22.09.2013 Views

bultar och sprutbetong i norra lnken - en tillmpning av tunnel 95

bultar och sprutbetong i norra lnken - en tillmpning av tunnel 95

bultar och sprutbetong i norra lnken - en tillmpning av tunnel 95

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

BULTAR OCH SPRUTBETONG I NORRA LÄNKEN –<br />

EN TILLÄMPNING AV TUNNEL <strong>95</strong><br />

Bolts and shotcrete at the Northern Link – implem<strong>en</strong>tation of Tunnel <strong>95</strong><br />

Magnus Bergman, Itasca Geomekanik AB<br />

Lars Ros<strong>en</strong>gr<strong>en</strong>, Itasca Geomekanik AB<br />

1 INLEDNING<br />

Norra Länk<strong>en</strong> är d<strong>en</strong> del <strong>av</strong> d<strong>en</strong> planerade infrastruktursatsning<strong>en</strong> i Stockholm som<br />

skall gå mellan Haga Norra i väster, Frescati i norr <strong>och</strong> Lidingöväg<strong>en</strong> i öster. Under<br />

drygt tre år, fram till vår<strong>en</strong> 1997, projekterades detta väg<strong>tunnel</strong>system. Bygghandlingar<br />

för flera <strong>av</strong> de ingå<strong>en</strong>de del<strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>aderna har varit ute hos <strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>örer på<br />

anbudsräkning. Sedan regeringsrätt<strong>en</strong>s utslag <strong>av</strong>se<strong>en</strong>de bedömt intrång i<br />

nationalstadspark<strong>en</strong> kom i slutet på januari 1997, har arbetet med Norra Länk<strong>en</strong> lagts på<br />

is. Man <strong>av</strong>vaktar Vägverkets utredningar <strong>och</strong> förslag för att justera utformning<strong>en</strong> så att<br />

lag<strong>en</strong> efterlevs.<br />

Under projkteringsarbetet med Norra Länk<strong>en</strong> fastställdes Vägverkets nya bestämmelser<br />

för vägtunnlar - Tunnel <strong>95</strong>. D<strong>en</strong>na norm introducerade nya kr<strong>av</strong> på dim<strong>en</strong>sionering <strong>av</strong><br />

<strong>och</strong> beständighet hos ingå<strong>en</strong>de bergförstärkningselem<strong>en</strong>t. Kr<strong>av</strong> som i bransch<strong>en</strong> tidigare<br />

ej diskuterats eller tillämpats.<br />

D<strong>en</strong>na artikel beskriver förutsättningar, principer <strong>och</strong> metodik <strong>av</strong>se<strong>en</strong>de miljöklassificering<br />

<strong>av</strong> de i systemet ingå<strong>en</strong>de förstärkningelem<strong>en</strong>t<strong>en</strong> för att uppfylla beständighetskr<strong>av</strong><strong>en</strong><br />

i Tunnel <strong>95</strong> för <strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>aderna Roslagstull <strong>och</strong> Värtan.<br />

Dim<strong>en</strong>sioneringsprinciper <strong>och</strong> beräkningar <strong>av</strong>se<strong>en</strong>de bergförstärkningar som utförts för<br />

att uppfylla kr<strong>av</strong><strong>en</strong> i Tunnel <strong>95</strong> för <strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>aderna Roslagstull <strong>och</strong> Värtan redovisades<br />

på Bergmekanikdag<strong>en</strong> 1997 (Ros<strong>en</strong>gr<strong>en</strong> <strong>och</strong> Olofsson, 1997).<br />

2 KRAV PÅ BESTÄNDIGHET<br />

2.1 Kr<strong>av</strong> <strong>en</strong>ligt Tunnel <strong>95</strong><br />

Projektering<strong>en</strong> <strong>av</strong> Norra Länk<strong>en</strong> påbörjades höst<strong>en</strong> 1993. Vid d<strong>en</strong> tidpunkt<strong>en</strong> var ännu<br />

inte Tunnel <strong>95</strong> framtag<strong>en</strong>. Frågor rörande bergförstärkning inklusive beständighet <strong>av</strong><br />

förstärkningselem<strong>en</strong>t diskuterades i samverkan med Vägverket Region Stockholm


(VST). Detta resulterade s<strong>en</strong>are bl.a. i VSTs projekteringsanvisningar för bergförstärkning.<br />

De nationella normerna BKR 94, BBK 94 <strong>och</strong> BSK 94 publicerades under s<strong>en</strong>are<br />

hälft<strong>en</strong> <strong>av</strong> 1994. När så Tunnel <strong>95</strong> fastställdes i juli 19<strong>95</strong> hänvisade Vägverket direkt till<br />

miljöklass<strong>av</strong>snitt<strong>en</strong> i BSK 94 <strong>och</strong> BBK 94. Eftersom projektering<strong>en</strong> <strong>av</strong> Norra Länk<strong>en</strong> då<br />

pågått mer än 1,5 år uppstod ett anpassningsproblem. Norra Länk<strong>en</strong>s projekteringsarbete<br />

hade ditintills byggt på vedertag<strong>en</strong> praxis inom bergbransch<strong>en</strong>. Koppling<strong>en</strong> till de<br />

nationella normernas bestämmelser kom att påverka bygghandling<strong>en</strong> i väs<strong>en</strong>tlig grad<br />

eftersom dessa bestämmelser inte är direkt applicerbara på berg<strong>tunnel</strong>förhålland<strong>en</strong>.<br />

Detta medförde omfattande diskussioner om tillämpning <strong>och</strong> tolkning <strong>av</strong> Tunnel <strong>95</strong>s<br />

innebörd med <strong>av</strong>se<strong>en</strong>de på aktuella bergtunnlar.<br />

