Injeksjon i tunneler - erfaringer fra E16 Bjørum-Skaret

Abstract

Byggetiden er en viktig del av en kontrakten i de fleste byggeprosjekter, også for tunneler. Det siste tiåret har det oppstått flere tvister som utgjør store verdier, knyttet til uenighet rundt byggetiden. Derfor har Entreprenørforeningen - Bygg og anlegg, sammen med de største byggherrene og NTNU gått sammen om å lage en bransjeomforent tunnelbyggetidsmodell. Kapasitetene i modellen skal være fullt mulig å oppnå med moderne utstyr og metoder. Første og gjeldende versjon av modellen kom ut i november 2021 og kalles Tunnelbyggetid 2021, versjon 1.0. Flere masteroppaver har bidratt til modellen, noe også denne masteroppgaven skal gjøre. Oppgaven er rettet mot vannsikring av tunneler ved forinjeksjon og har problemstillingen: «Utarbeide et grunnlag for estimering av tunnelbyggetid for sonderboring og injeksjon, basert på data fra Skanskas anleggsprosjekt E16 Bjørum-Skaret.». Dette blir besvart gjennom fire forskningsspørsmål.

Forskningsspørsmålene blir besvart gjennom innsamling og bearbeiding av data fra E16 Bjørum-Skaret. Skanska er totalentreprenør og Statens Vegvesen er byggherre på prosjektet, der det drives to to-løpstunneler på tilsammen 4 km.

I masteroppgaven er det brukt metodetriangulering, og består av litteraturstudie, dokumentstudie og feltstudie. Sistnevnte består av tilsammen fire uker og 70 timer med observasjon i tunnel og samtaler med Skanska. Dokumentstudien involverte gjennomgang av store mengder data, hvorav: • 222 injeksjonsomganger. • 830 boreomganger knyttet til forinjeksjon. • 283 opp- og nedrigginger. Data fra feltstudien og dokumentstudien sett i sammenheng, sikrer høyere kvalitet på resultatene.

Resultatet ble kapasiteter med god tyngde og nøyaktige beskrivelser for aktivitetene sonderboring, skjermboring, opp- og nedrigg til injeksjon, stavsetting og pakkerplassering og injeksjon. Inndeling av aktiviteter tilpasses, slik at kapasitetene kan sammenlignes direkte med Tunnelbyggetid 2021, versjon 1.0 og tidligere tunnelprosjekter. Oppgaven kom fram til: • Skanska oppnådde høyere kapasiteter på E16 Bjørum-Skaret enn Tunnelbyggetid 2021, med unntak av opp- og nedrigg til injeksjon. Usikkerheten i dataene varierte. • Injeksjonsstrategien hadde lite eller ingenting å si for kapasitetene. • Trend mellom bergmassekvaliteten og borekapasitetene ble påvist i resultater fra både felt- og dokumentstudien. Ikke like tydelig trend for injeksjonskapasitetene, men brutto injeksjonstid kan ha en sammenheng med bergmassekvaliteten. • Kapasiteter for opp- og nedrigg kan finnes med liten usikkerhet, med innsamling av kvalitative data for hvilke arbeidsoperasjoner som inngår. Store mengder data fra arbeider i et prosjekt med en erfaren entreprenør og byggherre, gjør at resultatene kan være et godt bidrag til tidsestimering av injeksjonsarbeider i neste versjon av Tunnelbyggetid 2021.

Construction time is an important part of a contract in most construction projects, including tunnels. Over the past decade, several disputes involving significant values have arisen due to disagreements about the construction time. Therefore, Entreprenørforeningen - Bygg og Anlegg", along with the major clients and NTNU, have joined forces to create an industry-consensus tunnel construction time model. The capacities in the model should be fully achievable with modern equipment and methods. The first and current version of the model was released in November 2021 and is called "Tunnelbyggetid 2021, versjon 1.0". Several master’s theses have contributed to the model, as will this master’s thesis. The thesis is focused on waterproofing tunnels through pre-grouting and the research question is: Develop a basis for estimating the construction time of tunnels for probe drilling and pre-grouting, based on data from Skanska’s construction project "E16 Bjørum-Skaret." This will be answered through four questions.

The questions will be answered through collection and processing of data from E16 Bjørum-Skaret. Skanska is the design-build contractor, and the National Public Road Administration is the client for the project, which involves construction of two tunnels with total length of 4 km.

The master thesis uses method triangulation, consisting of a literature study, document study and field study. The field study consists of four weeks with 70 hours of observation in the tunnel and conversations with Skanska. The document study involved a review of large amounts of data, including: • 222 pre-grouting rounds. • 830 drilling rounds related to pre-grouting. • 283 setups and dismantlings. Combining the data from the field study and document study ensures higher quality results. The result was capacities with good reliability and accurate descriptions for the activities of probe drilling, grout curtain drilling, setting up and dismantling for pregrouting, placement of rods and packers, and pre-grouting. The activities are categorized to facilitate direct comparison with "Tunnelbyggetid 2021, version 1.0", and previous tunnel projects. The thesis concludes: • Skanska achieved higher capacities on E16 Bjørum-Skaret than Tunnelbyggetid 2021", except for setting up and dismantling for pre-grouting. The uncertainty in the data varied. • The pre-grouting strategy had a small impact on the capacities. • A trend between rock mass quality and drilling capacities was identified in the results of both the field and document studies. The trend for pre-grouting capacities was not as clear, but gross pre-grouting time may be related to rock mass quality. • Capacities for setup and dismantling can be determined with little uncertainty by collecting qualitative data on the included work operations. The substantial amount of data from work on a project involving an experienced contractor and client makes the results a valuable contribution to the estimation of pre-grouting work in the next version of "Tunnelbyggetid 2021".