5.1 FJELLSPRENGNINGSTEKNIKK BERGMEKANIKK/GEOTEKNIKK 2014 NORSKE TUNNELBYGGERE VERDENS BESTE – EN MYTE? Norwegian tunnel builders are the world's best – a myth? Sivilingeniør Dr. Arild Palmstrøm, RockMass as SAMMENDRAG Norske tunnelbyggere kan skryte av å ha de største tunnelinndriftene i verden samt det største bergrommet (Gjøvikhallen). Men andre land har mye lengre tunneler, også undersjøiske. Norske tunnelbyggere har imidlertid, spesielt innen vannkraft, utviklet gode løsninger av uforete trykksjakter og trykktunneler med luftputekammer, dessuten utførelse med tunnelutslag under vann. Løsninger som har gitt store besparelser for eierne. I 1960- og 1970årene var kanskje norske tunnelbyggere i verdensklasse, hvilket var lite kjent i utlandet pga. dårlig markedsføring utover innlegg på Fjellsprengningskonferansen. Den norske tunnelbyggemetoden (som heller burde vært benevnt tunnelbyggemåte) er ikke særlig spesiell, da mange av elementene er vanlige og benyttes ofte utenfor landegrensen. Imidlertid representerer vår bruk av sonderboring og forinjeksjon en drivemåte som har vist seg viktig ved mange tunnelanlegg, spesielt for de undersjøiske tunnelene. Den har faktisk reddet flere tunneler fra kollaps og/eller vanninnbrudd ved å oppdage geologiske overraskelser i tide. Artikkelen nevner kort eksempler på dette, slike som blokkeringsraset i på Vinstra kraftverk, sandsonen i Bjorøytunnelen, problemsonen i Atlanterhavstunnelen. Byggherrer, konsulenter og entreprenører må samarbeide bedre skal Norge holde på stillingen som verdensledende. Planleggings- og byggekontrakter må forbedres, ikke minst hvordan utvelgelse av utførende foretas. Dagens praksis med ny kontrakt i hver fase av byggeprosessen reduserer insitamentet til å gjøre en god jobb. Det samme gjør konkurransen på planlegging der pris alene teller. Fastpriskontrakter er neppe noe å satse på for tunnelprosjekter påvirket av geologisk usikkerhet. Om vi ikke skulle være verdens beste mener forfatteren at norske tunneldrivere (stuffmannskapet) er verdens beste – i Norge! SUMMARY Norwegian tunnel builders often boast of being the world's best, but is this true? Though the tunnel excavation progress might be the highest in the world, Norway does not have the longest tunnels. 5.2 The Norwegians have over the years developed several good design solutions in hydropower construction, such as unlined high pressure tunnels and shafts, the use of air cushion surge chambers and not least lake taps; all, which have saved large sums of money for the owners. Maybe the Norwegians were among the best in the world during the 1960s and 1970s, but this fame and impressive tunnelling activities were hardly known outside Norway, due to poor marketing. The Norwegian tunnelling method (or better called Norwegian way of tunnelling) is not very special as most of the elements included in it are frequently used in other countries. Only the probe drilling combined with pregrouting ahead of the tunnel working face can be called a Norwegian specialty, which has save several tunnels from collapse and/or high water ingress when unforeseen geological conditions have been encountered. Project owners, contractors and consultants must have better cooperation if Norwegian tunnel builders shall be world leading. Contracts for planning and tunnel construction must be improved, not least how the successful winner of a contract is selected. The practice today with a new contract in every phase of the project, reduces the incentive for producing a good job. This is also the case for competition on price for planning. Fixed price for tunnel contracts where the construction material is influenced by geological uncertainties is not a good solution. Whether Norwegian tunnel builders are the world's best? The author is of the opinion that at least the "Norwegian tunnelling crew is the world's best – in Norway". INNLEDNING Er virkelig norske tunnelbyggere verdens beste? Dette er noe vi gjentatte ganger har sagt oss i mellom, kanskje så ofte og så lenge at det er i ferd