Evaluering av Tunnelbyggetid 2024

Abstract

Det siste tiåret har en uønsket utvikling preget tunnelbransjen. Flere prosjekter enn tidligere ender i rettssystemet på grunn av et økende konfliktnivå rundt kontraktene. Som et tiltak mot denne utviklingen har den norske tunnelbransjen gått sammen om utviklingen av Tunnelbyggetid-modellen, som beregner byggetider basert på omforente kapasiteter. Målet er at modellen skal gi alle parter realistiske forventinger til byggetiden i tidligfasen av prosjekter, og med det redusere konfliktnivået i bransjen.

For å sikre at modellen er pålitelig og anvendbar testes den i universitetsoppgaver, og opp mot prosjekter. Som et ledd i utprøvingen av modellen evaluerer denne masteroppgaven, i samarbeid med Skanska, modellens treffsikkerheten på det undersjøiske tunnelprosjektet Rogfast E04. Loggførte data fra Rogfast E04 er benyttet i kapasitetsberegninger og som inndata i modellen. Data er hentet fra Skanskas tunnelrapporteringssystem "Driv".

Akkumulerte mengder fra Driv ble brukt som inndata i simuleringen. De simulerte byggetidene ble sammenlignet med de virkelige byggetidene, og treffsikkerheten til byggetidsmodellen ble vurdert. Deretter ble kapasitetene for aktivitetene i salvesyklusen beregnet fra loggførte mengder og tider i datagrunnlaget. Sammenligningen av de integrerte kapasitetene i Tunnelbyggetid-modellen og kapasitetene beregnet fra datagrunnlaget, kan indikere hva avvik i simulert og virkelig byggetid skyldes.

Det er flere feilkilder og forenklinger knyttet til byggetid-simuleringen i denne oppgaven. Eventuelle feil i loggførte mengder, eller feil i bearbeidingen av datane, vil påvirke inndata i simuleringen og gi modellen et annet utgangspunkt enn det utførte arbeidet. Modellen avviker noe fra det virkelige prosjektet, ettersom stuffene ble lengdejustert for å tilpasses teoretisk vekseldrift. Videre skiller ikke modellen på om bergrom som går ut fra hovedløpene er drevet som veksel- eller enstuffdrift, for stuffer hvor begge drivemetodene er benyttet. Det er også knyttet usikkerhet til justeringen av simulerte byggetider, som kompenserer for at Tunnelbyggetid-modellen baserer seg på en annen arbeidsrotasjon enn den som benyttes på Rogfast E04.

Feilkilder i Tunnelbyggetid-modellen knyttes til at de integrerte kapasiteteen er konstante. Ved endrede driveforhold vil modellen derfor kun ta hensyn til endringer i mengdene, og ikke til kapasitetsendringer. Det betyr at faktorer som bergart, vanninnhold, oppsprekkingsgrad, svakhetssoner, spenningsforhold og driving på helning ikke påvirker den simulerte byggetiden, ut over økt sikringsmengde.

Omfanget av kapasitetsberegningen ble begrenset til stuffene i retning Kvitsøy, som viste seg å være begrensende for valideringen av de beregnede kapasitetene. Det ble ikke differensiert på data fra salver drevet med vekseldrift og enstuffdrift i kapasitetsberegningene. Det ble også utført trimming av loggførte data, hvor trimmeoperasjonen viste seg å hovedsakelig trimme data hvor mengden i aktiviteten var liten eller stor. På grunn av store variasjoner mellom Tunnelbyggetid-modellens integrerte kapasiteter og kapasiteter beregnet fra datagrunnlaget, og nevnte usikkerhetsmomenter, anses kapasitetsberegningene som for usikre til videre bruk.

Avvikene mellom simulerte og virkelige byggetider varierer fra rundt -10 % til 10 % for stuffene. Avvikene er klart positive for stuffene drevet i dårlige bergforhold, som betyr at de simulerte byggetidene er større enn de virkelige gjennomføringstidene. Samtidig viser de fleste stuffene drevet i gode bergforhold negative avvik. Resultatene indikerer at Tunnelbyggetid-modelens integrerte kapasiteter er noe høye for driving i bra fjell, og noe lave for driving i dårlig fjell.

