[go: up one dir, main page]

Ryfylketunnelen. De fleste veitunnelene har ett løp, i de senere årene er det også bygget mange toløps tunneler.

.
Lisens: CC BY SA 4.0
Gruvedrift

Gruvedrift. Skjematisk snitt gjennom gruve.

Av /Store norske leksikon ※.
Lærdalstunnelen.

Lærdalstunnelen er verdens lengste veitunnel. Man har laget flere utvidelser i tunnelløpet med spesiell belysning for å gi variasjon i kjøreopplevelsen.

Av /NTB Scanpix ※.

Tunnel er en underjordisk gang eller forbindelse som vanligvis har utgang til dagen i begge ender. En tunnel kan også ha bare én eller ingen utgang til dagen. Tunneler bygges tilnærmet horisontalt. En vertikal eller sterkt hellende forbindelse kalles sjakt. Tunneler bygges i hovedsak for samferdsel (veier, tunnelbaner, jernbaner, kanaler), for transport av vann (kraftverk, vannforsynings- og avløpsanlegg), for transport av olje og gass, eller som adkomst til underjordiske bergrom som lager og forsvarsanlegg. Nyere anvendelser er sykkeltunneler, kabeltunneler (for høyspentkabler) og flerbrukstunneler (strøm- og telekabler, vann- og avløpsrør, fjernvarmerør med mer i samme tunnel).

Faktaboks

Uttale

t'unnəl, tun'ell

Etymologi
via engelsk tunnel, fra gammelfransk tonnelle ‘liten tønne, ruse

Tunneler brukes også til adkomst, brytning, transport og undersøkelser ved underjordisk gruvedrift, men har da andre betegnelser enn tunnel.

Norge har i 2022 over 1260 veitunneler med en samlet tunnellengde på omkring 1550 km. De fleste veitunnelene har ett løp, i de senere årene er det også bygget mange toløps tunneler. I tillegg finnes det cirka 3100 km med vannkrafttunneler i Norge. Samlet tunnellengde i Norge kan anslås til omkring 8000 km.

Lærdalstunnelen mellom Aurland og Lærdal kommuner i Vestland fylke er 24,5 kilometer lang og dermed verdens lengste veitunnel. Den ble åpnet i år 2000.

Byggemetoder

Boring

Fullprofil-tunnelboremaskin med borediameter 6,5 m.

Av /KF-arkiv ※.

Byggemetoden må tilpasses grunnforholdene. I tunnelbygging skiller man mellom tunneler i bergmasser (fjell) og tunneler i løsmasser (jord), samt senketunneler på sjø- eller elvebunn.

Tunnelbygging i berg krevde inntil cirka 1960 sprengningsarbeider. I Norge er boring og sprengning tilnærmet enerådende som byggemetode for alle typer tunneler i berg. Tunnelboremaskiner (TBM) som kom på markedet i 1952, kan imidlertid bore ut hele tunneltverrsnittet. Slike maskiner fikk stor betydning i vannkraftutbyggingen i Norge mellom 1970 og 1995.

Boring og sprengning

Gjennomslag
Lange tunneler drives fra begge sider - eventuelt også med et tverrslag midtveis. Bildet viser gjennomslag ved boring av trykksjakt for vannkraftverk.
Av /Statkraft.
Lisens: CC BY NC ND 2.0

Ved konvensjonell tunneldrift med boring og sprengning vil man arbeide seg stegvis framover ved en såkalt salvesyklus. Man sprenger 5–6 meter lange salver ved å bore, lade, sprenge og deretter ventilere, laste opp og transportere utsprengt masse ut av tunnelen, samt stabilitetssikre ny bergoverflate.

Metoder og utstyr vil være avhengig av bergmassens kvalitet, tunneltverrsnittet og tunnellengden. I tverrsnitt fra 6 m² opp til 15 m² vil som regel laste- og transportutstyr gå på skinner, men det kan også brukes spesialmaskiner på hjul. For større tverrsnitt enn 15 m² er hjulgående utstyr, eventuelt lasteutstyr på belter, enerådende.