Beständighetsnom<strong>en</strong>klatur<strong>en</strong> i Tunnel <strong>95</strong> är ny i bergbyggarsammanhang. I <strong>av</strong>snitt<br />

5.1.3.2 - 5.1.3.3 i Tunnel <strong>95</strong> står följande att läsa:<br />

”5.1.3.2 Miljöer<br />

Tunnelmiljö klassificeras i invändig <strong>och</strong> utvändig miljö.<br />

Invändig miljö <strong>av</strong>ser förhålland<strong>en</strong> i trafikutrymme <strong>och</strong> i sidoutrymme.<br />

Utvändig miljö <strong>av</strong>ser förhålland<strong>en</strong> i omgivande material (jord, berg <strong>och</strong> vatt<strong>en</strong>).<br />

Det exakta läget för <strong>av</strong>gränsning mellan olika miljöer ska bestämmas utgå<strong>en</strong>de från d<strong>en</strong><br />

aktuella konstruktionsdel<strong>en</strong>s skyddande förmåga så att kr<strong>av</strong> på beständighet <strong>en</strong>ligt <strong>av</strong>snitt<br />

2.3 säkerställs för miljöklasser <strong>en</strong>ligt punkt 5.1.3.3.<br />

5.1.3.2.1 Invändig miljö<br />

För invändig miljö anges grundkr<strong>av</strong> <strong>och</strong> kr<strong>av</strong> för uppvärmt sidoutrymme respektive<br />

vägmiljö.<br />

Till vägmiljö hänförs i trafikutrymme beläg<strong>en</strong> byggnadsdel som ligger inom 300 m<br />

<strong>av</strong>stånd från <strong>tunnel</strong>infart eller inom 100 m <strong>av</strong>stånd från <strong>tunnel</strong>utfart. Vid <strong>tunnel</strong>, som är<br />

längre än 400 m respektive 600 m (<strong>en</strong>kel- respektive dubbel trafik), begränsas<br />

vägmiljöns utsträckning för de inre delarna till att <strong>en</strong>bart gälla konstruktioner som är<br />

belägna mindre än 1,0 m över vägbanans nivå.<br />

Vägmiljö skall inte tillämpas för sådan byggnadsdel som är skyddad <strong>av</strong> tät inklädnad.<br />

Inklädnad betraktas som tät om d<strong>en</strong> förhindrar att bakomliggande<br />

konstruktioner exponeras för saltfryspåverkan.<br />

Till vägmiljö hänförs i sidoutrymme beläg<strong>en</strong> byggnadsdel som kan komma att bli<br />

exponerad för dag- <strong>och</strong> spolvatt<strong>en</strong><br />

5.1.3.2.2 Utvändig miljö<br />

För utvändig miljö anges grundkr<strong>av</strong> <strong>och</strong> kr<strong>av</strong> för marin miljö.<br />

Till marin miljö hänförs byggnadsdel i <strong>tunnel</strong> beläg<strong>en</strong>:<br />

- Under fri vatt<strong>en</strong>yta med salt eller bräckt vatt<strong>en</strong><br />

- Under fri vatt<strong>en</strong>yta med sött vatt<strong>en</strong> <strong>och</strong> bergövertäckning<strong>en</strong> < 5m<br />

- Under fri vatt<strong>en</strong>yta med sött vatt<strong>en</strong> <strong>och</strong> berget innehåller vatt<strong>en</strong>förande


zoner<br />

- I område med aggressivt grund- eller ytvatt<strong>en</strong><br />

5.1.3.3 Miljöklasser<br />

Betongkonstruktion ska beräknas <strong>och</strong> utföras för de i tabell 5.1.3.3 angivna miljöklasserna.<br />

Vid tillämpning <strong>av</strong> BBK 94 ska livslängdsklass L2 användas för bärande<br />

huvudsystem <strong>och</strong> livslängdsklass L1 för inredning.<br />

Tabell 5.1.3.3 Miljöklasser <strong>en</strong>ligt BBK 94, <strong>av</strong>snitt 7.3.2<br />

Table 5.1.3.3 Environm<strong>en</strong>tal Classification according to BBK 94, part 7.3.2<br />

Tunnelmiljö Miljöklasser<br />

Invändigt<br />

Betong Armering<br />

grundkr<strong>av</strong><br />

B3<br />

A3<br />

uppvärmt sidoutrymme B2 A2<br />

vägmiljö B4 A4<br />

Utvändigt<br />

grundkr<strong>av</strong><br />

marin miljö:<br />

B3<br />

A2<br />

- grundkr<strong>av</strong> B4 A4<br />

- betongkonstruktioner<br />

med täckplåt<br />

B3 A3<br />

Nedanstå<strong>en</strong>de miljöklasser <strong>en</strong>ligt BSK 94 ska tillämpas vid val <strong>av</strong> rostskydd för<br />

stålkonstruktion inklusive bergbult.<br />

I invändig <strong>tunnel</strong>miljö ska M4A tillämpas.<br />

I v<strong>en</strong>tilerat sidoutrymme får M3 tillämpas.<br />

I uppvärmt <strong>och</strong> v<strong>en</strong>tilerat sidoutrymme får M2 tillämpas.<br />

Begränsad luftfuktighet förutsätts i båda fall<strong>en</strong>.<br />

I utvändig miljö ska M4A tillämpas som grundkr<strong>av</strong>. Vid marin miljö ska M4B tillämpas.”<br />

