Nur in den letzten Jahren sind unter Tage gegen 10 mio m 3 Felsboden ausgehoben, in die Konstsuktionen unter Tage gegen 3 mio m 3 von Beton und Stahlbeton eingebaut, gegen 150 kIDvon Tunneln, Kammern und Maschinenhallen unter Tage gebaut. Die Tiefbauarbeiten unter Tage wurden vorwiegend in den Felsboden mit einer breiten Palette von technisch-geologischen Verhaltnissen und in verschiedenen Landesregionen gefuehrt. So wurde, z.B. der Bau eines eigen artigen 48-km-langen Tunnels zur wasserwnleitung aus dem Fluß Arpa in den Sewan-See in sehr komplizierten hydrogeologischen Verhaltnissen gefuehrt: mit,großem Wasserzulauf(bis 1200 m 3 /h),mit hohen Fels- und Lufttemperaturen (bis +40 3 C), mit groHem Gas-(bis 300000 m 3 ) und Gesteinausbruch (bis m 3 ) und mit Bergschlagen.

ZUSAMMENFASSUNG: Der vorliegende Beitrag befaßt sich mit einigen Aspekten zu Laborversuchen mit Steinsalz und zur Dimensionierung von Salzkavernen. Dazu wird zunachst ein genereller Überblick ueber die im Rahmen gebirgsmechanischer Untersuchungen fuer den Entwurf und die Ausfuehrung von Kavernenanlagen im Salzgebirge durchzufuehrenden Arbeiten gegeben. AnschlieBend werden aufbauend auf den Ergebnissen einaxialer Kriechversuche einige Probleme diskutiert, die mit der Formulierung viskoser Stoffgesetze und den mit ihnen erhaltenen Aussagen zurn Kriechverhalten verbunden sind. Insbesondere wird eine vergleichende Untersuchung zur Extrapolation von Laborzeitraumen, die im Bereich von Wochen und wenigen Monaten liegen, auf fuer Kavernenanlagen relevante Zeitraume von Jahren durchgefuehrt. SUMMARY: First of all a dimensioning concept is presented, which covers the general procedure of cavern design from a rock mechanical viewpoint. After presentation of some representative creep laws suggested for rock salt and their parameters which were determined by one set of uniaxial creep tests, the results of a comparative study are discussed. This study shows some interesting aspects connected with the extrapolation of the creep behaviour predicted with different creep laws. RESUME: Tout d''abord il se presente un concept du dimensionnement, qui traite Le procede general du projet de cavernes d''un point de vue mecanique de rocher. Apres la presentation de quelque lois de convergence recommandees pour Ie sel gemme et le parametres determines par une serie des essais uniaxial de convergence les resultats d''un etude comparatif sont discutes. Cet etude un indique quelques aspects lies avec extrapolation du comportement convergence predite par les lois differentes. KAVERNENBAU 1M SALZGEBIRGE Der Hohlraurnbau im Salzgebirge ist in den vergangenen Jahren zunehmend in den Blickpunkt des wissenschaftlichen Interesses gelangt. Bei diesen Hohlraurnen handeIt es sich einerseits urndie Grubenbaue der Salz- und Kalibergwerke und andererseits um Kavernen, die entweder bei der soltechnischen Gewinnung von Steinsalz entstehen oder die zur Speicherung von fluessigen oder gasförmigen Energietragern sowie zur Lagerung von Industrieabfallen ausgesolt werden. Eine besondere Problematik beinhaltet die Endlagerung hochradio- aktiver Abfalle in Steinsalzlagerstatten, auf die jedoch nicht naher eingegangen werden solI. In der Bundesrepublik Deutschland sind insbesondere im nordwestlichen Bereich mehr als 200 Salzlagerstatten aus dem Zechstein vorhanden, die ueberwiegend als Salzstöcke ausgebildet sind und in denen in den letzten 15 Jahren bereits mehr als 100 Kavernenspeicher mit Volumina bis zu 500 000 m 3 je Kaverne angelegt wurden. Die Kavernen dienen hauptsachlich zur Bevorratung von Rohöl und schwerem Heizöl sowie von leicht verfluessigbaren Mitteldestillaten wie Äthylen und Butan. Darueber hinaus sind neben 2 Druckluftkavernen 18 Hochdruckerdgaskavernen hergestellt und in Betrieb genommen worden. (figure in full paper) Ein wesentlicher Forschungsschwerpunkt des Lehrgebietes fuer Unterirdisches Bauen (LUB) der Universitat Hannover befaßt sich mit Untersuchungen zum Tragverhalt en von soltechnisch hergestellten Hohlraumen im Salzgebirge. Da die nicht zuganglichen Salzkavernen im Gegensatz zu den Üblichen begehbaren Tunnel- und Kavernenbauwerken im Fels keinen Ausbau zur Unterstuetzung der Trageigenschaften des Gebirges erhalten können, ist als Grundlage fuer einen sicheren und wirtschaftlichen Kavernenentwurf einer realistischen Einschatzung des Tragverhaltens und des Tragvermögens des die Hohlraume umgebenden Gebirges die entscheidende Bedeutung zuzumessen. Welche Anforderungen werden nun von einem Kavernenbetreiber an den auf gebirgsmechanischen Untersuchungen beruhenden Kavernenentwurf gestellt? Bild 1 zeigt einen Schnitt durch einen Salzstock und zwei fuer Norddeutschland typische Speicherkavernen, die zu einem größeren Kavernenfeld gehören sollen. Das Ziel eines Kavernenentwurfs besteht nun

SUMMARY: In March 1981, a Symposium on underground construction methods for nuclear Power plants was held in Hannover. In all, 36 papers were presented on current research activities in the field of underground construction. All Papers were followed by discussion. The advantages of building underground were seen to be, firstly that added protection is afforded to the plant itself, and conversely to the population, by a thick shield of rock, and secondly that the choice of possible sites is considerably broadened. Speakers gave their accounts of the current state-of-the-art in different countries and the feasibility of employing either the cavern or the cut-and- cover method of underground construction. In addition to the increased degree of protection afforded to underground nuclear power stations, certain financial and technical aspects concerning the operation Of the plant would also be advantageous. A review of papers given at the Symposium is presented and particular attention is paid to the geotechnical aspects of construction. ZUSAMMENFASSUNG: Im Marz 1981 fand ein Symposium tiber die unterirdische Bauweise von Kernkraftwerken statt, bei welchem in 36 Vortragen ueber die derzeitigen Aktivitaten auf dem Gebiet der unterirdischen Bauweise zusammenfassend berichtet und diskutiert