Boring av hull for sprengstoff skjer med hydraulisk drevne bormaskiner som er montert på en borerigg med hydraulisk drevne armer, hvor posisjonering og boredybde bestemmes ved hjelp av datastyring. Borhullene rettes i hovedsak parallelt med tunnelaksen etter en boreplan.

Borehullene fylles med sprengstoff av ulik styrke, avhengig av hvor i tverrsnittet de er plassert. Sprengstoffet kan være patronert, men bulksprengstoffer er i dag tilnærmet enerådende. I bunnen av hvert hull plasseres en tenner som skal starte detonasjonen av sprengstoffet i hullet på et planlagt tidspunkt.

Etter at salven er sprengt, må området ventileres slik at det blir tilfredsstillende arbeidsatmosfære for etterfølgende arbeider. Avgassene fra sprengstoffet fortynnes og blåses eller suges ut av tunnelen ved tilførsel av store mengder ren luft. Ventilasjonssystemet skal også håndtere avgasser fra fossildrevne maskiner, samt svevestøv generert i tunnelbyggingen.

De utsprengte massene blir lastet opp og transportert ut av tunnelen etter at frilagt bergoverflate er vurdert som stabil nok til at lasting kan foretas. Om bergmassen vurderes til å ha for lav stabilitet, må frilagt bergoverflate stabilitetssikres slik at det blir trygge arbeidsforhold for lasting og transport.

Salvesyklusen avsluttes med kartlegging av bergmassekvalitet og påfølgende stabilitetssikring med for eksempel bergbolter og sprøytebetong. Det brukes ulike metoder for stabilitetssikring, avhengig av bergmassekvaliteten. I god bergmasse kan det være tilstrekkelig å renske ny bergoverflate for løse blokker og installere sikringsbolter. I dårlig bergmasse og svakhetssoner kan det være nødvendig å installere stabilitetssikring i form av en kombinasjon av sikringsbolter, sprøytebetong og armerte betongkonstruksjoner.

For hver salve vil man rykke fram et antall meter, bestemt av boredybde og sprengningsresultat. I små tverrsnitt (omkring 20 m²) i god bergmasse og med godt tilpasset utstyr, vil man kunne oppnå en inndrift på 60–75 meter i en normal arbeidsuke. Med tverrsnitt på 40–80 m² vil ukeinndriften kunne være 35–50 meter per uke. I dårlige bergmasser med stort behov for stabilitetssikring, vil ukeinndriften bli sterkt redusert, gjerne til ⅓ eller lavere.

I Norge er det vanlig å utføre tunneldriften slik at hele tverrsnittet sprenges ut i en omgang (salve). Ved tverrsnitt fra omkring 80 m² og oppover er det aktuelt å sprenge tunnelen med oppdelt tverrsnitt, enten slik at halve tverrsnittet sprenges først og deretter utvides sideveis, eller at den øvre delen av tverrsnittet sprenges først som toppstoll og den nedre delen etterpå som bunnstross. Den siste metoden er mest aktuell i tunneltverrsnitt over 200 m² og i store bergrom/fjellhaller.

Tunneler i løsmasser

Nationaltheatret
Ved tunneldrift i løsmasser eller ved manglende overdekning støpes en betongkasse (kulvert) i åpen grøft, som siden dekkes over. Fra anlegget av Nationaltheatret stasjon i Oslo 1971.
Av /Oslo Museum.
Lisens: CC BY NC ND 4.0

Tunneler i løsmasser bygges på forskjellige måter. Hvis overdekningen er begrenset, graves det ofte ut en åpen grøft som avstives. Tunnelvegger og -tak forskales og støpes og masse fylles over. Resterende grave- og støpearbeider, samt montering av tekniske installasjoner gjøres under jord. Denne metoden har vært vanlig ved bygging av tunnelbaner i mange byer og forutsetter at tunnelene følger gateløpene, samt at de ligger forholdsvis grunt. T-banen under Studenterlunden i Oslo er bygd på denne måten.

