Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen

Transkript

1 Foto: Jaro Hollan/Statsbygg Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen 1

2 Foto: Byggeindustrien 2 Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen

3 Kompetanse og erfaring Vår kompetanse innen bergarbeid står fjellstøtt med et høyt faglig nivå i alle ledd. Den norske tunnelbransjen kan i dag skilte med topp moderne utstyr, kompetanse for bruk av avanserte metoder og godt samarbeid mellom parter i arbeidslivet. Sammen med utfordrende prosjekter gir dette et godt grunnlag for videre utvikling av en bransje som har fremtiden foran seg. Kunnskap ervervet i moderne tid er viktig, men vi har også med oss vårt historiske erfaringsgrunnlag. Fire seklers gruvedrift, Norges første vannkrafttunnel for mølledrift ved Tinfoss ble sprengt ut i perioden Europas første kraftverk ble bygget på Senja i Våre første jernbanetunneler kom allerede i 1850 årene. I 1909 ble nasjonens mesterverk, Bergensbanen, fullført. Landets vannkraftutbygging etter 2. Verdenskrig la grunnlag for moderne industri og for en effektiv tunneldrift med de ingredienser mange i dag kaller den norske tunnelbyggemetoden. En kombinasjon av natur og kultur danner grunnlag for nyskapende industri Norges topografi og klimatiske forhold har vært utfordrende for bygging av vei og bane, men har samtidig bydd på store muligheter for vannkraft, fiskerier og sjøveis transport. Tunnelbransjen har stadig søkt etter nye metoder, bedre arbeidsprosedyrer, utvikling av effektive og avanserte maskiner og utstyr, og ikke minst lært fra kollegaer i det nasjonale og internasjonale fagmiljøet. Bygge- og anleggsbransjen er i dag en av Norges største næringer. Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen 3

4 Norsk tunnelteknologi Norge er internasjonalt kjent for å ta i bruk undergrunnen til ulike formål. Norsk tunnelteknologi bruker berget som byggemateriale i en industrialisert arbeidssyklus med en effektiv utnyttelse av menneske, maskin og teknologi. Sentralt i prosessen står dedikerte og målrettede forundersøkelser. Ingeniørgeologer tar i samråd med erfarne tunnelarbeidere de nødvendige beslutninger angående bergkvalitet og nødvendige sikringstiltak. Tradisjonell sprengningsteknikk På 1900-tallet var tradisjonell bergsprengning hovedmetoden for driving av tunneler i forbindelse med de mange vannkraft-, veg- og jernbaneprosjektene, og den er fortsatt den mest benyttede metoden i Norge i dag. Datastyrte borerigger sikrer nøyaktighet i boringen, og boreloggen er ofte analysert ved bruk av MWD ( measure while drilling eller måling under boring ). Dette gir et godt bilde av forholdene i berget foran stuff. Både geologisk kartlegging og måling av innlekkasjer, permeabilitet og bergkvalitet tas i betraktning for å bestemme om forinjeksjon skal utføres for å hindre vannlekkasjer inn i tunnelen. Tunneldriving med tunnelboremaskiner (TBM) Ved de store vannkraftutbyggingene i Norge på 70-, 80- og 90- tallet ble det ved flere prosjekter benyttet tunnelboremaskiner. Omkring 260 km av våre vannkrafttunneler har vært drevet med TBM. Denne metoden ble i samme periode også benyttet ved bygging av enkelte kloakktunneler og vegtunneler. Internasjonale produsenter ble utfordret til å utvikle tilpassede maskiner egnet for Norges harde, slitende bergarter. Metoden er nå gjenopptatt på både jernbane- og vannkraftprosjekter i Norge. Effektiv organisasjonsstruktur Effektiv organisering med korte beslutningslinjer fra prosjektledelsen til tunnelarbeiderne er typisk ved driving av tunnelanlegg i Norge. Dette teamarbeidet oppmuntrer til dialog og erfaringsutveksling, samt bidrar til en helhetsforståelse i alle ledd i prosjektorganisasjonen. Ingeniørene er oftere på stuff enn på kontoret, og mange viktige beslutninger tas på ute på anlegget. 4 Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen

5 Foto: Byggeindustrien Den undersjøiske veitunnelen som forbinder Karmøy med fastlandet ved Tysvær er 8,9 km lang. Sikkerhet og kvalitet i alle ledd Strenge sikkerhetskrav regulerer alle aktiviteter. Helse, miljø og sikkerhet står i høysetet for alle som er involvert i et tunnelprosjekt. Den norske injeksjonsteknikken og sikringsfilosofien er i verdensklasse. «Den norske tunnelbyggemetoden» er en tidsbesparende og kostnadseffektiv metodikk hvor tunneler leveres med tilpasset kvalitet. Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen 5