wurde. Hierbei wurden die Beweggruende, d.h. Schutzziele, Schutzwirkung, Erweiterung des Standortangebotes u.a., fuer das untertagige Bauen dargelegt. Im einzelnen wurde ueber den Stand der Technik und die Realisierbarkeit der verschiedenen Bauweisen - Gruben-bauweise, Kavernenbauweise - in verschiedenen Landern informiert. Neben der Erhöhung des Schutzgrades von Kernkraftwerken durch die unterirdische Bauweise wurden auch finanzielle und betriebstechnische Aspekte erörtert. Im folgenden wird ein Resumee unter besonderer Berucksichtigung der geotechnischen Aspekte aus den Symposiumsbeitragen gezogen. RESUME: En Mars 1981 eut lieu un symposium sur la construction souterraine des Centrales nucleaires, au cours duquel 36 exposes sur les activites actuelles dans la domaine de la construction souterraine fournirent un resume et firent l''objet de discussions. Ainsi furent expliques les motifs de la construction souterraine, c''est a dire entre autres les buts de securite, l'' effet de securite, extension des possibilites donnees par la localite. En detail, on fut informe du niveau de la technique et de la possibilite de realisation des differentes facons de construire les mines et les cavernes - dans differents Days. En Dlus du rehaussement du degre de securite des centrales nucleaire par la construction souterraine, il fut discute les aspects financiers et de ceus de marche d''une entreprise. Suit, un resume des rapports du symposium, tenant particulierement compte des aspects qeotechniques des fondations. EINLEITUNG Das Symposium "Unterirdische Bauweise von Kernkraftwerken, sicherheitstechnisches Potential und in-genieurmaβige Realisierung" fand yom 16.3.81 20.3.81 in der Bundesanstalt far Geowissenschaften u. Rohstoffe, Hannover, statt. Insgesamt nahmen an der funftagigen Veranstaltung 241 Fachleute, davon 49 Teilnehmer als auslandische Gaste aus den Staaten USA, Italien, Frankreich, Belgien, Schweden, österreich, Schweiz, Japan, Groβbritannien, Canada, Norwegen und Danemark teil. Das Symposium wurde mit dem Ziel durchgefuehrt, einen internationalen Meinungsaustausch ueber Ergebnisse in- und auslandischer Untersuchungen zur Untertagebauweise herbeizufuhren. Die Vor- und Nachteile der U-Bauweise gegenueber der oberirdischen Bauweise sollten vorgetragen und diskutiert werden, urn die unterirdische Bauweise besser bewerten zu können. Zu folgenden Themenkreisen wurden Vortrage gehalten: "Überblick ueber internationale Aktivitaten zur unterirdischen Bauweise von Kernkraftwerken" "Konzept fur unterirdische Kernkraftwerke" "Standortspezifische Probleme von unterirdischen Kernkraftwerken" "Beurteilung des Sicherheitspotentials von unterirdischen Kernkraftwerken" "Oberirdische alternative Containmentkonzepte" "Methoden zur Gesamtbewertung der unterirdischen Bauweise und alternativer oberirdischer Containmentkonzepte" Eine Exkursion mit ca. 50 Teilnehmern nach Hemfurth/Edersee, wo die Kaverne des PSW Waldeck II mit einem Querschnitt von 106 m × 33,5m × 52 m als der gr6Bte ingenieurmaβig erstellte Hohlraum im Fels steht, beendete das Symposium am 20.3.81. Das folgende Resumee soll im Hinblick auf felsmechanische Probleme vor allem Beitrage zu internationalen Aktivitaten, Konzepte fur unterirdische Kernkraftwerke (UKKW)

SUMMARY; The paper shows, by using examples of roadheader installations for underground excavations, the principal methods under use today. The preliminaries, necessary conditions and limits for the application of this type of machines are discussed in their technical as well as in their economical influence. The potentials of development, distinguishing these machines form the end of the paper, this recognising of new fields of adaptation and the combination with ne;, methods of rock disintegration. ZUSAMMENFASSUNG: Der Artikel gibt - an Hand von Einsatzbeispielen - eine Überblick ueber den Anwendungsbereich von Teilschnittmaschinen im Stollen und Tunnelbau. Die Voraussetzungen, Bedingungen und Grenzen des Einsatzes dieser Maschinen werden sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht diskutiert. Die Entwicklungsmöglichkeiten, die diese Maschinentype besitzt, sowie die lIeiterentwicklung von Vortriebsverfahren bilden den Schluss, wobei noch neue Einsatzgebiete und die Kombination mit neuen Technologien des Gesteinsabbaues angesprochen werden. RESUME: L''article montre quelques exemples d''application des machines de creusement à l''attaque ponctuelle dans les excavations souterreines. Les presuppositions, les conditions et les limites de l''application de ces machines sont discutees d''un point de vue technique et economique. Les possibilites de developpement que possèdent ces machines ainsi que la mise au point de futures methodes de creusement constituent la fin de l''article, tout en abordant des domaines s''application nouveaux en combinaison avec des technologies nouvelles de desintegration de roches. EINLElTUNG Wenn man bedenkt, daβ seit der Ein fuehrung der Teilschnittmaschinen (oder exakt Schneidkopfmaschinen) Im Westen insgesamt ca. 500 Einheiten in der Bauindustrie fuer die untertagige Auffahrung von Stollen und Tunneln verkauft wurden und Von diesen zur Zeit weltweit ca. 300 Maschinen noch im Einsatz stehen, so wird die Bedeutung dieser Maschinentype am besten durch fol gende Ziffern belegt: Man kann annehmen, daβ die durchschnittliche Löseleistung/Mbh - quer durch alle Maschinenklassen - bei ca. 20 fm3 liegt und die Maschinenausnuetzung im Durchschnitt zumindest 20 % der verfuegbaren Arbeitszeit betragt, so ergibt sich daraus, daβ jahrlich zumindest 7,2 Millionen fm3 Gestein mit diesen Maschinen gelöst wird. Dies entspricht - um die Ziffer zu veranschaulichen - einem Tunnel mit 80 m2 Querschnitt und 9D km Lange. Dabei sind in diesen Zahlen die im Ostblock eingesetzten Maschinen nicht beruecksichtigt. Da die Entwick lung dieser Maschinentype aber ihren Ausgang im Ostblock nahm, muβ angenommen werden, daβ auch in diesen Landern Schneidkopfmaschinen nicht nur im Bergbau, sondern in erheblichem Maβe auch in der Bauindustrie eingesetzt sind.DERZEITIGER STAND DER ENTWICKLUNG ALLGEMEINES