I London ble det utviklet en metode hvor man gravde ut et tunneltverrsnitt direkte ved å presse et skjold framover i løsmassen (skjolddrift). Det krever kontinuerlig understøttelse bak skjoldet, og hele tverrsnittet ble derfor sikret ved montering av en fôring etter hvert som skjoldet ble presset fram. Fôringsrøret ble samtidig brukt til mothold når skjoldet skulle presses frem. Som fôring ble det opprinnelig brukt støpejern og murstein, siden er også betongfôringssystemer blitt utviklet. Metoden er videreutviklet til dagens tunnelboremaskiner for løsmasser.

Ved dypereliggende tunneler og ved passering under elver vil det alltid forekomme grunnvann, eventuelt strømmende grunnvann. For å beherske det vil man måtte bygge inn skjoldet og forsyne det med sluse, slik at arbeidsrommet i skjoldet holdes under overtrykk. Trykket må tilpasses slik at det balanserer vann- og jordtrykket. Den første tunnel under en elv ble påbegynt av den kjente britiske ingeniøren Marc Isambard Brunel allerede i 1807. Tunnelen går under Themsen, og ble fullført i 1843 av Brunels sønn. Den er fortsatt i bruk som jernbanetunnel.

Et spesielt problem med tunneler i byer og tettbebygde strøk er at de ofte kan føre til permanent senkning av grunnvannstanden i den sonen der tunnelen går. Hvis man får en slik grunnvannssenkning rundt en tunnel i løsmasser eller over en tunnel i bergmasse som har overdekning med løsmasser, blir resultatet større eller mindre setninger i løsmassen og dermed setninger i bygninger og anlegg over tunneltraseen. Særlig alvorlig kan setningen bli der bygningene er fundamentert på trepæler eller treflåter som tidligere lå under grunnvannsstanden. Kommer slike fundamenter over grunnvannsstanden, vil de bli ødelagt etter kort tid. Tunnelene må derfor bygges vanntette, slik at grunnvannsstanden blir som før, eller man må etablere nye fundamenter for å hindre ødeleggelse av bygningene.

Senketunneler

I Danmark og Nederland er det utviklet metoder for kryssing av elver eller sund med tunnel. Man bygger da store betongseksjoner i dokk, tetter disse i begge ender, sjøsetter dem og setter dem ned på bunnen i en grøft som er gravd ut på forhånd. Under Göta älv i Göteborg og under Limfjorden nord for Ålborg ble det i 1960-årene bygd slike tunneler. Denne teknikken er også brukt i Norge på en strekning av Bjørvikatunnelen, som er en forlengelse av Festningstunnelen i Oslo.

Fjordkryssinger

Tverrprofil av Oslofjordtunnelen

For å erstatte fergesamband og korte ned veistrekninger, kan man bygge undersjøiske tunneler. I Norge ligger forholdene til rette for slike løsninger. Planlegging og prosjektering av fjordkryssinger krever omfattende undersøkelser av ingeniørgeologi og topografi. Bergmassens egenskaper analyseres ved hjelp av seismikk og prøveboringer. Undersjøiske tunneler bør helst bygges i tett og sterk bergmasse, men som regel er det en eller flere svakhetssoner i bunnen av en fjord. Nødvendig lengde for tunnelen bestemmes av akseptabel gradient, vanndybde og nødvendig bergoverdekning.

Alle fjordkrysninger vil få innlekkasjer av vann. De har derfor pumpesump for oppsamling og utpumping av lekkasjevann, med automatisk registrering av vannivå. Brannberedskapen i ettløps undersjøiske veitunneler er spesielt krevende siden rømningsveien alltid vil være i motbakke. Den første undersjøiske veitunnel som ble bygd i Norge, var under Bussesundet ved Vardø.

Sikkerhet

Stabilitetssikring

Stabilitetssikring skal hindre nedfall av blokker eller steiner, og i verste fall kollaps av tunnelen under bygging eller i tunnelens levetid. Det legges særlig vekt på at det skal være sikkert for mennesker å arbeide i eller bruke tunnelen. I gode bergmasser kan tunneltak og -vegger kreve bare lett stabilitetssikring, men bergmassen kan også ha dårlige partier og svakhetssoner som krever mye og tung stabilitetssikring umiddelbart etter utsprengning.

