Grunnfrysing for tunnel i løsmasser og berg

Vanntett tunnelsikring for løsmasser og svakhetssoner
Geofrost tunnelsikring for trygg driving i de dårligste grunnforhold.
Konsulent og entreprenør.
Spesialisert på grunnfrysing siden 1986.

Fordeler

Trygt og forutsigbart

Grunnfrysing er en enkel løsning med høy teknisk robusthet og pålitelighet. Dette gir byggherre og hovedentreprenør en forutsigbar tidsplan og kostnad med lav risiko for overraskelser, selv ved forsering av kompliserte grunnforhold.

Grunnfrysing fungerer for alle bergarter og all jord, uavhengig av sprekkestørelse, permeabilitet og vanninnhold, forvitringsgrad, blokk eller kornstørrelse.

Den midlertidige sikringen gir robust og pålitelig stabilitet globalt og lokalt og gir et sikkert arbeidsmiljø. Frostkonstruksjonen overvåkes og har stor treghet ved svikt i strømforsyningen. En eventuell kollaps vil ha en plastisk oppførsel med lang forvarsling.

Helt vanntett

Grunnen stabiliseres uten drenering og blir helt vanntett, slik at både tunneldriften og omgivelsene unngår konsekvenser fra innlekkasje av vann. Vanninfiltrasjon utenfor tunnelen for å opprettholde poretrykket unngås. Injeksjon med sement eller kjemikalier unngås. Grunnen holdes vannntett til den permanente sikringen er på plass og ved at lekkasjene elimineres unngår man etablering av dren bak støppen og sikrer god kvalitet på betongen.

Grunnfrysing utføres fra trygt område, før ras eller store vannlekkasjer oppstår. Ved høyt vanntrykk og permeable masser bores det gjerne gjennom sluser (BOP), og der også midlertidig poretrykssenkning må unngås bores det med kontrollert massebalanse inn og ut av borehullene.

Miljøvennlig

Det er grunnen selv som danner den midlertidige sikringen ved hjelp av elektrisk energi og noen fryserør. Det benyttes ikke sement eller andre kjemikalier i grunnen. Kuldemedium og kuldebærer er naturlige stoffer uten drivhuseffekt (0 GWP). CO2-avtrykket er lavt sammenlignet med andre metoder basert på stål/betong.

Effektiv driving

Frostkonstruksjonen dimensjoneres slik at tunnelen kan drives med fullt tverrsnitt og typisk salvelengde på 2 m for effektivt masseuttak. Dette gjør tunneldrivingen effektiv med minimal arbeidssikring sammenlignet med å drive med delte tverrsnitt. At det kan støpes direkte mot frosne masser uten vannlekkasjer, bidrar ytterligere til forutsigbar fremdrift og kvalitet.

Frostkonstruksjonen bærer lasten inntil annen sikring overtar. Ved samvirke med sprøytebetong og gitterbuer som påføres som arbeidssikring etter sprenging reduseres nødvendig tykkelse på frostkonstruksjonen og derved også ventetid og kostnad. Permanent sikring etableres deretter ved ytterligere lag med sprøytebetong, plassstøpt betong eller betongelementer som settes på plass og bakstøpes.

Ved å utføre installasjonsarbeidet fra terrengoverflaten kan frostkonstruksjonen stå klar når tunneldriften når frem til det området som er frysestabilisert. Det kan bores vertikalt og på skrå fra de best egnede områdene og rørene kan isoleres slik at det bare fryses i det nivået som er ønskelig. Ved boring fra nivå over grunnvannstand, unngås alle problemstillinger med drenering og tilhørende setninger i omgivelsene.

Produkter

Sjakt

Vi leverer midlertidig sjaktsikring gjennom vannførende formasjoner, slik at sjakten trykt kan etableres ned til mineralforekomster, undergrunnshaller eller andre hulrom.

Gruvesjakt

Sikringen gjennom vannførende formasjoner etableres med grunnfrysing. De lange hullene for grunnfrysingen etableres gjerne med retningsstyrt boring for å få tilstrekkelig bornøyaktighet. Dype sjakter for gruver kan være flere hundre meter dype og fores ut etter hvert som de graves ut. Sirkelformen på frostkonstruksjonen utnytter den høye trykkstyrken til frosset grunn. Utgravingen kan starte når nedfrysingen har gitt en tilstrekkelig tykk frostkonstruksjon for de øvre lag. Tiden det tar å grave ut og fore sjakten fortløpende nedover, gir ekstra frysetid for de dypereliggende områdene som krever tykkere frostkonstruksjon på grunn av større jord- og vanntrykk.

Tunnelventilasjon

Ventilasojnssjakter går fra terreng og ned til tunneler for å sørge for frisk luft og kan være flere titalls meter dype. Sjaktene går gjerne ned gjennom løsmasser og dagfjell før stabilt tett berg påtreffes over tunnelen. Vi leverer vanntett sjaktsikringen gjennom løsmassene og vanntetting videre nedover til berget selv er tilstrekkelig tett. Stabilisering og vanntetting med en metode som dekker alle grunnforhold.

