Rogfast, analyse av TBM-driving gjennom svakhetssone med fokus på skvising

Abstract

E39 Rogfast mellom Randaberg og Bokn vil bli verdens lengste undersjøiske veitunnel og Norges dypeste undersjøiske tunnel. I denne masteroppgaven er det blitt foretatt en analyse av TBM-driving gjennom en utvalgt svakhetssone på Rogfast med fokus på skvising. Hovedfokuset har vært på de bergmekaniske parameterne, analyse av deformasjonsforløp og installasjon av sikring med TBM for å bestemme gjennomførbarheten av TBM-driving gjennom sonen. I tillegg har det blitt gjort en vurdering av hvordan driving av to parallelle løp vil påvirke spenningskonsentrasjonen.For å bestemme de bergmekaniske parameterne som er anvendt i analysen er det utført følgende laboratorieundersøkelser av materialet fra kjerneboringer: enaksiell trykkfasthet, frisvelling, XRD-analyse og kornfordelingskurve. I tillegg har kjerneprøvene blitt klassifisert med Q- og GSI-verdi. Deformasjonen er analysert ved bruk av numerisk modellering og empiriske og semi-analytiske metoder.Rennfast og T-forbindelsen er to tunnelprosjekter som ligger i nærheten av Rogfast, og som har lignende geologi. Basert på erfaringer fra disse to tunnelprosjektene er det fare for svelling og skvising.Resultatet fra modelleringen indikerer en maksimal deformasjon på 0,46 m 54 m bak stuff. Ved 3,7 m bak stuff er deformasjonen på 0,2 m i svakhetssonen. Med utgangspunkt i at en TBM vanligvis ikke kan installere sikring før 4-5 bak stuff og normalt takler maksimalt 0,2 m deformasjon, blir TBM-alternativet mindre aktuelt. Drives det med overcut og en ombygget TBM med mulighet for å installere sprøytebetong over skjoldet, noe som tidligere har blitt utført i forbindelse med driving av Gotthard Base Tunnel, vil det trolig være mulig å drive gjennom svakhetssonen med TBM.Ved driving av to parallelle tunnelløp med 15 m avstand vil spenningskonsentrasjonen øke i løp nummer én når løp nummer to graves ut. Deformasjon ut fra modellering tilsier ekstreme skvisingproblemer. Det vil derfor være nødvendig å sikre løp nummer én med mer sikring enn det som estimeres ut fra bergmassekvaliteten.