Tunnelbyggetid 2021 - Evaluering av injeksjonskapasiteter i lys av et urbant tunnelprosjekt

Abstract

Tunnelbyggetid 2021 er en beregningsmodell som har til hensikt å tilby nøytrale og realistiske estimater for byggetid basert på standardkapasiteter. I urbane tunnelprosjekter kan injeksjon utgjøre opptil 30 % av drivekostnadene, og er følgelig en aktivitet med stort kontraktuelt fokus. Med økende krav til tetthet og forventningen om flere urbane tunneler, er det sannsynlig at injeksjon vil spille en stadig viktigere rolle i norske tunnelprosjekter fremover. Derfor er det viktig at Tunnelbyggetid sine standardkapasiteter tilknyttet injeksjon reflekterer forventet produksjon.

Hensikten og problemstillingen med denne studien er å evaluere Tunnelbyggetid sine standardkapasiteter tilknyttet systematisk forinjeksjon i lys av et urbant tunnelprosjekt. Det tas utgangspunkt i en casestudie av den urbane samferdselstunnelen Fornebubanen, med fokus på parsellen K2D Skøyen-Vækerø. På grunn av parsellens strenge krav til tetthet og stedvis svært utfordrende geologiske forhold kreves systematisk og nøye utført injeksjonsarbeid. K2D Skøyen-Vækerø anses følgelig som godt egnet for å utforske studiens problemstilling.

For å belyse problemstillingen på en helhetlig måte har det blitt benyttet kvalitative og kvantitative tilnærminger. Datainnsamlingen inkluderer litteraturgjennomgang, dokumentanalyse og feltarbeid. Sistnevnte innebærer to prosjektbesøk som til sammen utgjør fire uker med 20 timer direkte observasjon i tunnelen. Dokumentstudiet har resultert i en omfattende analyse av 154 573 bormeter og 130 injeksjonsskjermer, der skjermene til sammen utgjør 2355 pumpetimer og 1577 tonn injeksjonsmasse.

Felt- og dokumentstudiet har gitt god innsikt i Implenia sin forinjeksjonsprosess på K2D. Det er blitt avdekket viktige rammefaktorer tilknyttet både boring og injeksjon. Disse rammefaktorene er et resultat hovedsakelig av geologi, samt bore- og injeksjonsteknikk. Både kapasiteter og ytelsesmålinger viser betydelig variabilitet, noe som reflekterer varierende geologiske forhold og tekniske utfordringer. De direkte sammenlignbare produksjonskapasitetene ble på K2D funnet til å være:

• Borekapasitet: 93,83 bm/h • Pumpekapasitet: 963,2 kg/h

Implenia oppnår i gjennomsnitt en kapasitet for injeksjonsboring som er 3,83 bm/h høyere enn Tunnelbyggetid sin standardkapasitet på 90 bm/h. Pumpekapasiteten er derimot 536,8 kg/h lavere enn standardkapasiteten på 1500 kg/h. Borekapasiteten samsvarer svært godt med standardkapasitetene, og avviket anses som ubetydelig. Imidlertid er avviket knyttet til pumpekapasiteten vesentlig.

Implikasjonene ved disse funnene er at Tunnelbyggetid ikke nødvendigvis kan overføres direkte til alle tunnelprosjekter, ettersom kapasiteten påvirkes av prosjektspesifikke forhold som vil kunne ha betydelig innvirkning på både mengder og tidsbruk. Gitt forinjeksjonsprosessen sin sentrale rolle i mange urbane tunnelprosjekter kan det argumenteres for at kapasitetene bør kunne tilpasses de geologiske forholdene. Likevel gir ikke denne studien alene tilstrekkelig grunnlag for å trekke endelige konklusjoner i denne sammenheng. Det anbefales derfor at ytterligere undersøkelser og målinger blir gjennomført for å styrke konklusjonene.

Tunnelbyggetid 2021 is a calculation model designed to provide neutral and realistic estimates for construction time based on standard capacities. In urban tunnel projects, pre-grouting can account for up to 30% of the tunneling costs, making it a key contractual focus. With increasing requirements for water tightness and the expectation of more urban tunnels, pre-grouting is likely to play an increasingly important role in Norwegian tunnel projects. Therefore, it is crucial that Tunnelbyggetid's standard capacities related to pre-grouting reflect the expected production.

The aim and problem statement of this study is to evaluate Tunnelbyggetid's standard capacities for systematic pre-grouting in the context of an urban tunnel project. A case study of the urban transportation tunnel Fornebubanen, specifically the K2D SkøyenVækerø section, was conducted. Due to the section's stringent water tightness requirements and challenging geological conditions, systematic and carefully executed pre-grouting work is necessary. Consequently, K2D Skøyen-Vækerø is considered suitable for exploring the study's problem statement.

To comprehensively address the problem, both qualitative and quantitative approaches were employed. Data collection included a literature review, document analysis, and fieldwork. The latter involved two project visits, totaling four weeks with 20 hours of direct observation in the tunnel. The document study resulted in an extensive analysis of 154 573 drilled meters and 130 grout curtains, amounting to 2355 pumping hours and 1577 tons of grouting material.

The field and document studies provided valuable insights into Implenia's pre-grouting process at K2D. Key factors related to both drilling and grouting were identified, primarily influenced by geology and drilling/injection techniques. Both capacities and performance measurements showed significant variability, reflecting varying geological conditions and technical challenges. The directly comparable production capacities at K2D were found to be:

• Drilling capacity: 93,83 m/h • Pumping capacity: 963,2 kg/h

Implenia achieves an average capacity for drilling that is 3.83 m/h higher than the Tunnelbyggetid standard capacity of 90 m/h. However, the pump capacity is 536.8 kg/h lower than the standard capacity of 1500 kg/h. The drilling capacity aligns very well with the standard capacities, and the deviation is considered insignificant. However, the deviation related to pump capacity is substantial.

The implications of these findings are that Tunnelbyggetid may not be directly applicable to all tunnel projects, as capacity is influenced by project-specific conditions that can significantly impact both quantities and time. Given the central role of the pre-grouting process in many urban tunnel projects, it can be argued that capacities should be adaptable to geological conditions. Nonetheless, this study alone does not provide sufficient grounds for drawing definitive conclusions in this regard. Therefore, further investigations and measurements are recommended to strengthen the conclusions.