med å bli en myte. Men hvordan er det egentlig, er dette riktig eller bare skryt? Jeg vil med mitt innlegg sette norsk tunnbygging i perspektiv. Se litt på hva vi har utført gjennom de siste 50 årene og hva vi bedriver i dag. Så får leseren selv gjøre seg opp sin mening. VERDENS BESTE PÅ HVA? Når vi snakker om verdens beste, er det rimelig å måle våre ferdigheter med det andre har gjort. Hva er vi verdens beste, på? For eksempel: • er norske tunneler de lengste i verden? • er norske bergrom størst i verden? • har Norge de høyeste tunnel-inndriftene? • har norske tunneler best kvalitet? Det vil også være andre forhold som teller når det snakkes om verdens beste, slike som • Beste løsninger/"design" av underjordsanlegg • Beste erfaringer, byggemetoder / byggemåter 5.3 Tabell 1: Verdens lengste tunneler (ifølge http://www.lotsberg.net/ ) Navn Lengde (m) Land Åpnet Type tunnel Seikan 53.850 1988 Jernbane Channel tunnel 50.450 1994 Jernbane Lærdal Shin Kanmon Zhongnanshan St. Gotthard Arlberg Lötschberg Micangshan Marmara New Erlangshan Hsuehshan Frejus Maijishan Mont Blanc Gudvangen Baojiashan Folgefonn 24.510 18.716 18.040 16.942 15.516 14.612 13.800 13.600 13.433 12.942 12.898 12.878 12.288 11.611 11.428 11.185 Japan EnglandFrankrike Norge Japan Kina Sveits Østerike Sveits Kina Tyrkia Kina Taiwan Frankrike-Italia Kina Frankrike-Italia Norge Kina Norge 2000 1975 2007 1980 1978 1913 ? 2010 ? 2006 1980 2009 1965 1991 2009 2001 Veg Jernbane Veg Veg Veg Jernbane Veg Jernbane Veg Veg Veg Veg Veg Veg Veg Veg Tallene i tabell 1 taler for seg. Selv Lærdalstunnelen blir lillebror i denne sammenhengen. Om noen år vil de lengste tunnelene i verden være som vist i tabell 2. Tabell 2. Verdens lengste tunneler etter 2017 (ifølge http://www.lotsberg.net/) Navn Lengde (m) Gotthard base Brenner basis Seikan 57.072 55.392 53.850 Channel tunnel 50.450 Lötschberg alptransit Lærdal 34.600 24.510 Land Sveits Østerrike Japan EnglandFrankrike Sveits Norge Åpning i Type tunnel 2017 ? 1988 Jernbane 1994 Jernbane 2007 2000 Jernbane Veg Jernbane Som jeg vil komme nærmere innpå senere, har vi etter hvert bygget mange og lange undersjøiske tunneler i Norge, og vi fortsetter å bygge undersjøiske tunneler ut i stort tempo. Hvordan ser listen ut for disse tunnelene? Se figur 3. Selv når Rogfast tunnelen på ca. 25.000 m kommer, blir vi faktisk en lillebror her. 5.4 Tabell 3: Verdens lengste undersjøiske tunneler (fra web-side http://www.lotsberg.net/) Navn Seikan Lengde (m) 53.850 Kanaltunnelen 50.450 Shin Kanmon Marmara Tokyo Aqua Chanxing Storebælt Bømlafjord Eiksund Oslofjord Severn Nordkapp Westerschelde Quing - Huang Nordöyatunnilin Xiamen Xiangan 18.716 13.600 9.583 8.950 8.024 7.931 7.797 7.390 7.008 6.875 6.650 6.170 6.100 5.960 Land Japan EnglandFrankrike Japan Tyrkia Japan Kina Danmark Norge Norge Norge England-Wales Norge Nederland Kina Færøyene Kina Åpnet 1988 Type tunnel Jernbane 1994 Jernbane 1975 2010 1997 2009 1997 2000 2008 2000 1886 1999 2003 2011 2006 2010 Jernbane Jernbane Veg Veg Jernbane Veg Veg Veg Jernbane Veg Veg Veg Veg Veg Men hva med store bergrom? Her ligger vi bedre an, Gjøvikhallen er muligens en av verdens største når vi snakker om spennvidde. Det er bare litt synd at verden ikke synes å ha lagt merke til dette. Under OL i 1994 ble det fortalt at folk i USA "synes Norge var heldige som fant en slik berghall inne i fjellet". Figur 1: Gjøvik Olympiske hall har en spennvidde på 62 m. Muligens verdens største? Figur 2 viser tunnelstatistikken utarbeidet av NFF. Den viser omtrentlig volum av tunneler drevet pr. år. I 2013 ble ca. 6 mill. m3 sprengt ut i ulike typer tunneler og bergrom. Dersom 5.5 gjennomsnittlig tunneltverrsnitt er 50 m2, tilsvarer dette en tunnellengde på 120 km. Norge skal ifølge forståsegpåere være det landet som årlig driver flest tunnelmetere pr. innbygger, nemlig 2,4 cm/innbygger eller 1,2 m3/innbygger. Figur 2: NFFs tunnelstatistikk. Mens de fleste norske tunneler i årene 1974 til 1985 ble sprengt ut for vannkraft, overtok vegtunneler fram til 2013 (figur 2). Figur 