5. Resultat
5.3 Strängnäs dubbelspårsutbyggnad
I denna sektion kommer resultaten för spårutbyggnaden mellan Strängnäs-Härad att presenteras. 5.3.1 Prognosmetoder
Det förväntade inläckaget i den nya tunneln på sträckan som går parallellt med den äldre estimerades med ledning av inläckaget i den äldre samt, hydrauliska undersökningar som genomförts samt grundvattennivåerna i området (Trafikverket, 2012b).
5.3.1.1 Kvalitativa metoder
Det gjordes flera olika hydrogeologiska och geologiska förundersökningar för utbyggnaden av
järnvägsspåret, främst för passagen av Kvitten. Inledningsvis inventerades äldre undersökningar, och undersökningar som genomförts inför och under byggnationen av den befintliga tunneln. Den ingenjörsgeologiska rapport som togs fram inför projekteringen av den redan befintliga tunneln samt geologiska karteringar genomförda under byggandet användes som underlag (Trafikverket, 2013). Inventering av den tidigare vattenkemiska riskanalysen, baserad på hydrauliska tester i brunnar samt provtagning av grundvattnet, användes också.
Erfarenheterna av inläckage i den befintliga tunneln användes för att förutse hydrogeologiska förhållanden. Sträckan som går parallellt med den befintliga tunneln är generellt av god kvalité. Med hjälp av inläckagemätningar i den äldre tunneln kunde inläckaget i den nya tunneln kunnat
prognostiseras. Hösten 2011 uppgick det totala inläckaget till anläggningen till 70 l/min. I den parallella delen av tunneln uppgick det till cirka 2 l/min och 100 meter tunnel (Trafikverket, 2012b). De nya undersökningar som genomfördes inför spårutbyggnaden var komplement till de tidigare undersökningarna. Kompletteringarna innehöll kärnborrningar, kärnkartering,
vattenförlustmätningar i borrhål, kartering av järnvägsskärningen och berg i dagen samt refraktionsseismisk undersökning i sju profiler i två områden (Trafikverket, 2013).
5.3.1.2 Analytisk lösning
För att teoretiskt estimera inläckaget i den nya tunneln efter injektering användes analytiska beräkningar, baserade på Formel 7.
Två olika skin-faktorer användes vid beräkning av inflödet efter injektering. Min-inflödet beräknades med skin-faktorn 3 och max-inflödet med skin-faktorn 0. En viss känslighetsanalys utfördes med olika skin-faktorer och den minsta injekterbara sprickvidden (bkrit), se Tabell 22. Den injekterade zonens tjocklek ansattes till 5 meter (Trafikverket, 2014d).
Tabell 22. Inläckage för olika skin samt sprickvidder med den injekterade zonens tjocklek satt som 5 meter.
Sträcka Beräknat inflöde efter injektering
min (skin=3) max (skin=0) bkrit=75
µm 100µm bkrit= bkritµm =75 100µm bkrit=
50+345 -
45
51+300 -
53+220 42 55 69 110
Eftersom de flesta värden översteg kraven så gjordes en ny beräkning av inläckage där den injekterade zonens tjocklek ansattes till 7 meter istället för 5 på sträckan 51+300 till 53+220. Det gav resultaten som ses i Tabell 23.
Tabell 23. Inläckage för olika skin samt sprickvidder med den injekterade zonens tjocklek satt som 7 meter (Trafikverket, 2014d).
Sträcka Beräknat inflöde efter injektering
min (skin=3) max (skin=0) bkrit=75
µm 100µm bkrit= bkritµm =75 100µm bkrit=
50+345 -
51+300 19 30 26 46 51+300 -
53+220 42 55 69 109
5.3.1.3 Numerisk beräkning
Det är antaget att inläckageberäkningarna är konservativt angivna. Den nya tunneln är förlagt djupare samt norr om den gamla, vilket betyder att en del vatten kommer att dräneras till den äldre tunneln (Trafikverket, 2014d). En enkel numerisk lösning över en sektion av tunnel gjordes för att visa på att inläckaget kommer att vara mindre än det som beräknats i den analytiska lösningen.
En sektion om 70 kvadratmeter och med 30 meter bergtäckning modellerades. Området antogs vara hydraulisk homogent och att grundvattennivån antogs ligga nära markytan. Med hjälp av Darcys lag beräknades flödet i varje punkt, trycket i varje punkt approximeras med hjälp av medelvärdet av grundvattentrycket i de omgivande cellerna. Inflödet erhölls genom att addera inflödet från varje läckagepunkt runt om tunnelns periferi. Inget särskilt värde för Kinj antogs och därför visas modellerna relativt varandra. Den ena modellen visar endast en tunnel och den andra visar inläckage med två tunnlar bredvid varandra, se Figur 35 (Trafikverket, 2014d).