2.2 Avstegsbeslut från Tunnel <strong>95</strong><br />

Till följd <strong>av</strong> att kr<strong>av</strong><strong>en</strong> på korrosionsskydd är olika för d<strong>en</strong> utvändiga miljön <strong>och</strong> d<strong>en</strong><br />

invändiga miljön (ingjut<strong>en</strong> respektive utstickande bultände) måste olika typer <strong>av</strong> korrosionsskydd<br />

användas för olika delar <strong>av</strong> bult<strong>en</strong>. Detta innebär i praktik<strong>en</strong> att bult<strong>en</strong><br />

måste korrosionsskyddas partiellt, d.v.s. d<strong>en</strong> utstickande bultänd<strong>en</strong> behandlas med ett<br />

korrosionsskydd medan d<strong>en</strong> ingjutna bultdel<strong>en</strong> rostskyddas på ett annat sätt. En annan<br />

komplikation är att miljöklassificering<strong>en</strong> för utvändig respektive invändig miljö dels är<br />

olika bero<strong>en</strong>de på var längs <strong>tunnel</strong>n <strong>bultar</strong>na skall installeras (<strong>av</strong>stånd från <strong>tunnel</strong>mynning<strong>en</strong>),<br />

dels bero<strong>en</strong>de på var längs <strong>tunnel</strong>periferin de installeras. I många <strong>av</strong>se<strong>en</strong>d<strong>en</strong> är


dessa förhålland<strong>en</strong> opraktiska, vilket leder till oklarheter för <strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>ör<strong>en</strong> när det gäller<br />

vilket rostskydd som skall användas i <strong>en</strong> viss situation. Dessutom är det oklart om<br />

bultleverantörerna kan leverera partiellt rostskyddade <strong>bultar</strong> <strong>och</strong> samtidigt uppfylla<br />

övriga kr<strong>av</strong> som ställs på <strong>bultar</strong>na. Istället bör så <strong>en</strong>kla regler som möjligt gälla, samt så<br />

få olika rostskyddsalternativ, utan partiellt rostskydd, eftersträvas.<br />

Vägverket har bl.a. mot d<strong>en</strong>na bakgrund i flera omgångar utrett frågan om miljöklassificering<br />

<strong>av</strong> <strong>bultar</strong>, vilket bl.a. lett till att <strong>av</strong>stegsbeslut har tagits både vad gäller d<strong>en</strong> utvändiga<br />

miljön <strong>och</strong> d<strong>en</strong> invändiga miljön. När det gäller d<strong>en</strong> utvändiga miljön (ingjut<strong>en</strong><br />

bultdel) tillåts miljöklass M3 som grundkr<strong>av</strong> under vissa förutsättningar, bl.a. att systematisk<br />

förinjektering utförts inom bergpartiet (<strong>en</strong>ligt <strong>av</strong>stegsbeslut för d<strong>en</strong> utvändiga<br />

miljön daterat 19<strong>95</strong>-10-12). Detta innebär att <strong>en</strong> fullt ingjut<strong>en</strong>, m<strong>en</strong> i övrigt obehandlad<br />

bult (med 10 mm täckskikt), är tillfyllest. Kr<strong>av</strong><strong>en</strong> <strong>en</strong>ligt <strong>av</strong>stegsbeslut för d<strong>en</strong> invändiga<br />

miljön (daterat 1996-06-28) kan för Norra Länk<strong>en</strong> åskådliggöras <strong>en</strong>ligt Figur 2.1.<br />

Infart<br />

innertak<br />

0.4 1.0 2.0<br />

0.4<br />

körriktning<br />

300 m<br />

100 m<br />

M3 (Varmförzinkning), B3 A2 (25 mm täckskikt)<br />

M4A (Duplex), B3, A3 (40 mm täckskikt)<br />

M4A (Duplex), B4, A4 (50 mm täckskikt)<br />

Figur 2.1 Kr<strong>av</strong> på miljöklasser för d<strong>en</strong> invändiga miljön <strong>av</strong>se<strong>en</strong>de <strong>sprutbetong</strong><br />

<strong>och</strong> <strong>bultar</strong> (utstickande bultände) <strong>en</strong>ligt <strong>av</strong>stegsbeslut 1996-06-28<br />

applicerat på Norra Länk<strong>en</strong>.<br />

Figure 2.1 Requirem<strong>en</strong>ts on <strong>en</strong>vironm<strong>en</strong>tal classification of the internal <strong>en</strong>vironm<strong>en</strong>t<br />

with regard to shotcrete and bolts (protruding bolt <strong>en</strong>d) in<br />

accordance with the decision on deviations dated 1996-06 28 applied<br />

to Norra Länk<strong>en</strong>.<br />

Enligt Tunnel <strong>95</strong> skall vägmiljö inte tillämpas för sådan byggnadsdel som är skyddad <strong>av</strong><br />

tät inklädnad. Som tät inklädnad räknas t.ex. innertak i trafiktunnlar m<strong>en</strong> ej barriärelem<strong>en</strong>t<strong>en</strong><br />

längs <strong>tunnel</strong>vägg<strong>en</strong>s nedre del. Om <strong>en</strong> obehandlad bultände rostskyddas med<br />

<strong>sprutbetong</strong> måste kr<strong>av</strong><strong>en</strong> på täckskiktets tjocklek, vilket anges inom par<strong>en</strong>tes i<br />

leg<strong>en</strong>d<strong>en</strong> till figur<strong>en</strong>, uppfyllas. Om bultänd<strong>en</strong> inte sprutas in skall d<strong>en</strong> utföras i<br />

miljöklass M3 (varmförzinkad) under innertaket <strong>och</strong> i miljöklass M4A<br />