Det grunnleggende prinsippet for stabilitetssikring i norske tunneler er å utnytte bergmassens iboende styrke i størst mulig grad. Tunneltak og -vegger utgjør en bærende bue som forsøkes bevart best mulig gjennom sprengningsteknikk og installasjon av sikringsmidler.

De vanligste sikringsmetodene er bolter og sprøytebetong for å hindre at større eller mindre blokker eller steiner faller ut og dermed svekker den bærende buen. Tyngre sikringsmetoder som brukes i dårlige bergmasser, f.eks. sprøytebetongbuer og betongutstøping kan dimensjoneres for å bære noe av den overliggende bergmassens vekt i tillegg til å bevare den bærende buen av bergmasse. I vanskelige partier kan det være aktuelt å injisere bergmassen foran stuffen ( arbeidsfronten) med sementmørtel for å begrense vannlekkasjer inn i tunnelen og samtidig øke bergmassens styrke. I sjeldne tilfeller er bergmassen så svak at den må fryses før tunnelen kan gå gjennom, noe som er en tidkrevende og meget kostbar prosess.

Ventilasjon

I veitunneler er ventilasjon helt avgjørende for trafikksikkerheten. Ved tverrlufting pumpes luft inn og suges ut gjennom kanaler og sjakter på tvers av tunnelretningen. Ved langslufting skaper vifter i tunneltaket en luftstrøm i tunnelens lengderetning. Systemet styres ved hjelp av måleutstyr som setter viftene i gang når det oppstår en viss konsentrasjon av gass. Langslufting er mest brukt i Norge.

Styring av ventilasjonsretning og -mengde er særlig viktig ved brann eller røykutvikling i veitunneler, både for å sikre trafikantene og for å kontrollere brannforløpet.

Historikk

Bygging av tunneler er kjent fra oldtiden. I for eksempel Babylonia og Persia ble det bygd tunneler for vannforsyning og irrigasjon (qanat) fra omkring 3000 år fvt. Det gamle testamentet forteller at kong Hiskia (cikra 700 fvt) bygde en tunnel fra Gihon-kilden til Siloam innenfor Jerusalems murer for å skaffe byen vannforsyning. Tunnelen hadde en lengde på 535 meter. I Det gamle Egypt bygde egypterne blant annet tunneler som adkomst til gravkammer i Kongenes dal ved hjelp av meisling, boring og saging. Romerne var store tunnelbyggere og behersket fyrsettingskunsten, hvor man får berget til å sprekke opp ved oppvarming.

Det er sannsynlig at det var i forbindelse med gruvedrift de første tunnelene ble gravd ut. En av de eldste kjente underjordsgruver ligger i Eswatini (tidligere Swaziland), der det ble tatt ut rød oker eller hematitt for mer enn 40 000 år siden. Flintgruver fra steinalderen er kjent fra flere steder i Europa, for eksempel i Sussex i Storbritannia, der det finnes gruver som er fra 4000 år fvt.

Tunnelbygging har alltid vært tid- og resurskrevende. Det er også relativt høy risiko knyttet til geologi og grunnforhold. Samtidig er tunnel en effektiv og sikker løsning når den først er bygget. Gjennom historien har tunnelbyggere stadig brutt grenser for med hvilken geometri (tversnittsareal, lengde, stigning) og i hvilke grunnforhold tunneler kan bygges.

Et dristig prosjekt for sin tid, var en 900 meter lang fotgjengertunnel under Eufrat. Den ble bygget cirka 2160 fvt. Elveløpet ble lagt om i tørketiden slik at selve tunnelen kunne bygges av murstein på elvebunnen, dekkes med sand og så lede vannet tilbake.

