Tunnelstrategi for nye vegtunneler

Transkript

1 1 NVF 3. feb Tunnelstrategi for nye vegtunneler Siv. ing. Ole Christian Torpp, Statens vegvesen Generelt Arbeidet med Moderne vegtunneler pågår og som et element av dette arbeider vi med ny strategi for tunneler. For tiden arbeides det særlig med utforming av tunnelens bærende konstruksjon og vann- og frostsikring. Jeg vil understreke at vi foreløpig ikke har trukket konklusjoner i arbeidet. Vi er åpne for innspill, og vi ser at det fremdeles er mye arbeid som gjenstår. Økt kvalitet ved tunnelbygging er et mål som vi synliggjør ved å sette et krav til at bergsikringen i tunneler skal ha en levetid på 100 år eller mer. Det har ikke tidligere vært satt et slikt krav. I tillegg vil vi ha et høyt nivå for HMS, noe som vil resultere i at det ikke legges opp til at berget i

2 2 nye tunneler skal inspiseres bak hvelv. Alternative inspeksjonsmåter skal ved behov benyttes. I vårt arbeid har vi i tillegg til ovenstående valgt å legge til grunn noen forutsetninger, eller kanskje heller mål. Disse er: Prinsippet om å bruke berget som en del av den bærende konstruksjon, stå fast. De vurderingene vi så langt har foretatt viser at det neppe er realistisk å kunne oppnå 100 års levetid for vann- og frostsikring med dagens utforming. Det er trolig mer realistisk at 50 år kan bli anbefalingen. Vi må altså med dagens utforming av vann- og frostsikring forvente utskifting i løpet av tunnelens levetid. Vi legger til grunn at sprengningsarbeider i tunneler skal gjøres ved bruk av forsiktig, eller kanskje riktigere optimal sprengning. Dette for å oppnå en mest mulig jevn kontur, og for å oppnå et tilfredsstillende bergsikringsnivå uten unødvendig knusning. Det blir derfor for tiden gjennomført forsøk med forsiktig sprengning.

3 3 Ved en jevn kontur kan rommet mellom berget og vann- og frostsikringskledningen reduseres. Dette er en fordel på flere måter; som ved redusert masseuttak og redusert fallhøyde fra overliggende berg. Vi legger videre til grunn at det skal foretas grundige geologiske forundersøkelser. Vi forutsetter at det skal være tilstrekkelig bemanning med riktig kompetanse til å følge utbyggingen i samsvar med gitte normer, både fra byggherre og entreprenør. Vi har også lagt til grunn at all bergmasse skal klassifiseres etter Q-systemet som inngår i den nye sikringsstrategien for vegtunneler. Ved bruk av Q-systemet angis kvaliteten på berget i bergmasseklasser som igjen angir hvilke sikringstiltak som må iverksettes. Et enkelt sammendrag av disse delmålene er vektlegging av økt kvalitet i alle ledd. Noen av dere etterspør kanskje realismen i å ha et 100 års perspektiv på tunneler, ut fra mulig økning i kjøretøystørrelsen.

4 4 Vår vurdering er at dette trolig ikke vil være en stor utfordring. Grunnen er at store kjøretøy er dimensjonert ut fra container- størrelser og pallestørrelser. Endring her vil medføre endring i hele det internasjonale infrastruktursystemet. Stikkord er materiell på veg, jernbane, flyfrakt og lager. Det er derimot mer trolig at de fire av i alt 40 landene i Europa som ikke har fastsatt tillatt maksimal kjøretøyhøyde, deriblant Norge, vil foreta dette. Jeg gjør oppmerksom på at vi for tiden ikke arbeider med levetid for teknisk utstyr i tunneler. Vi vil komme tilbake til dette senere. Nye tunnelklasser I de nye tunnelnormalene er det foreslått noen endringer sammenlignet med dagens inndeling:

5 5 Figur: Forslag til nye tunnelklasser. Sammenlignet med dagens tunnelklasser: - A forblir uendret. - For B er tunnelprofilen økt fra T8,5 til T9,5. - For C og D økes profilen fra T 9,5 til T10,5, og for

6 6 - E og F beholdes T9,5. Tunneler fordelt på tunnelklasser Vi ser at den tunnelklassen som er desidert størst er tunnelklasse B. Den har omtrent 60 prosent av tunnelene. Også lavtrafikkerte tunnelklasse A inkluderer en stor del av tunnelene. Totalt antall vegtunneler fordelt på ÅDT-klasser ÅDT ÅDT C > ÅDT D E/F A ÅDT B ÅDT Tunnelklasse A, B, C og D har ett løp mens E og F har to løp.

