Thomas Dalmalm

Teknik och Miljö

Stora Projekt

Rimlig kostnad för tätning av tunnlar

Grundvattendagarna, Göteborg 2015

Photo: Tomas

Najder

Slutsatser

• Man kan täta en tunnel jätte mycket eller jätte lite och både fall kan

uppfylla kraven i Miljöbalken

• På Hallandsås kostade det som mest ca 450 000 kr/ meter att täta

• Men på normala tunnlar i bra berg (Stockholmstunnlar) kan det räcka

med 10 000 – 40 000 kr/meter för tätning

• Förinjektering är ~10-30 ggr effektivare än efterinjektering

• Det finns metoder att aktivt under byggskedet anpassa tätningen så

tätningen uppfyller kraven utan att över förbruka resurser

• Övertätning är i strid med miljöbalken då det överutnyttjar resurser

• Vi får väldigt många fler meter väg- och järnväg för samma peng om

vi tätar med förstånd

1

Miljöbalken (1998:808)

1 kap. Miljöbalkens mål och tillämpningsområde

1 § Bestämmelserna i denna balk syftar till att främja en

hållbar utveckling som innebär att nuvarande och kommande

generationer tillförsäkras en hälsosam och god miljö. En sådan

utveckling bygger på insikten att naturen har ett skyddsvärde

och att människans rätt att förändra och bruka naturen är

förenad med ett ansvar för att förvalta naturen väl.

2

3

Närboende vill

inte bli störda

eller påverkade

Byggherren (Stat, kommun eller privat)

ansvarar för att alla krav blir uppfyllda

(lag, miljö, tid, kvalité och ekonomi)

Entreprenören vill göra ett

bra jobb och tjäna pengar

åt aktieägarna

Bevakar samhällets

Intressen och följer upp

kvalitetsnormer

Projektledningen ser

till att bygget blir klart i

tid inom budget och

med rätt kvalité

Domstolen tolkar

och dömer enligt lagen

Miljöbalken 2 kapitlet § 2-7

§ 2. Kunskap

§ 3. Förebygga, hindra eller motverka att verksamheten eller

åtgärden medför skada eller olägenhet för människors hälsa

eller miljön

§ 3. I samma syfte skall vid yrkesmässig verksamhet användas

bästa möjliga teknik

§ 7. Kraven i 2-5 §§ gäller i den utsträckning det inte kan anses

orimligt att uppfylla dem. Vid denna bedömning ska särskild

hänsyn tas till nyttan av skyddsåtgärder och andra

försiktighetsmått jämfört med kostnaderna för sådana åtgärder

4

Grundvattenpåverkan 11 kap eller Funktionskrav?Kan orsakas av uppförande av byggnation under

grundvattennivån i både berg och lera

Tätning och inklädnad av berg

Injektering av berg:

• Genom borrade hål i trumpetform som

förinjektering

• Cementbruk (99,9%), kemiska

injekteringsmedel (0,01%)

• Tätar till 0,5 1,0 2,0 5,0 10,0 liter/min,100m

• I syfte att minska grundvattenpåverkan

Tät lining:

• Betong eller stål skal som står emot vattentryck

(odränerad)

• Ca 4 ggr kostnaden jfr med injektering

(kostnaden beror av tunnelform och storlek)

Inklädnad av tunnel:

• Membran eller betongskal (dränerad)

• I syfte att skapa ett gott ”inomhus” klimat i

tunneln

6

Sprickor i berg och tätning

7

Tätning genom förinjektering

• Pumpning av

tätningsmedel

genom borrhål

in i bergmassan

• Injekteringsklasser

anger omfattning av

injektering

• Speciell hantering av

vissa tunnelsträckor

För- och efterinjektering

9

Strategi för tätning av bergtunnlar

Tillämpning av observationsmetoden

• Tätningsresultat bedöms

• Preliminärt val av injekteringsklass

Förutsägels

e

Åtgärd Observatio

n

Tillämpning av observationsmetoden

• Utnyttjande av MWD teknik

• Justering av injekteringsutförande

under pågående injekteringsborrning

• Justering av injekteringsutförande

baserat på kontroll av inläckage enligt

åtgärdsplan

Förutsägels

e

Åtgärd Observatio

n

Justering av injekteringsförfarande

Trafikverket bygger inklädnader

för 575 miljoner/år

Obs detta är inte tätning av berg

12

Svår eller lätt tätat

13

INITIAL INFLOW

LITRES/MIN/100 METERS

360

10

20

50

150

5

10

5

2

20

40

80 SIMPLE

SEALING REQUIREMENTS

LITRES/MIN/100 METERS

DEGREE OF DIFFICULTY

IN PRE-GROUTING

LOW

HIGH

SMALL

LARGE

DIFFICULT

MSA-1 SUCCESS IN

83 % OF GROUTING

100 % OF RE-GROUTING

EASY LIMIT

MSA-1

MSA-1 SUCCESS IN

25 % OF GROUTING

83 % OF RE-GROUTING

DIFFICULT LIMIT

MSA-1

RE-GROUTING

IS NEEDED

RE-GROUTING

MAY BE NEEDED

CIRCULAR TUNNEL WITH DIAMETRE OF 10 METERS

AND WITH FAVOURABLE JOINT INCLINATION.

THE NEED FOR RE-GROUTING IS BASED ON AN ACCEPTABLE

LEVEL FOR SUCCESS WITH GROUTING OF 80 %.

