Sammenligning mellom vann og frostsikring ved kontaktstøp med membran vs. betongelementer

Like dokumenter
Varige konstruksjoner fremtidens tunneler Helstøpt tunnelhvelv erfaringer fra Ulvintunnelen

Ulvintunnelen. Erfaringer fra beslutning til gjennomføring av membran og full utstøpning

Vestfoldbanen betongelementer for vann/frost. Med fokus på et livsløpsperspektiv. Tunneldagene 2015 Prosjektdirektør Stine Ilebrekke Undrum

Ulvintunnelen. - Erfaringer fra produksjon av membran og full utstøpning. nfv seminar Stockholm april 2014

Fellesprosjektet E6-Dovrebanen

Erfaringer med kontaktstøp med membran som V/F-sikring. Sivilingeniør Morten Knudsmoen, Norconsult AS Teknologidagene, Trondheim 2015.

Moderne vegtunneler. NVF seminar: Effektiv tunnelproduksjon. Reykjavik, 12.september Harald Buvik. Prosjektleder Moderne vegtunneler

Teknologidagene okt.2014 Varige konstruksjoner

Vedlegg 2 Utkast til revidert versjon av teknisk regelverk med kommentarer fra SINTEF

Vann og frostsikring bergsikring i nye jernbanetunneler

Erfaringer med støpt løsning, Ulvin-tunnelen

GJELDENDE REGELVERK: - Bergsikring - Vann- og frostsikring

Ingeniørgeologi. Berget som byggemateriell hva må til? Foto: Hilde Lillejord

Mål. Ikke ras på stuff. Ikke behov for rehabilitering av bergsikring

AN INTERNATIONAL JOINT VENTURE BETWEEN NORWAY, SWEDEN AND GERMANY

Tunnelstrategi for nye vegtunneler

Nye N500 Vegtunneler og V520 Tunnelveiledning. Mona Lindstrøm Statens vegvesen

Håndbok N500 Vegtunneler, revisjon og nye krav.

Tunnelstrategi for nye vegtunneler

Tunnelrehabilitering teknisk kvalitet og praktiske løsninger

INGENIØRGEOLOGI. Berget som byggemateriale - hva må til?

Statens vegvesen. Ev 39 Tunnel Jektevik-Børtveit. Geologisk vurdering av tunnel for mulig strossing.

Ny vann- og frostsikringsløsning for Fellesprosjektet. Av: Erik Frogner Dato:

Vedlegg 1 Opprinnelig versjon av teknisk regelverk med kommentarer fra SINTEF

HENSIKT OG OMFANG...2

Moderne vegtunneler. Bergsikringsstrategien baseres på. Håndbok 021/ Teknologirapport 2538

Teknisk regelverk for bygging og prosjektering. B. Overordnede spesifikasjoner 2. Underbygning 2. Tunneler

NORSK JERNBANESKOLE. Ingeniørgeologi Berget som byggemateriale -hva må til? Mars 2014

Temaer for innlegget

OPPGRADERING etter 22 år AV ÅLESUNDSTUNNELENE 1 ÅR MED NATTARBEID OG TRAFIKK PÅ DAGTID. Prosjektleder Ole Kristian Birkeland

INGENIØRGEOLOGI. Berget som byggemateriale -hva må til?

Statusrapport Holmestrandtunnelen

Moderne vegtunneler Etatsprogram

Teknisk regelverk for bygging og prosjektering. B. Over- og underbygning 2. Underbygning 2. Tunneler

Full kontroll ved tunneldriving Innledning

KONKURRANSEGRUNNLAG. Oppgradering fv. 17 Svartistunnelen - Anleggsentreprise TILBUDSTEGNINGER. Meløy kommune

Mona Lindstrøm Statens vegvesen, Vegdirektoratet

Anbefalte vann- og frostsikringsløsninger

Oppfølgings og evalueringsmøte tunnelpraksis, 21/8-2008

Teknisk regelverk for bygging og prosjektering. B. Overordnede spesifikasjoner 2. Underbygning 4. Støttekonstruksjoner

NORSK JERNBANESKOLE. Ingeniørgeologi Berget som byggemateriale -hva må til?