Von den Haupttechnologien zur Auffahrung untertagiger Hohlraume - sprengvortrieb, Tunnelbohrmaschinen schildvortrieb mit und ohne mechanische Löseeinrichtungen sowie Teilschnittmaschinen wurden die Teilschnittmaschinen als letzte entwickelt und als letzte fuer die Anwendung im stollen-u. Tunnelbau herangezogen. Das bedeutet, daβ sowohl maschinentechnisch als auch verfahrenstechnisch im Vortrieb mit Teilschnittmaschinen die gröβten potentiellen Entwicklungsreserven liegen. Dieser Artikel hat das Ziel, den derzeitigen Stand der Technologie der Auffahrung untertagiger Hohlraume mit Teilschnittmaschinen (kurz TSM) zu umreiβen, die Voraussetzungen, Bedingungen und Grenzen fuer deren Einsatz darzulegen, bestehende Entwicklungsnischen aufzuzeigen sowie. Ansatze fuer die Weiterentwicklung der Maschinen- und Verfahrenstechnik - bezogen auf den stollen- und Tunnelbau - zu diskutieren. UBERSICHT ÜBER DEN STAND DER MASCHINENTECHNIK. Zur Zeit sind drei Hauptkonstruktionsprinzipien auf dem Markt vertreten: Fraslader TSM mit Langsschneidkopf TSM mit Querschneidkopf Die Vor-und Nachteile der einzelnen Konstruktionsprinzipien sind in der Fachliteratur in umfangreicher Form besprochen worden.(MENZEL, FRENYO, 1981, GEHRING 19B1). Wenn man sonderkonstruktionen fuer Rohrvortrieb ausklammert, liegen die Maschinengewichte zwischen 8 u. 140 t, die Antriebsleistungen zwischen 20 und 300 KW am schramkopf. Besitzen die leichteren Maschinen weitgehend elektrische Einzelantriebe, 50 wird mit zunehmender Antriebsleistung die Versorgung der Antriebe durch ein zentrales Hydraulikaggregat typisch. Ausgenommen bleibt der Antrieb des schramkopfs, der praktisch ausschlieβlich eleklrisch erfolgt.

SUMMARY: The use of tunnel boring machines (TBM) increased in the last 10 years by several hundred per cent. Positive records of more than one thousand meters advance per month contrast with disillusioning negative records of only a few meters advance/month in fault zones. The influence of these zones on penetration rate and utilization is shown in seven case histories. A dependence of the daily advance rate from the length and quality the fault zone can be recognized. The requirements resulting from these experiences for Engineers, TBM-manufacturers and site managers are pointed Out. ZUSAMMENFASSUNG: Der Einsatz von Tunnelbohrmaschinen (TBM) hat sich in den letzten 10 Jahren urn mehrere Hundertprozent gesteigert. Positiven Rekordleistungen von mehr als tausend Meter Vortrieb pro Monat stehen ernuchternde Negativrekorde von nur wenigen Metern Vortrieb/Monat in Storzonen gegenueber. An sieben exemplarischen Fallen wird der unterschiedliche Einfluβ dieser Zonen auf die Bohrgeschwindigkeit und den Ausnutzungsgrad aufgezeigt. Eine Abhangigkeit der taglichen Vortriebsgeschwindigkeit von der Lange und Qualitat der Storzone ist erkennbar. Die sich aus diesen Erfahrungen ergebenden Forderungen an den ausschreibenden Ingenieur, an die Maschinenhersteller und an die Bauausfuehrenden werden zusammengefaβt aufgestellt. RESUME: L''usage des tunneliers s''est intensifie pendant les 10 derniers ans de plusieurs cent pour cent. Des records positifs de plus que mille metres d'avancement par mois contrastent avec des records negatifs et desillusionnants de seulement quelques metres par mois dans des accidents geologiques. L''influence de ces accidents sur la vitesse de penetration et sur l''utilisation est decrit dans sept cas exemplaires. Une dependance de la vitesse d''avancement par jour de la longueur et de la qualite des accidents geologiques est reconnue. Les exipences qui resultent de cettes experiences pour les ingenieurs projetants, pour les producteurs et pour les ingenieurs organisateurs sont soumises. EINFUHRUNG Moderne Tunnelbohrmaschinen (TBM) werden seit 1952 gebaut. In den Anangsjahren wurden sie nur zögernd eingesetzt. Der Durchbruch gelang ihnen Ende der sechziger Jahre. Bis 1969 waren weltweit nur 182 km Tunnel mit TBM aUfgefahren, seit 1970 wird jedoch ein schnell wachsender Anteil gebohrt. Bis April 1981 waren insgesamt 438 Tunnel (Bild 1) mit einer Lange von 1 483 km gebohrt. Die technischen Geburtswehen dieser Maschinen sind heute Geschichte. Falle des totalen Versagens - die frueher haufiger auftraten - werden immer seltener. (figure in full paper) Nach wie vor gibt es aber zwei Hauptprobleme: Zu lockeres Gestein Zu hartes Gestein Auswirkungen von zu locker em Gestein auf Stillstande durch Sicherungsarbeiten, den Ausnutzungsgrad, die Bohrgeschwindigkeit und damit auf die durch die beiden letztgenannten Einfluβgröβen bestimmte tagliche Vortriebsleistung einer TBM werden an den folgenden Beispielen aus Starzonen gezeigt. Hierbei werden unter dem Begriff Starzonen tektonisch verursachte Bruche oder Bruchzonen im Gebirge verstanden, in denen der Gesteinsverband unterbrochen und eine Gleitverschiebung der beiden gegenuberliegenden, zum Bruch parallelen Trennflachen erkennbar ist (Verwerfung bzw. Verschiebung). Die Beispiele stammen von verschiedenen Maschinen mit 3,5 m Durchmesser. Die Bilder enthalten nur Aufzeichnungen von Tagen, an denen mehr als 1 m gebohrt wurde, die Auswirkungen der Störungen werden daher nicht voll offenbart. Stillstandtage werden jedoch erganzend im Text angefuehrt. Die Sicherungsarbeiten wurden in allen Beispielen mit Ankern, Stahlbagen und -blechen ausgefuehrt, Spritzbeton wurde nicht eingesetzt. BEISPIELE Beispiel (Bild 2a) Kurze, leichtere störung (40° Streichen zur Achse, senkrechtes Einfallen, 4 m machtig) in einer Sandstein/ Tonstein Wechsellagerung. Die tagliche Vortriebslange sank in der Starung auf 2 m bzw. 8 m ab und ging danach wieder auf die durchschnittliche Höhe von ca. 25 m zurueck. Die Bohrgeschwindigkeit ging am ersten Tag auf ca. 50 % zuruck. Der Ausnutzungsgrad der Maschine sank wegen der Gebirgssicherung - 3,5 m hinter der Ortsbrust - auf 5 bzw. 15 %. Fur die ca. 10 m lange Starzone wurden 2 Tage benatigt. Stillstandtage gab es keine. Ein durch den Versatz im First angeschnittener, nachbruchiger Tonstein verursachte weiterhin Stillstande durch Sicherungsarbeiten; er lief nach ca. 50 m schleifend aus.