Utfart


(Duplexbehandlad) för övriga <strong>tunnel</strong>ytor. I <strong>av</strong>stegsbeslutet ges <strong>en</strong> möjlighet till<br />

kombination <strong>av</strong> ett begränsat rostskydd ( läs varmförzinkning) varvid det täckande<br />

betongskiktet kan minskas till 20 mm i miljöklass M4A. I miljöklass M3 behövs inget<br />

täckskikt om bult<strong>en</strong> utförs varmför-zinkad.<br />

3 FÖRUTSÄTTNINGAR FÖR VAL AV ROSTSKYDDSSYSTEM<br />

3.1 Kr<strong>av</strong> på korrosionsskydd <strong>av</strong> <strong>bultar</strong> i Norra Länk<strong>en</strong>s<br />

<strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>ader Roslagstull <strong>och</strong> Värtan.<br />

För de två <strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>aderna Roslagstull <strong>och</strong> Värtan specificerades således nedan<br />

redovisade miljökr<strong>av</strong> baserat på kr<strong>av</strong><strong>en</strong> i Tunnel <strong>95</strong> <strong>och</strong> <strong>av</strong>stegsbeslut<strong>en</strong>.<br />

3.1.1 Korrosionsskydd i utvändig miljö.<br />

För selektiva <strong>och</strong> systematiska <strong>bultar</strong>, samt för <strong>bultar</strong> för infästningar i utvändig miljö<br />

(ingjut<strong>en</strong> bultdel) godtas följande rostskyddssystem för respektive miljöklass.<br />

Miljöklass M3: Ingjutning <strong>av</strong> bult skall ske med godkänt cem<strong>en</strong>tbruk.<br />

Cem<strong>en</strong>tbruksskiktet skall vara minst 10 mm tjockt.<br />

Miljöklass M4A: Ingjut<strong>en</strong> bultdel skall vara varmförzinkad <strong>en</strong>ligt ställda kr<strong>av</strong>,<br />

samt vara ingjut<strong>en</strong> i godkänt cem<strong>en</strong>tbruk. Cem<strong>en</strong>tbruksskiktet<br />

skall vara minst 10 mm tjockt.<br />

Miljöklass M4B: Ingjut<strong>en</strong> bultdel skall vara varmförzinkad <strong>och</strong> belagd med ett<br />

ytskikt <strong>av</strong> värmehärdad epoxi med ytjocklek min 80µm<br />

(Duplex), samt vara ingjut<strong>en</strong> i godkänt cem<strong>en</strong>tbruk.<br />

Cem<strong>en</strong>tbruks skiktet skall vara minst 10 mm tjockt.<br />

3.1.2 Korrosionsskydd i invändig miljö<br />

För systematiska <strong>bultar</strong>, samt <strong>bultar</strong> för infästningar i invändig miljö (utstickande<br />

bultände, inklusive bricka, kula <strong>och</strong> mutter) som ej skyddas med <strong>sprutbetong</strong> <strong>en</strong>ligt<br />

nedan godtas följande rostskyddssystem för de definerade miljöklasserna. Föresskriv<strong>en</strong><br />

ytbehandling skall utföras <strong>av</strong> utstickande bultände plus <strong>en</strong> sträcka <strong>av</strong> minst 0.5 m <strong>av</strong><br />

bult<strong>en</strong> i berg närmast bergytan.<br />

Miljöklass M2: Varmförzinkning <strong>en</strong>ligt ställda kr<strong>av</strong>.<br />

Miljöklass M3 Varmförzinkning <strong>en</strong>ligt ställda kr<strong>av</strong>.<br />

Miljöklass M4A: Varmförzinkning kombinerat med ytskydd <strong>av</strong> epoxi med<br />

skikttjocklek min 80µm (Duplex).<br />

För system<strong>bultar</strong> som skyddas med <strong>sprutbetong</strong> får bultände, inklusive bricka, kula <strong>och</strong><br />

mutter utföras obehandlad om täckskikt med <strong>sprutbetong</strong> <strong>en</strong>ligt nedan tillämpas.


Miljöklass A2: Täckskiktet skall vara minst 25 mm.<br />

Miljöklass A3: Täckskiktet skall vara minst 40 mm.<br />

Miljöklass A4: Täckskiktet skall vara minst 50 mm.<br />

För selektiv bultning gäller att luftexponerad bultände skall förses med ett begränsat<br />

rostskydd, t.ex. applicering <strong>av</strong> rostskyddsfärg.<br />

Kr<strong>av</strong><strong>en</strong> på motsvarande miljöklass för <strong>sprutbetong</strong>betong framgår <strong>av</strong> Tunnel <strong>95</strong>, Tabell<br />

5.1.3.3 ovan. All fiberarmerad <strong>sprutbetong</strong> skall täckas med 20 mm oarmerad <strong>sprutbetong</strong>.<br />

Miljöklass för d<strong>en</strong> oarmerade betong<strong>en</strong> skall vara samma som för d<strong>en</strong><br />

fiberarmerade.<br />

3.2 Förstärkningsklasser<br />

Huvuddel<strong>en</strong> <strong>av</strong> de perman<strong>en</strong>ta förtsärkningsarbet<strong>en</strong>a <strong>av</strong> <strong>tunnel</strong>sträckning<strong>en</strong> i <strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>aderna<br />

Roslagstull <strong>och</strong> Värtan utförs som så kallade Typförstärkningar. Dessa är indelade<br />

i ett antal bult- <strong>och</strong> <strong>sprutbetong</strong>klasser som specificerar omfattning<strong>en</strong> <strong>av</strong> förstärkningsinsats<strong>en</strong><br />

med <strong>av</strong>se<strong>en</strong>de på bergets kvalitet, tunlarnas spännvidd <strong>och</strong> bergtäckning<strong>en</strong>.<br />

I Tabell 3.1 redovisas vad dessa innebär.<br />

Tabell 3.1 Bult- <strong>och</strong> Sprutbetongklasser för Typförstärkning.<br />

Table 3.1 Bolt and Shotcrete Classes for Typical Reinforcem<strong>en</strong>t.<br />

