Valg av tunnel kontra veglinje i skjæring basert på ingeniørgeologiske og anleggstekniske vurderinger

Abstract

Norge er et land preget av stor variasjon i topografi som påvirker hvor det er anbefalt å bygge veg. I denne oppgaven står valget mellom tunnel eller veglinje i skjæring, i områder der begge alternativene er aktuelle. Selv om dette er en problemstilling som har oppstått og vil oppstå flere plasser i Norge i fremtiden, er det gjort lite forskning på hvorfor man har valgt det ene kontra det andre.

Krav til utforminger av tunneler og skjæringer er hentet fra ulike håndbøker fra Statens vegvesen, i hovedsak håndbok N500 Vegtunneler, håndbok N200 Vegbygging og håndbok V225 bergskjæring (veiledende håndbok).

Valg av tunnel eller skjæring avhenger av mange faktorer. I denne oppgaven er det fokusert på de ingeniørgeologiske og anleggstekniske utformingene. Grunnet de geologiske forholdene med generelt mye harde bergarter av god kvalitet, er bergamassene i Norge er godt egnet til tunneler og skjæringer. Faktorene i bergmassen som påvirker stabiliteten i bergmassene i størst grad er diskontinuiteter. For skjæringer er det anbefalt an maksimal høyde på 20-30m og en helningsvinkel på 10:1. Helningen kan også tilpasses diskontinuiteter i bergmassen. Hyller kan etableres for å stabilisere bergmassen der diskontinuitetene kan føre til utglidninger. Største utfordring ved tunneler er knyttet til påhuggene, hvor det ofte er et valg mellom et stabilt påhugg med mye sprengninger og masseuttak, eller ustabilt påhugg med større sikringskostnader.

Samlet sett er det sikkerheten som er avgjørende, men også kostnadene for prosjektet spiller en viktig rolle. Er det derimot fare for nedfall av masser, enten ved tunnel eller veg i dagen, og vegen ikke er trygg å kjøre på, vil sikkerheten komme i første rekke.

E6 strekningen mellom Ranheim og Værnes er brukt som case i oppgaven. Langs trassen er det et område i Malvik kommune ved tettstedet Hommelvik hvor valget stod mellom å legge vegen i tunnel eller å utvide og rette ut dagens E6 ved å sprenge bort mer masser langs skjæringen. Det har vært flere faktorer som har spilt inn for å velge utfallet, som ble å velge veglinje i skjæring. Den utløsende faktoren for valget var knyttet til en komplisert skjæring ved nordlig påhugg av tunnelen.

The country of Norway has great variety in topography which affects road building. The thesis will present the choice between tunnels and road cuts in areas where both alternatives are relevant. Even though this is a known issue, the choice is poorly described by literature.

Requirements for design of tunnels and cuts are taken from various manuals from the Norwegian Public Roads Administration (Statens vegvesen), Primarly; “Håndbok N500 Vegtunneler”, “Håndbok N200 Vegbygging” and “Håndbok V225 bergskjæring” (indicative handbook).

Tunnels or road cuts is a choice dependent upon numerous factors. This thesis is focused upon engineering geological and civil engineering design formations. Due to the geological conditions of high-quality hard rock, the masses are well suited for tunnels and cuts. The main factor in rock mass which affects stability is discontinuities. For cuts, it is recommended a maximum height of 20-30 meters and an angle of inclination of 1:10. The inclination is customizable to the discontinuities of the rock mass, and benches can be established to stabilize the rock masses where it otherwise can lead to landslides. A great challenge with tunnels is closely tied with the portal. Here the choice is between a stable or unstable portal, the former with a substantial amount of blasting and mass extraction, and the latter with a higher cost of securing.

In total, the safety is the decisive factor when choosing between cuts or tunnel, followed by costs. However, safety will outweigh costs if there is for example a risk of rockslides.

In this thesis, the E6 section between Ranheim and Værnes is used as a case study. Along this route, in Hommelvik (Malvik kommune), a decision must be made between a tunnel or a road cut. Several points have been made, but the decisive factor was based on a complicated cut on the northern portal of the tunnel, which led to the final decision to establish the road cut