Skanner for sikrere tunneler

Mye kan gå galt når du bygger en tunnel. Men nå får tunnelbyggerne vite langt mer om berget de graver seg gjennom.

Skanneren i arbeid. (Bilde: NGIInfo)
Skanneren i arbeid. (Bilde: NGIInfo)

Da verdens dypeste sjøtunnel ble bygget under Oslofjorden, støtte ingeniørene på helt uventede utfordringer. På vestsiden av fjorden kom boremannskapene plutselig inn i et parti med løse masser.

De skulle ikke vært der. Problemet lot seg løse, men krevde svært omfattende tiltak, som ekstra tunneler og nedfrysing av løsmasser.

Erfaringer fra de siste årene har også vist at noen tunneler byr på problemer kort tid etter at trafikken er i gang.

Ett eksempel er de omfattende problemene i Hanekleiv-tunnelen på nye E18 gjennom Vestfold. De bidro til å rette søkelyset mot sviktende arbeidsmetoder ved tunnelbygging.

Nå kan ny teknologi gi oss sikrere tunneler.

Tunnelsektoren samlet

– Flere uheldige episoder med tunneler de siste årene har gjort den nye teknologien vi nå utvikler svært aktuell, sier Vidar Kveldsvik.

Han er senioringeniør ved Norges Geotekniske Institutt (NGI), og leder for forskningsprosjektet ”Tunnel Stability: Verification and documentation”.

Dette prosjektet samler store deler av tunnelbyggingssektoren i Norge.

– Vet vi mer om hvordan berget tunnelen drives gjennom faktisk ser ut, så blir det lettere å unngå feil. Stikkordet er bedre kartlegging, både før og under bygging. Den samme kartleggingen kan vi også få svært god nytte av om tunnelen senere må utbedres, sier Kveldsvik.

Samle data

Produktet Kveldsvik og kollegene hans utvikler, er todelt. Det dreier seg blant annet om en 3D-skanner med veldig høy nøyaktighet.

Ingeniørgeologene kan nå få et detaljer bilde av bergoverflaten. (Bilde: NGIInfo)
Ingeniørgeologene kan nå få et detaljer bilde av bergoverflaten. (Bilde: NGIInfo)

Hver gang det er blitt utført en sprengning i tunnelen og tunnelarbeiderne er kommet tre til seks meter lenger inn, skannes overflaten på det nye berget som er kommet til syne. Slik samles det hele tiden store mengder nøyaktige data om berget.

Det er viktig at dette gjøres med en gang, for bergoverflaten dekkes løpende til med sprøytebetong. Da blir overflaten utilgjengelig. I dag er sprøytebetongsikring et krav i norske tunneler.

Parallelt med dette samler ingeniørene inn data fra borehull som skal brukes til sprengning og til tetting av berget. Også disse forteller om grunnforholdene.

Den andre og kanskje viktigste delen av produktet er programvaren som ingeniørene har utviklet. Den er i stand til å tolke alle dataene som skannere og annet måleutstyr henter inn.

Ut av dette arbeidet kommer det tredimensjonale kart. Disse forteller hvordan berget rundt tunnelen ser ut.

Vet mer

– Summen av de forskjellige delene i produktet vi har utviklet, blir at vi vet mye mer, forteller Kveldsvik.

– Vi blir sikrere på hvor det går sprekker i fjellet, og vi vet mer om hvilke bergarter vi kommer til å støte på. Dermed kan vi unngå overraskelser som de man fikk da Oslofjordtunnelen og Hanekleivtunnelen ble bygget.

Når tunnelbyggerne har kunnskapen på forhånd, kan de bygge en tunnel som er bedre tilpasset berget de er på vei gjennom. Blir tunnelsikringen bedre tilpasset berget, kan utbyggerne gjennomføre tiltak som gjør tunnelen sikrere når den tas i bruk.

Det blir også mulig å unngå tiltak og utgifter som ikke er nødvendige.

3D-bilder kan produseres innen et døgn etter sprengning av en tunnelsalve. Det betyr at resultatene kan brukes fortløpende som hjelp til å dimensjonere tunnelsikringen. Forskerne i prosjektet jobber med å redusere denne tiden ytterligere.

Lenke:

Les mer om prosjektet på NGIs nettsider: Tunnel stability

Bakgrunn:

Prosjektet er finansiert av Forskningsrådets program Brukerstyrt innovasjonsarena (BIA). NGI, Statens vegvesen, Jernbaneverket, Aurland kommune, Bever Control, Skanska, Atlas Copco, Leonard Nilsen & Sønner og 3D Scanners/PreciTech har vært deltagende bedrifter. I tillegg har forskerne samarbeidet med danske og kanadiske forskningsinstittusjoner.

Powered by Labrador CMS