Mer miljøvennlig tunnelbygging

I tett samarbeid med SINTEF og NGI driver Bane NOR og entreprenøren Veidekke nybrottsarbeid med å erstatte vann- og frostsikring med forinjeksjon i Hestnestunnelen. Målet for injeksjonsarbeidet er å få en nærmest tørr tunnel. Dette gir reduserte kostnader og en mer miljøvennlig måte å bygge tunnel på.

Hestnestunnelen er en bergtunnel som opprinnelig var planlagt med kontaktstøpt betonghvelv med membran (full utstøpning) som vann og frostsikring. Sammen med forskningsmiljøene i SINTEF og NGI er det sett nærmere på hvordan man kan sikre tunnelen mot naturlig vanninnsig ved å benytte eksisterende teknologi på en annen måte. Hestnestunnelen drives konvensjonelt med sprengning.

Store miljø- og kostnadsbesparelser

Forinjeksjon har som mål å oppnå en nærmest tørr overflate av tunnelveggen for å kunne erstatte vann- og frostsikring, Dette vil gi en vesentlig reduksjon av de totale byggekostnadene og betydelig redusert totalt CO2-avtrykk for tunnelen.

 - Det dreier seg om en reduksjon av CO2-utslipp under byggingen av tunnelen på opp mot 80 prosent. I tillegg håper vi å redusere kostnaden med i størrelsesorden 50 prosent i forhold til full utstøpning, sier Rønnaug-Ingeborg Resset, prosjektsjef i Bane NOR, som også er godt fornøyd med å ha med SINTEF og NGI i det løpende utviklingsarbeidet og at arbeidet så langt viser så langt positive resultater.

Nyvinningen i arbeidet som utføres i Hestnestunnelen ligger i å koble kjente metoder sammen for å få et mer optimalt sluttresultat. 

Anteja Solberg, som er Bane NORs prosjektleder for Hestnestunnelen, forteller at det benyttes en injeksjonsmetode der det er flere ulike delskjermer for ett og samme sted i tunnelen (profilnummer). Det vil si at det bores flere hull i berget som danner form av en paraply der vi pumper inn masse som flyter ut i sprekkene og danner en tett skjerm. Først utføres grovtetting ved bruk av sementbasert injeksjonsmasse. Deretter utføres en fintetting ved bruk av kolloidal silika. Kolloidal silika er svært lettflytende før den omdannes til en gel, som gjør at den kan trenge inn i de tynneste sprekkene før den gradvis stivner. Kartleggingen etter hver tunnelsalve gir grunnlag for mulige optimaliseringer av injeksjonsskjermenes utforming.

- Forinjeksjon er ikke nytt, men brukes her på en svært systematisk måte som skal gi en mest mulig optimal effekt. Hensikten er å få tunnelens vegger og heng tettest mulig, men å tillate et visst vanninnsig gjennom sålen som har et drenasjesystem som leder vannet ut av tunnelen. Det er tidlig i prosessen, men effekten så langt virker lovende, sier prosjektleder Bendik Røssevold i Veidekke.

Godt samarbeid med forskningsmiljøene

På oppdrag fra Bane NOR har Veidekke engasjert SINTEF og NGI til å utarbeide en metodikk og detaljerte arbeidsprosedyrer for gjennomføring av systematisk forinjeksjon i Hestnestunnelen.

Karl Gunnar Holter, teknisk ekspert i NGI, forklarer at det nye med metoden for Hestnestunnelen er både metodikk og injeksjonsmaterialer. Metoden baserer seg på først å tette de mest vannførende sprekkene som en egen operasjon i en primær injeksjonsskjerm. Dette vil gi et godt og nødvendig grunnlag for å lykkes med å tette de fine, mindre vannførende sprekkene. Disse tettes med en egen sekundær injeksjonsskjerm som bores opp og injiseres etter at injeksjonsmassen i primærskjermen er herdet. 

- Bruk av det svært lavviskøse injeksjonsmaterialet kolloidal silika, i kombinasjon med en velkjent mikrosement har vist seg å gi et svært godt tetteresultat. Siden metoden er helt ny, så har det vært behov for detaljert oppfølging og registrering av injeksjonsparametere vurdert opp mot det oppnådde tetteresultatet og den praktiske anleggstekniske utførelsen. Jeg vil trekke frem det faglige engasjementet både fra Bane NOR som byggherre og spesielt Veidekke, blant stuffmannskap og driftsledelsen, i å interessere seg for de viktige detaljene for å få denne metoden til å fungere i praksis, sier Karl Gunnar Holter.

En annen viktig del av oppfølgingen i dette prosjektet er å etablere en erfaringsbasert tilpasning av injeksjonsarbeidene.

- Grundig dokumentasjon av utført arbeid og mengder samstilles med oppnådde resultater, som gir et godt grunnlag for å optimalisere injeksjonsarbeider og prosedyrer underveis. Hovedmålet med dette er å oppnå ønsket resultat med hensyn på tetthet, med det legges også vekt på at prosjektet skal ha en mest mulig effektiv drift. Erfaringene hittil har vært svært gode med et godt og effektivt samarbeid, som gir prosjektet gode muligheter til å nå målene, avslutter Helene Strømsvik, forsker ved SINTEF Community, Infrastruktur.

Gjenbruk i prosjekter ut over jernbane

I Hestnestunnelen har Bane NOR brukt erfaring og kunnskap i samarbeid med entreprenøren, og vi håper at Bane NOR kan bidra med erfaringsdata slik at bransjen og andre utbyggere kan skape mer samfunnsverdi på andre prosjekter ut over den jernbanen vi bygger for offentlige midler.

På forespørsel har Bane NOR gitt NGI tillatelse til å dele erfaringsdata fra Hestnestunnelen (injeksjon) på prosjektet Ny vannforsyning til Oslo by, der NGI bistår byggherren Oslo VAV på to kontrakter (E5 Råvann og E6 Rentvann).