6 Historiske hovedpunkter År Europas første vannkraftverk tas i bruk på Senja Bergensbanen, med 182 tunneler, knytter Østlandet og Vestlandet sammen Norge er blant de første som bruker og utvikler våtblandet sprøytebetong Det kongelige sølvverket på Kongsberg, i sin tid Norges største bedrift, med over 1000 km gruveganger Q-metoden for klassifisering av bergmasser utvikles ved Norges Geotekniske Institutt (NGI). Lysebotn kraftverk, det første i Norge med ufôret trykksjakt. 6 Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen

7 Vardøtunnelen, Norges første undersjøiske veitunnel, 2890 m lang, åpnes for trafikk Trollfeltets ilandføringstunneler med utslag 175 m under havet for eksport/import av olje og gass Nye Tyin kraftanlegg passerer 1000 meters høyde for en råsprengt (ufôret) trykktunnel Gjøvik olympiske fjellhall, som med sin bredde på 61 m har det videste spennet i en fjellhall til offentlig bruk i verden. Eiksund, verdens dypeste undersjøiske veitunnel på 287 m dyp og med totallengde 7765 m, åpnes. Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen 7

8 Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen Rask befolkningsvekst, økt urbanisering og klimaendringer vil i tiårene som kommer gjøre det nødvendig med betydelige investeringer i infrastruktur og større utnyttelse av undergrunnen. Urbanisering fremmer løsninger i undergrunnen For første gang i historien bor mer enn halvparten av verdens befolkning i byer. Mangel på nytt byareal gjør at infrastruktur i større grad må plasseres i undergrunnen. Som en følge av dette, er det nødvendig å strukturere utviklingen av undergrunnen med tanke på fremtidig bærekraftighet. Ved utforming av ny infrastruktur må det også tas i betraktning at fremtidige tunneler og anlegg i undergrunnen skal benyttes for å skjerme kritisk infrastruktur fra naturkreftene og menneskelige inngrep. Strategiske anlegg innen olje og gass, informasjonsteknologi og kommunikasjon, samt sivilforsvar blir stadig oftere lagt på ekstremt sikre steder, slik som i store fjellhaller. Dette bidrar til opprettholdelse av drift selv når en katastrofe inntreffer. Flere fornybare energikilder nødvendig Klimatilpasning er viktig, men klimaløsninger er enda viktigere. Norge er allerede i dag en storleverandør innen nettverket for fornybar energi takket være det store antall vannkraftanlegg. Behovet for grønn energi er økende over hele verden og den norske tunnelbransjen har solid kompetanse på dette området. 8 Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen

9 Illustrasjon: Jernbaneverket Nye Holmestrand stasjon bygges i form av en fjellhall og blir 250 m lang, 35 m bred og 15 m høy. Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen 9

10 Fremtidige pionerprosjekter Først Lengst Dypest Stadtunnelen - verdens første skipstunnel er under planlegging og kan ha byggestart allerede i Med et tverrsnitt på 1620 m2 og en lengde på 1,7 km vil tunnelen gi trygg seilas til erstatning for et utsatt kystområde hvor det har vært mange forlis. Ryfylketunnelen - i Rogaland blir med sine 14,3 km verdens lengste undersjøiske tunnel når den er ferdigstilt i Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen

11 Helgelandstunnelen På Helgelandskysten planlegges nå verdens dypeste veitunnel som skal gå ned 396 m under havet, mer enn 100 m dypere enn noen annen tunnel i verden i dag Follobanen, med to separate løp, vil omfatte Norges lengste jernbanetunnel når den står ferdig i Mesteparten av de 20 km med tunnel skal drives med TBM Lengst og dypest Norges lengste jernbanetunnel Rogfast, en fergefri veiforbindelse på E39 i Rogaland, vil når den åpnes for biltrafikk i 2023 være verdens lengste undersjøiske veitunnel på 27 km, og blant verdens dypeste med bunnpunkt på 390 m.u.h Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen 11

12 Foto: Statens vegvesen FAKTA: Norske tunneler Antall veitunneler: 1100* Antall jernbanetunneler: 700* Antall undersjøiske tunneler: 40* Dypeste undersjøiske tunnel: Eiksundtunnel, 287 meter dyp, 7,7 km lang Lengste undersjøiske tunnel: Bømlafjordtunnel, 7,8 km lang 60 stk lagerhaller i fjell for olje- og gass* En rekke kloakkrenseanlegg og vannbehandlingsanlegg i fjell Et stort antall tilfluktsrom, flere av dem bygget som flerbruksanlegg * 12 alle Utfordringer tall er ca tall i dagen, pr 2014 løsninger i grunnen

