Forskere har nå dokumentert den beste framgangsmåten for å tette bergsprekker ved tunneldriving. Bildet viser klargjøring for berginjeksjon i Implenia/Accionas anlegg i Moss.
Forskere har nå dokumentert den beste framgangsmåten for å tette bergsprekker ved tunneldriving. Bildet viser klargjøring for berginjeksjon i Implenia/Accionas anlegg i Moss.

Vanntetting i tunnel kan gjøres raskere, billigere og tryggere

Men da må anleggsbransjen våge å tenke nytt.

Publisert

Det er Sintef som skriver dette i en pressemelding. 

- Både samfunnet og anleggsbransjen kan spare store summer ved å endre framgangsmåte for tetting av bergsprekker under tunneldriving, sier sjefforsker Eivind Grøv i Sintef.

Han har ledet forskningsprosjektet Tight, som gjennom fire år har studert berginjeksjon i tunnelanlegg i Norge og andre land, og sett spesielt på materialbruk og injeksjonstrykk.

Resultatene presenteres i en ny rapport.

Berginjeksjon kan utgjøre opptil tretti prosent av de totale kostnadene i et tunnelprosjekt, og foregår ved at sement sprøytes inn i sprekker i berget. I Norge brukes det som regel et svært høyt trykk.

Forskningen fra Tight konkluderer med at høyt injeksjonstrykk også innebærer høy risiko og høye kostnader. Derfor må man tilpasse både tettematerialet og injeksjonstrykket for hver tunnel, og ikke kun basere seg på hva man gjorde sist; hvert underjordsprosjekt er unikt.

Urbane tunneler og sårbar natur

Fakta om TIGHT

  • True Improvement in Grouting High pressure Technology for tunneling (Utvikling av høytrykksinjeksjon for tetting av bergrom og tunneler)
  • TIGHT ble finansiert gjennom Norges Forskningsråd som et KPN (Kompetanseprosjekt for Næringslivet) innenfor BIA-programmet (Brukerstyrt Innovasjonsarena) med en totalramme på ca. 17 millioner kroner.
  • Deltakere har vært Normet, ITS, BASF, Mapei, AMV, Bever Control, Geovita, SVV og JBV samt NGI, NTNU og SINTEF.

 

I tiden som kommer skal det bygges store tunnelprosjekter i urbane strøk, deriblant Fornebubanen og ny tog- og t-banetunnel under Oslo. Der er forutsetningene for tunneldriving helt andre enn det bransjen er vant til.

Overdekningen, altså avstanden mellom taket i tunnelen og fjelloverflaten, kan være så liten som ti meter, og de geologiske forholdene er svært varierende.

- Når man driver tunneler under bebygde områder eller i områder med sårbar natur, er det ekstra viktig å tette riktig. På den ene siden er det strenge krav til innlekkasje av vann, samtidig må ikke sement fra tunnelen havne på avveie, det er et krevende dilemma, påpeker Grøv.

Ulønnsom og risikabel praksis

I Norge bruker vi jevnt over mye høyere trykk ved injisering enn det som er vanlig i andre land. Det mener forskeren vi bør revurdere. For resultatene fra Tight bekrefter det mange har erfart: Høytrykksinjeksjon er en kostbar, tidkrevende og lite forutsigbar prosess.

Med høyere trykk øker faren for å åpne sprekker i bergmassen, såkalt hydraulisk jekking, og sementen som sprøytes inn, forsvinner fra tunnelen. I verste fall ender den opp i naturen, hvor den kan forurense brønner og vann på overflaten, eller tyte opp og ødelegge gårdsplasser og kjellere. Det skader både miljøet og økonomien i prosjektet.

Høyere trykk gir også høyere risiko for dem som arbeider i tunnelen. Det høye trykket kan presse ut bergblokker. Samtidig kreves det et visst trykk for å oppnå ønsket inntrengning og spredning av injeksjonsmassen. Nettopp derfor må prosessen tilpasses hvert prosjekt.

Dette bør man gjøre

Etter å ha gjennomgått store prosjekter fra de siste fem årene, har forskerne noen klare råd:

  • Man må overvåke injeksjonsprosessen underveis og tilpasse trykk og materialsammensetning etter forholdene i berget og responsen berget gir.
  • Mikrosement reduserer bruk av tid og materialer sammenliknet med industrisement.
  • Man bør begynne injeksjonen forsiktig, med lavt trykk.
  • Kravet til sluttrykk i sprekkene bør justeres, for høyt trykk øker faren for at sementen havner på ville veier.
  • Test injeksjonsmassens egenskaper før dere begynner å bruke den for å sikre at massene man injiserer faktisk opptrer slik man ønsker.

Det må lønne seg for entreprenørene å bruke mindre tid og materialer

- Følger man punktene over, kan man spare mye tid og penger, og resultatet er like god tetting. Men for å få bransjen til å endre praksis, må vi også evaluere kontraktene, sier Sintef-forskeren.

Slik kontraktene utformes i dag, med full regulering av pris, blir entreprenøren betalt etter påløpt tid og materialbruk – det gir ingen direkte insentiver til å drive mer effektivt.

På den andre siden vil fastpris, der entreprenøren har større egeninteresse av å spare tid og ressurser, også flytte risiko over på entreprenøren. Hvor ligger en fornuftig risikodeling som også gir insentiver til å optimalisere prosessen? Det må testes ut i fremtidens tunnelprosjekter:

- Vi håper resultatene fra prosjektet vil bli møtt med åpenhet i bransjen. Vårt mål er å spre kunnskapen, så blir det opp til næringen å ta den i bruk. Byggherrer og konsulenter må tenke nytt, de må lære av egne feil, men også tørre å ta noen risikoer for å slutte å sløse med ressursene, er oppfordringen fra Grøv.