Den 3,1 kilometer lange Hestnestunnelen mellom Kleverud og Espa, er del av intercity-utbyggingen mellom Oslo og Hamar.

Forinjeksjon

– Hestnestunnelen er en bergtunnel som opprinnelig var planlagt med kontaktstøpt betonghvelv med membran som vann- og frostsikring. I tett samarbeid med SINTEF, NGI (Norges Geotekniske Institutt) og entreprenøren Veidekke, har vi i Bane NOR arbeidet med å erstatte vann- og frostsikring med forinjeksjon, forteller Anteja Solberg, prosjektleder i Bane NOR.

Bendik H. Røssevold. Foto: Veidekke

Ifølge Bendik Hagen Røssevold, prosjektleder fra Veidekke, var det i utgangspunktet tenkt brukt mye betong her.

– Vi så på hvordan vi kunne redusere betongforbruket. For oss var det viktig å se på alternativ til fullt utstøpt betonghvelv, sier han.

Vanligvis støpes et 30 centimeter tykt betonghvelv for å sikre tunnelen mot vanninntrenging. Nå tetter man inni selve berget, i stedet for å støpe en beskyttelse utenfor.

Forinjiseringen gjøres ved å bore injeksjonshull opptil 24 meter innover i berget fra randen av stuffen. Tettingen utføres i to faser. Først grovtetting med mikrosement for tetting av grove sprekker. Deretter fintetting med kolloidal silika, et mer viskøst (flytende) materiale, som trenger inn i de fineste sprekkene. Det utføres vanntapsmåling mellom grov- og fintetting. Før fintetting starter, må vanntapsmålingene være lik eller mindre enn 30 l/min.

Trykk og flow (mengde masse som går inn i fjellet) overvåkes kontinuerlig for å unngå «jekking» (sprekkdannelse på grunn av injeksjon).

Lovende resultat

Denne metoden for vannsikring skal spare prosjektet for cirka 70 000 kubikkmeter betong.

– 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 50 prosent i forhold til full utstøping, sier Solberg.

Erfaringene så langt etter å ha drevet 1 200 meter innover i berget, og injisert mikrosement og kolloidal silika nesten like langt, er lovende.

– Arbeidet så langt viser positive resultater, sier hun.

Dersom enkeltområder ikke skulle bli tette i første omgang, kan de etterinjiseres.

– Dette har vi testet ved et par anledninger, og det har gitt godt resultat. Skulle vi komme til områder hvor dette ikke er nok, vil vi ta i bruk andre tradisjonelle metoder. Men ingenting tyder på at det blir nødvendig, sier Solberg.

Forlenger riggkrevende aktivitet

Røssevold mener metoden i Hestnestunnelen bør vurderes i tunnelprosjekter hvor geologi og sprekkdannelser med fare for vanninntrening, realistisk lar seg løse med forinjisering.

– For Hestnestunnelen tror vi dette var rett valg, sier han.

Røssevold tror på formidable klimagassreduksjoner dersom betongforbruket kan reduseres like mye i andre planlagte jernbanetunneler. Redusert betongbehov reduserer også belastningen med tungtrafikk på lokalt veinett.

Samtidig ser han at metoden har sine utfordringer. For selv om fasen med å støpe betonghvelv kan kuttes, forlenger forinjiseringen tiden med tunneldriving.

– Vi får en lengre periode med behov for større rigg og mer folk, sier han.

I tillegg vil usikkerhetsmoment, som varierende bergkvalitet, påvirke tidsbruken.

– Dårligere fjell betyr mer injisering. Det gjør det mer krevende å planlegge driften innover i fjellet, fordi man ikke vet hvor lang tid man må bruke på å injisere. Tunneldrift er syklisk arbeid. Med drift i flere stuffer samtidig, kan dette være vanskelig å planlegge. Det krever gode forundersøkelser av bergkvaliteten, men det har også sine kostnader, sier Røssevold.

Dokumentere driften

Bergforholdene varierer etter som tunnelen drives fremover. Derfor skal prosjektet dokumentere erfaringene underveis. Utført arbeid og mengden materialer brukt til tetting, sammenstilles med oppnådde resultat. Det igjen skal gi grunnlag for å optimalisere injeksjonsarbeidene og prosedyrene underveis.

– Hovedmålet er å oppnå ønsket resultat med hensyn på tetthet, men det legges også vekt på at prosjektet skal ha en mest mulig effektiv drift, sier Solberg som synes det er både givende og gøy å få jobbe med nybrottsarbeid i et slikt stort prosjekt.

For Røssevold er det givende å få være med og videreutvikle bransjestandarder og jobbe med grensesprengende løsninger. For å få til enda mer bærekraftig utbygging av jernbanetunneler, mener han at man må tørre å utfordre både håndbøker og regelverk på metoder.

– De beskrevne metodene er ikke alltid basert på nye materialer og kunnskap. Man må derfor våge å tenke nytt og bruke tid til å se på optimaliseringer, sier han.

Dele erfaringer

Solberg håper Bane NOR kan bidra med erfaringsdata for tunnelbygging med redusert betongforbruk. Blant annet har Bane NOR gitt NGI tillatelse til å dele erfaringsdata fra injeksjon i Hestnestunnelen til prosjektet Ny vannforsyning til Oslo by.

– Vi håper at nybrottsarbeidet i Hestnestunnelen vil bidra til at flere prosjekter drar nytte av erfaringene vi gjør, sier hun.