Bultar Fiberarmerad Sprutbetong<br />

Klass Bult<strong>av</strong>stånd [m] Klass Tjocklek [mm] Vidh. kr<strong>av</strong><br />

Tak/Anfang Vägg Tak/Anfang Vägg [MPa]<br />

I S S IA 40 0 0.8<br />

IB 60 0 0.5<br />

II 2.0 S IIA 40 0 0.8<br />

IIB 80 0 0.5<br />

III 2.0 2.0 IIIA 40 0 0.8<br />

IIIB 80 0 0.5<br />

IV 1.7 1.7 IVA 40 40 0.8<br />

IVB 60 40 0.5<br />

IVC 90 40 0<br />

V 1.4 1.4 VB 40 40 0.5<br />

S=Selektiv bultning A=Vidhäftning≥0.8MPa<br />

B=Vidhäftning≥0.5MPa C=Vidhäftning=0MPa<br />

VC 70 40 0


4 VAL AV ROSTSKYDDSSYSTEM<br />

För att utreda innebörd<strong>en</strong> <strong>av</strong> de nya kr<strong>av</strong><strong>en</strong>, samt för att kunna föreslå åtgärder till <strong>en</strong><br />

mer praktisk lösning, studerades ett antal olika fall för d<strong>en</strong> invändiga miljön med<br />

varierande förutsättningar vad gäller <strong>bultar</strong>na <strong>och</strong> <strong>sprutbetong</strong><strong>en</strong> för de definierade<br />

typförstärkningarna i olika <strong>tunnel</strong>snitt. Vissa förutsättningar bedömdes som styrande<br />

<strong>och</strong> var gem<strong>en</strong>samma för samtliga dessa fall, nämlig<strong>en</strong>:<br />

• partiellt rostskydd <strong>av</strong> <strong>bultar</strong> skall ej tillämpas<br />

• partiell miljöklassning <strong>av</strong> <strong>sprutbetong</strong> skall ej tillämpas, dvs högsta miljöklass<strong>en</strong> i<br />

snittet skall gälla för hela <strong>tunnel</strong>sektion<strong>en</strong>.<br />

• utvändig miljöklass antages vara M3, dvs fullt ingjut<strong>en</strong> obehandlad bult är tillfyllest.<br />

• användning <strong>av</strong> <strong>en</strong>bart varmförzinkad bult tillämpas ej.<br />

• föreskriv<strong>en</strong> 20 mm täckskikt utanpå fiberarmerad <strong>sprutbetong</strong> får tillgodoräknas som<br />

täckskikt för <strong>bultar</strong>.<br />

För varje alternativ studerades två snitt, Snitt A <strong>och</strong> Snitt B. Snitt A är placerat inom<br />

300 respektive 100 m från in- <strong>och</strong> utfart, medan Snitt B är placerat mellan dessa <strong>tunnel</strong><strong>av</strong>snitt,<br />

se Figur 2.1. Förutsättningarna redovisade ovan tillämpades för båda snitt<strong>en</strong>.<br />

För varje studerat alternativ ang<strong>av</strong>s de justeringar/åtgärder som krävdes för att uppfylla<br />

kr<strong>av</strong><strong>en</strong>.<br />

Nedan redogörs för ett <strong>av</strong> de studerade fall<strong>en</strong>. Detta fall baserar sig på att systematiskt<br />

utnyttja ett täckskikt <strong>av</strong> <strong>sprutbetong</strong> som rostskydd <strong>av</strong> <strong>bultar</strong> varvid miljöklassning för<br />

armering <strong>och</strong> betong blir styrande för d<strong>en</strong> invändiga miljön. Detta visade sig erbjuda<br />

d<strong>en</strong> mest rationella lösning<strong>en</strong>. Det bör påpekas att d<strong>en</strong> invändiga miljön <strong>av</strong>ser inte bara<br />

d<strong>en</strong> utstickande bultänd<strong>en</strong>, utan äv<strong>en</strong> tillhörande bricka, kula <strong>och</strong> mutter.<br />

Det i d<strong>en</strong>na artikel redovisade alternativet baserades på att följande justeringar/åtgärder<br />

utfördes för de i Tabell 3.1 redovisade typförstärkningarna:<br />

• Korrigering <strong>av</strong> <strong>sprutbetong</strong>klasserna IIIA <strong>och</strong> IIIB så att 40 mm fiberarmerad<br />

<strong>sprutbetong</strong> appliceras på vägg i dessa klasser, se Tabell 4.1.<br />

• Sprutbetong på vägg dras ned bakom barriärelem<strong>en</strong>t<br />

I Figur 4.1 <strong>och</strong> 4.2 redovisas miljökr<strong>av</strong><strong>en</strong> <strong>en</strong>ligt Tunnel <strong>95</strong> <strong>och</strong> <strong>av</strong>stegsbeslut<strong>en</strong> för Snitt<br />

A resp Snitt B.


M3 (Varmförzinkning) M4A (Duplex)<br />

B3<br />

A2 (25 mm täckskikt)<br />

innertak<br />

B4<br />

A4 (50 mm täckskikt)<br />

M4A (Duplex)<br />

B3<br />

A3 (40 mm täckskikt)<br />

Figur 4.1 Styrande miljökr<strong>av</strong> för <strong>bultar</strong> <strong>och</strong> <strong>sprutbetong</strong> i Snitt A.<br />

Figure 4.1 Governing <strong>en</strong>vironm<strong>en</strong>tal requirem<strong>en</strong>ts for bolts and shotcrete in<br />

Section A.<br />

M3 (Varmförzinkning)<br />

B3<br />

A2 (25 mm täckskikt)<br />

innertak<br />

M4A (Duplex)<br />

B3<br />

A3 (40 mm täckskikt)<br />

Figur 4.2 Styrande miljökr<strong>av</strong> för <strong>bultar</strong> <strong>och</strong> <strong>sprutbetong</strong> i Snitt B.<br />

Figure 4.2 Governing <strong>en</strong>vironm<strong>en</strong>tal requirem<strong>en</strong>ts for bolts and shotcrete in<br />

Section B.