ZUSAMMENFASSUNG Seit dem ersten Leistungseinsatz von Vollschnittmaschinen im Steinohlenbergbau hat eine erhebliche technische Weiterentwicklung statt- gefunden. Durch Veranderungen in der Bohrkopfform, der Verlagerung der Diskenmeiβel, der Verkuerzung der Maschinenkonstruktion im Bohrkopfbe- reich und der Entwicklung neuartiger Ausbausetzvorrichtungen konnte das wichtigste Ziel erreicht werden, namlich in Gesteinen extrem unter- schledlicher Festigkeit und Standsicherheit auch wahrend der Durchfah- rung geologischer Störungen eine hohe und regelmaβige arbeitstagliche Vortrlebsleistung zu erreichen. Oieses ist besonders zu bewerten, wenn man beruecksichtigt, daβ im Steinkohlenbergbau standiger Ausbau sofort im Maschinenbereich mit Mattenverzug und Ausbauringen mit geringeren Ringabstanden von ueblicherweise 75 cm zur Standsicherheit der Gesteins- strecken und zur Sicherheit der Vorortbelegschaft unumganglich notwen- dig und von der Bergbehörde vorgeschrieben ist. SUMMARY Since full-section tunnelling machines were first brought into use in coal mining their further technical development has been considerable. By means of alterations to the form of the drill point, the repositioning of the disk''s chisels, the shortening of the machine in the area of the drill point and the development of new forms of lining arrangements it has been possible to achieve the most important objective namely the accomplishment of a consistanty high tunnel driving performance during a working day in rocks of widely differing strength and stability as well as while driving through geological faults. This is of particular value, when it is taken into account that in coal mining permanent lining immediately in the vicinity of the machine is absolutely necessary and required by the authorities, mesh lagging and steel ring lining with a small ring spacing, usually of 75 cm, being used to secure the rock areas and ensure safety of the personnel at the working face. RESUME Depuis le premier emploi productif des machines à attaque globale dans l' exploltation des mines de houille, une evolution technique consideratble a eu lieu. Les transformations dans la forme de la tête de fola ration, le deplacement des molettes à disque, le raccourcissement de la construction des machines dans le domaine de la tête de foration et le developpement de nouveaux engins de pose de soutenement ont permis d' attelndre le but 18 plus important, c''est-à-dire de parvenir par un usage quotidien à une puissance de creusement elevee et reguliere dans les terrains de resistance et de stabilite extrêmement differentes, egalement pendant la traversee des zones geologiques instables. Cette performance doit être particulièrement appreciee, quand on considère que, dans l''exploitation des mines de houille, l''autorite des mines prescrit un etaiement stable dans Ie domaine immediat des machines à l''aide de bandage en treillis et de cintre dont les plus petits ecartements sont habituellement de 75 cm, indispensable à la stabilite des galeries au rocher et à la securite du personnel sur place. Einfluβ der Forderung nach sofortiger Hohlraumsicherung auf die Maschinenkonzeption Die im Bergbau unabdingbare Forderung der sofortigen Hohlraumsicherung durch Stahlringausbau und Mattenverzug unmittelbar hinter der Ortsbrust setzt einen ausreichend graβen freien Raum im Maschinenbereich voraus. um die notwendigen Ausbauarbeiten ausfuehren zu können. Dieser war damals am ehesten bei einer Maschine gegeben, die nur ein seitliches Abspannpaar besaβ gegenueber den sonst ueblichen zwei oder sagar vier Abspannpaaren in Form eines Andreaskreuzes. Der Vortrieb wurde dadurch behindert, daβ die Abspannung zwischen den Ringen gegen das Gebirge erfolgen muβte. Ringabstande von in der Regel nur 100 cm und sagar weniger verlangten eine besonders sorgfaltige Fahrweise der Maschine. Die Abstande der Ausbauringe muβten sauber eingehalten werden und diese selbst muβten genau bankrecht gestellt werden. Die Durchfuehrung der einzelnen Fahroperationen der Vortriebsmaschine stellten dabei haufig nicht erfuellbare Anforderungen an die Maschinenfuehrer. Um den Wunsch nach immer geringeren Abstanden der Ausbauringe erfuellen zu können, muβten die Abspannplatten schmaler werden, dabei durfte der spezifische Anpreβdruck gegen das Gebirge nicht so hoch werden, daβ dieses möglicherweise zerdrueckt wurde. Daher entwickelte man - vor allem bei den einpaarigen Seitenabspannungen - eine Platte mit senkrechter groβer Rille. Damit konnte der Ausbauring ueberfahren werden, indem sich das Ringprofil in diese Rille legte.

