Ny vann- og frostsikringsløsning for Fellesprosjektet Av: Erik Frogner Dato: 23.01.2013
Agenda Bakgrunn/behov for å vurdere nye V/F-løsninger-MVT Evalueringsprosess i regi av Fellesprosjektet/JBV Gjennomført utviklingsarbeid for ny løsning Beskrivelse av og dokumentasjon på løsningen på FP/Db Erfaringer så langt 2
40 kontorer i Norge 20 kontorer i utlandet Antall ansatte: 2400 Hovedkontor i Sandvika: 900 Øvrige kontorer i Norge: 900 Internasjonalt: 600 Hvorav 360 i Sverige Tromsø Harstad Bodø Mo i Rana Hammerfest Lakselv Narvik Luleå Kjøllefjord Vadsø Kirkenes Piteå Molde Trondheim Førde Santiago Årdal Bergen Lillehammer Sogndal Hamar Haugesund Hønefoss Sandvika Kongsberg Lillestrøm Stavanger Skien Askim Stathelle Horten Larvik Tønsberg Karlstad Mandal Kristiansand Göteborg Växjö Stockholm Gaborone Maputo Århus København Helsingborg Malmö Bangkok Vientiane Manila Pr. 01.01.2010 3
Bakgrunn/behov for å vurdere ny løsning Rødt blink Rødt blink Gul blink Gul blink
Bakgrunn/behov for å vurdere ny løsning
Bakgrunn/behov for å vurdere ny løsning
Bakgrunn/behov for å vurdere ny løsning En del uheldige erfaringer med utførte V/F-løsninger Behov for å renovere tunneler etter kun få tiår Økende fokus på tverrfaglig helhetstenkning Moderne vegtunneler, FOU-prosjekt i regi av SVV Ønske om økt kvalitet Ønske om økt levetid Levetidskostnader Krav om økt oppetid SHA-aspekter Ønske om å unngå inspeksjon bak V/F-hvelv Nytenkning hos JBV 7
Tunnel strategi. Ny vann og frostsikring Berget skal sikres som før med 100 års levetid Ny Vann- og frostsikring ved utstøpning med membran foreslås nå av Sv. Høytrafikkerte veitunneler, ÅDT > 4000 Jernbanetunneler som høytrafikkerte tunneler? Løsninger brukt i over 30 år i Sveits og Europa
Tunnel strategi. Dagens løsning Dagens løsning vann og frost
Tunnel strategi. Fremtidens løsning? Fremtidens løsning?
Tunnel strategi. Utstøpning med membran
Medvirkning Fellesprosjektet E6 Dovrebanen Samarbeid mellom Statens vegvesen og Jernbaneverket Samtidig utbygging av veg og bane Byggetid 2011-2016 Største pågående landbaserte prosjekt i Norge
Fellesprosjektet 3. etappe i E6-utbyggingen Gardermoen - Kolomoen 1. etappe av Dovrebanen Eidsvoll Hamar Lengde: 23 km Kostnad : 10,1 mrd kroner Åpning av E6 høsten 2014 Åpning av Dovrebanen høsten 2015
Norges raskeste vegutbygging E6 1,07 km/måned ( etappe 1 åpnet 2009) (OPS = 1,00 km/måned) Fellesprosjektet 0,8 km 4-felt + 0,4 km dobbeltspor/måned Omsetning: 2500 mill. kr/år Bemanning: 1500-2000 på anlegget
Evalueringsprosess-V/F-løsninger JBV Formål Prosessen Teknisk beskrivelse Deltakere Evalueringskriterier Evalueringsmøte Resultater Rapport 15
Evalueringsprosess-deltakere Jan Ausland, JBV Torbjørn Løvaas, JBV Egil Olafsen, JBV Erik Frogner, Norconsult Arnstein Aarseth, NGI Knut Boge, Geovita Christian Rønneberg, Aas- Jakobsen Amund Bruland, NTNU Jarle Kr. Tangen, Svv Per Bollingmo, Multiconsult Elin H. Havik, Svv Magne Brenden, JBV Peter Wilen, Vattenfall Ulf Lindfors, Vattenfall Eystein Grimstad, NGI Jo Henning Thori, Svv Foad Hussein, Svv Jon Gulland, Svv Morten Knudsmoen, Norconsult Thor Skjeggedal, JBV 16
Løsning nr 1: Hvelv av PE-skum brannbeskyttet med armert sprøytebetong
Løsning nr 2: Hvelv av betongelementer
Løsning nr 3: Hvelv av sprøytemembran dekket med sprøytebetong
Løsning nr 4: Helstøpt tunnelhvelv, vanntett membran dekket med plasstøpt betong
Evalueringsprosess Kriterier og vekting Vekting Kriterium 6 Kvalitet 6 Vedlikehold 6 Oppetid 6 Vanntetthet 6 Levetid 6 Brann 6 SHA/YM 4 Byggekostnad 5 Driftskostnader 3 Byggetid 6 Drenerende egenskaper
Evalueringsprosess-resultater Det var bra engasjement og gode diskusjoner i evalueringsgruppa. Det ble oppnådd konsensus for all poenggivning. Løsning 4 scoret best på 8 av 11 kriterier, og oppnådde samlet høyest score. Løsning 3 scoret lavest på 7 av 11, og var i diskusjonen preget av usikkerhet grunnet manglende erfaring, dokumentasjon og godkjenning. Det er også gjort en alternativ beregning hvor alle kriterier ble vektet likt, dette gir ingen endring i rangering, og løsning 4 får også ved dette alternativet høyest score. Jernbaneverket og Fellesprosjektet vil ta med seg resultatene fra evalueringsprosessen i sin videre forankring/beslutning av endelig løsning for vannog frostsikring av tunnelene i prosjektet. Alternativ Overall score Alternativ 4 311 Alternativ 2 272 Alternativ 1 211 Alternativ 3 175
Studieturer
Studietur i Sveits. JU, Sv og NO.