3 viser lengde vanntunneler bygget i Norge opp gjennom årene, anslagsvis 3500 km totalt. Til sammenligning kan nevnes at det i årenes løp bare ved El Teniente gruven i Chile alene er drevet ca. 3000 km med stoller! Figur 3: Omtrentlig lengde av vanntunneler drevet i Norge etter år 1900 5.6 TUNNELINNDRIFTER Fra en inndrift på 1,5 – 7 m/måned i stoller drevet med fyrsetting (på 1600 og 1700 tallet) hadde tunneler drevet med knematere (1940 - 1960-tallet) en inndrift opp mot 60 m/uke. Med moderne tunnel utstyr og driveopplegg (hydrauliske, datastyrte tunnelrigger, ladeopplegg og lasteutstyr) har tunnelinndriftene økt betraktelig. World Tunnelling kunne i sitt januarfebruar nummer 2008 berette om en rekord-inndrift på 165 m/uke satt av AF i en 38 m2 tunnel på Sauda anlegget. En ny rekord ble satt av Veidekke i 2011: 176 m/uke i en 16 m2 overføringstunnel på Kjøsnesfjorden kraftverk. Det er ikke umulig at dette er verdensrekord. Til sammenligning kan nevnes at beste norske TBM inndrift på 427 m/uke ble satt i 1992 på Meråker kraftverk. Dette er kanskje også verdensrekord? TUNNELKVALITETEN Men hva med tunnelkvaliteten? Denne synes best i en jevn tunnelkontur. Figur 4 viser tilløpstunnelen på Tokke kraftverk fra 1960-årene. Jeg vet ikke om noen tunnel i dag som kan vise til lignende kvalitet. Derimot har jeg sett hva som kan oppnås i andre land, slik det fremgår av figur 5 fra Kina. Kort byggetid og derved krav til høye inndrifter kan være vanskelig å kombinere med en fin tunnelkontur. Figur 4: Tunnel på Tokkeanlegget i 1960-årene Figur 5: Tunnel sprengt i Kina i 2010 5.7 NORSK UTFORMING (DESIGN) AV VANNKRAFT TUNNELER Fram til 1950-årene ble vannkraftverk bygget med en høytliggende tilløpstunnel, deretter rørgate på overflaten ned til kraftstasjonen i dagen. Kreative norske ingeniører fikk etter hvert lagt trykkrøret i en sjakt inne i fjellet med kraftstasjon i fjell. Denne løsningen ble i 1960årene erstattet av uforet trykksjakt og etter hvert også av uforet trykktunnel. Svingesjakten som før var på toppen av trykksjakten ble når trykktunnel ble brukt, utført som luftputekammer. Dette er en avansert løsning når grunnforholdene tillater det. I dag har vi en mengde kraftverk med uforet trykksjakt/-trykktunnel og vi har gode erfaringer med disse løsningene. Figur 6: Utvikling av tilløpssystemet ved vann-kraftverk (basert på Broch, 1984) 5.8 Figur 7: Prinsipp for tunnelutslag under vann UNDERSJØISKE TUNNELER Etter at den første vegtunnelen (Vardøtunnelen) ble bygget i 1979 – 82, er det blitt bygget en mengde undersjøiske tunneler langs norskekysten under fjorder og ut til øyer. Undersjøiske vegtunneler er en norsk spesialitet, der sonderboring og forinjeksjon utgjør en viktig del av drivingen. Det finnes nærmere 50 undersjøiske tunneler i Norge, hvorav 33 er vegtunneler på til sammen 132 km lengde, den dypeste på -287 (Eiksundtunnelen). Tabell 5: De lengste undersjøiske vegtunnelene i Norge Navn Karmøytunnelen Bømlafjordtunnelen Eiksundtunnelen Oslofjordtunnelen Nordkapptunnelen Byfjordtunnelen Atlanterhavstunnelen Finnøytunnelen Hitratunnelen Frøyatunnelen Freifjordtunnelen Mastrafjordtunnelen Valderøytunnelen Lengde (m) 8900 7888 7765 7306 6875 5875 5779 5685 5645 5305 5086 4424 4222 m.u.h. Åpnet 139 2013 2000 2008 2000 1999 1992 2009 2009 1994 2000 1992 1992 1987 263 287 134 212 223 250 200 264 164 130 133 137 Vegstrekning Fylkesvei 47 Europavei 39 Fylkesvei 653 Riksvei 23 Europavei 69 Europavei 39 Fylkesvei 64 Fylkesvei 519 Fylkesvei 714 Fylkesvei 714 Riksvei 70 Europavei 39 Riksvei 658 5.9 I denne sammenhengen kan det være artig å nevne at den 3,6 km lange og 256 m dype tunnelen for gassrør under Frierfjorden fra 1976 lenge var den dypeste undersjøiske tunnelen i Norge. UTVIKLING AV SONDERBORING OG FORINJEKSJON Som et element i drivingen av de undersjøiske tunnelene har vi i Norge utviklet et system for sonderboringer for i tide å kunne oppdage uforutsette, vanskelige grunnforhold. Ved å bruke tunnelriggen for å bore 20 – 25 m lange hull foran tunnelstuffen fås indikasjoner om mulige vannførende berg og også andre vanskelige grunnforhold. Slik sonderboring har faktisk reddet flere tunneler, blant annet Oslofjordtunnelen, Bjorøytunnelen og Atlanterhavstunnelen, fra problemer som er nærmere beskrevet senere. Det har blitt en typisk norsk resept å bruke høyt injeksjonstrykk og lange hull. I egnede grunnforhold gir dette en rask utførelse med akseptabelt resultat. Opplegget er nærmest blitt en standard og benyttes i tide og utide, til dels på bekostning av et bedre tilpasset injeksjonsopplegg når grunnforholdene gjør at injeksjon ikke er "straight forward". Figur 8: Prinsipp for sonderboring og injeksjon 5.10 UTVIKLING OG BRUK AV TUNNELUTSTYR OG METODER Det har foregått en rivende utvikling av tunnelutstyr og metoder for å effektivisere drivingen. Norske entreprenører har til dels tatt del i denne utviklingen og vært raske til å ta i bruk forbedret utstyr og metoder. De har også aktivt vært med på noen av forbedringene, blant annet utvikling av datarigger, injeksjonsrigger, sprøytebetong, sprengstoff og salveplaner. Norske produsenter har kommet med interessante forbedringer av for eksempel tunnelrigger, lasteutstyr, bolter og sprengstoff. Prof. Rolf Selmer-Olsen var en foregangsmann når det gjelder analyse og forståelse av bergforholdene. Han hadde blikk for geologi og grunnforhold og med sin praktiske sans fant han løsninger på sikring og drivemetode tilpasset den aktuelle situasjonen. Det er hans erfaringer vi til dels har bygget videre på. Også introduksjon av Q-systemet har vært viktig i den utviklingen vi har hatt. BYGGEKONTRAKTER Våre kontrakter var tidligere basert på enhetspriser og bygget på samarbeid mellom de impliserte parter og insitament for å gjøre en god jobb. Norske tunnelbyggere har alltid vært opptatt av inndrifter. Som et ledd i dette ble det på 1980-tallet utarbeidet et system med ekvivalenttider basert på oppnådde kapasiteter på ulike arbeider i tunnel (vesentlig sikringsarbeider og arbeider med injeksjon). Derved var det mulig å beregne byggetid ut fra mengdene i kontrakten. I tillegg kunne det lettere utarbeides prognoser på tunnelens inndrift ut fra de antatte grunnforholdene. Under tunneldrivingen kunne prognosen oppdateres og måles mot de antatte forholdene slik det er vist i figur 9. Det var derved mulig å følge med hvor mye tunnelfremdriften ligger foran eller bak prognosen og stipulert byggetid. Jeg er litt forundret over at dette systemet har vært lite blitt brukt og utviklet siden det ble lansert på i midten av 1980-årene. Nå vil kanskje Eurokodene som er innført, bevirke at systemet mer aktivt vil tas i bruk. Figur 9: Bruk av ekvivalenttidsregnskap og antatte grunnforhold til å estimere inndrift under bygging og tidspunkt for antatt gjennomslag. Den virkelige inndrift ble plottet etter hvert. Dårligere grunnforhold og derved økning av sikrings- og tettearbeider førte til forsinkelser som etter hvert ble på 23 uker. 5.11 I de siste 10 – 15 årene har det blitt mer vanlig å bruke fastpriskontrakter. Jeg har vanskelig å forstå at dette kan være fornuftig ved bygging i berg tatt i betraktning den iboende usikkerhet geologien har med muligheter for overraskelser. Noen eksempler på slike overraskelser er omtalt senere. Forholder er jo at: • dersom grunnforholdene er bedre enn antatt, vil entreprenøren kunne tjene på det, men • er forholdene mer ugunstige, blir det lett krav om kompensasjon og mulige rettssaker. Dette er ingen tjent med. DEN NORSKE TUNNELBYGGEMETODEN (NMT) Denne ble først presentert i begynnelsen på 1990-årene som "The Norwegian method of tunnelling", jeg tror som et mottrekk til den vellykkede østerrikske tunnelbyggemåten (NÖT, eller NATM på engelsk). Ifølge Grøv (2012) består NMT av følgende elementer/prinsipper: • Sonderboring – en undersøkelsesmetode under driving • Vann håndteres med forinjeksjon, • Bergmassen er et utmerket byggemateriale med iboende selvbærende egenskaper • Sikring gjøres med bolter og sprøytebetong, tyngre sikring ved behov ut fra påtruffet geologi • Drenert struktur, ikke behov for dimensjonering med statisk vanntrykk • Vann- og frostsikring opptrer strukturelt uavhengig av stabilitetssikringen I tillegg bør nevnes bruk av Q-systemet ved planlegging og oppfølging. Hvorfor ikke benevne NMT for hva den er, nemlig en byggemåte? Dette har østerrikerne gjort; de har kalt sin metode "Neue Österreichische Tunnelbauweise, NÖT". 1 Jeg kan ikke se at NMT har slått til i utlandet. Egentlig er det bare de to første punktene i NMT (sonderboring og forinjeksjon) som er fortrinn/spesialitet vi i Norge benytter. De andre forholdene som Grøv lister opp, benyttes i større eller mindre grad også i andre land. Jeg tror ikke mange tunnelbyggere i utlandet har forstått hva vi prøver å selge. NOEN UHELDIGE ERFARINGER - som imidlertid har ført til forbedrete løsninger Norske tunnelbyggere er åpne om problemer, feilvurderinger og erfaringer fra tunneldrivingen og fra utbygginger. Fjellsprengningskonferansen har alltid vært et viktig forum her. Gjennom presentasjoner, personlige kontakter og faglig utveksling av erfaringer har vi lært av hverandre. Det er ikke lite som er blitt fremført på denne årlige konferansen gjennom de 50 årene den er holdt, slik det fremgår av tabell 6. I det følgende skal nevnes noen eksempler på problemer og løsning av disse, til dels uheldige erfaringer, hvilket faktisk har brakt norsk tunnelekspertise videre. Det er pga. den engelske oversettelsen til New Austrian tunnelling method, NATM, at ordet 'metode' er kommet inn i betegnelsen for NÖT 1 5.12 Tabell 6: Antall presentasjoner på Fjellsprengningskonferansen 1963 - 2013 Fjellsprengningsteknikk Bergmekanikk Fellessesjon bergmekanikk/geoteknikk Geoteknikk Petroleumsdag SUM 1970 - 2013 1975 - 2013 1975 - 2013 1995 - 1996 907 394 218 259 17 1795 Blokkeringsraset på Vinstra kraftverk Den uforete trykktunnelen på 35 m2 ble satt i drift i 1989. Etter 2 års drift ble det oppdaget et stort ras i her ca. 2,5 km oppstrøms for kraftstasjonen. På rasstedet var tunnelen helt fylt og det ble funnet rasmasser i tunnelen helt ned til kraftstasjonen. Rasmassenes volum ble beregnet til 15,000 m3. Figur 10: En 155 m lang omløpstunnel ble bygget forbi rasstedet For å utbedre tilløpstunnelen ble det bygget en omløpstunnel på 155 m lengde rundt raset. Nedstrøms for rasstedet ble rasmassene i tunnelen fjernet. Arbeidene tok 4 måneder. Dette var meget raskt sammenlignet med tilsvarende ras andre steder i verden der utbedringen har tatt et par år. Her viste byggherre og entreprenør både handlekraft og forståelse. Frysesonen i Oslofjordtunnelen Drivingen av denne undersjøiske vegtunnelen startet i 1997 og den ble åpnet i 2000. På Hurumsiden i den planlagte tunnelen ble det under forundersøkelsene påvist en stor svakhetssone/forkastningssone ved refraksjonsseismikk. Ytterligere undersøkelser ble utført, blant annet ved 2 kjerneboringer; et hull fra land og et fra en liten holme. Begge hullene ble boret ned til litt under tunnelnivå. De ga ytterligere opplysninger om svakhetssonens størrelse og sammensetning. 5.13 Under driving av tunnelen i 1997 ble det utført sonderboringene fra stuff med tunnelriggen. Da ble det oppdaget at svakhetssonene var erodert nesten ned til tunnelens senterlinje. Videre drift ville ha brakt øvre del av tunnelen rett inn i løsmassene (sand, grus og stein) som den 15 m brede kløften var fylt med, med uhåndterbare lekkasjer som resultat. Løsmassene lot seg ikke injisere og løsningen var frysing av sonen. Figur 11: Boringer og tolkning av grunnforholdene. I tillegg til boringene ble det utført refraksjonsseismikk Figur 12: Utførelse av sonderboringer med tunnelriggen oppdaget at forkastningen var erodert til en dyp kløft som endte midt i tunnelen Grunnforholdene ble tolket feil fordi kjerneboringene ikke undersøkte bergmassene over tunnelen, hvilket kunne ført til en katastrofe som ble forhindret av sonderboringene fra stuff. Det er imponerende at det var mulig å drive tunnel gjennom denne løsmasse- og vannfylte kløften 100 m under havnivå. Arbeidene for nedfrysing av svakhetssone og kløft var imidlertid meget tidkrevende som det fremgår av tabell 7. 