SUMMARY In dimensioning deep underground excavations in rock—salt it is of particular importance to find a realistic way to take into account the time dependent deformation behavior of rock—salt. Developing and proving a useful material law requires a sufficient number of laboratory test results as well as in situ measurements. Furthermore an appropriate method of calculations or a computer program is needed to calculate even high complicated boundary value problems. In this work the influence of some numerical and material approximations on the results of creep calculations with the Finite Element Method is presented. As an example the rather simple boundary value problem of a deep borhole is noticable, whereas the chosen variations of the boundary conditions don''t effect the results at all. It is evident that the calculated creep deformations vary with respect to the chosen material model. Therefore the effect of the variation of Poisson''s—ratio in the range of instantaneous deformation and the effect of different 3—D generalisations for the steady—state creep on the overall time dependent behavior is examined. ZUSAMMENFASSUNG Flit'' die Bemessung von Bauwerken im Salzgestein ist es von besonderer Wichtigkeit das zeitabhangige Verformungsverhalten des Salzes möglichst realistisch zu erfassen. Hierfuer ist es einerseits erforderlich genuegend zuverlassige Laborversuchsergebnisse and in situ Messungen zu besitzen, um ein brauchbares Stoffgesetz formulieren and testen zu können. Andererseits muß ein geeignetes Rechenverfahren bzw. Rechenprogramm verfuegbar sein, um auch komplizierte Probleme zu Iösen. Im Rahmen dieser Arbeit werden die Einfluesse dargestellt, die die numerischen and stofflichen Naherungen auf die Kriechberechnungen haben kónnen. Hierbei wird das einfache Randwertproblem eines tiefen Bohrloches im homogenen Salzgebirge untersucht. Im Rahmen der numerischen Approximationen ergibt sich ein erheblicher Einfluß der Diskretisierung and des Elementtypes, wahrend die Randbedingungen in den hier gewahlten Variationen das Kriechverhalten kaum verandern. Da die errechneten Kriechverformungen naturgemuet3 stark von der Art des gewhhlten Stoffgesetees abhangen, wird hier besonders der Einfluß verschiedener 3—D Verallgemeinerungen des sekundaren Kriechens sowie der gewahlten Querdehnungszahl des Sofortverformungsbereiches auf das Zeitverformungsverhalten des Bohrloches untersucht. RESUME Pour mesurer des constructions dans le mineral de sel it est très important de saisir la reaction de deformation du sel qui est dependant du temps le mieux possible realistement. Pour cela it est necessaire d''une part d''avoir assez de resultats des essais de labora bati pour formuler et tester une loi de matière util-toiret de mesurages du teraine à. D''autre part une bonne methode de calculer respectivement un programme de calculer doit être disponible pour solutionner aussi des problames compliques. Dans le cadre de ce travail ils sont presentes ces influences que les approximations numeriques et materiels avaient sur les calculs de fluage. Pour cela le simple problème d''une trou de mine dans un terrain de sel homogène est examine. Dans le cadre de l''approximation numerique it se montre une influence considerable de la manière d''element pendant que les conditions de bord dans la variation choisi ici modifient à peine l''attitude de fluage. Parce que les deformations de fluage calculees dependent naturellement trop de la manière du loi de matière choisi, l''influence de la nombre de Poisson choisi et encore plusieurs 3—D generalisations de fluage secundaire sur l''attitude de deformation dependent du temps de la trou de mine est examine ici. 1. EINLEITUNG Das aufgrund der technologischen and nicht zuletzt der politischen Entwicklung immer groBer werdende Beduerfnis PrimMrenergietrMger wie Erdöl and Erdgas oberflachennah zu speichern, hat den Bau von immer größeren and somit effektiveren Kavernen erforderlich gemacht. Dies bedingte dann die Notwendigkeit einer intensiven Erforschung der Mechanik des Salzgesteins. Sehr wesentliche and teilweise ganzlich neuartige Impulse erhielt die Salzmechanikforschung durch die Suche nach einer Möglichkeit zur Endlagerung fuer den seit Jahren produzierten hochgiftigen radioaktiven Muell unserer Gesellschaft. Damit wurde allerdings auch gteichzeitig ein Behr hoher Anspruch an die Ergebnisse and die Zuverlassigkeit der Forschung gestellt. Die Maglichkeit wie bei der Lasung anderer Ingenieurprobleme aus Erfahrungen zu lernen - auch aus negativen - mußte hier ausgeschaltet werden, da man in diesem Zusammenhang negative Erfahrungen eventuell nur einmal machen kann. Die konkreten Aufgaben, die sich bei der Ldsung von Ingenieurproblemen stellen, sind im allgemeinen die folgenden: Berechnung der Struktur als Randwertproblem unter Verwendung eines geeigneten Rechenverfahrens. Beschreibung des Materialverhaltens in maglichst realistischer Weise unter Beruecksichtigung der Spannungs- and Verformungsbedingungen, denen das Material in situ ausgesetzt ist and Einfuegen dieser Beziehung in das Rechenverfahren. Bei dem Problem der Lagerung radioaktiven Muells sind anders als z.B. bei Speicherkavernen noch die Einfluesse aus Temperatur and radioaktiver Bestrahlung in der Materialbeziehung zu beruecksichtigen. Es ist außerdem zu beachten, daß der zu untersuchende Betriebszeitraum der Kaverne die 1abormaßigen Erfahrungen um ein vielfaches uebersteigt und daher starke Extrapolationen des Erfahrungsbereiches notwendig sind. Die bis vor wenigen Jahren noch ausschließlich verwendeten empirischen oder halbempi -rischen Rechenverfahren erweisen sich wegen der neuen "Dimension" dieser Probleme als vuellig unzureichend.

SUMMARY Whereas tunnelling experience shows difficulties to increase with the diameter, underground caverns with large span often caused astonishingly little trouble. This can be explained only to a small extent by the fact that caverns are generally built in favourable rock conditions which can be predicted with a good accuracy already in the design stage. But the observed successes were essentially made possible by modern geological and rock mechanical investigation methods, by a careful interpretation of the geological conditions and by adapting to them the design of the cavern, particularly the cross section, temporary and final rock support. This progress is still going ahead: in the future, still more attention should be paid to the detailed interpretation of the geological data which will not only allow to avoid trouble but also to optimize the design, e.g. with respect to the layout and the orientation of the cavern, by the consideration of favourable geological elements, of the initial stresses and the joint pattern of the rock mass. KURZFASSUNG Wahrend es im Tunnelbau als allgemeine