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Challenges in shaft logistics in mining and tunnelling / Herausforderungen in der Schachtlogistik im Berg‐ und Tunnelbau
Authors: Dalios Christos , Hilgenberg Tobias 
Published: October 2013

AbstractThe article deals with the logistic challenge of supplying large quantities of construction materials underground. In this regard, the necessity and problems, which led to the development of introduction of pneumatic and hydraulic conveyance systems for construction materials in German coal mining, are described. Additionally, the various intermediate stages of development are described up to the techniques used today. The advantages and disadvantages of pneumatic conveyance of dry materials and hydraulic conveyance are described. The technology in use today is the result of a history of research and development over more than 40 years and above all the demands of the mining industry. The material is distributed below ground through a network of pipelines and intermediate stations. The various galleries and bottoms can be reached through pipe switches. The control and operation of the above‐ground system, the intermediate stations and the pipe switches is automatic and unmanned. The entire construction material supply network is controlled and monitored by the OPC server situated above ground. The data can easily be forwarded to downstream monitoring positions or connected for remote maintenance which is common practice today.Der Beitrag behandelt die logistische Herausforderung, große Mengen Baustoff unter Tage bereit zu stellen. In diesem Zusammenhang sollen die Notwendigkeiten und Problematiken erläutert werden, die zur Entwicklung der pneumatischen und hydraulischen Baustofffördertechnik im deutschen Steinkohlenbergbau geführt haben. Ferner sollen die verschiedenen Zwischenstufen der Entwicklung dargestellt werden. Es werden die Vor‐ und Nachteile der pneumatischen Trockenbaustoffförderung sowie die der hydraulischen Förderung erläutert. Die heute angewandten Techniken sind das Ergebnis einer mehr als 40‐jährigen Geschichte der Forschung und Entwicklung und vor allem der Notwendigkeiten im Bergbau. Die Verteilung des Baustoffs unter Tage erfolgt über ein Netzwerk von Rohrleitungen und Zwischenstationen. Die verschiedenen Strecken und Sohlen sind über Rohrweichen erreichbar. Die Steuerung und der Betrieb der übertägigen Anlage, der Zwischenstation sowie der Rohrweichen erfolgt im mannlosen Automatikbetrieb. Gesteuert und überwacht wird das gesamte Baustoffversorgungsnetz von dem in der Tagesanlage positionierten OPC‐Server. Die Weitergabe der Daten an nachgeschaltete Leitwarten oder die Anbindung an eine Fernwartung sind problemlos möglich und auch gängige Praxis.
Gotthard Base Tunnel in Sedrun – Experience with the construction and operation of two shafts / Gotthard Basistunnel in Sedrun – Erfahrungen aus Bau und Betrieb von zwei Schächten
Authors: Höfle Hartmuth 
Published: October 2013