13 Tunneler som knytter Norge sammen Hvert år ferdigstilles et titalls kilometer med tunnel i Norge. De mest trafikkerte håndterer nesten 100,000 kjøretøy daglig, de minst trafikkerte under 100. I årtusener var sjøveien den vanlige ferdselsveien i Norge. Den første veitunnelen ble bygd i Blant prosjektene som ga inspirasjon til den norske tunnelbransjen fra internasjonalt hold var Frejus, St. Gothard og Arlberg i Alperegionen. For Norge kom det store gjennombruddet med Bergensbanen i Denne første jernbaneforbindelsen mellom Østlandet og Vestlandet omfattet 182 tunneler og kostet et helt statsbudsjett å bygge. Mer enn 1800 tunneler dekker over 1000 kilometer I dag har Norge mer enn 1800 vei- og jernbanetunneler med en samlet lengde på godt over 1000 kilometer. Det tar ca. 20 minutter å kjøre gjennom Lærdalstunnelen, som med sine 24,5 kilometer er verdens lengste veitunnel. Det å unngå ulykker gis høyeste prioritet, og tunnelen har behagelig belysning, variasjon i kjøreopplevelsen og god ventilasjon. Den står på USA Todays liste over verdens kuleste tunneler 1. Norges lengste jernbanetunnel, Romeriksporten, er en 13,3 kilometer lang dobbeltsporet tunnel. Den ble ferdigstilt for hurtigtogforbindelse mellom Oslo Sentrum og Oslos internasjonale flyplass på Gardermoen i Ref: Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen 13

14 Fra bergverksdrift til serverlagring Fjell og berg har spilt en sentral rolle i norsk industri og landets økende velstand fra de gamle utvinningsindustrier, via oljeepoken, til den digitale alderen. Norsk tunnelindustri har sin opprinnelse i 1600-tallets bergverksdrift. I flere hundre år dannet gruveindustrien ryggraden i Norges økonomi. Den kompetansen og erfaringen som ble skaffet i gruvene med deres dyptliggende rom og kompliserte geometri var viktige forutsetninger for Norges mange vannkraftutbygginger på 1900-tallet. Dette ga rimelig kraft for utviklingen av en levedyktig fastlandsindustri. Et felles trekk ved norske vannkraftprosjekter er de store bergrommene for å kunne etablere kraftstasjoner. Eventyret begynte for alvor i forbindelse med etableringen av Norsk Hydro på Notodden og de velkjente kraftverkutbyggingene Svelgfoss i 1907, Tysso i 1908 og Vemork i I dag betjener ca km med tunneler landets ca. 200 kraftverk. Fjellhaller har økende popularitet Under den kalde krigen etablerte Norge et stort antall tilfluktsrom i undergrunnen. Mange ble bygget med dobbelt funksjon som for eksempel idrettshall, parkeringshus osv. Andre fjellhaller ble bygget for forsvaret og luftfarten. Et av de nyeste bruksområder for fjellanlegg er lagring av energinøytrale dataservere. Nå ser man også på gjenbruk av gruveanlegg for anvendelse til nye formål. Nøkkelpartner for oljeindustrien Norge er en stor eksportør av olje og gass. Bruk av fjellhaller gir trygg lagring av det sorte gullet. Det er bygget mange teknisk avanserte anlegg, noen under trykk og noen med nedkjøling. De første lagringshallene for hydrokarboner i undergrunnen ble bygget med innvendig kledning av stål. Flere av disse anleggene er bygget i de første tiårene etter 2.verdenskrig og er fremdeles operative. Eksempel på et slikt anlegg er Hummelvik-anlegget utenfor Trondheim. Etter hvert ble det bygget lagringsanlegg uten innvendig kledning, men sikret tradisjonelt med bolter og injisert for å begrense innlekkasje av vann. Disse anleggene ble anlagt under havets overflate og med en vanngardin som hindrer inntrengning av hydrokarbonene i berggrunnen rundt. Ekeberganlegget i Oslo var det første anlegget som ble bygget etter denne metoden. Tunnelindustrien har også bygget landfallstunneler og transporttunneler for olje og gass, i tillegg til bygging av industrianlegg for behandlingen av olje, slik som ved Mongstad, Sture, Kårstø og Aukra. 14 Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen

15 Foto: Byggeindustrien Inngangsparti ved Gjøvik olympiske fjellhall. Hallen ble åpnet i 1993 som verdens største fjellhall for publikumsbruk med total kapasitet på 5600 tilskuere. Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen 15