Erfahrung gilt, dass die baulichen Schwierigkeiten mit dem Hohlraumdurchmesser wachsen, haben Kavernen sehr grosser Spannweite oft erstaunlich geringe Schwierigkeiten geboten. Dies ist nur zu einem geringen Teil darauf zurueckzufuehren, dass Kavernen meist in guenstigen Gebirgsverhaltnissen angelegt werden, welche mit grosser Genauigkeit der Vorhersage schon vor dem Bau erhoben werden können; sondern zu einem wesentlichen Teil wurden die verzeichneten Erfolge durch fortschrittliche Methoden der geologischen und felsmechanischen Bauvorbereitung, durch eine sorgfaltige Interpretation der geologischen Bedingungen und eine Anpassung der Konstruktion, insbesondere auch der Querschnittsform und der vorlaufigen wie der definitiven Abstuetzung des Gebirges an die geologischen Bedingungen ermöglicht. Dieser Fortschritt ist noch im Gange. Noch wesentlich mehr Aufmerksamkeit als bisher sollte der Dateninterpretation gewidmet werden, wobei es gilt, nicht nur Schwierigkeiten zu vermeiden, sondern auch Vorteile, insbesondere der Lage und der Achsrichtung wahrzunehmen und sich dabei den vorhandenen Spannungen sowie dem Flachengefuege anzupassen. RESUME Tandis que l''experience faite dans la construction des tunnels montre une augmentation des difficultes avec le diamètre, la realisation de cavites souterraines de grandes dimensions a souvent pose peu de problèmes. Ceci ne peut être expliquè que très partiellement par le fait que les cavernes sont generalement construites dans des conditions geologiques favorables, bien previsibles dejà à 1''etat de 1''etude. Mais les succès observès ont ete rendus possibles essentiellement par l''utilisation des methodes modernes de la geologie et de la mecanique des roches, par 1''interpretation soignee des donnees et par 1''adaptation du projet, p. ex. section transversale, support provisoire et permanent, aux conditions geologiques. Ce progrès n''est pas arrête: à 1''avenir une attention encore accrue devrait être portee sur 1''interpretation detaillee des donnees geologiques qui permettra non seulement d''eviter des deboires, mais aussi d''optimiser le projet, p. ex. disposition et orientation de la cavite, en tirant profit d''elements geologiques favorables et en considerant les contraintes initiales et la structure du massif. Beim Bau der ersten Krafthauskavernen in den Vierzigerjahren hatte man Neuland betreten, ohne sich auf gesicherte theoretische Grundlagen stuetzen zu können. Noch gab es keine Geomechanik, welche eine bautechnische Interpretation geologischer Daten ermöglicht hatte. So wagte man zunachst Großraume nur unter guenstiqen geologischen Verhaltnissen anzulegen, baute aber dennoch aufßerst starke Gewölbe ein, - "zur Sicherheit" - d.h. aus innerer Unsicherheit. Erst im Laufe der Zeit tastete man sich an weniger guenstige geologische Verhaltnisse heran, riskierte auch größere Spannweiten. Der Anwendungsbereich des Untertage-Großraumbaues wuchs weiter zusehends, als das Beduerfnis nach Großraumlagern fuer Treibstoffe, Chemikalien, Wasser usw. die Verlegung größerer Speicher in den Untergrund nahelegten. Gefördert wurde diese Entwicklung durch zunehmende praktische Erfahrung, aber auch durch vermehrte theoretische Kenntnisse. Doch auch juengste Beispiele zeigen immer wieder, wie wenig sich bislang die Erkenntnis durchgesetzt hat, daß vornehmlich die geologischen Verhaltnisse ueber das Ob und Wie des Untertage- Gro(3raumbaues entscheiden bzw. entscheiden sollten. GROSSHOHLRAUMBAU EINE SPEZIFISCH GEOh1ECHANISCHE AUFGABE Ziel, aber auch Problem eines jeden Hohlraumbaues ist die Anpassung an die geologischen Verhaltnisse, welche unabdingbare Gegebenheiten sind. Diese Probleme beziehen sich weniger auf das, worin viele Fachleute der Felsmechanik den Schwerpunkt sehen, namlich auf die theoretisch-rechnerische Erfassung der statischen Verhaltnisse aufgrund von geologischen Daten, welche als gegeben betrachtet werden; sie beziehen sich viel mehr auf die Reprasentativitat and Variabilitat der Parameter and auf die geologische Situation im ganzen bzw. deren Auswirkungen auf das Felsbauwerk, also auf Fragenkomplexe, welche z.B. der Salzburger Kreis vorzugsweise als Geomechanik im weiteren Sinne bezeichnet. Immer noch stellt, trotz neuer Versuche auf diesem Felde, der Durchtrennungsgrad des Trennflachengefueges, seine Begriffgebung and seine Quantifizierung eines der ungelösten Hauptprobleme; von seiner richtigen Einschatzung hangt aber die zutreffende Bewertung der Gebirgsfestigkeit and deren Anisotropie ab. Mit Absicht sagen wir: Einschatzung, da eine rechnerische Erfassung aufgrund der Gesteinsund Gefuegeangaben immer noch nicht gelungen ist and wohl auch nicht leicht in befriedigender Weise gelingen wird. Die einzig realistische Ermittlung der Gebirgsfestigkeit ist wohl die aufgrund von Großversuchen in situ.

SUMMARY Both an appropriate description of the rock mass stress—strain behaviour and a reliable estimation of the in—situ stresses represent important prerequisites for the economic design of large underground openings in rock. The influence of the in—situ state of stress on the secondary stresses and deformations induced in the rock mass during excavation of a cavern are investigated on the basis of analysis results obtained using the finite element method. These investigations enable recommendations for an economic design of the support. Finally, some problems for the design of underground openings with very large span are discussed. ZUSAMMENFASSUNG Eine wesentliche Voraussetzung fuer den wirtschaftlichen Entwurf großer Felshohlraume ist eine zutreffende Beschreibung des Spannungsdehnungsverhaltens des Gebirges sowie die richtige Einschatzung des Primarspannungszustandes. Auf der Grundlage von Berechnungsergebnissen nach der Methode der Finiten Elemente wird der Einfluß des Primarspannungszustandes auf die Spannungen and Verformungen im Fels beim Ausbruch einer Kaverne untersucht. Daraus ergeben sich Hinweise fuer eine wirtschaftliche Dimensionierung and Bemessung der Sicherungsmittel. Abschließend wird auf die Probleme, die sich daraus fuer den Entwurf von Hohlraumen mit sehr grofßen Abmessungen ergeben, eingegangen. RESUME Une condition importante pour le projet economique des cavites rocheuses est une description precise de la relation entre lee contraintes et les deformations de la roche ainsi qu''une estimation exacte de 1''etat de contrainte naturel. Les effets de l''etat de contrainte naturel sur les contraintes at les deformations dans la roche lors de 1''extraction d''une caverne sont examines sur base de resultats calcules suivant la methode des elements finis. I1 en resulte des remarques concernant le calcul economique et le dimensionnement du revêtement et du boulonnage du rocher. Pour conclure les proble''mes concernant le projet de cavites a très grand metrage sont