AbstractThe two shafts located at Gotthard Base Tunnel in Sedrun – each 800 m deep – are serving during final tunnel operation as ventilation and as supply shafts. During construction phase of the main tunnels, each 57 km in length, they have been used as access and supply shafts for the construction of the central section of the Gotthard Base Tunnel. The central lot consists of the two single lane tunnels with 9 km length each and also of the multifunction area Sedrun.The preliminary works started in 1996 and were finished 2003 from when the first shaft was used as logistical access for the construction of the main tunnels. Until 2012 the whole operation of the tunnel construction as well as major parts of final fit out of the rail equipment has been carried out by using supply shaft 1. Shaft 2 which had been finished slightly later was mainly used as ventilation shaft and for transport of heavy and large sized equipment.The presentation describes the construction‐technology and the requirements with regard to the needs of the construction phase.Die beiden 800 m tiefen Schächte am Gotthard‐Basistunnel in Sedrun dienen in der Betriebszeit des Eisenbahntunnels als Zuluft‐ bzw. Abluftschacht und zur Aufnahme von Versorgungsleitungen. Für die Bauphase der beiden je 57 km langen Tunnelröhren wurden sie darüber hinaus zur Minimierung der Gesamtbauzeit als Zugangs‐ und Versorgungsschächte für den Bauabschnitt Mitte des Gotthard Basistunnels geplant und genutzt. Das Baulos Mitte umfasst die beiden Einspurtunnelröhren von je etwa 9 km Länge sowie die Multifunktionsstelle Sedrun.Die Vorarbeiten und der Schachtbau begannen im Jahre 1996, ehe ab 2003 der erste Schacht als Ver‐ und Entsorgungsschacht für den eigentlichen Tunnelbau in Betrieb ging. Während des Zeitraums bis 2012 wurde der gesamte Baubetrieb einschließlich eines Teils des nachfolgenden Einbaus der Tunnelausrüstung im Wesentlichen über den Versorgungsschacht 1 abgewickelt. Der später abgeteufte Schacht 2 diente vornehmlich als Wetterschacht und als Transportschacht für schwere, sperrige Geräte und Ausrüstungen.Der Beitrag beschreibt die ausgeführte Schachtbautechnik und die Anforderungen an die Ausstattung der Schächte für den Baubetrieb.
Headrace tunnel and tailrace tunnel of the Beles MPP in Ethiopia / Druckstollen und Unterwasserstollen des Wasserkraftwerks Beles in Äthiopien
Authors: Vigl Alois , Gerstner Reinhold , Bartimoccia Francesco , Cruciani Marco 
Published: October 2013

AbstractThe Beles Multipurpose Project, with a total installed capacity of 460 MW, is located in the Lake Tana region in the northwest of Ethiopia. The headrace system consists of the low pressure headrace tunnel and a 270 m deep vertical shaft with a power cavern at its lower end. A tailrace tunnel transports the turbine water to the Beles river where it is used again for agricultural purposes.The entire tunnel length of the tailrace tunnel and most of the length of the headrace tunnel encountered various types of volcanic rock at an overburden between 50 and 370 m. This volcanic section of 17.5 km length was excavated by a hard rock double shield TBM and lined with an “open” segmental lining. Control of water loss and water ingress had to be achieved through the permeability characteristics of the surrounding rock, the hydrogeological conditions and by means of grouting where required.The intake area is characterised by Quaternary lacustrine deposits over a length of about 1,600 m at an overburden up to a maximum of 120 m. For this lacustrine section, the DS‐TBM was modified to run in a semi‐EPB mode and the requirements to withstand pressurized backfilling were to be achieved by a gasket‐sealed segmental lining.Das Wasserkraftwerk Beles, mit einer Leistung von 460 MW, befindet sich im Nordwesten Äthiopiens in der Region des Tana Sees am Ursprung des Blauen Nils. Die oberwasserseitige Triebwasserführung umfasst den Druckstollen, einen 270 m tiefen vertikalen Druckschacht und ein Kavernenkrafthaus. Daran schließt der Unterwasserstollen an, der das Triebwasser zum Fluss Beles ausleitet, wo dieses zusätzlich für landwirtschaftliche Zwecke genutzt wird.Mit dem gesamten Unterwasserstollen sowie mit dem Großteil des Druckstollens wurden auf einer Länge von etwa 17,5 km vulkanische Gesteine durchörtert, bei Überlagerungshöhen zwischen etwa 50 und 370 m. Die vulkanischen Gesteine wurden mit Hartgesteins‐Tunnelbohrmaschinen aufgefahren und mit einer “offenen”, nicht gedichteten Fertigteilauskleidung ausgekleidet. Für die Begrenzung der Wasserzutritte und der Wasserverluste wurden soweit wie möglich die vorhandenen Gebirgseigenschaften betreffend Bergwasserdruck und Gebirgsdurchlässigkeit genutzt. Wo erforderlich wurden Gebirgsinjektionen eingesetzt, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen. Ein kurzer oberwasserseitiger Tunnelabschnitt im Anschluss an den Tana See durchörterte auf einer Länge von ca. 1.600 m lakustrine Sedimente bei Überlagerungshöhen bis zu 120 m. Für diesen Abschnitt wurde die Doppelschild‐TBM auf einen Semi‐Erddruckmodus umgerüstet, und es wurden gedichtete Fertigteile mit einer unter Druck eingebrachter Ringspaltverfüllung eingesetzt.
Long‐term behaviour of pressure tunnels / Langzeitverhalten von Druckstollen
Authors: Gerstner Reinhold , Netzer Elmar , Vigl Alois 
Published: October 2013