INITIAL INFLOW

LITRES/MIN/100 METERS

360

10

20

50

150

5

10

5

2

20

40

80 SIMPLE

SEALING REQUIREMENTS

LITRES/MIN/100 METERS

DEGREE OF DIFFICULTY

IN PRE-GROUTING

LOW

HIGH

SMALL

LARGE

DIFFICULT

MSA-1 SUCCESS IN

83 % OF GROUTING

100 % OF RE-GROUTING

EASY LIMIT

MSA-1

MSA-1 SUCCESS IN

25 % OF GROUTING

83 % OF RE-GROUTING

DIFFICULT LIMIT

MSA-1

RE-GROUTING

IS NEEDED

RE-GROUTING

MAY BE NEEDED

CIRCULAR TUNNEL WITH DIAMETRE OF 10 METERS

AND WITH FAVOURABLE JOINT INCLINATION.

THE NEED FOR RE-GROUTING IS BASED ON AN ACCEPTABLE

LEVEL FOR SUCCESS WITH GROUTING OF 80 %.

Hallandsås invigs 8 december 2015

14

Projektkostnad 10,8 miljarder

• 100 tals bruksrecept

• Omfattande injekteringsforskning

• Tätningskostnad 1992-1996 ~90%

• Tätningskostnad 1997-2015 ~35%

Nordöstra tunneln

Södra tunnlarna

Omgång 1 Omgång 2 Omgång 3

Medianvärde norr 90,2% 95,8% 97,8%

Medianvärde

sydvästra tunneln99,9%

Life cycle Impacts of Road Infrastructure

15

Källa: Sofiia Miliutenko

Största delen är material

16

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022

Mil

jard

er

kro

no

r

TRV bergkonstruktioner 2,5 miljarder kr/år

Bergschakt tunnel 1 400 000 m3 / år

Öppen bergschakt 600 000 m3 / år

TRV tätar berg för ca 500 miljoner kr / år

Trafikverkets årliga bergkonstruktioner

17

45%

3%

10%

8% 8%

26%

39%

3%

21%

7% 7%

23%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%

Schakt (tunnel) Bult Injektering Sprutbetong Schakt (slänt) Inklädnad

Kostnad (mängd)

Kostnad (mängd och tid)

Fördelning av bergkostnaderbaserat på 5 av Norra länkens bergentreprenader

Kostnader i projekt

-Norra länken

Projektkostnad: 11 miljarder kronor

Inläckage krav ~3liter/min,100 meter (+ lokala krav)

Kostnad injektering 500 miljoner

Tillkommande kostnad för tät betonglinad tunnel ~1,5

miljarder (dock inte möjligt för stora bredder)

18

Kostnader i projekt

-Förbifart Stockholm

Projektkostnad: 28 miljarder kronor

Inläckage krav 3-5 liter/min,100 meter (+ lokala krav)

Kostnad injektering 2,3 miljarder

Tillkommande kostnad för tät betonglinad tunnel ~13 miljarder

(dock inte möjligt för stora bredder)

19

Kostnader i projekt

-Östlig förbindelse

Projektkostnad: 20 miljarder (uppskattad

siffra)

Kostnad injektering 1,5 miljarder

Inläckage krav ~3 liter/min,100 meter

(+ lokala krav)

Tillkommande kostnad för tät betonglinad

tunnel ~4 miljarder

20

21

Injekterinsklass 2,5

liter/100m

Injekterinsklass

5 liter/100m

Injekterinsklass 10

liter/100m

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

11.0

12.0

13.0

14.0

15 000 000 kr 17 000 000 kr 19 000 000 kr 21 000 000 kr 23 000 000 kr 25 000 000 kr 27 000 000 kr 29 000 000 kr

Kostnad per 100m tunnel Bergschakt

Tid

fö

r 1

00

m t

un

ne

l Be

rgsc

hak

t

Täthetskraven ökar kostnaden för

Bergschakt

Normal tunnel i granit

bergtäckning ~30m

Inläckagekrav:

10 - 2,5 l/min,100meter

Kostnad bergschakt:

19 miljoner – 27 miljoner

per 100meter

Törnskogstunneln

22

• Villkor i miljödomen villkor ca 3-6 l/min och 100 m

• Villkoren innehålls väl

Löttingetunneln

23

• Villkoret i Miljödommen är ca 5,5 liter/min.100meter, (eller 60 l/min.)

• Villkoren innehålls mycket väl

Slutsatser

• Man kan täta en tunnel jätte mycket eller jätte lite och både fall kan

uppfylla kraven i Miljöbalken

• På Hallandsås kostade det som mest ca 450 000 kr/ meter att täta

• Men på normala tunnlar i bra berg (Stockholmstunnlar) kan det räcka

med 10 000 – 40 000 kr/meter för tätning

• Förinjektering är ~10-30 ggr effektivare än efterinjektering

• Det finns metoder att aktivt under byggskedet anpassa tätningen så

tätningen uppfyller kraven utan att över förbruka resurser

• Övertätning är i strid med miljöbalken då det överutnyttjar resurser

• Vi får väldigt många fler meter väg- och järnväg för samma peng om

vi tätar med förstånd

24

Använda bästa möjliga

teknik och värdera nyttan

av

skyddsåtgärder och andra

försiktighetsmått jämfört

med

kostnaderna

(tolkat från miljöbalken)