Hyperloop i Norge - en konseptstudie

Abstract

Hyperloop er et fremtidig nullutslipp høyhastighets transportsystem for passasjerer og gods under utvikling. Prinsippet til hyperloop er at transporten vil foregå i et lufttett rør der lufttrykket er senket til nær vakuum. Det lave luftrykket betyr at kapslene med passasjerene kan ha en toppfart rett under lydens hastighet. Denne oppgaven er en konseptstudie om en hyperloop-forbindelse mellom Trondheim og Gardermoen. Hastigheten medfører at traseen ikke kan ha krappe svinger. Norges topografi med smale bratte daler fører til at traseen vil ha flere tunneler. Av den 414 km lange traseen vil 230 km gå i tunnel.

De ingeniørgeologiske utfordringene i tunnelene vil være knyttet til bergmasse-kvalitet og høye spenninger fra stor overdekning og topografiske effekter. Bergmassekvaliteten og mulige svakhetssoner langs tunnelene i traseen bør bestemmes ut ifra feltkartlegging og videre undersøkelser. NTNU metoden gir et grovt kostnadsestimat på ~15 milliarder NOK for tunnelene basert på drivtekniske parametere, tunnelgeometri og et generelt sikringsomfang. Usikkerhet knyttet til sikringsomfanget og valget av parametere påvirker kostnadsestimatet. Totalt viser et grovt estimat at en hyperloop-traseen mellom Trondheim og Gardermoen vil ha en kostnad på ~150 milliarder NOK. Avsetninger som inneholder leire kan gi setningsproblemer og fare for utglidninger der traseen går i dagen. Fundamenteringen av pålene som hyperloop-røret bør i disse områdene bør sikres mot setninger ved bruk av peler som rammes ned i avsetningen. Det forventes ikke at fundamentet blir setningsfritt, hyperloop-røret må derfor kunne justeres for å kompensere for setninger som oppstår. Dimensjoneringen og kostnadene for pelene vil i stor grad avhenge av lokale forhold.

For å installere et hyperloop i en tunnel bør det drives to tunnelløp der arealet er 27 m^2 ved konvensjonell drift eller en diameter på 5,3 m ved bruk av TBM. Evakueringsmuligheter utenfor røret påvirker størrelsen på tunneltverrsnittet. Drives tunnelen med TBM bør det en etableres en parallell redningstunnel, da tunneldiameteren blir stor hvis evakuering skal foregå i samme tunnelløp. Siden tunneltverrsnittet er bare noe større enn plassen røret tar opp i tunnelen vil dette forhindre vedlikehold av tunnel og hyperloop. I et forslag til tunneltverrsnitt der røret er fjernet kan bergmassen kombinert med bergsikringen og vanntetting gi en luftett tunnel.