Middelalderen og opplysningstiden

I middelalderen var tunnelbygging ikke særlig utbredt, men ble for eksempel anvendt i forbindelse med festningsverk og gruvedrift. På 1700-tallet dominerte kanalbygging innen samferdsel, og flere steder i Europa ble det bygget tunneler for kanalanlegg. Den første kanaltunnelen ble bygget for Languedoc-kanalen (nå Canal du Midi) i Frankrike og ble åpnet i 1681. Man tror det var i denne tunnelen det for første gang ble tatt i bruk krutt som sprengstoff ved tunnelbygging i større skala.

1800-tallet

1800-tallet ble dominert av jernbanetunneler, Sankt Gotthard-tunnelen (15 000 meter) i Alpene ble åpnet for trafikk i 1882. Det tok 10 år å bygge tunnelen. Under bygging av tunnelen døde omkring 200 arbeidere, og mange flere ble hardt skadet.

I 1860 startet byggingen av London Underground, og første linje åpnet i 1863. Senere har linjenettet blitt utvidet slik at det nå har en lengde på litt over 400 km, det meste av dette i tunnel. Londons tunnelbane ble forbilde for mange andre byer som også startet bygging av tunnelbaner omkring 1900. Det er nå over 200 byer som har tunnelbane som et viktig transportsystem.

1900-tallet

Eurotunnelen

Eurotunnelen. Øverst: Tunnelprofilen. Midten: Snitt der man ser de to tunnelene med biltransporttogene og servicetunnelen mellom dem. Nederst: Kartskisse som viser hvordan tunnelen krysser Den engelske kanal mellom England og Frankrike.

Av /Store norske leksikon ※.

Blant senere, grensesprengende prosjekter kan nevnes to undersjøiske jernbanetunneler. Seikantunnelen (53 850 meter) som går under Tsugarustredet mellom øyene Honshu og Hokkaido i Japan, og Eurotunnelen (50 460 meter) som går under Den engelske kanal mellom Folkestone i England og Coquelles i Frankrike. Seikantunnelen ble åpnet i 1988 og Eurotunnelen ble åpnet i 1994.

Norge

De første tunnelene i Norge ble trolig bygget i forbindelse med gruvedrift før år 1500, og senere ved Kongsberg sølvverk fra cirka 1625 og Røros kobberverk fra cirka 1645, samt ved flere andre samtidige gruver. Byggemetodene var delvis manuell (hammer, meisel, spett), fyrsetting og sprengning med krutt.

De to første jernbanetunnelene i Norge ble bygget i 1852–1853 på Hovedbanen fra Oslo til Eidsvoll. Disse gikk gjennom løsmasser og ble bygget ved bruk av teknikk utviklet i Storbritannia.

I 1894 vedtok Stortinget at det skulle bygges jernbane på strekningen RoaVoss for å etablere jernbaneforbindelse mellom Bergen og Oslo, Bergensbanen. Det måtte da bygges over 180 tunneler, hvorav Gravhalstunnelen på 5311 meter var spesielt utfordrende av flere grunner: lengden, vær og klima for endepunktene 850 meter over havet, transport av forsyninger over lange avstander i krevende terreng. Maskinboring og sprengning med dynamitt ble gjennom bygging av Bergensbanen den mest vanlige byggemetoden for norske tunneler i mange tiår etterpå.

Omkring 1900 ble de første veitunnelene og de første vannkrafttunnelene bygget. Fra 1950 til 1990 ble det bygget cirka 3100 km vannkrafttunneler i Norge.

Det bygges årlig omkring 70 kilometer tunnel i Norge. Fram til 1990 dominerte kraftverkstunnelene. Deretter har samferdselstunneler dominert, noe som trolig vil gjelde i framtiden også.