VEGRAMS RAM-analyse Drifts- og vedlikeholdsrevisjon

Fremtidens tunneler premisser for sikkerhet og drift/vedlikehold

Kontaktstøp med membran som vann- og frostsikringskonsept. Sivilingeniør Morten Knudsmoen, Norconsult AS Teknologidagene, Trondheim 2015.

Teknologidagene 21. september 2016 Oppdaterte krav til vegtunneler

Varige konstruksjoner

NFF Internasjonalt Forum 2015 Hva kjennetegner den norske tunnelbyggemetoden?

Varige konstruksjoner Tilstandsutvikling Tunneler. Fagdag 2013 Oslo

UTFORDRINGER MED LANGE JERNBANETUNNELER FOLLOBANEN - NYTT DOBBELTSPOR OSLO-SKI

InterCity Drammen Kobbervikdalen

Statens vegvesen. Notatet er kontrollert av Ole Christian Ødegaard, vegteknisk seksjon, Ressursavdelingen.

Geologi. E39/Hp17/km 2,020-2,090 Eietunnelen i Flekkefjord, Vest-Agder. Tunnelinspeksjon Oppdrag OPPDRAG. Teknologiavdelingen

VTU/NTU Skansavegur. Tunnelinspeksjon Norðoyatunnilin

Teknologidagene 2015 Norsk tunnelteknologi et rent ingeniørgeologisk domene? Gjøvik Olympiske anlegg - Fjellhallen

MoFix AS sin hjemmeside: E-postadr: MOFIX-STØTTEMUR

HVA FINNES OG HVA BLIR BRUKT?

KONTROLLPLAN for entreprenør

støping av platting Før Handicare kan montere din løfteplattform, må det støpes en platting.

Effektiv og sømløs dataflyt fra prosjekterende ut til anlegget. Muligheter og begrensninger basert på erfaring fra Norge

Praktisk gjennomføring byggherrens erfaringer

BETONGUTSTØPING. METODER KRAV til UTFØRELSE ERFARINGER og UTFORDRINGER FOU? FRAMTID

Sweco Norge AS Prosjekt: Våla GS Bru - Grunnarbeider og Landkar A0 FELLESKOSTNADER... A-1

D2-3 Tegninger og vedlegg

E18 Flårtunnelen, Vestfold

Kartlegging av miljøbetingelser i tunneler. Presentasjon av rapporten, av Jon Luke, Norconsult

Tekniske tegninger KONKURRANSEGRUNNLAG. Prosjekt Fv 569 Dalseid - Eidslandet Punkttiltak utbedringer. Parsell Fv 569 Hp 01 - Hp 02 TEKNISKE DATA

Vedlikeholdsvennlige. Christopher Schive, JBV Teknologi

Bruksanvisning. Slik skal fremtiden bygges. Nå også NBI-godkjent for fiberarmert betong. Kan lastes ned på

Arild Neby, Tunnel- og betongseksjonen, TMT Optimalisert tunnelsprengning (konturkvalitet) Teknologidagene 2014

NBG/NGF seminar Trondheim 23. mai 2016 Leiromvandling av berggrunnen hvor og hvorfor? Sleppematerialer hovedtyper/karakter

Fra fjell til tunnel. Jernbaneverket

Kap.: 05 Betongarbeid Side 13 Orientering / Generelle utfyllende spesifikasjoner og andre krav

Sundolitt Garasjeringmur Monteringsveiledning - Mars 2016

VEDLEGG: FORPROSJEKT KONSTRUKSJONER REGULERINGSPLAN FV. 17 DYRSTAD - KVARVING. Steinkjer kommune


Varige konstruksjoner, fagdag

Del 2 Bilag 1 Oppdragsgivers kravspesifikasjon:

Nytt dobbeltspor Oslo Ski. Vurdering av tunnelkonsept og drivemetode. Hvilke parametere vil påvirke trasévalg og løsning for tunnelen?