commentes. EINLEITUNG In diesem Beitrag soil ueber einige felsmechanische Probleme berichtet werden, die im Zusammenhang mit dem Entwurf and der Ausfuehrung von Kavernen fuer Wasserkraftanlagen haufig auftreten. Nach den Erfahrungen des Autors, der in den letzten Jahren an mehreren Projekten dieser Art als Berater beteiligt war, liegt der Schluessel zur Lösung dieser Probleme in der richtigen Einschatzung des Spannungsdehnungsverhaltens des Gebirges sowie der Primarspannungen. Deshalb wird zunachst kurz eine Mo- dellvorstellung fuer das Spannungsdehnungsverhalten von Fels er1autert, die in den vergangenen Jahren vom Autor and seinen Mitarbeitern entwickelt wurde [9, 14]. Dabei wird insbesondere auf die Schwierigkeit eingegangen, die erforderlichen felsmechanischen Kennwerte zu ermitteln. Es wird gezeigt, daß einige weit verbreitete and Behr oft angewendete felsmechanische Versuche bei bestimmten Gebirgsverhaltnissen hierfuer nicht oder nur begrenzt geeignet sind. Anschließend wird auf den Einfluß der Primarspannungen auf die Spannungsumlagerung and die Verformungen beim Ausbruch einer Kaverne eingegangen. Daraus ergeben sich einige Hinweise auf Probleme, die sich fuer die Standsicherheit von Kavernen ergeben können. Diese Probleme, wie auch die Vorgehensweise bei der Bemessung and Überpruefung von Sicherungsmaßnahmen, werden an einigen Beispielen erlautert. Abschließend werden einige Schlußfolgerungen, die sich daraus fuer den Entwurf von Kavernen mit großen Abmessungen ergeben, gezogen. SPANNUNGSDEHNUNGSVERHALTEN VON FELS Die Trennflachen im Fels, die in Form von Kleinklueften, Großklueften sowie von weit durchgehenden Störungen auftreten können, haben bekanntlich einen maßgeblichen Einf1uß auf das Spannungsdehnungsverhalten. An einer Vielzahl von Felsarten 1aßt sich zeigen, daß, durch die Entstehung bedingt, eine oder mehrere Scharen annahernd ebener und zueinander paralleler TrennflSchen vorhanden sind, die das Gestein entweder teilweise oder vollstSndig durchtrennen. Es hat sich bewShrt, einen solchen Fels durch ein Gefuegemodell zu beschreiben, das sowohl ein Modell fuer das Korngefuege des ungekluefteten Gesteins als auch fuer das TrennflSchengefuege beinhaltet [14]. In den Bildern 1 bis 4 sind vier Beispiele fuer die Zuordnung unterschiedlicher Felsarten zu entsprechenden Gefuegemodellen dargestellt. - Der in Bild la dargestellte Granit 1aßt sich durch die Kombination eines richtungslosen Korngefueges fuer das ungeklueftete Gestein und eines allgemeinen raumlichen Trenna Granit Bild 1 Gefuegemodell eines Felses mit richtungslosem Korngefuege und allgemeinem raumlichen Trennflachengefuege. flachengefueges beschreiben (Bild 1b). Bei dem in Bild 2a dargestellten Schiefer handelt es sich um einen Fels mit flachigem Korngefuege und einem allgemeinen raumlichen Trennflachengefuege, wobei die Seh''referung sowohl, iie flachenhafte Textur des Gesteins bestimmt, als auch als Trennflachenschar S ausgebildet ist (Bild 2b). Auch ein Sandstein mit gefuellten Schichtfugen aus feinkcirnigen BSden kann einem geometrischen Gefuegemodell zugeordnet werden (Bild 3). Der in Bild 4b dargestellte Basalt ist ein Beispiel fuer einen Fels mit richtungslosem Korngefuege und "linearem" Trennfldchengefuege (Bild Wenn man diese Gefuegemodelle in mechanische Modelle umsetzen will, dann stellt sich zunachst die Frage, ob es dabei notwendig ist, jede Trennflache mit ihren mechanischen Eigenschaften einzeln nachzubilden, um das Spannungsdehnungsverhalten des Felses zutreffend zu beschreiben. Abgesehen davon, daB es nicht mSg- lich sein wird, alie Trennflachen in ihrer Lage and ihrer Ausbildung in der Natur zu erkunden and somit geometrisch zu erfassen, wird vom Autor die Auffassung vertreten, daß man in vielen Fallen auch gar nicht danach streben sollte, weil der Fels unter bestimmten Bedingungen durch ein sogenanntes "homogenes Modell" beschrieben werden kann, das im folgenden naher erlautert werden soil [14].

SUMMARY The range of applications vor tunnel boring machines (TBM) has been expanded by improvements through the last years. Harder rocks are economically excavated due to higher forward thrust. Steel ring erectors directly behind the cutterhead help to overcome zones of fractured or loose rock. For safety reasons, in penstokes or other inclined shafts the mechanical excavation is the only possible even in very hard and abrasive rock. A better knowledge of the breaking mechanism of the rock under the load of the cutters allows a realistic estimation of machine performances for a given project. ZUSAMMENFASSUNG Durch Verbesserungen an Tunnelvortriebsmaschinen ist deren Einsatzbereich in den letzten Jahren stark erweitert worden. Höhere Vorschubkrafte erlauben den wirtschaftlichen Ausbruch immer hgrterer Gesteine. Durch Ausbauhilfen direkt hinter dem Bohrkopf können Störungszonen bewhltigt werden. In Druckschhchten und anderen Schrïgschhchten ist aus Sicherheitsgruenden oft nur ein mechanischer Vortrieb möglich, selbst in sehr hartem und abrasivem Gestein. Vertiefte Kenntnisse ueber den Bruchvorgang im Gestein erlauben eine realistische Abschatzung der Maschinenleistung fuer ein bestimmtes Projekt. RESUME Pendant les derniers annees les tunneliers ont ete ameliore de sorte qu''ils sont aujourd''hui capable de travailler dans des roches dures aussi bien que dans des roches d''une faible stabilite. Dans les puits inclinee, l''excavation mecanisee est souvent la seule possible, même dans des roches très dures et abrasives. Des connaissances plus profondes sur la fracturation de la roche sous les outils permettent d''estimer d''une maniere realistique la vitesse d''avancement pour un certain project. EINFUEHRUNG Der Einsatzbereich fuer Tunnelvortriebsmaschinen ist in den letzten Jahren stark erweitert worden, und zwar in Richtung hatere Gesteine durch Erhõhung der Vorschubkraft, in Richtung Lockermaterial durch Entwicklung verschiedener Kombinationen mit Schildern und in Richtung nicht standfeste Felsgesteine durch systematische Einbaumöglichkeiten unmittelbar hinter dem Bohrkopf. Fuer viele Gebirgsarten, bei denen frueher ein mechanischer Vortrieb nicht in Frage kam, werden heute geeignete Maschinen oder Maschinenkombination angeboten. Es handelt sich dabei durchwegs um Gerate im Wert von mehreren Millionen DM. Bei Investitionen in solcher Höhe muss sorgfaltig abgeklgrt werden, wo die Grenzen der Einsetzbarkeit liegen. Es ist offensichtlich, dass diese von GerSt zu Gerat abweichen und daher jedesmal neu festzustellen sind. Die folgenden Ausfuehrungen beziehen sich hauptshchlich auf Vollschnittmaschinen. BEDINGUNGEN FUER DEN EINSATZ VON VOLLSCHNITTMASCHINEN Vollschnittmaschinen können nur dort eingesetzt werden, wo dies a) technisch möglich und b) wirtschaftlich ist, d.h. nicht teurer als der konventionelle Vortrieb. Die technischen