7 7 Tunnelklasse D er en klasse med høy trafikkmengde for å ha kun ett løp. Også klasse F med to løp, men med så høy trafikkmengde som ÅDT og oppover, er en særlig utfordrende tunnelklasse. Hva betyr 100 års- perspektivet? Tenkingen med et 100 års perspektiv vil også medføre en diskusjon om tunnelklasseinndeling. Et innspill til diskusjon fra mitt ståsted vedrørende tunnelklasser er at det bør bli færre. Jeg kan tenke meg å slå sammen tunnelklasse B, C og hele eller deler av D til èn klasse og la en eventuell rest av tunnelklasse D bli slått sammen med tunnelklasse E til to-løps tunnel. Jeg mener også at tunnelklasse F bør ha startpunkt på ÅDT framfor ÅDT Tunnelklasse A bør prinsipielt i et 100-års perspektiv inngå i tunnelklasse B. Det viktigste akkurat nå er å få tilbakemelding på disse synspunktene. Kvaliteten på dagens tunneler Jeg har foretatt en enkel vurdering om det kan være sammenheng mellom behovet for

8 8 rehabilitering og tunnelklasse. Jeg har ikke kunnet finne en slik sammenheng. Men det er et annet forhold som framkommer klart: Undersjøiske tunneler har krevd rehabilitering, og til dels betydelig rehabilitering, langt oftere enn øvrige tunneler. Det kan være flere årsaker til dette, som for eksempel: for lav kvalitet på valgt utstyr og materiell, for stort fokus på framdrift ved tunneldriving, undervurdering av det tøffe miljøet som er i undersjøiske tunneler, ikke tilstrekkelig faglig kompetanse, eller kanskje mest trolig et samvirke mellom noen av disse faktorene. Det er grunn til å tro at kvaliteten både på materiell og tunnelarbeid er hevet i de seneste år. Men det er ikke tvil om at nivået må heves ytterligere. Det er ut fra det vi har sett et særlig behov for å vurdere undersjøiske tunneler både med hensyn på konsept, materiell og organisering. Konsepter for tunneler Vår foreløpige vurdering er at dagens tunnelkonsept for tunneler med lav trafikk (tunnelklassene A, B og C) så langt er tilfredsstillende, men at både kravene til

9 9 materialvalg og til utførelse må heves. Organisering av arbeidene må også vurderes. Jeg går ikke nå nærmere inn på dette. Mulige konsepter for høytrafikkerte tunneler Ut fra målsettingene om berget som en del av bærende konstruksjon, høyt krav til HMS og et ønske om utfasing av behovet for å ha folk bak hvelv, forsiktig/optimal sprengning med mer, vurderer vi nå mulige alternative konsepter for høytrafikkerte tunneler.

10 Avretting m/sprøyte 10 KONSEPT 1 Arbeidsikring Armert bet ongut st øpning Membran o Levetiden for Konsept 1 anslås til 100 år eller mer, gitt at konseptet begrenses brukt til tunneler med tillatt frostmengde. Konseptet skal være drenert og tykkelsen på betongutstøpningen anslås foreløpig til 200 mm. Betongen må seksjoneres. Festing av membran er en utfordring. Hvis membranen kan påføres med sprøyte er det en forenkling. Utvidelse av tverrsnittet med 30 cm hele vegen rundt vil muliggjøre montering av vann- og frostsikringshvelv hvis behov oppstår. Se Konsept 4

11 11 KONSEPT 2 Arbeidsikring Avret t ing m/ sprøyt ebet ong Isolasjon Membran og f iberduk Armert bet ongut st øpning Dette kan være en mulig løsning for å kombinere bergsikringen og vann- og frostsikring i en samvirkende konstruksjon. Levetiden for konsept 2 anslås til 100 år eller mer. Konseptet skal være drenert og tykkelsen på betongutstøpningen anslås til 250 mm. Mulig type isolasjon kan være skumglass eller en steinulltype. Påsprøytet membran vil forenkle arbeidet. Betongen må seksjoneres med fuger eksempelvis hver sjette meter. Ved å utvidet tunneltverrsnittet med ca 30 cm vil man ha mulighet for senere

12 12 montering av vann- og frostsikringshvelv. Kfr konsept 4. KONSEPT 3 Arbeidsikring Armeringsjern Isolasjon Armert e bet ongelement er Bakf yll m/ singel el. lign. Gummipakning Konsept 3 er en videreføring av konsept 2 ved at det er prefabrikkert. Levetiden for konseptet anslås til 100 år eller mer. Konseptet skal være drenert og tykkelsen på betongutstøpningen anslås foreløpig til 250 mm. Mulig type isolasjon kan være skumglass eller en steinulltype.

