Optimalisering av tettestrategi for tunneler på Fornebubanen

Abstract

Fornebubanen, T-banetunnelen planlagt mellom Majorstuen og Fornebu, er prosjektert drevet gjennom urbane områder. Langs traseen er det overliggende bebyggelse og infrastruktur, som kan bli utsatt for setningsskader. Bebyggelsen, kombinert med lav overdekning, setningssensitive dyprenner og ulike hydraulisk konduktive strukturer, gir en høy sårbarhet for tunnelstrekningen. På bakgrunn av dette vil strenge tettekrav bli nødvendig for prosjektet. Dette innebærer omfattende forinjeksjon og kostbare tiltak. En helhetlig analyse og optimalisering av injeksjonsopplegget kan derfor gi betydelig nytteverdi. Med fokus på krav, kost/nytte, klimagassutslipp, samt den tekniske og kontraktuelle gjennomføringen kan en slik analyse bidra til en mer kostnadseffektiv og klimavennlig prosjektgjennomførelse.

I denne oppgaven presenteres en slik helhetlig analyse. Oppgaven gir en gjennomgang av grunnforhold på Fornebubanen, samt generelle grunnforhold i det kambro-silurske området i Stor-Oslo. Basert på injeksjonsdata fra tidligere prosjekter gjennomført i dette området, blir en kost/nytte-analyse presentert. Analysen tar spesielt utgangspunkt i kostnadseffektivitet av industrisement og mikrosement. I tillegg til dette inneholder oppgaven en idéstudie om en alternativ oppgjørsform for injeksjonsarbeid, samt en del som omhandler klimagassutslipp fra sementproduksjon knyttet til injeksjon.

Ved optimalisering av en tettestrategi, er det nødvendig med god balanse og samspill mellom krav, kost/nytte og metode i form av kontrakt og teknikk. Oppgaven indikerer at Fornebubanen, samt andre prosjekter i Stor-Oslo, i større grad kan basere tettestrategien på mikrosement ovenfor industrisement. Dette kan være en fordel, da det kan føre til betydelige besparelser i utgifter for byggherre og mindre CO2-utslipp fra sementproduksjon. Dette gjelder trolig for lav så vel som høyere overdekning under de gitte grunnforholdene i Stor-Oslo. I tillegg til dette viser oppgaven at targetsum, den alternative oppgjørsformen utforsket i oppgaven, potensielt kan bidra til en mer kostnadseffektiv injeksjonsprosess, med insentiver som setter innovative og teknisk gode injeksjonsløsninger i fokus. Basert på tilbakemeldinger fra entreprenører er det åpenhet for dette konseptet, men oppgjørsformen trenger likevel utprøving, utvikling og forbedring.

Fornebubanen, the subway line planned between Majorstuen and Fornebu, is designed for excavation through urban areas. Along the tunnel line there are overlying infrastructure and buildings, which may become exposed for settlement damages. The buildings, combined with low overburden, soil vulnerable for settlement and many hydraulically conductive structures gives a high vulnerability for the tunnel. Based on this, strict requirements regarding water ingress will be necessary for the project. This implies extensive pre-grouting and costly water control measures. A broad analysis and optimization of the grouting procedure can therefore be beneficial. With requirements, cost/benefit, emissions and technical and contractual execution in focus, such an analysis can contribute to a more cost efficient and sustainable project execution.

This thesis presents a broad analysis of this kind. The thesis gives a review of the geological and hydrogeological conditions at Fornebubanen, as well as in the cambro-silurian Oslo area. Based on pre-grouting data from previous projects in this area, a cost/benefit analysis is presented. The analysis is especially based on cost efficiency of ordinary portland cement and microfine cement. In addition to this, the thesis comprises an idea study about an alternative contract for pre-excavation grouting, as well as a part regarding greenhouse gas emissions related to cement production.

In order to optimize a grouting strategy/procedure, there needs to be a good balance and interaction between requirements, cost/benefit and method in terms of contract and technique. The thesis indicates that Fornebubanen, as well as other projects in the Oslo area, can base the grouting strategy on microfine cement to a greater extent, over ordinary portland cement. This may be beneficial because it can lead to substantial savings for the developer, and a reduction in CO2-emissions from cement production. This probably applies for low as well as higher overburden, under the given conditions in the Oslo area. In addition to this, the thesis shows that targetsum, the alternative contract studied, potentially can contribute to a more cost efficient grouting procedure, with incentives that place innovative solutions of high quality in focus. Based on feedback from from contractors, there is an openness for this concept, but the targetsum contract needs further developenet, trial and improvement.