16 Foto: Knut Opeide, Statens vegvesen 16 Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen

17 Samarbeid med FOU-institusjoner NFF har lang tradisjon for å samarbeide med utdanningsinstitusjoner innen gruve- og tunnelindustrien, Dette samarbeidet bidrar til viktig utvikling av kompetanse og nye metoder som kommer hele den norske bransjen til gode Rekruttering til tunnelbransjen er viktig og hvert år avholdes Informasjonsmøter for studentene på NTNU. Det fokuseres her på hvilke muligheter bransjen har å by på og hvilken rolle NFF spiller som portal og samhandlingsrom innen tunnelbransjen. I tillegg inviteres hvert år 4/5-årskurs studenter til Fjellsprengningsdagen. NFF har et fond som er spesielt dedikert PhD-studenter. Fra dette fondet kan stipend tildeles studenter etter søknad. MSc-studenter har mulighet til å gjøre oppgaven sin i samarbeide med de mange firmaene som er knyttet til NFF. Professorer fra NTNU promoterer jevnlig den norske tunnelbransjen og NFF på en synlig og god måte utenlands. NFF har organisert kurs for obligatorisk sertifisering av bergsprengere i Norge. I forbindelse med omleggingen av sertifiseringsordningen, ble det i perioden november kurset nesten 2000 deltagere totalt. Likeledes tilbyr NFF, sammen med Tekna, eksamensrettede kurs innen viktige elementer av tunneldriving som injeksjon og sprøytebetong. Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen 17

18 Om NFF Norsk Forening for Fjellsprengningsteknikk (NFF) ble stiftet i 1963 for å samle og styrke fagmiljøene som innebefatter fjell- og bergverksfag og bergteknikk. NFFs visjon er å være den viktigste kunnskapsarena for en bærekraftig bruk av berggrunnen. Medlemsmassen på over 1100 personer og 90 medlemsbedrifter spenner over hele bredden av fagfeltet fra byggherrer til entreprenører, rådgivningsingeniører, utstyrsleverandører og forskningsmiljøer. Faglig fellesskap Medlemmene i NFF har ulike yrker og faglig bakgrunn. Det vi har til felles er at vi har en egen kultur for å diskutere og utveksle erfaringer. For å skape et forum for dette arrangerer NFF 5 6 faglige kurs og konferanser i tillegg til medlemsmøter hvert år i samarbeid med Tekna. Disse arrangementene samler til sammen ca 1500 personer fra den norske tunnelbransjen. NFF produserer hvert år en til to faglige publikasjoner som publiseres på norsk og deles ut blant medlemmene. I tillegg produserer NFF en internasjonal publikasjon hvert år. NFF er organisert slik at den består av ulike medlemskomiteer som utfører sine oppgaver på frivillig basis. Hver av disse komitéene har en representant i NFFs styre. Styret består av seks faste medlemmer og to varamedlemmer. Disse representerer et bredt spekter av den norske tunnel- og anleggsbransjen. NFF engasjerer seg aktivt i det internasjonale fagmiljøet, og bidro i 1974 til å stifte bransjens internasjonale forening, International Tunnelling Association (ITA). Hvert år samles et ti-talls firmaer på en felles norsk stand under World Tunnel Congress. NFF fungerer her som døråpner for våre norske medlemsbedrifter som ønsker oppdrag i utlandet. NFF har ført statistikk over utsprengt m 3 fjell under jord for ulike formål fra 1971 og frem til i dag. Denne statistikken viser tydelig hvordan vannkraftprosjekter dominerte på begynnelsen av 1970-tallet, at utsprengning av ulike lagringshaller etter hvert fikk større betydning og at tunneler for samferdselsanlegg i dag bidrar til de største uttakene av berg i Norge. 18 Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen

19 Trolltunga er en av mange spektakulære naturopplevelser som lokker turister til Norge Foto: Scott Sporleder/Fjord Norway Tunnelstatistikken for mengden utsprengt m 3 fjell, under jord frem til jubileumsåret i 2013 Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen 19

20 Foto: Jaro Hollan/Statsbygg Norsk Forening for Fjellsprengningsteknikk NFF Postboks Sandvika Norge (+47) Svalbard globale frøhvelv. Hvelvet som rommer tre millioner forskjellige typer frø skal sikre overlevelse av eksisterende planteliv ved en global katastrofe som for eksempel en atomulykke. Frøene er lagret i permafrost dypt inne i fjellet. 20 Utfordringer i dagen, løsninger i grunnen