13 13 KONSEPT 4 Arbeidsikring Membran Uarmert kontakt støp Hul r om Bet ongelement med isolasjon I prinsippet tilsvarer dette prinsippet konsept 2 med tillegg av vann- og frostsikring. Levetiden for bergsikringen i konsept 4 anslås til 100 år eller mer, mens levetiden til vann- og frostsikringen anslås til 50 år. Konsept 4 skal være drenert og tykkelsen på betongutstøpningen anslås foreløpig til 250 mm. Bergsikringen kan også styrkes med armeringen for å bedre vannsikringen.

14 14 KONSEPT 5 Arbeidsikring Drenering Armeringsjern Uarmert kont akt st øp Beskyt t elsest øp Membran og f iberduk Levetiden for konsept 5 anslås til 100 år eller mer. Konseptet skal være drenert og tykkelsen på betongutstøpningen anslås foreløpig til 500 mm (?) Dette er en typisk europeisk tunnelkonstruksjon. Hvilke valg bør vi foreta? Med bakgrunn i de forutsetningene vi har lagt i strategiarbeidet og med mulige tunnelkonsepter kan vi gjøre noen betraktninger: Tunnelklasse A (ÅDT under 300). Det settes opp vann- og frostsikring etter behov og den legges rett på knøl.

15 15 Undersjøiske tunneler i tunnelklasse A med normalt godt berg kan utføres tilsvarende ikke-undersjøiske tunneler i samme tunnelklasse. Ingen endring sammenlignet med dagens praksis. Tunnelklasse B (ÅDT fra 300 til 4000). Dette er den store tunnelklassen, med drøyt 60% av alle tunneler. Her kan vi fortsette å bruke dagens system med hvelv av prefabrikkerte betongelementer, eller kombinasjon av prefabrikkerte elementer på vegger og med PE-skum, eller helst et ikke-brennbart materiale, som dekkes med sprøytebetong i taket. Men i motsetning til dagens praksis mener vi at avstanden mellom berg og hvelv bør være så liten som mulig. Hvis inspeksjonsmulighet er et krav skal inspeksjon foretas med alternativ metode til å ha folk bak hvelv. Undersjøiske tunneler i tunnelklasse B med normalt godt berg kan utføres tilsvarende ikke-undersjøiske tunneler i samme tunnelklasse.

16 16 Tunnelklasse C (ÅDT fra 4000 til 8000). Tunnelklasse C kan ut fra trafikkforhold kunne utformes tilsvarende tunnelklasse B. Inspeksjonskrav som for tunnelklasse B. Undersjøiske tunneler i tunnelklasse B med godt berg kan utføres tilsvarende ikke- undersjøiske tunneler i samme tunnelklasse. Tunnelklasse D (ÅDT fra 8000 til 12000). Tunnelklasse D er sammen med F de vanskeligste tunnelklassene vi har med hensyn til trafikkavvikling, drift og vedlikehold. Det kan være riktig at tunnelklasse D utføres med full utstøpning i stedet for bruk av tradisjonell bergsikring og vann- og frostsikring. Undersjøiske tunneler i tunnelklasse D bør etter foreløpig vurdering utføres med full utstøpning. Tunnelklasse E (ÅDT fra til ).

17 17 Tunnelklasse E kan ut fra trafikkmengde utformes både tilsvarende tunnelklassene B og C, eller med full utstøpning. Men i et 100-års perspektiv bør tunnelklassen utføres med full utstøpning. Undersjøiske tunneler i tunnelklasse E bør utføres med full utstøping. Tunnelklasse F (ÅDT over ) Dette er en tunnelklasse med to løp og inntil tre felt i hvert løp. Normalt vil dette være bytunneler. Erfaringen med denne type tunneler er at det er vanskelig å legge om trafikken i kortere og lengre perioder fordi det ikke er etablert alternative vegruter med akseptabel kapasitet. Rehabilitering og vedlikehold kan derfor medføre store kostnader, miljøproblemer og trafikksikkerhetsproblemer. Vår vurdering er så langt at ikkeundersjøiske tunneler i klasse F bør utformes med full utstøpning. Undersjøiske tunneler i tunnelklasse F bør utformes med full utstøpning.

18 18 Videre arbeid For å kunne gi en endelig anbefaling av nytt tunnelkonsept ligger det i tillegg til tekniske og sikkerhetsmessige vurderinger, også et arbeid med økonomiske vurderinger foran oss.