Vi har bygget billig Hva sliter vi med i dag?

Mona Lindstrøm Teknologiavdelingen, Vegdirektoratet

Teknologidagene 2013 Tunneldriving i trange rom Arild Neby, Tunnel og betong, TMT, Vegdirektoratet

Weber Ekspanderende mørtel

Prosjekt: Oppgave 1. Løsningsforslag Side: 02-1 Kapittel: 02 BYGNING Postnr NS-kode/Tekst Enhet Mengde Pris Sum

E16 Nes tunnel hva nå?

Utførelse av sprøytebetongbuer

Teknisk regelverk for bygging og prosjektering. B. Over- og underbygning 2. Underbygning 8. Føringsveier

Sundolitt Garasjeringmur Monteringsveiledning - September 2016

Element 3+1 DESIGNKONKURRANSE NEDSTIGNINGSTÅRN Åpen plan- og designkonkurranse for Samferdselsetaten i Oslo

(8) Geometriske toleranser. Geometriske toleranser Pål Jacob Gjerp AF Gruppen Norge AS

Beregning av sikringsmengder

Statens vegvesen Arild P. Søvik Veg- og transportavdelingen i Vegdirektoratet

Ny tunnel. ett skritt til b. Krass kritikk mot Statens vegvesen: BYGG OG ANLEGG FOKUS

Monteringsanvisning. Rampline slakklinesystem, modell Rampline Park

Nettstasjon - Fundamentering

Varige konstruksjoner et etatsprogram i Statens vegvesen Brukonferansen 2012

E04 - tilbudsbefaring E39 Eiganestunnelen

Stian Sørli - Vannkraft Trondheim

MONTERINGSANVISNING RAMPLINE PARK

Detalj- og reguleringsplan

Jernbaneverket Utbygging. Utbyggingsdirektør Harald Vaagaasar Nikolaisen

Transkript:

Sammenligning mellom vann og frostsikring ved kontaktstøp med membran vs. betongelementer Sivilingeniør Tom Frode Hansen, Teknologidagene, Trondheim 2015.

Innhold Forutsetning for sammenligning Utvikling av Vann og Frostsikring i nyere norske jernbanetunneler Video av gjennomføring Sprengningstekniske forhold Ingeniørgeologiske forhold Geometri av tunnelrommet Dimensjonering RAMS Reability, Availability, Maintainability, Safety SHA Sikkerhet Helse og Arbeidsmiljø Brann Kvalitetssikring Kostnader og fremdrift Ulikheter veg og bane Hvor går veien videre?

Forutsetninger for sammenligning med membran er kun utført for jernbanetunneler. For å sammenligne like forhold, sammenlignes derfor i hovedsak med montering av betongelementer for jernbanetunneler på Vestfoldbanen. Mange av prinsippene er likevel generelle og gjelder også for vegtunneler.

Utvikling av Vann og Frostsikring i nyere norske jernbanetunneler Åpnet Navn Linje Lengde VF-metode Problem 1998 Bekkedalshøgda Gardermobanen 1656 m Sprø membran 1999 Gråskallen Bergensbanen 2710 m PE-skum med sprøytebetong 1999 Romeriksporten Gardermobanen 14 580 m Sprøytebetonghvelv / (1,5 km). Vanndrypp på skinner fører til skinnebrudd. KL-anlegg ødelegges. 2005 Tanumtunnelen Askerbanen 3590 m Sprøytebetonghvelv ikke 100% Isdannelse ødelegger rømningsveier. Is må hakkes bort. Plaskesviller. 2005 Skaugumtunnelen Askerbanen 3790 m Sprøytebetonghvelv ikke 100% Isdannelse ødelegger rømningsveier. Is må hakkes bort. Kabelkanaler fylles med vann. 2011 Bærumstunnelen Askerbanen 5500 m Sprøytebetonghvelv ikke frem mot rømningstunneler i kryss. 2011 Gevingåsen tunnel Meråkerbanen 4400 m Sprøytebetonghvelv / Sprøytbar membran 2011 Jarlsbergtunnelen Vestfoldbanen 1750 m Sprøytebetonghvelv 2015 Fellesprosjektet Ulvin, Molykkja, Morstua Dovrebanen 3900 m / 580 m med membran 2016 Holmestrandporten Vestfoldbanen 12 300 m / Sprøytebetonghvelv i overgangssoner 2018 Farriseidet Porsgrunn. 4 lange tunneler Løsninger med: Lengre levetid, Mindre drift og vedlikehold, Høyere sikkerhet, Sikrer høyere oppetid på banen. Fokus på lavest LCC Vestfoldbanen 15 300 m / Sprøytebetonghvelv i kryss Isdannelse i kryss ved rømningstunneler

