– For å redusere miljøpåvirkningen ved veibygging må Vegvesenet være en pådriver til utvikling av ny kunnskap og teknologisk utvikling, sier sjefingeniør Lene Sørlie Heier i Statens vegvesen. 

– Statens vegvesen initierer og gjennomfører forskning på mange ulike fagområder. Det er nødvendig med en tverrfaglig tilnærming for å komme frem til nye løsninger, sier hun.

Forsker på løsninger for bærekraft

Heier påpeker at det fortsatt finnes mange kunnskapshull. Nye forskningsprosjekter skal bidra til å øke kunnskapen om hvordan vi kan planlegge, bygge og forvalte veiene på en mer bærekraftig måte.

– Vi har behov for mer kunnskap innen miljøgeologi og problemstillinger knyttet til spredning av partikler og biologiske effekter av dem. Dette berører de fleste anleggsprosjekt, sier hun.

Statens vegvesen har mange pågående forskningsprosjekter. Flere av dem hører innunder paraplyen bærekraft. Tre av disse er: 

1. Miljøgeologisk riktig planlegging og bygging (MilGRO).
2. Nedføringsløsninger for bruk ved deponering av masser på store dyp.
3. Partikkelforurensing i anleggsprosjekt – effekter og tiltak.

1. Miljøgeologisk riktig planlegging og bygging (MilGRO)

Finn Sverre Karlsen er senioringeniør i Statens vegvesen og leder av forskningsprosjektet MilGRO. Prosjektet konsentrerer seg om egenskapene til ulike bergarter i prosjektene til Vegvesenet. 

Bergartene deler de grovt inn i såkalte ressursbergarter og problembergarter.

– Kort sagt kartlegger vi de geologiske og geokjemiske egenskapene til bergmassene vi håndterer i våre prosjekt. Det er stor geologisk og geokjemisk variasjon som vi må ta hensyn til når vi skal planlegge og bygge, sier Karlsen.

Han sier at detaljkunnskap om grunnforhold er kritisk for alle veiprosjekter. Kunnskap om grunnforholdene vil alltid være avgjørende for miljø, kostnad, risiko, kvalitet og HMS.

Reduserer både belastningen på miljø og kostnader

– Vi har erfart gjentatte ganger at manglende kunnskap om grunnforholdene fører til store ekstrakostnader både i byggefasen og i drifts- og vedlikeholdsfasene av et veiprosjekt, forteller Karlsen.

Han sier at for å kunne redusere belastningene på miljø og natur i tillegg til kostnadene er det viktig med mer detaljkunnskap. 

– Økt kunnskap gjør det mulig å planlegge og forvalte både problem- og ressursbergarter på en bærekraftig måte, sier han.

Karlsen oppsummerer fokusområdene i prosjektet:

• Massehåndtering og bruk av kortreist stein i større grad enn slik vi gjør det nå.
• Metallmobilisering og syredannelse i stein – metallmobilisering er at for eksempel giftig tungmetall som kadmium, bly, kvikksølv og andre element hoper seg opp i større konsentrasjoner og lekker ut i vassdrag.
• Radioaktiv stråling fra stein.
• Dypforvitring av stein –  dette er berg som er så svakt at du kan spa det ut som grus, med andre ord veikt, ustabilt og vassfylt.
• Naturmangfold og vern.
• Skånsomt masseuttak og god byggekvalitet i bergskjæringer og tunneler. Dette handler om lønnsomhet. Bergskjæringer er skjæringer i berg som kutter en knaus eller ås der veg går gjennom.
• Grønt skifte og mineralindustri.

2. Nedføringsløsninger for bruk ved deponering av masser på store dyp

– Når vi bygger tunneler, vurderer vi alltid om bergmassene kan gjenbrukes. I en del tilfeller vil det ikke være mulig. Det kan for eksempel være fordi bergkvaliteten er for lav eller at kostnadene for gjenbruk blir urimelig store. I slike tilfeller vil deponering av massene være aktuelt.

Det sier sjefingeniør Øyvind Thiem i Statens vegvesen. Han er leder for prosjektet  Nedføringsløsninger for bruk ved deponering av masser på store dyp.

Han forteller at deponering skjer enten i form av landdeponi med muligheter for gjenbruk av massene på sikt eller ved å fylle ut vann eller sjø for å utvide landområder. Det kan også være som permanente masselager på land eller i sjø.

Thiem kan fortelle at Statens vegvesen og Bane NOR har jobbet med en konkret problemstilling i Fellesprosjektet E16 Arna-Stanghelle. Der er deponering i sjø den valgte løsningen på store deler av tunellmassene.

Massedeponering i prosjektet var utfordrende. Det er svært bratt undersjøisk topografi i området. Dermed kunne de ikke benytte vanlig teknologi med utfylling fra land med bruk av det som heter siltgardiner som tiltak for å minske, kompensere eller fjerne uønskede virkninger av inngrep i naturen.

En siltgardin er en duk som en henger fra overflaten ned til bunn. Den avgrenser spredning av finstoff fra et område i et vann eller fjord til et annet område. 