Tabell 4.1 Kontroll <strong>av</strong> täckskikt för Typförstärkningar för studerat alternativ.<br />

Table 4.1 Check of cover layer for the Typical Reinforcem<strong>en</strong>t of studied cases.<br />

BULTAR FIBERARMERAD SPRUTBETONG<br />

Bultklass Bult<strong>av</strong>stånd [m] Sprutbetongklass Tjocklek [mm] Vidhäftning Kontroll <strong>av</strong> kr<strong>av</strong> på<br />

[MPa] täckskikt<br />

Tak/ Vägg Tak/ Vägg<br />

Anfang<br />

Anfang<br />

I S S I A 40 0 0.8 ok<br />

B 60 0 0.5 ok<br />

II 2.0 S II A 40 0 0.8 ok<br />

B 80 0 0.5 ok<br />

III 2.0 2.0 III A 40 0 40 0.8 ok<br />

B 80 0 40 0.5 ok<br />

IV 1.7 1.7 IV A 40 40 0.8 ok<br />

B 60 40 0.5 ok<br />

C 90 40 0 ok<br />

V 1.4 1.4 V B 40 40 0.5 ok<br />

C 70 40 0 ok<br />

Ovanstå<strong>en</strong>de justeringar/åtgärder innebär att:<br />

• Samtliga system<strong>bultar</strong> kan täckas med <strong>sprutbetong</strong> <strong>en</strong>ligt kr<strong>av</strong><strong>en</strong> (20 mm täckskikt<br />

<strong>av</strong> oarmerad <strong>sprutbetong</strong> är tillgodoräknad). Obehandlade <strong>bultar</strong> kan användas i hela<br />

snittet, både i Snitt A <strong>och</strong> B.<br />

• Sprutbetong<strong>en</strong> utförs i klass B4 längs hela periferin i Snitt A <strong>och</strong> i klass B3 i Snitt B.<br />

5 DISKUSSION<br />

G<strong>en</strong>omgång <strong>och</strong> analys <strong>av</strong> det redovisade alternativet ledde till följande slutsatser:<br />

• Samma typ <strong>av</strong> <strong>bultar</strong> kan användas obero<strong>en</strong>de var i <strong>tunnel</strong>n man befinner sig.<br />

Däremot är kr<strong>av</strong>et på täckskikt olika fördelat längs periferin i Snitt A <strong>och</strong> B.<br />

• Samtliga <strong>bultar</strong> kan utföras obehandlade i hela <strong>tunnel</strong>sektion<strong>en</strong> p.g.a. att alla <strong>bultar</strong> i<br />

detta alterantiv kan täckas med <strong>sprutbetong</strong> <strong>en</strong>ligt kr<strong>av</strong><strong>en</strong> på täckskikt.<br />

• Sprutbetong utförs i <strong>en</strong>dast <strong>en</strong> miljöklass längs <strong>tunnel</strong>periferin, B4 i Snitt A <strong>och</strong> B3 i<br />

Snitt B.<br />

• D<strong>en</strong> fiberarmerade <strong>sprutbetong</strong><strong>en</strong> bakom barriärelem<strong>en</strong>t<strong>en</strong> i bultningsklass III är inte<br />

nödvändig ur r<strong>en</strong> förstärkningssynpunt. Erforderligt täckskikt kan utföras med<br />

oarmerad <strong>sprutbetong</strong><strong>en</strong> bakom barriärelem<strong>en</strong>t<strong>en</strong> för att uppnå aktuella miljökr<strong>av</strong> för<br />

utstickande bultändar.


Figur 5.1 <strong>och</strong> Figur 5.2 visar resulterande kr<strong>av</strong> på miljöklasser <strong>och</strong> korrosionsskydd för<br />

invändig miljö. Där sprutning med fiberarmerad <strong>sprutbetong</strong> erfordras för stabilitet<strong>en</strong>,<br />

krävs ett täckskikt <strong>av</strong> 20 mm oarmerad <strong>sprutbetong</strong>.<br />

Obehandlad bult<br />

B4<br />

A2 (25 mm täckskikt)<br />

innertak<br />

Obehandlad bult<br />

B4<br />

A4 (50 mm täckskikt)<br />

Obehandlad bult<br />

B4<br />

A3 (40 mm täckskikt)<br />

Figur 5.1 Resulterande kr<strong>av</strong> på miljöklasser <strong>och</strong> korrosionsskydd för Snitt A.<br />

Figure 5.1 Final requirem<strong>en</strong>ts on the <strong>en</strong>vironm<strong>en</strong>tal classification and corrosion<br />

protection for Section A.<br />

Obehandlad bult<br />

B3<br />

A2 (25 mm täckskikt)<br />

innertak<br />

Obehandlad bult<br />

B3<br />

A3 (40 mm täckskikt)<br />

Figur 5.2 Resulterande kr<strong>av</strong> på miljöklasser <strong>och</strong> korrosionsskydd för Snitt B.<br />

Figure 5.2 Final requirem<strong>en</strong>ts on the <strong>en</strong>vironm<strong>en</strong>tal classification and corrosion<br />

protection for Section B.