Video av gjennomføring Montering av betongelementer på Vestfoldbanen med membran i Fellesprosjektet

Sprengningstekniske forhold Utsprengt volum 125 m 2. Mindre sprengningsprofil er ikke skall-løsning. 132 m 2. Fra normalprofil til sprengningsprofil i skall-løsninger er det typisk 60 cm.

Sprengningstekniske forhold Krav til kontur Tiltak: Høy. Viktig for god kvalitet på membran, omfang av utjavningssprut og betongforbruk ved utstøpning. Viktig med kontraktincentiver for å oppnå dette. 30 cm prosjektert tykkelse (54 cm inkl. hakk pga. stikning) økte til gjennomsnitt 63 cm i praksis. Middels. Kontur er viktig for å unngå mye overberg, omfang av bakstøp bak elementfundamenter, redusert sikringsomfang og bedre SHA på stuff. Nøyaktig boring, mindre hullavstand, redusert ladning i kontur, elektroniske tennere, slangetrekk, nødvendig stikning for salvehull etc.

Sprengningstekniske forhold Sprengning av grøft Tiltak: Sensitiv for normal sprengning av grøft. Må boltes, forskales og støpes opp «nytt» fundament for kontaktstøp. Mindre sensitiv, men normal sprengning av grøft gir behov for stor fylling under fundament >>> større potensial for setning av fundamenter. Viktig med god kvalitet på oppfyllingsmasser og komprimering. Flytte grøft inn i profilet, Sprengningstekniske og kontraktsmessige grep.

Ingeniørgeologiske forhold Standard arbeids- og permanent sikring Standard berginjeksjon Ja. Berget er byggematerialet. Sikres i hovedsak etter Q-systemet. 8 cm sprøytebetong, bolter med duplex korrosjonssikring, sprøytebetongbuer. Bolteender må kappes før utjavningssprut. For tilfeller hvor tung sikring monteres bak stuff, med tanke på lang tids stabilitet, f.eks i svelleleiresoner, kan sprøytebetongbuer eventuelt erstattes av armert kontaktstøp. Dette kan være en rimeligere og raskere metode enn sprøytebetongbuer for slike forhold. Ja. Grunnvannsnivå skal opprettholdes. Minst mulig isdannelse og vanntrykk bak støp. Ja. Berget er byggematerialet. Sikres i hovedsak etter Q-systemet. 8 cm sprøytebetong, bolter med duplex korrosjonssikring, sprøytebetongbuer. Må kjernebore for opphengsbolter. Særlig i dårlige soner med mange sprøytebetongbuer og spiling. Ja. Grunnvannsnivå skal opprettholdes. Minst mulig vann for korrosjon av bolter og tekniske utstyr som eventuelt er montert på innsiden av hvelv.