Besvarelsen viser at Tunnelbyggetid-modellen danner et solid grunnlag for videre utvikling. For at modellen skal kunne benyttes i alle typer tunneler, er kontinuerlig evaluering mot virkelige prosjekter av forskjellig karakter viktig. Hvis utviklingen av byggetidsmodellen fortsetter, og de simulerte byggetidene kan valideres som pålitelige, vil den kunne bidra til mer realistiske forventninger til byggetider og forhåpentligvis redusere konfliktnivået i bransjen.

In the last decade, an undesirable trend has characterized the tunneling industry. More projects than before end up in the legal system, because of a higher level of conflicts around the contracts. As a measure against this development, the Norwegian tunneling industry has come together to develop the Tunnelbyggetid-model (Tunnel Construction Time Model), which calculates construction times based on agreed capacities. The goal for the model is to provide all parties with realistic expectations for the construction time in the early phases of projects, thereby reducing the level of conflict within the industry.

To ensure that the model is reliable and applicable, it is tested in university assignments and on projects. As part of the testing of the model, this master's thesis, in collaboration with Skanska, evaluates the accuracy of the model on the subsea tunneling project Rogfast E04. Logged data from Rogfast E04 has been used in capacity calculations and as input data in the model. The data is collected from Skanska's tunnel reporting system "Driv".

Accumulated quantities from Driv were used as input for the simulation. The simulated construction times were compared with the actual construction times, and the accuracy of the construction time model was assessed. Subsequently, the capacities for the activities in the blasting cycle were calculated from the logged quantities and times in the data set. The comparison of the integrated capacities in the model and the capacities calculated from the data set can indicate the causes of any discrepancies between the simulated and actual construction times.

There are several sources of error and simplifications related to the construction time simulation in this thesis. Eventual errors in logged quantities, or errors in the processing of the data, will affect input data in the simulation and give the model a different basis compared to the actual work performed. The model deviates somewhat from the real project, as the tunnel faces were length-adjusted to fit theoretical alternating operations. Furthermore, the model does not distinguish whether caverns branching from the main tunnels were excavated using alternating or single-face methods, for tunnel faces where both methods were used. There is also uncertainty associated with the adjustment of simulated construction times, which compensates for the fact that the Tunnel Construction Time model is based on a different work rotation than the one used on Rogfast E04.

Sources of error in the model are related to the fact that the integrated capacities are constant. In the event of changed excavating conditions, the model will therefore only take into account changes in quantities, and not changes in capacity. This means that factors such as rock type, water content, degree of fracturing, weakness zones, stress conditions, and excavation on inclines do not affect the simulated construction time, beyond an increase in the amount of reinforcement.

The scope of the capacity calculation was limited to the tunnel faces towards Kvitsøy, which limites the possibility of validating the calculated capacities. Data from parts operated with alternating operations and single-face operations were not differentiated in the capacity calculations. Trimming of logged data was also performed, with the trimming operation mainly removing data where the activity quantity was small or large. Due to large variations between the integrated capacities of the model and capacities calculated from the data basis, and the mentioned uncertainties, the capacity calculations are considered too uncertain for further use.

The deviations between simulated and actual construction times vary from around -10 % to 10 % for the tunnel faces. The deviations are positive for the tunnel faces excavated in poor rock conditions, meaning that the simulated construction times are longer than the actual completion times. At the same time, most tunnel faces excavated in good rock conditions show negative deviations. The results indicate that the integrated capacities of the model are somewhat high for excavating in good rock, and somewhat low for excavating in poor rock.

This thesis shows that the model provides a solid foundation for further development. For the model to be applicable to all types of tunnels, continuous evaluation against real projects of different characteristics is important. If the development of the construction time model continues, and the simulated construction times can be validated as reliable, it could contribute to even more realistic expectations for construction times and hopefully reduce the level of conflicts in the industry.