Mona Lindstrøm Statens vegvesen, Vegdirektoratet

Transkript

1 Teknologidagene 2013 Varige konstruksjoner TT4 Vann- og frostsikring i tunneler Mona Lindstrøm Statens vegvesen, Vegdirektoratet

2 Håndbok 021 Vegtunneler Krav som gjelder planlegging, prosjektering, bygging, drift og vedlikehold av vegtunneler. Geologiske undersøkelser Ytre miljø Geometrisk utforming Trafikksikkerhet Brannsikkerhet Driving og sikring: bergsikring, vann- og frostsikring Vegoverbygning Skilt, oppmerking Tekniske installasjoner

3 Håndbok 021 Tunnelklasser Tunnelklasser basert på trafikkmengde og tunnellengde. Bestemmer tunnelprofil, antall tunnelløp, sikkerhetstiltak og sikkerhetsutstyr. Flest tunneler er klasse B, ÅDT < 4000.

4 Håndbok 021 Krav til vann- og frostsikring i tunnel Vegtunneler skal sikres spesielt mot vann og is. Utføres som regel ved avskjerming som leder vannet til grøft. Avskjermingen utføres som isolert konstruksjon ved frostmengde over en gitt grense. Tunneler med ÅDT > (tunnelklasse D, E og F) skal ha betongelementer i vegg. Øvrige krav i håndbok 163.

5 Lavtrafikktunneler

6 Håndbok 163 Vann- og frostsikring i tunneler Konstruksjonstyper, funksjonskrav, dimensjoneringsregler. Typegodkjente konstruksjoner i rundskriv fra Vegdirektoratet. Godkjent pr. 2013: Betongelementer Lettbetongelementer PE-skum og sprøytebetong Membran og sprøytebetong Aluway isolert platehvelv Tunnelduk (WG). Betong/sprøytebetong skal ha mikro pp-fiber for brannsikring.

7 Vann- og frostsikring Betongelementer Tykkelse 150 mm XPS frostisolasjon Membran til vannsikring Ev. kombinert med annen løsning i tak. Solid løsning Brukes ikke ved tverrsnittsendringer i tunnelen Tilfeller av for liten armeringsoverdekning

8 Vann- og frostsikring Lettbetongelementer Tykkelse mm Frostmengder opp til F 10 < h C. Ingen ekstra frostisolering. Membran til vannsikring. Montert i noen få tunneler. Knuses lettere ved transport og montering Tilfeller av for liten armeringsoverdekning

9 Vann- og frostsikring PE-skum og sprøytebetong PE-skum (min. 45 mm) Nettarmering Sprøytebetong til brannsikring: min. 80 mm. Branntestet full skala. Mye brukt i norske tunneler: - Helhvelv - I tak over veggelementer av betong (D, E, F) - Ved tverrsnittsendringer (D, E, F) Fleksibel, enkel å montere Brannfarlig isolasjon

10 Vann- og frostsikring Membran og sprøytebetong Samme konsept som PE-skum, lav-frost (F 10 < h C) Tre typer hvelv (ulike membraner, løsninger for heft til betong) Montert i profil, nettarmering Sprøytebetong (min. 80 mm) Montert fra 2009, noen få tunneler

11 Vann- og frostsikring Plasthvelv WG Tunnelduk T100 Lav trafikk (ÅDT < 2 500) og lav frost Armert PVC-duk montert i rørbuer Benyttet i 20 år. Branntestet 2005: nyutviklet tunnelduk.

12 Materialer til vann- og frostsikring Frostisolasjon PE-skum: vann- og frostsikring mm avh. av frostmengde. Sprøytebetong til brannsikring. XPS (ekstrudert polystyren). Festes bak betongelementer i produksjonsfasen mm avh. av frostmengde. Foamglas. Ikke brennbart alternativ, for bruk bak betongelementer. Ikke brukt til nå. God isolasjonsevne og lavt fuktopptak. Membraner Håndbok 163, tabell med krav til egenskaper Plastmaterialer: PVC, PE, PP Noe ulike egenskaper (f.eks. tilsetningsstoffer, styrke, vekt). Armert/ikke-armert Varige konstruksjoner. TT. Vann- og frostsikring

13 Vann- og frostsikring Status for dagens løsninger Betongløsninger solide. Har stått i ca. 25 år. Noen utfordringer vedr. vann-/frostsikringshvelv: -Fuger, -Monteringsbolter (korrosjon, innfesting), -Små enkeltkomponenter i sprøytebetonghvelv (metall, plast, annet?), -Materialkvaliteter som tåler miljø i tunnelene (vannkjemi, bakterier, forurensning fra trafikk), -Overflater som kan rengjøres, -Brannfarlig isolasjon, -Inspeksjoner Varige konstruksjoner. TT. Vann- og frostsikring

14 Eksempel på utfordring med tunnelkledninger Inspeksjon av berg og bergsikring bak hvelv Krav til rutinemessig inspeksjon fra Hvelv i eldre tunneler er ikke tilrettelagt. Strenge krav til sikkerhet, helse og arbeidsmiljø. Videreføring av inspeksjon: kan kreve bedre tilrettelegging i nye tunneler større rom, fastmontert utstyr.

15 Tilrettelegging for inspeksjon bak hvelv Utstyr, sikkerhetsutrustning, kurs. Vedlikehold og inspeksjon av fastmontert utstyr. Plassbehov i nye tunneler Varige konstruksjoner. TT. Vann- og frostsikring

16 Tilrettelegging for inspeksjon i nye tunneler er uforenelig med stabile vann- og frostsikringskonstruksjoner. Lange monteringsbolter Mindre rom og lite luft er mer brannsikkert Brannseksjonering (hver 250 m) Endetetting av hvelv Varige konstruksjoner. TT. Vann- og frostsikring

17 Store hulrom bak hvelv. Stabilitet av hvelvene? Varige konstruksjoner. TT. Vann- og frostsikring

18 Utfordringer med tunnelkledninger Rehabilitering av eldre tunneler. Det som utløser reparasjon og rehabilitering er hovedsakelig eldre vann- og frostsikringsløsninger. Mange ulike løsninger har vært benyttet, spesielt i lavtrafikktunneler. Tunnelprofil: liten plass til ny tunnelkledning. Behov for mer fremtidsrettet vann- og frostsikring.

19 FoU-program Moderne vegtunneler Forslag til tunnelstrategi for nye vegtunneler, inkl. vann- og frostsikring. Tunnelkonstruksjoner utformes uten behov for inspeksjon av berg / bergsikring. Levetid 100 år for berg/bergsikringskonstruksjonen. Dokumentasjon av berg og bergsikring under bygging. Kontinuerlig kartlegging av geologi, tolking av boreparametere. Sikringsklasser for bergsikring.

20 Moderne vegtunneler Forslag til ny vann- og frostsikringsløsning Helstøpt tunnelhvelv: God kontroll på bergsikring. Forutsetter jevn kontur Sprøytebetong til avjevning Fiberduk og membran Støpt, uarmert betong (min. 250 mm). Økte byggekostnader. Mindre behov for drift, vedlikehold / stengning av tunnelen. Ikke vedtatt av Statens vegvesen (pr. sept. 2013). Skal bygges som test i vegtunnel.

21 Vann- og frostsikringsløsninger Helstøpt tunnelhvelv kun for høytrafikktunneler? Hvelv for lavtrafikktunneler (tunnelklasse A, B) Forslag: frittstående kledning dimensjoneres for levetid 50 år Vurdere tilstand til dagens løsninger Varige konstruksjoner. TT. Vann- og frostsikring

22 TT4 Tilstandsvurderinger vann- og frostsikring Første del: hvelv for lavtrafikktunneler. Igangsatt høsten 2013 Oppdrag utføres av Christian Rønneberg, Aas-Jakobsen AS Generell tilstandsvurdering av utvalgte lette hvelv: WG Tunnelduk: eldre og nyere type. Hvelv av membran/sprøytebetong: Isolon, Wapro, T200; erfaringer f.o.m Aluway isolert platehvelv: prøvefelt. Videre arbeid, bl.a.: Erfaringsvurdering av membraner i tunnel. Oppdatering av krav i håndbok 163 Vann- og frostsikring i tunneler Varige konstruksjoner. TT. Vann- og frostsikring

23 Testfelt sprøytemembran Karl Gunnar Holter, NTNU. PhD-oppgave Tittel: Vanntett permanent bergsikring til underjordsanlegg med sprøytbar membran og sprøytebetong. Sponses av bl.a. Statens vegvesen og Jernbaneverket Testfelt i to tunneler (tverrslag, nisje) Sprøytbar membran (ca. 3 mm) mellom to lag sprøytebetong. Ikke benyttet tidligere i norske vegtunneler. Vifter, utstyr. Boltegjennomføringer?

24 Vann- og frostsikringsløsninger videre Alternative løsninger for vann- og frostsikring som er foreslått (hvelv eller sprøytet) har alle en forutsetning om jevnt underlag / jevn kontur. Gjennomgående havarifelt i stedet for havarinisjer: kan bruke samme løsning gjennom hele tunnelen. Kan slippe bruk av brennbare isolasjonsmaterialer, monteringsbolter Flere forslag til nye typer hvelv har overflate av sprøytebetong rengjøring? Montering av teknisk utstyr (vifter, belysning, skilt o.a.) Drenering i tunnelen, eller i berget: - lite erfaring. Løsninger ved rehabilitering av vann- og frostsikring i eldre tunneler Varige konstruksjoner. TT. Vann- og frostsikring

25 Vann- og frostsikring i tunneler Kommentarer og innspill til: mona.lindstrom@vegvesen.no Programleder VK: synmyr@vegvesen.no Prosjektleder TT: alf.kveen@vegvesen.no Varige konstruksjoner. TT. Vann- og frostsikring