Ingeniørgeologiske utfordringer for eventuell TBM-driving av E39-tunnel under Romsdalsfjorden

Abstract

Kryssing av Romsdalsfjorden mellom Molde og Vestnes inngår som en del av Regjeringens langsiktige mål om ferjefri E39. Romsdalsfjord-kryssingen omfatter blant annet en ca. 16 km lang undersjøisk tunnel. Fullprofilboring av tunnelen kan være et alternativ til konvensjonell driving med boring og sprenging. Hovedformålet med oppgaven har derfor vært å vurdere spesielle ingeniørgeologiske utfordringer og gjennomførbarhet for TBM som drivemetode.

Driving av undersjøiske tunneler vil innebære større geologisk usikkerhet og utfordringer enn driving av tunneler på land, særlig fordi prosjektområdet befinner seg dypt under sjøen. For å redusere usikkerheten er det gjennomført omfattende grunnundersøkelser for Romsdalsfjordprosjektet, blant annet refleksjons- og refraksjonsseismikk, store mengder kjerneboringer, resistivitetsundersøkelser, geologisk feltkartlegging, magnetiske målinger, samt laboratorieundersøkelser. Disse danner grunnlaget for vurderingene som gjøres i oppgaven.

Soner med dårlig bergmassekvalitet og deformerende partier ansees som den største utfordringen for eventuell TBM-driving av den undersjøiske tunnelen. Bergmassekvaliteten langs traséen varierer, men generelt ansees den som god. Mellom Tautra og Otrøya kan det likevel forventes noe dårligere bergmasse med brede svakhetssoner. Numerisk modellering av en sone i denne seksjonen viser store deformasjoner kan oppstå og at omfattende sikringstiltak i sonen må gjennomføres for å redusere deformasjonene. Faren for worst-case-scenarioer tilsvarende hendelsene i Bjorøytunnelen og Atlanterhavstunnelen er vurdert, og kan ikke utelukkes for tunnelen under Romsdalsfjorden. Faren for et scenario som i Atlanterhavstunnelen vurderes som størst fordi begge tunnelene er lokalisert i samme geologiske provins.

For stabilisering av bergmassen ved driving gjennom svakhetssoner bør forinjeksjoner benyttes sammen med konvensjonelle bergsikringstiltak som bolting, sprøytebetongbuer og stålbuer. Ved bruk av skjoldmaskin installeres betongelementer. Dersom berggrunnsforholdene er meget dårlige kan frysestabilisering benyttes. Dette er også et tiltak som kan benyttes ved store vanninnbrudd. Langs traséen vurderes faren for store vanninnbrudd som størst i områder med lav berg- og løsmasseoverdekning. Ellers kan det ventes innlekkasjer i svakhetssoner med lite sprekkemateriale eller i svakhetssonenes sideberg. Faren for karststrukturer og innlekkasjer i disse vurderes som liten, men kan heller ikke utelukkes.

Fullprofilboring av hele tunnelen vurderes som vanskelig på grunn av de potensielt krevende svakhetssonene mellom Tautra og Otrøya. En hybrid løsning med både fullprofilboring og konvensjonell driving med boring og sprenging kan være et bedre alternativ.