Lengste tunneler

Norges lengste veitunneler

Navn Beliggenhet (veinummer og fylke) Lengde i meter
Lærdalstunnelen E16 – Vestland 24 510
Ryfylketunnelen Riksvei 13 – Rogaland 14 498
Gudvangatunnelen E16 – Vestland 11 428
Folgefonntunnelen Fylkesvei 551 – Vestland 11 130
Toventunnelen Fylkesvei 78 – Nordland 10 700
Jondalstunnelen Fylkesvei 107 – Vestland 10 400
Lyshorntunnelen E39 – Vestland 9300
Karmøytunnelen Fylkesvei 47 – Rogaland 8900
Korgfjelltunnelen E6 – Nordland 8568
Steigtunnelen Fylkesvei 835 – Nordland 8079
Bømlafjordtunnelen E39 – Vestland 7888
Eiksundtunnelen Fylkesvei 653 – Møre og Romsdal 7765
Svartistunnelen Fylkesvei 17 – Nordland 7615
Høyangertunnelen Fylkesvei 55 – Vestland 7543
Vallaviktunnelen Riksvei 7/13 – Vestland 7510

Norges lengste undersjøiske veitunneler

Navn Beliggenhet (veinummer og fylke) Lengde i meter Største dybde i meter under havoverflaten Største stigning i prosent
Ryfylketunnelen Riksvei 13 – Rogaland 14 300 292 7
Karmøytunnelen Fylkesvei 47 – Rogaland 8 900 193 7,4
Bømlafjordtunnelen E39 – Vestland 7 888 263 8,5
Eiksundtunnelen Fylkesvei 653 – Møre og Romsdal 7 765 287 9,6
Oslofjordtunnelen E134 – Akershus 7 306 134 7
Nordkapptunnelen E69 – Finnmark 6 871 212 10
Byfjordtunnelen E39 – Rogaland 5 875 223 8
Atlanterhavstunnelen Fylkesvei 64 – Møre og Romsdal 5 727 250 10
Hundvågtunnelen Riksvei 13 – Rogaland 5 700 95
Finnøytunnelen Fylkesvei 519 – Rogaland 5 685 200 10.2

Verdens lengste veitunneler

Navn og land Lengde
Lærdalstunnelen, Norge 24 510 meter
Yamate-tunnelen, Japan 18 200 meter
Zhongnanshan-tunnelen, Kina 18 040 meter
Jingpingshan-tunnelen, Kina 17 483 meter
Sankt Gotthard-tunnelen, Sveits 16 918 meter
Tiantaishan-tunnelen, Kina 15 560 meter
Ryfylketunnelen, Norge 14 460 meter
Ovit-tunnelen, Tyrkia 14 346 meter
Arlberg-tunnelen, Østerrike 13 972 meter
Micangshan-tunnelen, Kina 13 833 meter

Norges lengste jernbanetunneler

Navn og beliggenhet Lengde
Blixtunnelen, Follobanen 20 600 meter
Romeriksporten, Gardermobanen 14 580 meter
Holmestrandporten, Vestfoldbanen 12 300 meter
Lieråsen tunnel, Drammenbanen 10 723 meter
Finsetunnelen, Bergensbanen 10 300 meter
Kvinesheitunnelen, Sørlandsbanen 9065 meter
Hægebostadtunnelen , Sørlandsbanen 8474 meter
Trollkona tunnel, Vossebanen 8043 meter
Ulriken tunnel, Vossebanen 7670 meter
Hananipatunnelen, Vossebanen 6096 meter

Verdens lengste jernbanetunneler

Navn og land Lengde
Gotthard-Basistunnel, Sveits 57 104 meter
Seikantunnelen, Japan 53 850 meter
Eurotunnelen, Storbritannia/Frankrike 50 450 meter
Yulhyeon-tunnelen, Sør-Korea 50 300 meter
Songshan, Kina 38 813 meter
Lötschberg-Basistunnel, Sveits 34 577 meter
Guanjiao, Kina 32 645 meter
Guadarrama-tunnelen, Spania 28 418 meter
Qinling, Kina 28 236 meter
Taihang-tunnelen, Kina 27 848 meter

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer (2)

skrev Vilde von Krogh

Hei!

Fra slutten av 2019 ble Ryfast verdens lengste undersjøiske veitunnel.

https://www.nrk.no/rogaland/verdens-lengste-undersjoiske-tunnel-apner-1.14840546

svarte Ola Nordal

Hei Vilde. Dette har du helt rett i! Artikkelen er nå oppdatert, og vi har laget et oppslag om Ryfylketunnelen. Alt godt fra Ola i SNL-redaksjonen

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg