Vann på skinner og tekniske installasjoner fører nesten daglig til signalfeil på norsk jernbane.
– En årsak til dette er mangelfull kvalitet på vannsikring i tunneler, forteller Karl Gunnar Holter, ingeniørgeolog ved NTNU.
For å forhindre dette har det i to nye jernbaneprosjekter vært besluttet å bruke betongkledning i tunnelene, enten i form av plasstøpt betonghvelv, eller hvelv av prefabrikerte betongelementer.
– Det er imidlertid en svært dyr løsning, som under harde bergforhold ofte representerer en overdimensjonering av tunnelkledningen. Ved å i stede benytte seg av fiberarmert spørytemembran kan man kan redusere kostnadene til tunnelbygging betydelig, sier Holter.
- Les også: Nesten alle signalfeil har samme årsak
Positive resultater
Holter har skrevet doktorgrad om vanntetting med sprøytbar membran og sprøytebetong som permanent konsturksjonsmateriale for moderne vei- og jernbanetunneler.
Han har undersøkt tre norske jernbanetunneler som så langt har testet ut sprøytebetong, og mener metoden egner seg svært godt i Norge.
– Mange av dagens tunneler er bygget for dårlig. For å gjøre noe med det har enkelte tunneler den siste tiden blitt bygget med full utstøpning. Men det er å gå for langt den andre veien igjen, og er en unødvendig dyr og tung metode med det gode berget vi har her i landet, sier han.
I doktorgradsavhandlingen sin har han dermed sammenliknet den lite utprøvde metoden med sprøytemembran med full utstøpning.
– Man har holdt på med denne metoden i cirka ti år, men vært restriktive med bruken siden det har manglet dokumentasjon. Det vi ser nå er at denne type tunnelkledning har langt bedre egenskaper enn vi har trodd, forteller Holter.
- Les også: Her skal 23.000 betongelementer på plass
Anbefaler løsningen
En av tunnelene det er benyttet sprøytemembran i, er jernbanetunnelen forbi Holmestrand.
Der er sprøytemembran kombinert med termisk isolerende sprøytebetong brukt i et av de mest problematiske områdene av tunnelen der det viste seg å være vanskelig å montere festeboltene som skulle holde vegg- og takelementene i den opprinnelige tekniske løsningen.
– På bakgrunn av observasjoner her og i Gevingsåstunnelen nord for Trondheim, har jeg dokumentert at vi med rimelig sikkerhet kan anbefale sprøytbar membran og sprøytebetong til tunnelutbygging, sier Holter.
Og forteller at det er flere fordeler ved å benytte seg av metoden.
- Les også: Her er taket dekket med 1000 tonn stål
Sparer 30 mill per kilometer
I den fire kilometer lange Ulvintunnelen langs Mjøsa har Jernbaneverket støpt et betonghvelv med planlagt tykkelse på 30 centimeter med en drenernde geotekstil og foliemembran for å holde vannet ute. Erfaringen etter ferdigstillelese er at den gjennomsnittlige tykkelsen på betonghvelvet er på over 60 cm.
Holter forteller at man med den nye kunnskapen med sprøytemembran og sprøytebetong ville kunne mer enn halvert mengden betong inne i tunnelen.
– Full utstøpning av tunnel er en solid og ofte vedlikeholdsfri løsning, men i et område med godt berg kan man heller velge alternativet basert på sprøytebetong og sprøytemembran. Da vil det kunne være tilstrekkelig med mellom 10 og 15 centimeter betong, noe som både reduserer kostnader og CO2-utlipp, forklarer han.
I Jernbanemagasinet nummer tre uttalte assisterende jernbanedirektør Gunnar Løvås at metoden vil kunne redusere prisen per kilometer tunnel med rundt 30 millioner kroner.
– Det er vanskelig å si nøyaktig hvor store besparelser bruken av sprøytemembran kan gi, men jeg tror minst det er snakk om 30 millioner per kilometer, sier Holter.
Med denne metoden kunne man dermed spart minst 555 millioner kroner på Follobaneprosjektet, der 18,5 kilometer skal kles med 140.000 betongelementer.
Lang levetid
Siden de eldste tunnelene som er vanntettet med sprøytemembran ikke er mer enn ca 10 år, har vi fremdeles ikke presist grunnlag for å uttale oss om 100 års levetid, men Holter er optimistisk.
– Kombinasjonen av egenskapene mellom betongen og membranen gir oss grunn til å tro at dette er en langstidsholdbar løsning, sier han.
Og forteller at membranløsningen i prinsippet kan benyttes til både bane- og veitunneler.
– I prinsippet kan den det. Men veitunneler har gjerne andre krav til estetikk enn jernbanetunneler, samtidig som de spekkes med infrastruktur, Det kan gjøre bruken av sprøytemembran noe enklere for jernbanetunneler, sier han.
- Les også: Slik virker en tunnelboremaskin
Rimeligere løsning
At sprøytebetong og sprøytemembran egner seg godt til norske jernbanetunneler under flere forhold bekreftes av sjefingeniør Trine Bye Sagen i Jernbaneverket
– I Norge benyttes bergmassens selvbærende evne, og da egner denne metoden seg godt i en del tilfeller, sier hun til Teknisk Ukeblad.
Sagen forteller at blant annet kontaktstøpen på Ulvintunnelen på 30 cm for å beskytte membranen er kostbar, og at Jernbaneverket derfor ønsker å finne fram til nye rimeligere tekniske løsninger som er gode nok for å vannsikre våre tunneler.
– Bruken av sprøytbar membran og sprøytebetong egner seg ikke i tunneler med store vannproblemer. Men i relativt tørre tunneler kan det være en gunstig og rimelig metode, sier hun.