Løsmassetunnel

Når grunnen selv ikke har tilstrekkelig styrke til å kunne danne selvbærende buer, er det nødvendig med tiltak for å sikre stabiliteten. Vannlekkasjer kan bidra til ustabiliteten. Selv tunnelsålen kan bli ustabil/presses opp pga. vanntrykk eller store spenninger i grunnen.

Geofrost leverer midlertidig stabilisering for å kunne drive tunnel i løsmasser med fullt utgravingstverrsnitt, og derved få en rasjonell fremdrift. At vannet også holdes unna sikrer god kvalitet på påfølgende utstøping. Grunnfrysing muliggjør tørr og sikker utgraving og vedlikeholdes til lasten kan overføres til annen sikring.

Svakhetssone

Tunneler i berg med generelt god kvalitet må også krysse svakhetssoner av forskjellig mektighet og karakter. Disse kan gi stabilitetsproblemer og/eller vannlekkasjeproblemer ved tunneldrivingen for både D&B og TBM.

Geofrost leverer midlertidig stabilisering og vanntetting for forsering av mektige svakhetssoner eller soner med mulighet for store vannlekkasjer.

Manglende overdekning

Stiv linjeføring for dagens infrastrukturprosjekter gjør at det ofte blir partier med liten eller manglende bergoverdekning på den beste traseen.

Dersom grunnfrysingen utføres fra nærliggende tunnel eller fra terreng, kan frosten være etablert når tunneldriften ankommer sonen. Tunneldriften kan derfor fortsette uten stopp.

Det er utfordrende for en tunnelboremaskin å bore i en kombinasjon av løsmasser og fast berg (mixed face), der deler av tverrsnittet består av fast berg mens størstedelen er løsmasser.

Geofrost leverer grunnfrysing slik at tunnelboremaskiner beregnet for hardt berg kan få boremotstand i hele tverrsnittet selv om deler av det består av løsmasser. Likeledes kan en slurrymaskin (EPB), som er beregnet å bore i løsmasser, få forsterket løst lagrede friksjonsmasser slik at synkehull foran maskinen unngås.

Påhugg

For å komme til det tradisjonelle påhugget må det ofte graves og sprenges før man kan få etablert tilstrekkelig bergoverdekning.

Dette kan introdusere problemer med
  • skråningsstabilitet
  • riving av bebyggelse
  • stenging/omlegging av veier og annen infrastruktur
  • utgraving av store volumer som må transporteres og deponeres, eventuelt legges tilbake oppå en kulvert frem til tunnelpåhugg
  • landskapsmessig påvirkning av et større område

Geofrost forsterker området fra terreng og til der vanlig tunneldriving kan fortsette, slik at tunnelen kan starte ved dagens terrengoverflate og derved ha minimal påvirkning på omgivelsene og unngå nevnte ulemper ved åpen utgraving.

TBM startgrop

Ved lengre tunneler i jord benyttes ofte tunnelboremaskin som et alternativ til åpen byggegrop. Det etableres en byggegrop til aktuelt tunnelnivå, slik at TBMen kan heises ned. TBMen trenger en startblokk for å sikre stabiliteten og vanntetthet rundt startstedet. Denne må være litt lenger enn borhodet og lengden på den første elementringen.

Geofrost leverer både startblokker og mottaksblokker som sikrer både stabilitet og vanntetthet der TBMen går inn/kommer ut av jordprofilet.

TBM tverrforbindelse

Dagens infrastrukturtunneler består ofte av dobbeltløp, med krav til rømningsforbindelser for hver 500 m. Når disse tunnelene etableres med TBM i løsmasser under grunnvannstand kan det være utfordrende å få etablert tverrforbindelsene.

Geofrost leverer stabilisering og vanntetting mellom to tunneler slik at tunnelpassasjen kan etableres på en effektiv og trygg måte.

Hva vi leverer

Vi er totalleverandør av tunnelsikring med grunnfrysing og tilbyr alle relaterte tjenester innen prosjektering og entreprise. Vi utfører også grunnundersøkelser og labforsøk ved behov.

Vi leverer ferdigprosjekterte midlertidige tunnelsikringer både for tradisjonell driving med boring og sprenging og for tunnelboremaskiner, enten det dreier seg om svakhetssoner eller partier med manglende bergoverdekning eller rene løsmassetunneler.

Prosjektering

  • Prosjektledelse
  • Prøvetaking
  • Labforsøk
  • Design og dimensjonering
  • Numeriske beregninger
  • Designrapport, tegninger og spesifikasjoner.

Entreprise

  • Planlegging og innkjøp
  • Anleggsledelse
  • Boring og innmåling
  • Rørinstallasjon
  • Anlegg og utstyr for lake- og/eller nitrogenfrysing
  • Instrumentering
  • Overvåkning

Hvor vi opererer

Vi tilbyr tjenestene våre over hele verden. Mye av utstyret vårt er klargjort for global frakt.

Kontakt

Kontaktperson

Anne-Lise Berggren, Ph.D., M.Sc
Seniorspesialist geoteknikk
 (+47) 95 29 29 30
 Anne-Lise.Berggren@geofrost.no

Prisestimat

Vi har konkurransedyktige priser som matcher andre metoder. Med kort overordnet prosjektinfo gir vi raskt prisoverslag på forespørsel.

Oppdragsgivere