Valgt løsning for Dovrebanen, Ulvintunnelen Ny løsning for vann og frost etter europeisk modell - LINING. Fiberduk og TPOmembran montert direkte på fjell. 30 cm betongutstøping mot membran. 12m blokklengde 60m støping per uke. Normalprofil Arbeidsikring Avretting m/sprøytebetong Membran og filtduk Virkelig sprengning Teoretisk sprengning
Ulvintunnelen Fokus Kontursprengning pga linning: Krav til nøyaktig og tettere boring i kontur og innerkontur. 05m/0,6m Redusert ladning i kontur. Utføres med strengladning. Forsøk med elektroniske tennere. Fjellet scannes - med høy tetthet.
Ulvintunnelen, dokumentasjon på VF-løsning Funksjon og virkemåte/metode for sikringskonstruksjoner i jernbanetunnel (1): Bergsikring (stabilitetssikring): Q-systemet benyttes ved kartlegging på stuff, men sikringen bestemmes ikke kun ut fra Q-metoden. Det gjøres i tillegg egne ingeniørgeologiske vurderinger av behovet for permanent bergsikring. Bergsikringen skal utføres som permanent sikring og det skal benyttes materialer og metoder som gir lengst mulig levetid.
Ulvintunnelen, dokumentasjon på VF-løsning Funksjon og virkemåte/metode for sikringskonstruksjoner i jernbanetunnel (2): Injeksjon (vanntetting): Av miljøhensyn skal ca 600 m av Ulvintunnelen tettes ved fornijisering til en lekkasjemengde på maks 5 l/min/100m. Det skal sonderbores og eventuelt injiseres i svakhetssoner der mye vann påtreffes. Vann- og frostsikring: I henhold til JBVs regelverk skal vannlekkasje inn i tunnelen hindres. Dvs. at drypp på skinnegang eller tekniske installasjoner aksepteres ikke. Vann- og frostsikring utføres i form av drenert, kontaktstøpt betonghvelv med membran istedenfor frittstående sprøytebetonghvelv eller betongelementhvelv.
Ulvintunnelen, dokumentasjon på VF-løsning Virkelig betongtykkelse (teoretisk): 300 + 245 = 545 mm
Ulvintunnelen, dokumentasjon på VF-løsning Statisk analyse av kontaktstøp: 2D-, ikke-lineær materialmodell analysert vha Abaqus /Brittle cracking Laster fra Teknisk regelverk - Underbygning - Tunneler, kap. 8.1 Egenlast (betong) Variabel last; Vifter 2 x 1500 kg (Linjelast 4 x 6,25 kn/m) Nyttelast; Trykk- og suglast fra tog, JD: +1,3/-1,7 kn/m 2, pluss generell nyttelast på vann- og frostsikringskonstruksjoner på 3,0 kn/m 2 fra fallast, islast og generelle forhold knyttet til trykk og sug fra trafikk. Forhøyet til ± 7,0 kn/m 2. Temperaturlaster Kapasitet for 40 m vanntrykk.
Ulvintunnelen, dokumentasjon på VF-løsning Vanntrykksimulering Modell-enhet Høy perm skjerm/ Høy perm skjerm/ Lav perm skjerm/ Lav perm skjerm/ Høy perm fiberduk Lav perm fiberduk Høy perm fiberduk Lav perm fiberduk Berggrunn 1*10-6 m/s Tunnelrom 1*10-2 m/s Betonghvelv med membran 1*10-9 m/s Fiberduk 1*10-4 m/s 1*10-7 m/s 1*10-4 m/s 1*10-7 m/s Sprøytebetong 1*10-7 m/s Oppsprengt fjell 1*10-5 m/s Tetteskjerm 3*10-7 m/s 3*10-7 m/s 3*10-8 m/s 3*10-8 m/s
Ulvintunnelen, dokumentasjon på VF-løsning Oppfølging og instrumentering. Vannprøver for analyse av mineralinnhold (mangan, jern) Poretrykksmålinger Tøyningsmålinger Temperaturmålinger
Ulvintunnelen
Ulvintunnelen
Ulvintunnelen
Ulvintunnelen
Er samhandlingsfasen verdt investeringen? Gjennomført 3x2 + 1x2 dager samhandlingsfase mellom byggherre, entreprenør og rådgiver før oppstart, 50-60 personer. Gjennomført evaluering, dokumenterer høy individuell nytteverdi Kostnad ca 4 mill. kr totalt. Dette utgjør ca 0,25 % av kontraktssummen Har allerede bidratt til enighet mellom byggherre og entreprenør i flere større saker JA: Samhandlingsfasen er verdt investeringen!!