Gjennomførbarhet med roadheader som drivemetode på ny togtunnel i Oslo
Abstract
Fram mot 2040 er det forventet en betydelig befolkningsvekst på Østlandet. For å håndtere flerereisende må togkapasiteten gjennom Oslo sentrum økes. Begrensede arealer i dagen gjør atmulighetene i undergrunnen må utnyttes. Ny togtunnel fra Oslo S til Lysaker planlegges som endel av dette arbeidet og er bakgrunnen for denne oppgaven.
Å bygge tunnel i Oslo sentrum innebærer flere utfordringer knyttet til det ytre miljøet.Forstyrrelser i anleggsfasen må minimeres og anleggsområdene bør oppta minst mulig plass idagen. Dette ses i sammenheng med valg av drivemetode.
I denne oppgaven er det undersøkt gjennomførbarhet med roadheader som drivemetode på nytogtunnel i Oslo. Geologiske og anleggstekniske utfordringer som forventes i Oslo sentrum erdiskutert. Estimat av inndrifter er beregnet i en prognosemodell. Det har gitt indikasjoner påytelsen til roadheader i de ulike bergartsgruppene. Relevante internasjonale prosjekter er gåttgjennom for å undersøke erfaringer med roadheader som drivemetode og anleggsgjennomføringi urbane strøk.
Grunnforholdene i Oslo er komplisert. Hyppige vekslinger i berggrunnen, varierendestyrkeegenskaper i bergartslagene og grunnvannsspeil like under overflaten er noen avutfordringene. Inndrift med roadheader er sensitiv for store endringer i bergmassensstyrkeegenskaper, og er forbeholdt driving i bergmasse med svak - moderat styrkeegenskaper.Det ytre miljøet opplever klare fordeler med roadheader som drivemetode.
Angrepspunkt via sjakter og massetransport med transportbånd kan bidra til miljømessigefordeler i Oslo. Infrastruktur i bunn av sjaktene minimerer behovet for anleggsplass i dagen.Transportbånd i kombinasjon med lektertransport legger til rette for effektiv massetransport ogreduserer antall lastebiler i bybildet.
Det vurderes at driving med roadheader er gjennomførbart i skifer, alunskifer og kalkstein, mendet er nødvendig å ha konvensjonell boring og sprengning som kombinerende drivemetode. I harde, mektige vulkanske ganger har roadheader begrenset ytelse. The population in Oslo and the surrounding areas is increasing and is expected to have significantgrowth until 2040. To handle more travelers, the railway capacity through Oslo city is needed toexpand. A new railway tunnel is planned from Oslo S to Lysaker and forms the background forthis thesis.
Tunneling in Oslo involves impact on existing buildings, structures, and the public. Disruptionsin the construction phase must be minimized and the construction sites should take up minimalspace in the city. The choice of tunneling method must be considered in conjunction with thesechallenges.
This thesis is a feasibility study for roadheader excavation of the new railway tunnel throughOslo. Geological and construction challenges in Oslo city are discussed and an estimation of theadvance rate is calculated by using a prediction model. Roadheader performance in the rocks isclearly indicated. Relevant international projects are discussed to explore tunneling experienceswith roadheader excavation and tunneling in urban areas.
The ground conditions in Oslo are complicated. Frequent rock changes, varying rock strengthproperties and low groundwater levels are some of the challenges. Roadheader advance rateis sensitive to varying rock strength and is best suited for tunneling in low - medium strengthrocks.
Shafts as construction sites and mass transport with conveyor belt gives environmentaladvantages in Oslo. The advantages can be achieved by having infrastructure at the bottom of theshafts, which will minimize the construction sites at the surface. Conveyor belts in combinationwith barge transport is an effective solution to reduce the number of trucks in the city.
Tunneling with roadheader is feasible in shale, alum shale and limestone layers, but tunneling isneeded in combination with Drill&Blast. Roadheader performance is limited in strong volcanic dikes.