Mange hensyn å ta

– Vi må ta ekstra hensyn siden deler av fjorden er nasjonal laksefjord med utvandringsruten for den velkjente Vossolaksen. I tillegg er det registrert gyteområder for torsk. Det foregår dessuten oppdrett av regnbueørret der, sier Thiem.

Han forklarer at for å beskytte disse ulike artene var det viktig å finne en løsning for hvordan de kunne deponere tunnelmasser uten å slippe ut finstoffer som silt og leirepartikler i de øvre vannlagene. 

Derfor utviklet Fellesprosjektet E16 Arna-Stanghelle en plan for å kunne deponere masser gjennom fallrør og sjakter som har sitt utløp «på dypet» – altså under der fisken i hovedsak befinner seg. 

 Thiem forteller videre at de i prosjektet har gjennomført både forsøk og tester i laboratorium for å undersøke hvordan massene oppfører seg når de føres ned i vertikale fallrør og skrå sjakter.

De har også sett på hvordan massene oppfører seg når de kommer ut av nedføringsløsningen.

– Resultatene fra prosjektet er lovende. Vi har dokumentert at under deponering gjennom nedføringsløsningen vaskes finstoffet av, og konsentrasjonen øker. Når de større massene passerer gjennom løsningen, drar de med seg finstoffet ned i dypet, ikke helt ulikt hvordan en syklist dras med i dragsuget på en lastebil, forklarer han. 

Fullskala forsøk vil bli gjennomført når den første sjakten er ferdig i prosjektet.

3. Partikkelforurensing i anleggsprosjekt – effekter og tiltak

Deponering av masser, gravearbeider i eller i tilknytning til vassdrag og tunneler er aktiviteter som kan medføre utslipp av partikler eller finstoff. 

I et pågående forskningssamarbeid med NIVA og NMBU blir det utført undersøkelser for å finne ut mer om partiklenes egenskaper og hvilken effekt de har på vannmiljøet. 

– Det er viktig å ha god kunnskap om egenskapene og effekten av partiklene for å kunne vurdere konsekvensene for biologisk mangfold og hvilke avbøtende tiltak som skal settes inn, forklarer Lene Sørlie Heier.

– Eksempelvis blir det antatt at partikler fra sprengstein er mer skadelige for fisk enn mer runde naturlige partikler. Gjennom forskning kan vi oppnå mer nøyaktig kunnskap, sier hun.

Heier nevner at det blant annet er gjort studier som viser egenskapene til partikler fra sprengstein som form, størrelse med mer. Resultatene er nylig publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Environmental Research.

Hun forteller videre at det i forskningsprosjektet blant annet har blitt utført forsøk på fisk for å undersøke hvilken effekt ulike partikler har på dem. 

Det er også flere studier i gang som vil gi mer kunnskap om nedslamming av gyteområder og effekter på fisk.

– Økt kompetanse om hvordan partikler fra vårt anleggsarbeid påvirker vannmiljøer, vil være til stor nytte når vi skal utføre vurderingen av miljørisiko og bruk av avbøtende tiltak, poengterer hun.

Ny kunnskap reiser nye spørsmål

– Det som er unikt for Vegvesenet, er at vi kan utføre forskningen vår på konkrete veiprosjekter. Det er kort vei fra ny kunnskap til praksis, sier Heier. 

De tre prosjektlederne fremhever at den tverrfaglige tilnærmingen og de praktiske løsningene de kommer frem til, blir viktige for å kunne bidra til å nå bærekraftsmålene.

De påpeker også en kjensgjerning: Ny kunnskap reiser nye spørsmål.

– I forsknings- og utviklingsprosjekter er det ganske vanlig at når en forsker på en problemstilling, så dukker nye og tilstøtende problemstillinger opp, sier Heier.

Thiem og Karlsen eksemplifiserer:

I prosjektet med nedføringsløsninger på Fellesprosjektet Arna-Stanghelle, så vil en viktig faktor være hvordan sprengt og knuste silt- og leirpartikler binder seg til hverandre når man deponerer dem i saltvann. 

Slik kunnskap vil være helt grunnleggende for å kunne gi gode beregninger på spredningen av finstoffet i vann og vassdrag. 

Ulike bergmasser har forskjellig geologiske og geokjemiske egenskaper. Det påvirker blant annet mengden av finstoff som dannes under sprengning og hvordan finstoffet binder seg til hverandre. Dette har de foreløpig lite kunnskap om i Statens vegvesen.

Referanser:

Qiang Chen mfl.: Simulation of fallpipe rock dumping utilizing a multi-phase particle-in-cell (MPPIC)-Discrete Element Method (DEM) model. Part I: Concepts and formulation. Applied Ocean Research, 2023. Doi.org/10.1016/j.apor.2023.103654

Fellesprosjektet Arna-Stanghelle: Søknad om sjødeponi i Sørfjorden er godkjend. Artikkel på vegvesen.no, 2023.

Lene Sørlie Heier mfl.: Geochemical and morphological characterization of particles originating from tunnel construction. Environmental Research, 2023. Doi.org/10.1016/j.envres.2023.116250