Geometri av tunnelrommet Nisjer, kryss og siktutvidelser avvikende geometri. Tiltak: Fremdrift og kostnader er sensitivt for avvikende geometri. Mer kompleks forskaling og behov for armering av støp. Fremdrift og kostnader er sensitivt for avvikende geometri. Mulig med kompleks tilpasning med elementer, men blir blant annet mer omfattende oppheng av elementer. I praksis ble det i Farriseidet Porsgrunn og delvis i Holmestrand brukt PE-skum i nisjer og kryss. Redusere behov for tele og signalnisjer ved å legge skap og trekkerørsløsninger på trafikksiden. Unngår siktutvidelse ved å gå over ERTMS, dvs. system uten krav til sikt til signal.

Geometri av tunnelrommet Kummer, trekkerørsløsninge, tekniske skap etc. Tiltak: Fremdrift og kostnader er sensitivt for avvikende geometri. Mer kompleks forskaling og behov for armering av støp. I fellesprosjektet var det bla. behov for nisjer ved kummer, tekniske skap, loddavspenning etc. Hochtief beskrev i et innlegg på Tunneldagene i 2015 at det er svært få nisjer i kontaktstøp i Europa. Mindre sensitivt, men ønskelig å unngå utsparing i elementer og trekkerør bak elementer. Her blir det «alltid» feil og omprosjektering. Redusere behov for nisjer ved å trekke VA-kummer og trekkerørsløsninger lenger inn i profilet. Nye tekniske løsninger.

Dimensjonering Tykkelse 30 cm 20 cm - armert Istrykk / Isolering Bestandighet av system mht. trykk og sug i togtunneler Oppheng i konstruksjon Ikke isolert. Lite hulrom bak støp gir lite potensielt istrykk. Filtduk drenerer. Høy Ok, er dimensjonert for dette Elementer isoleres i frostsone Høy/Middels? Må tåle 10^7 lastsykler. Komplekst å modellere samvirke av elementer, bolter, fuger etc. mht. lastsykler. Ok, er dimensjonert for dette

RAMS Inspeksjons og vedlikeholdsbehov Vedlikeholdbarhet Lavt. Få komponenter som kan feile. Drensledninger må spyles. Er kontakt mellom betong og berg. Vil kunne se utvikling i ustabilitet i berg ved inspeksjon av kontaktstøp. Vanskelig å tette eventuelle lekkasjer i membran. Lekkasjepotensialet er lavt. Middels. Løsning har flere komponenter som kan feile. Det må forventes noe utskiftning over lang tid. Hulrom bak hvelv må til en viss grad inspiseres. Det er ikke ønskelig og nærmest umulig. Enklere å tette membran. Større lekkasjepotensial pga. boltegjennomføringer. Levetid 100 + 100 (bolter, fuger, armering, fundamenter mm.). Oppetid. Hvis avgjørende komponenter må oppgraderes og skiftes ut slik at tunnelen og derved banen blir stengt i lange perioder etter eksempelvis 20-30 år, vil dette være svært negativt for omdømmet til tunneler som samferdselsløsning. Høy forventet oppetid Høy -

Fra RAMS analyse i JBV juni 2015 Bredt sammensatt faggruppe Alternativ 1 Full utstøpning og alternativ 2 Betongelementhvelv stiller i utgangspunktet ganske likt med hensyn på levetid og kostnader i investering. Betongelementhvelvene har flere komponenter som kan feile, og det må påregnes et visst behov for tilsyn og utskifting i løpet av levetiden til systemet. Denne løsningen vil også alltid etterlate et spørsmål om hva som skjer bak hvelvet. Full utstøpning har et fortrinn ved at det utgjør en konstruksjon i samvirke med berget og en vil kunne visitere og følge utviklingen av eventuelle store stabilitetsendringer i berget fra innsiden av tunnelen. Alternativ 1 fremstår som den totalt sett mest pålitelige løsningen med hensyn til både pålitelighet, vedlikeholdbarhet og sikkerhet.

