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

The Kaunertal power station has been in operation since 1965. During one of the regular inspections of the facility, it was noticed that the entire pressure shaft and surge tank must be completely renewed due to the long years of wear and tear. The renewal is necessary as a result of the heavy hydraulic loading from power station peak operation and due to the fact that parts of the pressure shaft were constructed in a then unknown landslip and have since been subjected to additional loading from creep movement of the rock mass. The route of the new pressure shaft will run below the identified landslip with a sufficient safety factor, further south than the existing pressure shaft. The implementation of the project with its heart, the steel lined pressure shaft approx. 1, 430 m long with a diameter of 4.3 m, to be constructed inside a PC segmental lining installed with the progress of the double‐shield TBM, will take place in 2012 to 2015.Das Kaunertalkraftwerk ist seit 1965 in Betrieb. Im Zuge regelmäßig durchgeführter Anlagenüberprüfungen wurde festgestellt, dass der gesamte Kraftabstieg (Druckschacht und Wasserschloss) infolge seiner langjährigen Beanspruchung umfassend erneuert werden muss. Der Erneuerungsbedarf ist einerseits auf die starke hydraulische Belastung im Rahmen des Spitzenkraftwerksbetriebs zurückzuführen, andererseits auf den Umstand, dass der Druckschacht seinerzeit auf Teilstrecken in einer lokalen, beim Bau nicht erkannten Massenbewegung errichtet wurde und seitdem einer zusätzlichen Beanspruchung aus Kriechbewegungen des Untergrunds ausgesetzt ist. Die Trasse des neuen Druckschachts wird mit ausreichendem Sicherheitsabstand nun unterhalb der identifizierten Massenbewegung und weiter südlich als der bestehende Druckschacht geführt. Die Realisierung des Projekts mit seinem Herzstück, dem gepanzerten ca. 1.430 m langen Druckschacht mit 4,3 m Durchmesser, der innerhalb einer mit Doppelschild‐TBM hergestellten Tübbingvorauskleidung errichtet wird, erfolgt in den Jahren 2012 bis 2015.

Using the New Austrian Tunnelling Method (NATM), almost all geotechnical conditions and required geometries for underground structures are built in a safe and economic way. In order to achieve the required safety level, both a systematic geotechnical design but also a fair contractual model for all involved partners have to be implemented into the design and construction process. Using the latest standards of NATM internationally, essential new principles, which were developed within the last few years, are given in this paper.Die neue NATM-Richtlinie -Die österreichische Praxis des konventionellen Tunnelbaus. Mit der NATM, der österreichischen Tunnelbaumethode, gelingt es nahezu alle anstehenden geotechnischen Verhältnisse und erforderlichen Querschnitte unterirdisch aufzufahren. Zur Erreichung des geforderten Sicherheitsniveaus ist es erforderlich, sowohl die geotechnische Planung systematisch darzulegen als auch ein für alle am Untertagebau beteiligten Partner faires Bauvertragsmodell aufzustellen. Um dieses in Österreich entwickelte Wissen international besser einsetzen zu können, wurde beschlossen, wesentliche neue Prinzipien bei Anwendung der NATM, die in den letzten Jahren entwickelt wurden, in englischer Sprache zusammenzustellen.

A new steel-lined pressure shaft and surge tank are being constructed for the existing Kaunertal high-head hydropower plant. The inclined shaft with a diameter of 4.3 m is approx. 1430 m long and is designed for a pressure head of 100 bar. The steel lining is fully embedded and installed inside the precast concrete segmental lining, which was earlier erected as the tunnelling work progressed. Steel design criteria take into account that the internal pressure is shared between the pipe steel and the rock mass according to the stiffness ratio of lining and rock mass. To support the development of steel lining design and material specifi cations prior to award of contract, the permissible steel strength vs. ductility was investigated together with the compatibility between pipe material and welding material and the brittle fracture behaviour. In particular, the high-performance steel and welding materials require a detailed fracture mechanics analysis to establish whether selected materials fi t project requirements. Extensive tests were carried out on sample pipes -partly on a full-size model -by the bidders to select the steel and welding materials. An analysis of the tests revealed interesting results and dependencies on material strength, welding process, fi ller material and other parameters. An overview of the project, which is being implemented between 2012 and 2015, the design criteria for the steel-lined shaft and the material specifi cation are presented in this paper.

No abstract