5.14 Tabell 7: Omtrentlig tidsforbruk for undersøkelser, arbeider med frysing og for driving gjennom sonen Undersøkelser, driving av omløpstunnel, injisering av sonen: 3,0 mnd. Rigg og boring av frysehull 10,0 mnd. Rigg for frysing: 1,5 mnd. Etablering av frostkonstruksjon: 3,5 mnd. Driving gjennom frysesonen og sikring: 2 mnd. SUM 20 mnd. Problemsonen i Atlanterhavstunnelen Under byggingen av den undersjøiske Atlanterhavstunnelen i 2007 gikk et ras da tunnelen var kommet 230 m under havoverflaten. Sonderboringer hadde påvist sonen som også var påvist ved forundersøkelsene. Feilvurderinger medførte imidlertid at den ikke var injisert godt nok slik at det oppsto betydelig innlekkasje av sjøvann. Lekkasjene var oppe i 500 l/min fra et borehull og det ble målt vanntrykk opp mot 23 bar. Raset som oppsto, forplantet seg mer enn 10 m opp over hengen. Forholdene ble presentert på Fjellsprengningskonferansen i 2008. Figur 13: Tunnelmasser ble fylt inn på stuff mens raset utviklet seg mer enn 10 m oppover. Med begrenset fjelloverdekning ble håndtering av raset spennende (fra Karlson, 2008). Det ble støpt en betongplugg innerst i tunnelen som dekket rassonen og meget omfattende og tidkrevende injeksjons- og sikringsarbeider måtte gjennomføres for å passere den 40 m brede sonen. Fra raset gikk til sonen var passert gikk det 10 måneder og nærmere 1000 tonn injeksjonsmasse. En kan spørre seg hvorvidt den norske tunnelmetoden (NMT) her var vellykket der en velutviklet norsk strategi for utførelse av sonderboring og forinjeksjon inngår. Erfaringen er at norske tunnelbyggere ikke nødvendigvis er like gode når det dukker opp vanskelige grunnforhold. Sandsonen i Bjorøytunnelen Sonderboringer fra stuff med tunnelriggen påviste den såkalte sandsonen like foran tunnelen i den undersjøiske Bjorøytunnelen. Dette var en høyst overraskende geologisk forekomst av 5.15 løse bergarter som ikke er påvist tidligere i Norge. 2 Sonen og tunnelarbeidene ble beskrevet av Erik Dahl Johansen på Fjellsprengningskonferansen i 1995 som "Sonen ble bekjempet av standhaftige tunnel-drivere med moderne injeksjon- og tunnel-teknikk." "Driving gjennom sonen, 70 m under havoverflaten har vært en prosess med omfattende og komplisert injeksjon, nitid kontroll og tung sikring." sandsone Figur 14: Skisse av sandsonen i Bjorøytunnelen. Sonderboringer oppdaget sonen i tide slik at nødvendige arbeider foran stuff kunne utføres for at tunnelen kunne drives gjennom sonen. (Fra Dahl Johansen, 1995) Erfaringene etter 4 måneder med undersøkelser, tolkninger, vurdering av muligheter / risiko var: • Forbruk av 242 tonn sement, 16 tonn akryl, 280 m3 sprøytebetong og 23 arbeidsuker før sonen var passert • Passering av sandsonen tok 8 måner fra den ble påtruffet (september 1994 – juni 1995) Nok en gang påviste sonderboringer forekomst av overraskende grunnforhold. Handlekraft og effektive arbeider tuftet på erfaring gjorde at tunnelen kunne drives gjennom disse vanskelige grunnforholdene. NOEN PROBLEMER: Dårlig omdømme Jeg vil ikke komme nærmere inn på raset i Oslofjordtunnelen etter at den var tatt i bruk, ei heller av raset i Hanekleivtunnelen. Sistnevnte har betydd mye for senere bygging av veg- og jernbanetunneler i Norge. De to rasene i vegtunneler under bruk har imidlertid gitt tunnelbyggere et dårlig ry som det tar mange år å forbedre. 2 bortsett fra i et lite felt på Andøya 5.16 Det kommer får imidlertid stadige påminnelser i pressen som ikke akkurat gjør tunnelbyggeren mer populær. Eksempelvis leser vi i pressen: • Granfosstunnelen i Oslo repareres for 150 millioner kroner, pengene tas fra inntektene i bomringen. • Fastlandsforbindelsen til Magerøya i Finnmark (Nordkapptunnelen) får sine merutgifter delvis dekket ved overføringer fra et tunnelprosjekt på Riksveg 94. Resten må lånes fra andre fylker og tilbakebetales i 1999. • Bragernes-prosjektet, en del av hovedvegutbyggingen i Drammen-området, er blitt 40% fordyret. Det fører til utsettelser og forsinkelser. Nå har ikke nødvendigvis de forholdene som oftest presenteres i pressen noe med drivingen av tunneler å gjøre, men leseren av presseoppslag ser ikke dette så lett. Her har norske tunnelbyggere en utfordring til å redusere slike oppslag. HVORDAN BLIR NORSKE TUNNEBYGGERE OPPFATTET I UTLANDET? I en artikkel i Tunnel & Tunnelling i 1999 listet Alastair Biggart 3 opp følgende nye metoder introdusert årene 1970 – 1999 som han mente har vært viktige for utviklingen i tunnelbygging: • "Precutting the arch and filling with concrete ahead of the tunnel face • Multiple connected drifts and large caverns, used for the Mount Baker Ridge Tunnel, Seattle and on the French crossover caverns on the Channel Tunnel • NATM (New Austrian Tunnelling Method) • Closed face TBMs and diminution of the use of compressed air • The introduction of very large TBMs • Hydraulic rock drills replacing pneumatic drills • The use of roadheaders for excavation, introduced in civil engineering in the early 1970s • Increased use of pipejacking for longer lengths and bigger diameters • Introduction of microtunnelling • Improvement of raiseboring equipment" Videre viser han til følgende forhold han mente representerte viktige utviklinger i disse årene: • "Development of slurry machines and earth pressure balance machines (EPBM) • Introduction of very large TBMs • The rise of NATM (but not the fall) • The use of computers for almost every aspect of construction and tunnelling" Biggart nevner ikke noe der norske forhold er involvert. Var han oppdatert, eller har vi ikke klart å gjøre våre ferdigheter skikkelig kjent i utlandet? 3 Biggart var/er visepresident i Hatch Mott McDonald, et stort internasjonalt konsulentselskap 5.17 HVOR STÅR NORSK TUNNELBYGGING I DAG? Norske entreprenører har bare drevet noen få tunnelprosjekter i utlandet – enda så gode vi er. Og de fleste har endt med dårlige erfaringer og økonomisk tap. I dag er det vel bare LNS som har virksomhet utenfor Norge. Vi har så langt hørt lite til hvordan prosjektene egentlig går ikke minst økonomisk og om drivingen har vært vellykket. Når vi ser på forholdene i Norge i dag fremgår av tabell 2 at det sprenges mer enn noensinne, spesielt innen veg og jernbane. Det meste utføres av 6 – 7 store entreprenører. Det er hard konkurranse om jobbene og mange utfordrende prosjekter. Fortjenesten er og har nesten alltid vært, liten. Jeg har i det følgende listet opp en del forhold som jeg mener er viktige å forbedre utviklingen i tunnelbygging. Byggherrene bestemmer ofte premissene ved bygging av et tunnelprosjekt. Følgende forhold mener jeg er viktige: • Teknisk ekspertise er hos mange redusert og synes ofte å være erstattet av økonomer og jurister. De bestemmer ofte kontraktfilosofi og tildelingen av tunnelkontrakter. • Ved anbud på planlegging skal konsulenter gi pris på en jobb som ikke er spesifisert, dvs. det er jobben det gis pris på som skal spesifisere prosjektet. Da blir det ikke lett å ha en rettferdig og fornuftig konkurranse. • Flere og flere entreprenørkontrakter utføres på fast pris og påfører derved større risiko på utførende entreprenør. Dette ender som tidligere nevnt lett i tvister og rettssaker. • En av våre store byggherrer benytter seg ofte av taktiske anbud, der mengdene i tunnelkontrakten ikke står i forhold til byggetiden. • Byggeledelsen er ofte for liten tatt i betraktning alle krav som stilles til skjemautfylling og dokumentasjon. Entreprenørene: • Har gode, erfarne tunneldrivere • De er flinke til å ta i bruk nytt og bedre utstyr • Sterk konkurranse og liten fortjeneste gir begrensete ressurser for videreutvikling • Krav til høye inndrifter reduserer til dels kvaliteten på tunnelarbeidene • Taktiske tilbud (ofte pga. taktiske anbud?) kan lett ødelegge et godt samarbeid Konsulentene: • 4 – 5 store konsulenter behersker det meste av anleggsmarkedet • Konkurranse på prosjektering med pristak fører neppe til optimale løsninger • Skifte av konsulenter under prosjekteringen splitter opp ansvaret • På mange prosjekter er konsulentene er ofte lite med under bygging (bortsett fra produksjon av arbeidstegninger). Dette begrenser mulighetene for å tilegne seg praktisk erfaring Kontraktene. Med konkurranse på planlegging basert på billigste tilbud, blir resultatet lett deretter. Ny anbudsrunde for hvert trinn ødelegger insitamentet til å gjøre en god jobb. Dette fordi en godt utført jobb ikke har betydning for mulig videre engasjement, slik det var tidligere før 1980-årene. Løsningene blir kanskje ikke optimale og dermed dyrere for byggherren, mye dyrere enn om mer penger ble lagt i planleggingen. 