SHA (Sikkerhet helse og arbeidsmiljø) Utførelsesfase Få tilløp Relativt mange tilløp og ulykker. Monteringsmaskiner mistet trykk pga motorfeil, pakningssvikt etc. >>> Element falt ned Feilmontering av gjengehylse, element løsnet og falt ned Transportmaskin for elementer mistet tilhenger med elementer. Elementer falt av tilhenger og ned på såle. Driftsfase Enkelt å utføre drift og vedlikehold Mange av tilløpene til skade er kun centimetere fra å bli alvorlige skader og dødsulykker. Dårlig arbeidsmiljø ved eventuell inspeksjon bak hvelv. Risikoarbeid ved å bytte ut bolter, elementer etc. Risiko for nedfall av elementer ved påkjørsel. I Holmestrand var det i år en dødsulykke knyttet til fuging av betongelementer. Det var også en dødsulykke i Fellesprosjektet. Denne var imidlertid ikke knyttet til kontaktstøp som metode, men til rygging av lastebil i tunnel.

Brann Brannbestandighet PP-fiber i betong. Noe uklart hva som blir behov for utskiftning ved brann da dette ikke tidligere er erfart i Norge. Trolig mindre avskalling av betong. Er ikke armering i støp, som kan miste bæreevne, slik som for betongelementer. PP-fiber i betong. Elementer må ofte skiftes ut ved brann. Mye diskusjon om detaljer ved fuger. Brannskiller Ikke behov Brannskille hver 200. meter.

Kvalitetssikring Riktig utført bergsikring og injeksjon Kapping av bolteender Riktig utjevningssprut mht. toleranse for membran Membran uten skade ved montering Riktig fundamentering Riktig betongkvalitet Riktig betongtykkelse Injeksjon av sementsuspensjon Kontroll av innstøpningsgods Riktig geometri Riktig utført bergsikring og injeksjon Bolter: Korrosjonssikring, stålkvalitet, forankring, gjengehylser Sikkerhetsplater : armeringsoverdekning, riktig armering, betongkvalitet. Sjekk nøye ut nye leverandører mht. kvalitetssystem, erfaring, prosedyrer, løpende kontroll, referanser. Fabrikkbesøk. Riktig geometri av hvelv. Fuger: Riktig utførelse av alle detaljer Riktig utførelse av pukkpute under fundament: Komprimering og riktige masser Montering uten skade på elementer Membran uten skade ved montering >>> Mange komponenter som kommer fra hele verden. Oppfølging blir aldri like bra som den kontrollen man kan foreta hver dag på anlegget.

Kostnader og fremdrift Gjennomsnittlig fremdrift pr. støpeform eller monteringslag. Kostnader til slutt (priser fra Fellesprosjektet inkl tillegg og 30% rigg) Ca 60 m pr. uke 62 000,- pr løpemeter (7% mer enn betongelementer) (priser fra Farriseidet Porsgrunn inkl tillegg og 30% rigg) Ca 100 m pr uke (som beskrevet i ekvivalenttidsregnskapet) 57 800,- pr løpemeter Tilbudspriser 51 500,- pr løpemeter 44 000,- pr løpemeter. 1300 kr pr m 2 økte til 1700 pr m 2 med tillegg (uten rigg) Til sammenligning var kontraktspris for betongelementer i vegtunnel i Fellesprosjektet 1230 pr m2 (inkluderer syrefaste bolter).

Ulikheter veg og bane Tunneler for bane har et høyere oppetidskrav. Det finnes ingen omkjøringsmulighet. Samfunnet aksepterer ikke en lengre stengeperiode av en IC-tunnel Reduserte muligheter for vedlikehold. Ca 4 timer hvite tider hvert døgn. Kostnadsdifferansen mellom kontaktstøp og betongelementer er sannsynligvis lavere for bane enn for veg for bane er større, tyngre og skal heises høyere. Dette gir typisk flere SHA-hendelser i utførelsesfase

Hvor går veien videre for IC-tunneler? Det bygges for 100 års levetid og lavest mulig LCC: i hele tunnelen? i hele tunnelen? Eventuelle andre løsninger som gir 100 års levetid og lav LCC?