AbstractThe pressure tunnels of Alpine hydropower stations have been designed for a long lifetime and often give good service for long periods, making no further measures necessary except for regular maintenance. But in some pressure tunnels, damage to the lining has been discovered after some decades of use and this leads to repair works of varying extent. The article gives an overview of the damage patterns and the repairs, with serveral examples.Die Druckstollen alpiner Wasserkraftwerke sind für eine lange Lebensdauer konzipiert und stehen in vielen Fällen über einen langen Zeitraum klaglos in Betrieb, sodass neben der regulären Instandhaltung keine weiteren Maßnahmen erforderlich sind. Bei manchen Druckstollen ist nach einer Nutzungsdauer von mehreren Jahrzehnten die Entwicklung von Schäden an der Auskleidung festzustellen, die zu Sanierungen unterschiedlichen Umfangs führen. Der Beitrag gibt einen Überblick über die Schadensbilder und die Sanierungen, wofür mehrere Beispiele angeführt werden.
The New Semmering Base Tunnel project / Das Projekt Semmering‐Basistunnel neu
Authors: Gobiet Gerhard , Wagner Oliver K. 
Published: October 2013

AbstractThe successful implementation of a major infrastructure project demands not only the processing of technical questions but also the solution of numerous legal problems and the organisation of an intensive communication process. The article offers an overview of the work of the project team at the ÖBB‐Infrastruktur AG, which has been working intensively on the implementation of the New Semmering Base Tunnel project for eight years. The project has the most stringent requirements due to its project history and complexity and poses great challenges for all those involved.Für die erfolgreiche Umsetzung eines großen Infrastrukturprojekts sind neben der Abarbeitung technischer Fragestellungen auch unzählige rechtliche Probleme zu lösen und ein intensiver Kommunikationsprozess zu betreiben. Der Beitrag gibt einen Einblick in die Arbeit des Projektteams der ÖBB‐Infrastruktur AG, das seit acht Jahren intensiv an der Umsetzung des Projekts Semmering‐Basistunnel neu arbeitet. Das Projekt weist aufgrund seiner Projekthistorie und Komplexität höchste Anforderungen auf und stellt alle Beteiligten vor immer neue Herausforderungen.
Quality control and geotechnical monitoring of SCL in urban areas in the UK – case history Crossrail contract C510 / Qualitätsüberwachung und geotechnisches Monitoring bei Anwendung der Spritzbetonbauweise (SCL) in innerstädtischen Bereichen in Großbritannien – Fallbeispiel Crossrail Los C510
Authors: Fischer Martin , Stärk Alfred , Evans Chris 
Published: October 2013

AbstractThe Crossrail project in London, currently the largest infrastructure project in Europe, has shifted the quality control and geotechnical monitoring of SCL tunnelling to the next level. Based on the absolute priority of health and safety the chain of control spans from contract form and design to procedures and review panels on the construction site where the management, monitoring and review of significant quantities of data is a demanding task.Das Projekt Crossrail in London, das derzeit größte Infrastrukturprojekt Europas, hat die Standards der Qualitätsüberwachung und des geotechnischen Monitorings bei der Anwendung der Spritzbetonweise (SCL) auf die nächste Ebene gehoben. Bedingt durch die absolute Priorität von Arbeitssicherheit, erstreckt sich die Spanne der Überwachungsmaßnahmen von der Vertragsform über die Bauplanung bis hin zur Bauausführung und den Kontrollgremien auf der Baustelle, wo die Verarbeitung, Überwachung und Kontrolle erheblicher Messdatenmengen eine anspruchsvolle Aufgabe darstellen.
Cityringen – Extension of the Copenhagen Metro / Cityringen – Ausbau der Metro Kopenhagen
Authors: Rabensteiner Klaus , Notarianni Sergio 
Published: October 2013