5.18 Hva med samarbeidet byggherre – entreprenør – konsulent? For det enkelte tunnelprosjektet er tillitsforhold og et godt samarbeid en forutsetning for vellykket utførelse. Det er, slik jeg ser det, enkelte elementer i måtene vi driver på i dag som vanskeliggjør dette, blant annet: • Sterk priskonkurranse • Taktiske anbud og tilbud • Skjemavelde og krav til omfattende dokumentasjon (som krever så mye at det går ut over praktisk oppfølging) • Ofte for liten bemanning i byggeledelsen Av gode samarbeidstiltak i dag bør nevnes: • Samhandling som benyttes på en del tunnelprosjekter • Bransjeprosjekter der fagfolk fra byggherre, entreprenør og konsulent samarbeider Noen utfordringer: • Det trengs flere utviklingsprosjekter og forskning i tunnelbransjen • Innføring av Eurokoden. Hvordan skal dens krav til dokumentasjon og økt papirvelde møtes? • Når skal Prosesskoden og NS 3420 samordnes? Det er å håpe at den samarbeidsånden som tidligere eksisterte mellom de tre partene, spesielt ved vannkraftprosjekter, vil fortsette. Et samarbeid hvor alle involverte parter aktivt går inn for å bygge et godt prosjekt. Slik jeg ser det, er byggherrene spesielt viktige når det gjelder utvikling av faget tunnelbygging. Det er de som har økonomiske ressurser og som tjener på flinke, effektive tunnelbyggere. Slik utvikling kan foregå både ved de enkelte prosjektene, men også generelt, blant annet ved utvikling og riktig bruk av kontrakter, kravspesifikasjoner, levetid for prosjektene. Jeg har lyst til å bruke Erik Dahl Johansen's beskrivelse av hvorfor det gikk så bra å drive tunnel gjennom den vanskelige sandsonen på Bjorøytunnelen. Her var det: • Et nitidig utrednings- og planleggingsarbeid • En ressurssterk og kreativ Entreprenør • Nært samarbeid mellom byggherre og entreprenør som ga rask beslutningsprosess • Tekniske løsninger som kunne planlegges og velges uten kontraktsmessige hensyn • Bruk av til dels nyutviklete injeksjonsmetodene som fungerte bra. Her kom den norske kreativiteten og stå-på ånden til sin rett. Det er viktig ikke å drepe slike egenskaper ved uegnede kontrakter og anbudskonkurranser. Jeg håper at artikkelen har gitt leseren et grunnlag til bedre å vurdere om norske tunnelbyggere er så gode som vi skryter av. Min konklusjon er klar: Norske tunneldrivere (stuffmannskapet) er verdens beste – i Norge (der forholdene ligger til rette for bruk av moderne utstyr, effektiv utførelse, kreativitet og ikke minst stuffmannskapets besluttsomhet). 5.19 Jeg har nevnt en god del forhold jeg mener må forbedres om vi skal beholde den kompetanse, samarbeid og kreativitet vi har hatt, spesielt i tiden fra 1950 årene fram til for 15 – 20 år siden. Avslutningsvis kan det kanskje være interessant å mimre litt og tenke på hvilken fantastisk utvikling og hvilke utrolige forbedringer det har vært i tunnelbygging. Gruvearbeid i 1860-årene. oljelampe gir lys til arbeidet En primitiv Malmkjører midt på 1800-tallet REFERANSER Broch E. (1984): Development of unlined pressure shafts and tunnels in Norway. Underground Space, volum 8, 1984, side 177 – 184. Dahl Johansen (1995): Passering av sandsonen på Bjorøy, hvordan gikk det? Fjellsprengningskonferansen 1995, side 6.1 – 6.23. Grøv E. (2013): En hyllest til den norske tunnelbyggemetoden. Byggeindustrien nr. 2 – jubileumsbilag, side 14 -19. Karlson K.I. (2008): Rv64 Atlanterhavstunnelen – Lekkasjesone 230 m under havoverflaten. Fjellsprengningskonferansen 2008, side 11.1 – 11.16. The world's longest tunnel page: http://www.lotsberg.net/