T-banetunnlar med instabilt berg frystes ner – tinas upp till hösten

En av nya tunnelbanans linjer ska förbinda station Gullmarsplan med blivande station Sofia.

Men strax norr om Gullmarsplan fann tunnelbanebyggarna en svaghetszon i berget.

Dessutom var bergtäckningen bara 2,1 meter. Risken för ras och att vatten skulle komma in i tunneln var överhängande. Traditionell förinjektering, borrning och sprängning ansågs för riskabelt. Då beslutade man att frysa ner berget, en ovanlig men skonsam metod.

– Det är en väldigt utmanande och unik passage för utbyggnaden av tunnelbanan, säger projektledaren Peter Leiner vid konsultbolaget GeoMind.

Av: Anders Carlsson

Att driva tunnel genom att först frysa berget förekom redan på 1800-talet. I Sverige lär metoden ha använts för första gången 1886 vid byggandet av Brunkebergstunneln. Västsidan av berget bestod av Brunkebergsåsens lösa grus och sten. Men gruset var också rikt på vatten. En frysmaskin hyrdes in från England och kunde omvandla vattnet till fast form. Sedan kunde berget schaktas utan rasrisk. Under senare år har metoden avvänts vid tunneldrivandet genom Hallandsåsen och vid byggandet Södra- och Norra länken i Stockholm.

Och förra året kom metoden åter till användning vid arbetet med att bygga ut tunnelbanans blåa linje. Arbetet har utförts av spanska OHLA Group. Företaget har tidigare framgångsrikt använt samma metod i ett vägtunnelprojekt i Gdansk

Frysmetoden genomfördes i tre steg: Först borrades hål för cirka 40 meter långa rör som gick rakt in i berget. Hålen borrades runt det som ska bli tunnelöppning. Därefter fylldes rören med ett kylmedel som cirkulerar för att få ner temperaturen i jorden och berget till minst -5 °C. När rätt temperatur uppnåtts längs hela sträckan och minst 2 meter utanför tunnelkonturen kunde byggfasen inledas då berget sprängdes ut med extra små sprängsalvor. Tunneln förstärktes sedan tillfälligt med sprutbetong i flera steg. därefter gjöts en permanent förstärkning – en så kallad betonglining.
 

Fanns det några andra alternativ än frysmetoden som övervägdes?

– När vi projekterade hade vi framför allt två krav som metodvalet skulle uppfylla. Stabiliteten kring tunneln samt att förhindra okontrollerat inflöde av vatten. De två metoder vi tittade närmre på var jetgrouting och frysning. Men med hänsyn till de pålgrundläggningar som finns i området så var frysning att föredra, då jetgrouting inte bedömdes vara helt säkert, utan påverkan på  pålgrundläggningen, säger projektledaren Peter Leiner.

Hur långt har projektet kommit och vad återstår att göra innan tunneln är klar?

– Den del som vi har fryst är cirka 40 meter lång och ingår i en entreprenad om 1400 meter tunnlar och en station. I själva fryszonen jobbas det med den permanenta betongliningen och det arbetet förväntas pågå till efter sommaren. Därefter ska kylaggregaten stängas av och demonteras. Hur lång tid det tar för jord och berg att tina upp vet vi inte exakt, men vi har temperaturgivare som mäter temperaturen i 3 olika lägen utefter fryszonen. Med dem följer vi förloppet.

Har ni kunnat få lärdomar och dra erfarenheter från tidigare projekt där metoden använts, och i så fall vilka?

– Vi har i projekteringsarbetet haft projektörer med lång erfarenhet från tidigare projekt som Södra länken, Hallandsås, Norra länken och andra projekt där motsvarande svårigheter funnits, det vill säga både jetinjektering och frysning. 

Var det problematiskt att borra de horisontella hålen för kylrören i och med att bergets kvalitet är lägre här än på andra sträckor?

– Vi hade utmaningar, bland annat med rakheten på de borrade foderrören. Men på det hela gick det bra om än att det tog lite längre tid än vad vi tänkt oss.

Har det skett någon vatteninträngning?

– Nej det har varit väldigt tort och fint.

Finns det risk att omkringliggande jordmaterial expanderar under frysning eller vid tining?

Kan det alltså uppstå några problem när berget tinar?

– Frågar du mig så är svaret nej. Men som en säkerhetsåtgärd så har vi kontrollprogram som mäter rörelser uppe på markytan och Tvärbanenbron. Om det mot förmodan skulle ske någon rörelse i vertikalled så har vi möjlighet kompensera för denna genom att höja eller sänka bron med hjälp av domkrafter som är monterade på stativ kring brons pelare.

Hur sker temperaturövervakningen? Har separata hål borrats för den?

– Temperaturen mäts i 3 separata horisontella borrhål som ligger utanför frysrören där vi vill kunna säkerställa att frysningen sker. Temperaturen registreras var 25 cm utmed hela fryszonen.

Ni passerade under pelare till Tvärbanans bro. (spårvägslinje i södra Stockholm) Krävdes det extra försiktighet och särskilda åtgärder här för att pelarna inte skulle påverkas?

– Val av teknisk lösning är i hög grad anpassad för att minimera påverkan på Tvärbanebron.

Vilka lärdomar och insikter har ni fått efter att ha använt frysmetoden?

– På det stora hela så har allt gått väldigt bra. Men ska jag nämna något som vi hade gjort annorlunda i dag så är det att bättre skärma av området för att undvika att kylan transporteras bort.