AbstractThe Cityringen project will link the historic old city centre of Copenhagen with the outskirts and provide rapid and safe transport for 240,000 passengers per day. The existing Metro network will be extended with 17 new stations with average dimensions of 65 m × 20 m. Two single‐track tunnels each 15.5 km long and 5.50 m diameter will be bored by altogether four EPB‐TBMs working at the same time. In addition, three construction and ventilation shafts, a ramp structure and subsidiary structures are to be constructed.An introduction to the project will be followed by a report of the current state of the design and construction works. Particularly worth mentioning are the extensive dewatering measures at the shafts and station structures. Another important point is the dense monitoring programme provided for the reliable control of the construction works. The various geotechnical and geodetic sensors and measuring systems are also described and also the largely automatic recording, transmission and processing of the data. We then show how an automatic tunnel information system can link high‐quality measured data with many other sources of data and information about construction progress and make it available over the Internet to ensure continuous safety of the construction works through risk management.Das Projekt Cityringen wird den historischen Altstadtkern von Kopenhagen mit den Randbereichen verknüpfen und 240.000 Fahrgästen täglich eine rasche und sichere Fortbewegung ermöglichen. Dafür wird das bestehende Metro‐Netz um 17 Stationen mit mittleren Abmessungen von 65 m × 20 m ausgebaut. Zwei eingleisige Tunnelröhren von je 15,5 km Länge und 5,50 m Durchmesser werden mit insgesamt bis zu vier gleichzeitig eingesetzten EPB‐TBMs aufgefahren. Zusätzlich sind drei Bau‐ und Lüftungsschächte, ein Rampenbauwerk und Nebenbauwerke zu errichten.Nach einer Projekteinführung wird über den aktuellen Stand der Planungs‐ und Bauarbeiten berichtet. Hervorzuheben sind dabei die umfangreichen Wasserhaltungsmaßnahmen im Bereich der Schächte und Stationsbauwerke. Als weiterer Schwerpunkt wird das für die verlässliche Steuerung der Bauarbeiten vorgesehene engmaschige Monitoringprogramm erläutert. Die verschiedenen geotechnischen und geodätischen Sensoren und Messsysteme werden ebenso vorgestellt wie die großteils automatische Erfassung, Übertragung und Verarbeitung der Daten. Schließlich wird gezeigt, wie mit einem integrierten Tunnelinformationssystem hochwertige Messdaten mit einer Vielzahl anderer Daten sowie Informationen zum Bauablauf verknüpft und über das Internet nutzbar gemacht werden können, um im Rahmen des Risikomanagements laufend die Sicherheit der Bauausführung zu gewährleisten.
The Earth's Protective Covering of Ice at Risk
Authors: Kaleschke Lars , Kutzbach Lars 
Published: October 2013

AbstractOn the surface of the Arctic Ocean floats a thin layer of sea ice that keeps heat locked into the water. Marine scientists, atmospheric researchers, geochemists and soil scientists are examining the impacts of climate change on this fragile ice. Consider this scenario: If the ice melts, the permafrost soils of Siberia and Alaska could heat up and release additional greenhouse gases.
A sub‐basin scale dust plume source frequency inventory for southern Africa, 2005–2008
Authors: Vickery Kathryn J , Eckardt Frank D , Bryant Robert G 
Published: October 2013

