Rørskjerm - Midlertidig sikring av stuff ved driving av tunnel gjennom soner med dårlig geologi

摘要

Rørskjerm er en sikringsmetode som kan brukes ved tunneldriving under geologiske forhold som gir flommende og rennende masser, som kan skape utglidning på stuff. Disse forholdene kan oppstå ved driving i løsmasse, soner med manglende bergoverdekning og i svakhetssoner. Rørskjerm er konstruert ved at injiserbare stålrør installeres i en vinkel rundt takprofilet fra stuff mot driveretningen, slik at man hindrer at overliggende løsmasse raser ned på stuff. Det finnes mange ulike varianter av rørskjerm og metoden har mange ulike betegnelser. I det empiriske studiet i denne masteroppgaven ble det sett etter sammenheng mellom Q-verdi og valg av type rørskjerm. Det ble konstatert at det ikke er noen sammenheng mellom Q-verdi og valg av diameter på stålrørene, c/c mellom stålrørene, eller overlapp mellom hver rørskjerm. Da Q-metoden er lite egnet for å klassifisere dårlig bergmasse, ble det vurdert som mer fordelaktig å se på grunnforholdene fra en geoteknisk synsvinkel. Selv om Q-verdien ikke ga en tilstrekkelig beskrivelse av grunnforholdene, bekreftet studiet likevel at rørskjerm er en sikringsmetode som har fungert godt ved driving av tunneler gjennom områder med dårlig geologi. Under litteraturstudiet ble det vurdert til å være flere fordeler ved å bruke rørskjerm kontra forbolting i områder med spesielt dårlig geologi når det gjelder norsk tunneldrift. Hovedfordelen ble betraktet til å være bedre kontroll på fordelingen av injeksjonsmassen ved injisering av stålrørene, da injeksjonsmassen har gunstige egenskaper med tanke på stabiliteten av massene på stuff.Det ble utført en generalisering av Peter Borchardts beregningsmetode, for dimensjonering av sikring med sprøytebetong, gitterbuer og rørskjermvarianten «Composite Pile Roofing», med grunnlag i håndberegningene fra prosjektet Yxhygget, i Stockholm. Deretter ble det laget et MATLAB-program for å forenkle denne beregningsprosessen. Implementeringen av Borchardts beregningsmetode i MATLAB var vellykket og effektiviteten av programmet ble bekreftet ved parameterstudiet. Parameterstudiet bekreftet også at dimensjoneringen av sprøytebetong, gitterbuer og «Composite Pile Roofing» ved Yxhugget var optimal, i henhold til resultatene fra beregningsmetoden.Det er fortsatt ingen allment godkjente designkriterier for dimensjonering av rørskjerm, men den metoden som er mest brukt er bjelkemodell for elastiske fundamenter. Det ble derfor laget en slik bjelkemodell ved bruk av MATLAB og konstruksjonsprogrammet FAP og et parameterstudie ble utført med den utviklede bjelkemodellen.