Holmestrandtunnelen: Ingeniørgeologisk analyse av stabilitet og sikring for tunneldriving gjennom løsmasser

Abstract

I forbindelse med modernisering av Vestfoldbanen har Jernbaneverket bygget ny dobbeltsporet tunnel mellom Holm i Sande og Nykirke i Re. Ved den sørligste entreprisen ble det overraskende oppdaget et ca. 60 m langt problemområde med løsmasser i store deler av den planlagte tunnelhengen. Denne rapporten inneholder en sikrings- og stabilitetsanaylse for tunnelen gjennom løsmasseområdet, basert på Jernbaneverkets utførte sikring med rørparaply og stålbuer, samt et alternativt sikringsvalg med forbolter og gitterbuer. Den empiriske analysen er i hovedsak basert på Q-systemet og bygger på tilgjengelig data mottatt av Jernbaneverket som omfatter blant annet grunnundersøkelser og kartleggingsdata. Den numeriske analysen er gjort i 2D modelleringsprogrammet Phase2. Da rørparaply eller forbolter ikke er et direkte sikringsvalg i programmet er disse modellert med stegvis innlagte sikringstrykk og forbedring av geologisk materiale, der sistnevnte representerer injisert materiale. Tilgjengelig data for oppbygning av modellen er blant annet mottatte sikringstegninger, resultater fra utførte grunnundersøkelser og laboratorietester av tilgjengelig materiale, samt relevant litteratur. På bakgrunn av analysene er det gjort en vurdering av forbolter som alternativt sikringsvalg for rørparaply, samt en vurdering av rørparaplyens begrensninger og anvendbarhet for fremtidig løsmassedrift i Norge. Begge sikringsalternativene ble vurdert som tilstrekkelig for tunnelstabiliteten og ga maksimale bergmassedeformasjoner på mm-skala. Rørparaplyen så imidlertid ut til å gi noe lavere deformasjoner enn forboltene, noe som kan komme av at rørparaplyen er lengre og kanskje dermed bedre i stand til å hindre deformasjonsutvikling foran stuff. Løsmasser med høyt vanninnhold virker begrensende for anvendbarheten av rørparaply som drivemetode, da modelleringen viste at instabiliteten økte med økende vanninnhold. På bakgrunn av dette virker det også vesentlig for stabiliteten at man ved injeksjon får opprettet en impermeabel barriere av injeksjonssement og geologisk materiale. Et usikkert injeksjonsresultat er dermed også antatt å være en begrensning for rørparaplyens anvendbarhet. Det virker vesentlig at overnevnte tas i betraktning ved vurdering av rørparaply som metodevalg for fremtidig drift av løsmassetunneler i Norge.