Sintef bygger frostlab for Gevingåsen

Prosjektet Gevingåsen jernbanetunnel har engasjert SINTEF Byggforsk til å vurdere de forskjellige mulighetene for vann- og frostsikring i tunnelen.

LABORATORIETUNNEL: Ved SINTEF Byggforsk er det bygget en fullskala modell av bergveggen i Gevingåsen tunnel.Det finnes ikke god nok dokumentasjon på hvordan frost og vann virker på isolasjonsmateriale i tunnel. Som kjent har dette vært et problem i mange norske tunneler. Nå ønsker vi å vite mer før vi til høsten går i gang med dette arbeidet i Gevingåsen.

SINTEF Byggforsk har på oppdrag fra Jernbaneverket bygget et fullskala laboratorium for å teste ut bergets varmeledningsevne og den virkningen denne har på forskjellige vannavskjermingssystemer. Utfordringen kommer som følge av at vann kan fryse bak kledningen. Vi ønsker altså å vite hva som skjer med systemene når kulda kryper inn over Gevingåsen.

Vitenskapelig vurdering

- I utgangspunktet handler dette om å forstå sammenhengen mellom frostmengde, varmeutveksling fra bergmassen, og installasjon av nødvendige tiltak for frostsikring, sier Brede Nermoen, som jobber med dette for Jernbaneverkets tunnelprosjekt i Gevingåsen. Han legger til at han ønsker å verifisere en teoretisk modell for beregning av frostforholdene i tunnelvegger.

Videre ønsker JBV at den sprøytbare membranen ”Masterseal” (som er tilbudt oss) skal prøves ut, slik at man har et vitenskapelig fundament for å vurdere hvilke strekninger denne løsningen kan benyttes på. - Bakgrunnen er altså å etablere et grunnlag for prosjektet til å bestemme det mest optimale vann- og eventuelt frostsikringstiltaket for Gevingåsen jernbanetunnel, understreker Nermoen.

Laboratorium
Ved SINTEF Byggforsks lokaler i Trondheim er det nå bygget opp et laboratorium med en vegg bygget i granittblokker fra Støren som representerer bergmassen omkring en tunnel.

MÅLINGEN: Det er installert ca. 70 måleinstrumenter som skal overvåke hvordan vann- og frostsikringen virker mot steinunderlaget. (Foto: SINTEF Byggforsk)Bergmassen utgjør totalt 3,2m X 2,4m, samt en dybde på 1,5 m. På hver side av denne er det bygget opp et rom. I det ene rommet kan man simulere den permanente temperaturen i bergmassen (som er ca. +8 grader C under norske forhold). I det ande rommet som representerer tunnel, blir temperaturen kontrollert innenfor et variasjonsområde mellom – 20 grader og + 10 grader C.

Testen innebærer at det er 70 målepunkter på bergveggen som blir samlet og avlest til enhver tid. Disse målingene skal fortelle oss hvordan frosten trenger inn i berget over tid, og med vekslende kuldebelastninger.

Mangler kunnskap
Forskningsleder/professor Eivind Grøv ved SINTEF, sier at han håper å kunne få fram både generisk og spesiell kunnskap fra denne testen. - Bransjen mangler konkret dokumentasjon på samvirket mellom bergmasse, vann-, og frostsikringselementer sett opp mot tunnelrommet, og de påvirkninger temperatursvingningene som vil oppstå der.

Han forteller også at en student i fjor høst forfattet en studentoppgave innenfor dette temaet. Denne studenten vil fortsette med en diplomoppgave ved NTNU der testene i laboratoriet vil bli inngangsverdier for avhandlingen.

- Det er forventet at laboratorietestene pågår utover i 2010, og vi skal også bruke laboratoriet til å forsøke å bekrefte hva som skjer med vann på sprekker i bergmassen under slike betingelser. Vi har en klar forventning om at også andre leverandører vil benytte dette laboratoriet til å teste og verifisere sine produkter i fremtiden. Det er behov for slik dokumentasjon, avrunder professor Grøv.

STØREN: Det er granittblokker fra Støren som utgjør laboriatorietunnelen i Trondheim. (Foto: SINTEF Byggforsk)