Det redovisade alternativet bedöms som bra ur hanteringssynpunkt, eftersom <strong>en</strong>dast <strong>en</strong><br />

bulttyp (obehandlad bult som sprutas in) behöver användas under normala förhålland<strong>en</strong>,<br />

d.v.s. då inte d<strong>en</strong> yttre miljön kräver högre miljöklass än M3.<br />

Sprutbetong<strong>en</strong> som införs i <strong>sprutbetong</strong>klasserna IIIA <strong>och</strong> IIIB innebär självklart <strong>en</strong><br />

tillkommande kostnad. Alternativet är att ytbehandla <strong>bultar</strong>na, vilket äv<strong>en</strong> detta medför<br />

merkostnader. Det valda alternativet bedöms som mest fördelaktigt p.g.a.:<br />

• att inga <strong>bultar</strong> i normalfallet behöver varmförzinkas eller duplexbehandlas.<br />

• tidsvinst tack vare <strong>en</strong> mer rationellt hantering <strong>av</strong> <strong>bultar</strong> <strong>och</strong> fördel<strong>en</strong> <strong>av</strong> <strong>en</strong> <strong>en</strong>klare<br />

beslutsprocess på arbetsplats<strong>en</strong>.<br />

• kr<strong>av</strong><strong>en</strong> på kontroller att rätt bult installerats på rätt plats minskar.<br />

Om d<strong>en</strong> utvändiga miljön kräver högre miljöklass än M3, d.v.s. M4B (marin miljö),<br />

måste dessa <strong>bultar</strong> utmed hela sin längd utföras Duplexbehandlade.<br />

Vissa mer detaljerade föreskrifter i Värtans <strong>och</strong> Roslagtulls bygghandlingar reglerar<br />

omfattning<strong>en</strong> <strong>av</strong> fiberarmerad <strong>sprutbetong</strong> i de lägre <strong>sprutbetong</strong>klasserna ovanför<br />

innertak<strong>en</strong> i vägtunnlarna. Dessa berör dock <strong>en</strong>dast dim<strong>en</strong>sioneringsförhålland<strong>en</strong> varför<br />

de inte tas upp här. Kr<strong>av</strong><strong>en</strong> på miljöklasser när det gäller <strong>sprutbetong</strong>täckskikt <strong>och</strong><br />

ytbehandling <strong>av</strong> <strong>bultar</strong> påverkas inte <strong>av</strong> detta.<br />

5.1 Kr<strong>av</strong> på korrosionsskydd <strong>av</strong> <strong>bultar</strong> <strong>och</strong> <strong>sprutbetong</strong> för<br />

<strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>ad Värtan<br />

Bygghandling<strong>en</strong> för <strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>ad Värtan skickades inte ut på räkning förrän efter det att<br />

Vägverket slutligt fastställt nivån för miljöklassning<strong>en</strong> <strong>av</strong> förstärkningselem<strong>en</strong>t <strong>en</strong>ligt<br />

ovan. D<strong>en</strong>na handling kom därför att från början inkludera det ovan beskrivna alternativet<br />

i väs<strong>en</strong>tliga drag. Följande kompletteringar <strong>och</strong> förtydligand<strong>en</strong> till vad som<br />

redovisats ovan infördes i bygghandling<strong>en</strong> för <strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>ad Värtan<br />

• För betong <strong>och</strong> <strong>sprutbetong</strong> skall d<strong>en</strong> högsta miljöklass<strong>en</strong> i <strong>en</strong> sektion gälla för hela<br />

sektion<strong>en</strong>.<br />

• Bergytor med utstickande bultände skall vid systematisk bultning betongsprutas så<br />

att kr<strong>av</strong><strong>en</strong> <strong>en</strong>ligt miljöklass för armering uppfylls. Där inte förstärkning med fiberarmerad<br />

<strong>sprutbetong</strong> erfordras utförs erforderligt täckskikt med oarmerad <strong>sprutbetong</strong>.<br />

• Partiellt rostskydd <strong>av</strong> <strong>bultar</strong> skall inte tillämpas då miljöklass för armering styr val<br />

<strong>av</strong> rostskydd.<br />

• Endast två bulttyper är aktuella - obehandlade <strong>bultar</strong> (i normalfall<strong>en</strong>) <strong>och</strong> duplexbehandlade<br />

<strong>bultar</strong> vid speciella miljöförhålland<strong>en</strong>.


5.2 Kr<strong>av</strong> på korrosionsskydd <strong>av</strong> <strong>bultar</strong> <strong>och</strong> <strong>sprutbetong</strong> för<br />

<strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>ad Roslagstull<br />

Bygghandling<strong>en</strong> för <strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>ad Roslagstull skickades ut för räkning till <strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>örer<br />

flera månader innan Vägverket slutlig<strong>en</strong> fastställde tillämpning<strong>en</strong> <strong>av</strong> miljöklassning<strong>en</strong><br />

för förstärkningselem<strong>en</strong>t <strong>en</strong>ligt ovan. Entrepr<strong>en</strong>örernas anbud var redan inlämnade till<br />

Vägverket för utvärdering. Detta medförde att hantering<strong>en</strong> <strong>av</strong> de revideringar som<br />

miljöklassfrågan medförde g<strong>en</strong>omfördes på ett annat sätt för Roslagstull. Man valde att<br />

göra minimala nödvändiga justeringar i d<strong>en</strong> redan prissatta bygghandling<strong>en</strong> i syfte att<br />

uppfylla de nya kr<strong>av</strong><strong>en</strong> i Tunnel <strong>95</strong>.<br />