Möglichkeiten können abgeschatzt werden, wenn detaillierte Kenntnisse ueber das anzutreffende Gebirge vorliegen. Diese muessen in der Regel ausfuehrlicher sein als fuer Sprengvortrieb, da der mechanische Vortrieb - wenn ueberhaupt - nur mit Muehe an veranderte Gebirgsverhãltnisse angepasst werden kann. Die Wirtschaftlichkeit eines Maschineneinsatzes hangt nicht nur vom Gestein und Gebirge, sondern auch von den Gegebenheiten des Bauwerks (Kreisprofil, Kurvenradien etc.) ab. Besonders beim Bau von Druckschachten sind seit mehr als einem Jahrzehnt fast ausschliesslich Vortriebsmaschinen eingesetzt worden, und zwar auch in sehr abrasivem Hartgestein. Eine maschinengerechte Projektierung der Stollen und Schachte kann hier wesentlich zur Hebung der Wirtschaftlichkeit beitragen. Sie ist Voraussetzung fuer einen optimalen Maschineneinsatz. WIRTSCHAFTLICHE GRENZEN Jeder Maschineneinsatz hat den Vergleich mit einem entsprechenden Sprengvortrieb zu bestehen. In Druckschachten und anderen Schragschachten stellt der Sprengvortrieb meist ein sehr hohes Sicherheitsrisiko dar. Nachbrueche, selbst von kieinen Gesteinsbrocken, gefahrden die Mannschaft ausserordentlich, auch im gesamten rueckwartigen Bereich des Schachtes. Es finden sich heute kaum noch Mineure, die bereit sind, einen Schragschacht nach konventioneller Methode im steigenden Vortrieb zu sprengen. In Schragschãchten werden daher heute meist Tunnelvortriebsmaschinen eingesetzt auch wenn sehr hartes und abrasives Gestein zu erwarten ist. Die Meisselkosten können in solchen Fallen weit ueber 100 DM pro Kubikmeter Festgestein ansteigen, was kaum mehr als wirtschaftlich bezeichnet werden darf. Um einzelne extrem harte Zonen ueberhaupt auffahren zu kónnen, sind gelegentlich Lockerungssprengungen vor dem Bohrkopf nötig. Solche Sprengungen sollen von der Ortsbrust eine Vielzahl von Trennflachen im Gestein erzeugen, ohne dass grôssere Blócke auf den Bohrkopf herunterfallen. Das so gelockerte Gebirge lasst sich dann mit wesentlich verbesserten Vortriebsleistungen ausbrechen. Die Wirtschaftlichkeit eines Maschineneinsatzes darf nicht nur an den Ausbruchkosten abgeschatzt werden. Der mechanische Vortrieb kann die Gesamtkosten wesentlich beeinflussen. Durch den gebirgsschonenden Ausbruch werden die notwendigen provisorischen und dauernden Stuetzmassnahmen reduziert. Die glatte, regelmassige Ausbruchsoberflache erlaubt es, minimale Betonstarken auszufuehren, ohne dass Ueberprofil mit Beton verfuellt werden muss. Das ausgebrochene Material fallt so kleinstueckig an, dass es in Schragschachten auch bei geringer Neigung meist ueber eine Schwemmrinne abgefuehrt werden kann. Bei unverkleideten Druckstollen ergeben sich hydraulische Reibungsverluste, die wesentlich geringer sind als beim Durchfliessen eines gesprengten Stollens mit all seinen groben Unebenheiten. Alle erwahnten Faktoren fuehren zu Einsparungen, welche indirekt auf den mechanischen Ausbruch zurueckzufuehren sind. sich jedoch nicht unmittelbar in den Ausbruchskosten manifestieren. GEOLOGISCH BEDINGTE GRENZEN Die durch die geologischen Verhaltnisse gegebenen Grenzen sind teils ultimativ (z.B. bei ungenuegender Standfestigkeit des Gebirges oder wenn die Maschine nicht ausreichend verspannt werden kann), teils sind sie durch wirtschaftliche Gegebenheiten gesetzt (z.B. bei hohen Meisselkosten oder geringen Vortriebsleistungen). Die erwahnten Limitierungen werden nachstehend diskutiert.

Summary The paper discusses the causes of rock fall and dynamic shock hazards at mines of the Legnica-Głogów Copper Area and the methods used for their forecasting with particular regard to geophysical methods. The measures for controlling the rock fall and dynamic shock hazards are given according to the mining systems used. Project of classification of roofs in the Legnica-Głogów Copper Area is presented and usability of the measuring and testing methods is estimated.

Summary The rationality of such mechanization does not consist merely in exclusion of miner from the mining work, but also in even getting of longwall and giving it a stabile shape and dimensions as well as direction of its progress. The control of the hazard which is effected by statics and kinetics of longwall surroundings, calls for giving it not a great width. These conditions are fulfilled by complex mechanization. In Poland the mechanization of longwalls of middle thickness is realised in seams prone to rock bursts inclined to 20 deg. Using the progress in designing dynamic plough the extension of complex mechanization is suggested over the longitudinal longwall method with roof caving, at a dip of 30 deg. At a dip higher than 30 deg. the complex mechanization may be used of transversal longwall progressing on the full dip. In a thick seam prone to rock bursts there are possibilities of using the achievements of mechanization in Kuznietzk Basin /USSR /.

Abstract Rock bursts represent one of complex manifestations of the rock pressure. This is the type of ground falls in longwall faces imminent also in mining conditions prevailing in the most important Czechoslovak coal basin, namely in the Ostrava- Karviná Coal Field. Research carried out with the aim to find solutions to this problem revealed that it should be directed to study the problems of failure processes of structural elements within the rockmass in conditions of complex stress. It is also important to study the accumulated energy released during the failure processes of rocks. According to reasons which lead to failure. a principal classification of rock bursts is outlined. The conditions which are necessary and sufficient for the occurrence of rock bursts indicate two main approaches pursued in Czechoslovakia to prevent this hazard in mines.

Summary General stability criteria for unsupported cavity cross-sections in bedrock are given. For a special class of cross section then terms and statements are discussed by the aid of which stability investigations on the cavity contours are to be carried out. This is followed by the introduction of an optimization model serving for the determination of stable and optimal forms of cross section. Simultaneously, this model yields a new method for estimating the support load. With the aid of a graphic method of solution and using example the practical significance of the research results is pointed out.

Summary Stratigraphical conditions of the brown coal seams in Hungary. Physical and mechanical properties of coal and surrounding rocks. Types of powered supports applied in longwall faces. Directives of investigations preceding the selection of equipments. The ways of conducting the investigations. Data processing and evaluation. Investigations in order to determine the limits of the field of application of the powered supports of different types in the coal-field Oroszlány.