AbstractWe present a dust plume source inventory for southern Africa. In order to locate and track the local, short‐lived plume events, source and frequency data have been derived from Meteosat Second Generation (MSG) thermal infrared composite data (4 km data using 8.7, 10.8, and 12.0 µm) and Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) visible composite data (0.25 km data utilizing 0.620 – 0.670 µm, 0.545 – 0.565 µm, and 0.459 – 0.479 µm). Between January 2005 and December 2008, a total of 328 distinct daytime dust plumes more than 10 km in length were detected. These plumes were attributed to 101 distinct point sources, consisting largely of ephemeral inland lakes, coastal pans as well as dry river valleys in Namibia, Botswana, and South Africa. These data also provided sub‐basin scale source observations for large basins such as Etosha and Makgadikgadi Pans.
Novel Tin Complexes Containing an Oximato Ligand: Synthesis, Characterization, and Computational Investigation
Authors: Thomas Raji , Nelson Joseph P. , Pardasani Ramchand T. , Pardasani Pushpa , Mukherjee Tulsi 
Published: October 2013

AbstractOrganotin complexes 1–6 of the general formula [SnR2L] and [(SnR3)2L] (L=phenanthrenequinone dioximato – a bidentate ligand, R=Me, Bu, and Ph) were synthesized by the reaction of the sodium salt of the ligand H2L (prepared in situ with MeONa) and SnR2Cl2/SnR3Cl in 1 : 1 and 1 : 2 molar ratios. The physical and spectral properties of the newly synthesized complexes 1–6 are described. DFT and HF Calculations were performed to confirm the proposed structures.
Synthesis of Nitrogen‐Containing Derivatives of (18α,19β)‐19‐Hydroxy‐2,3‐secooleanane‐2,3,28‐trioic Acid 28,19‐Lactone
Authors: Shernyukov Andrey V. , Mainagashev Ilya Ya. , Korchagina Dina V. , Genaev Alexander M. , Komarova Nina I. , Salakhutdinov Nariman F. , Tolstikov Genrikh A. 
Published: October 2013

AbstractThe object of this study is the interaction of the cyclic anhydride 2 of (18α,19β)‐19‐hydroxy‐2,3‐secooleanane‐2,3,28‐trioic acid 28,19‐lactone (1) with primary and secondary amines. It was shown that the products of steric control (the corresponding 2‐amino‐2‐oxo‐3‐oic acids=2‐amides) were formed solely upon the opening of the anhydride cycle by secondary amines (Scheme 2), whereas the interaction with primary amines yielded a mixture of isomeric amides (Scheme 10). In the latter case, the solvent provided a noticeable effect on the reaction selectivity, which was demonstrated in the case of 4‐methoxybenzylamine. The interaction between the resulting 3‐amides and oxalyl chloride yielded the corresponding cyclic imides, whereas under these conditions, 2‐amides formed spiropyrrolidinetriones (Scheme 4).
Dapholidins A – C, New Isomeric Biisoflavonoids From Daphne oleoides
Authors: Aijaz Anwar Muhammad , Yasmeen Shazia , Ferheen Sadia , Afza Nighat , Malik Abdul , Kalhoro Mahboob Ali 
Published: October 2013

AbstractThree new isomeric biisoflavonoids, dapholidins A–C (1–3, resp.), have been isolated from the AcOEt‐soluble fraction of the MeOH‐soluble extract of the roots of Daphne oleoides, along with the known compounds daphwazirin (4), daphnetin 8‐O‐β‐D‐glucopyranoside (5), daphnin (6), daphneticin 4″‐O‐β‐D‐glucopyranoside (7), and 6,7‐dihydroxy‐3‐methoxy‐8‐[2‐oxo‐2H‐1‐benzopyran‐7‐(O‐β‐D‐glucopyranosyl)‐8‐yl]‐2H‐1‐benzopyran‐2‐one (8). The structures of the new compounds were determined by spectroscopic analyses, including 1D‐ and 2D‐NMR.
From sediment to tissue and tissue to sediment: An evaluation of statistical bioaccumulation models
Authors: Judd Nancy , Tear Lucinda , Toll John 
Published: October 2013