De praktiska konsekv<strong>en</strong>serna <strong>av</strong> d<strong>en</strong> skärpning <strong>av</strong> grundkr<strong>av</strong>et för miljöklasser, som<br />

föranledde d<strong>en</strong> aktuella revideringsprocedur<strong>en</strong> får lösas på arbetsplats<strong>en</strong> när bygget<br />

kommer igång. De specificerade kr<strong>av</strong><strong>en</strong> på miljöklasser <strong>en</strong>ligt <strong>av</strong>snitt 3.1 ovan är äv<strong>en</strong><br />

införda i Roslagstulls bygghandlingar. Kr<strong>av</strong>et på att utstickande bultändar skall täckas<br />

med oarmerad <strong>sprutbetong</strong> som är fallet i Värtan är däremot inte infört i d<strong>en</strong>na handling,<br />

vilket innebär att <strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>ör<strong>en</strong> själv kan välja att korrosionsskydda <strong>bultar</strong>na g<strong>en</strong>om<br />

ytbehandling eller att spruta täckskikt så att kr<strong>av</strong><strong>en</strong> uppfylls. Följande förtydligand<strong>en</strong><br />

<strong>och</strong> kompletteringar utöver vad som redovisats ovan infördes i bygghandling<strong>en</strong> för<br />

Roslagstull:<br />

• För betong <strong>och</strong> <strong>sprutbetong</strong> skall d<strong>en</strong> högsta miljöklass<strong>en</strong> i <strong>en</strong> sektion gälla för hela<br />

sektion<strong>en</strong><br />

• Inget hinder finns för att tillämpa partiellt rostskydd för <strong>bultar</strong> under förutsättning att<br />

Vägverket godkänner förfarandet.<br />

• Tre bulttyper kan förekomma - obehandlade, varmförzinkade <strong>och</strong> duplexbehandlade<br />

<strong>bultar</strong>.<br />

• Bulttyper med olika rostskydd kan bli aktuellt i samma sektion.<br />

6 REFERENSER<br />

BBK 94, Boverkets handbok om betongkonstruktioner, Band 1, Konstruktion, 1994.<br />

BBK 94, Boverkets handbok om betongkonstruktioner, Band 2, Material, Utförande<br />

Kontroll, 1994.<br />

BKR 94, Boverkets konstruktionsregler, föreskrifter <strong>och</strong> allmänna råd, BFS 1993:58.<br />

Ros<strong>en</strong>gr<strong>en</strong>, L. (1996) Studie <strong>av</strong> miljöklasser <strong>och</strong> rostskydd för <strong>bultar</strong> <strong>och</strong> <strong>sprutbetong</strong><br />

<strong>av</strong>se<strong>en</strong>de typförstärkningar. Intern utredning för Vägverket.<br />

Ros<strong>en</strong>gr<strong>en</strong>, L., Olofsson, S-O, (1997) Dim<strong>en</strong>sionering <strong>av</strong> bergförstärkning för <strong>en</strong>trepr<strong>en</strong>aderna<br />

Roslagstull <strong>och</strong> Värtan <strong>en</strong>ligt Tunnel <strong>95</strong>. Bergmekanikdag<strong>en</strong> 1997, SveBeFo.<br />

Tunnel <strong>95</strong>, Allmän teknisk beskrivning, Vägverkets publikation 19<strong>95</strong>:32, 19<strong>95</strong>-06


SUMMARY<br />

The Northern Link (of the Stockholm Ringroad) is the part of the planned infrastructure<br />

developm<strong>en</strong>t in Stockholm that will be situated betwe<strong>en</strong> Haga Norra in the west,<br />

Frescati in the north and Lidingöväg<strong>en</strong> in the east. The <strong>en</strong>gineering design work of this<br />

road <strong>tunnel</strong> system was performed over a period of more than three years <strong>en</strong>ding in the<br />

spring of 1997.<br />

During the design period, the Swedish National Road Administration’s new regulations<br />

for road <strong>tunnel</strong>s - Tunnel <strong>95</strong> - were introduced. This docum<strong>en</strong>t included new<br />

requirem<strong>en</strong>ts on design and durability of rock support elem<strong>en</strong>ts.<br />

The Swedish national building norms BKR 94, BBK 94 and BSK 94 were all published<br />

during the second half of 1994. Wh<strong>en</strong> Tunnel <strong>95</strong> was finally introduced in July 19<strong>95</strong>,<br />

the National Road Administration had based the <strong>en</strong>vironm<strong>en</strong>tal classification<br />

paragraphs in Tunnel <strong>95</strong> on BSK 94 and BBK 94. These regulations, however, do not<br />

really apply to rock <strong>tunnel</strong> conditions. To a large ext<strong>en</strong>t the design of the Northern Link<br />

up to that time had be<strong>en</strong> based on accepted working traditions and practice within the<br />

rock <strong>en</strong>gineering field in Swed<strong>en</strong>. Because the design work of the Northern Link at that<br />

time had be<strong>en</strong> under way for more than 1,5 years, an adjustm<strong>en</strong>t was required. The<br />

<strong>en</strong>force-m<strong>en</strong>t of the regulations of BBK 94 on corrosion protection required ext<strong>en</strong>sive<br />

changes to the design docum<strong>en</strong>ts. This lead to ext<strong>en</strong>sive discussions and studies on the<br />

applicability and interpretation of the meaning of the norm regarding rock <strong>tunnel</strong>s. The<br />

outcome was that the National Road Administration decided to implem<strong>en</strong>t certain<br />

deviations from Tunnel <strong>95</strong> concerning the <strong>en</strong>vironm<strong>en</strong>tal classification of rock support<br />

of <strong>tunnel</strong>s.<br />

This paper describes the conditions, principles and methods regarding the<br />

<strong>en</strong>vironm<strong>en</strong>tal classification (corrosion protection) of rock support elem<strong>en</strong>ts<br />

implem<strong>en</strong>ted in the Roslagstull and the Värtan design docum<strong>en</strong>ts in order to meet the<br />

durability requirem<strong>en</strong>ts of Tunnel <strong>95</strong>.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!