Abstract
Biota–sediment accumulation factors (BSAFs) and biota–sediment accumulation regressions (BSARs) are statistical models that may be used to estimate tissue chemical concentrations from sediment chemical concentrations or vice versa. Biota–sediment accumulation factors and BSARs are used to fill tissue concentration data gaps, set sediment preliminary remediation goals (PRGs), and make projections about the effectiveness of potential sediment cleanup projects in reducing tissue chemical concentrations. We explored field-based, benthic invertebrate biota–sediment chemical concentration relationships using data from the US Environmental Protection Agency (USEPA) Mid-Continent Ecology Division (MED) BSAF database. Approximately two thirds of the 262 relationships investigated were very poor (r2 &lt; 0.3 or p-value ≥ 0.05); for some of the biota–sediment relationships that did have a significant nonzero slope (p-value &lt; 0.05), lipid-normalized tissue concentrations tended to decrease as the colocated organic carbon (OC)-normalized sediment concentration increased. Biota–sediment relationships were further evaluated for 3 of the 262 datasets. Biota–sediment accumulation factors, linear regressions, model II regressions, illustrative sediment PRGs, and confidence intervals (CIs) were calculated for each of the three examples. These examples illustrate some basic but important statistical practices that should be followed before selecting a BSAR or BSAF or relying on these simple models of biota–sediment relationships to support consequential management decisions. These practices include the following: one should not assume that the relationship between chemical concentrations in tissue and sediment is necessarily linear, one should not assume the model intercept to be zero, and one should not place too much stock on models that are heavily influenced by one or a few high chemical concentration data points. People will continue to use statistical models of field-based biota–sediment chemical concentration relationships to support sediment investigations and remedial action decisions. However, it should not be assumed that the models will be reliable. In developing and applying BSAFs and BSARs, it is essential that best practices are followed and model limitations and uncertainties are understood, acknowledged, and quantified as much as possible. Integr Environ Assess Manag 2014;10:102–113. © 2013 SETAC
Treatment of a Debtor's Home in Insolvency: Comparative Perspectives and Potential Developments in South Africa
Authors: Steyn Lienne 
Published: October 2013

AbstractA debtor's home is frequently a source of conflict between the debtor and his family members and his creditors. Treatment of forced sale of a debtor's home is not uniform. Some legal systems provide for formal, statutory ‘homestead exemptions’ the monetary limits of which are in many cases capped. In a number of jurisdictions, statutory provisions regulating, inter alia, the civil process, family law, bankruptcy law, or the recognition of human rights afford a measure of protection to the debtor and his family. This occurs either through the imposition of procedural requirements before forced sale is allowed or protecting the interest in the home or the occupational rights of a spouse or partner of the debtor against creditors' claims, or by delaying the forced sale of the home in certain circumstances. Recently, in South Africa, recognition by the courts of every person's constitutional right to have access to adequate housing has impacted upon the substantive and procedural requirements for execution against a debtor's home. However, no consideration has been given to whether realisation of an insolvent debtor's home by the trustee of an insolvent estate in terms of the Insolvency Act 24 of 1936 involves similar constitutional imperatives. Consideration of the treatment of a debtor's home, especially in the context of insolvency, in various jurisdictions may provide valuable guidance for future developments in South Africa. Copyright © 2013 INSOL International and John Wiley & Sons, Ltd.
Towards adoption of the United Nations Commission on International Trade Law Model Law on cross‐border insolvency in Kenya
Authors: Masoud Benhajj Shaaban 
Published: October 2013

AbstractKenyan Insolvency Bill has been in the Kenyan government website since 2010. The analysis of the Bill reveals that if it were to be passed into law, it will have significant implications for the Kenyan insolvency legal regime. The regime which is currently in use is based on the law that was inherited from the colonial administration. This review article focusses on the potential implication that the Bill is, if it were to be passed into law, likely to have for cross‐border insolvency reform and proceedings. The analysis is informed by the international insolvency benchmarks, particularly the United Nations Commission on International Trade Law Model Law on cross‐border insolvency and the emerging trends of its adoption in various countries including in sub‐Saharan Africa. Copyright © 2013 INSOL International and John Wiley & Sons, Ltd