Figur 35. Bild från modelleringen av inflödet runt tunnelns periferi. T.v. inläckagemängden representerat av staplar vid enbart en tunnel, t.h. inläckaget med två parallella tunnlar.
Det totala inläckaget minskade med 24 % då tunnlarna modellerades bredvid varandra. En tydlig dränerande effekt påvisades också i den delen som är belägen närmast den äldsta tunneln. Utifrån den numeriska modelleringen drogs slutsatserna att basdesignen med en 5 meter injekterad zon var tillräckligt för att nå den önskade tätheten i tunneln (Trafikverket, 2014d).
46
5.3.2 Prognoser
I miljökonsekvensbeskrivningen (Trafikverket, 2012a) angavs det förväntade inläckaget för olika delar av den nya tunneln mellan Strängnäs och Härad. Den sträckan som löper parallellt med den tidigare tunneln förväntades för en otätad tunnel på sträckan bli 68-109 l/min och för en tätad tunnel 47-75 l/min. För hela sträckan blir detta 2,3–3,7 l/min och 100 meter tunnel.
Vid avfallsanläggningen finns en vattenförande sprickzon vilket lett till ett högre förväntat inläckage. Kring denna zon beräknades inläckaget utan tätning bli 400-800 l/min och med förinjektering och tätning minskar detta till 5-50 l/min.
Väster om avfallsanläggningen till tunnelmynningen förväntas inläckaget för otätad tunnel bli 16-66 l/min och för tätad tunnel 12-28 l/min. Vilket motsvarar 1,5-3-6 l/min och 100 meter tunnel
(Trafikverket, 2012a). För en sammanställning se Tabell 24 nedan.
Tabell 24. Prognostiserat inläckage för de olika delsträckorna (Trafikverket, 2012a).
Sträcka Från Till Otätad tunnel (l/min) Tätad tunnel (l/min) För hela sträckan (l/min och 100 meter tunnel) 1 Parallell med befintlig tunnel Km 50+345 Km 52+350 68-109 47-75 2,3–3,7 2 Söder om Kvitten Km 52+350 Km 52+450 400-800 5-50 3 Västra sträckan Km 52+450 Km 53+220 16-66 12-28 1,5–3,6
5.3.3 Domar
Tillstånd gavs att under bygg- och driftskede leda bort inläckande grundvatten i tunnlar och schakt samt införa anläggningar för detta. Det gavs även tillstånd för infiltration av vatten samt att anlägga grundvattenbrunnar för uttag av processvatten. Detaljer om domen finns i Tabell 25.
Tabell 25. Domen som innehåller villkoren för inläckage.
Målnummer Datum Saken Domstol M 7167-12 2013-12-20 Tillstånd för vattenverksamhet i
samband med dubbelspårsutbyggnad för Strängnästunneln
Miljödomstolen, Nacka tingsrätt
De villkor som gavs av domstol gällande maximalt inläckage av grundvatten anges i tabell 26 nedan.
Tabell 26. Villkor för inläckage i Strängnästunneln.
Sektion från Sektion till Byggskede*
(l/min) Driftskede** (l/min) Km 50+345 Km 51+300 50 30
Km 51+300 Km 53+220 700 100 *Räknat som riktvärde och månadsmedelvärde.
**Räknat som rullande 12-månadersmedelvärde 5.3.4 Byggskede
Byggskedet för spårutbyggnaden mellan Strängnäs och Härad övergick officiellt till driftskede då sträckan invigdes i februari 2018. Tunneln var färdigdriven den 22 november 2016 dock används invigningen som brytpunkt mellan bygg- och driftskede i denna rapport. I den data som erhållits i denna studie startade inläckagemätningarna den 30 mars 2015 och avslutades hösten 2018 då denna
47
rapport påbörjades. I filen redovisas totalt uppmätt inläckage (l/min), se Figur 36, och även uppdelat för delsträckorna 51+300 – 53+210 och 50+325- 51+300 i l/min samt l/min och 100 meter tunnel. Det angavs också hur långt tunneldrivningen nått (med startdatum från den 22 februari 2016 dessvärre då tunneln drivits 2087 meter redan).
Figur 36. Totala inläckaget i hela Strängnästunneln under byggskedet. Röd linje anger det sammanslagna villkoret för delsträckorna, 750 l/min. Blå linje motsvarar det verkliga inläckagets variation.
I inläckagemätningarna har tunneln delats upp i två delar som främst kännetecknas av att den ena sträckningen löper under staden och den andra utanför. Sträckan utanför staden har ett högre villkor, om 700 l/min, och under staden gavs villkoret 50 l/min.
Figur 37. Inläckage på sträckan 51+300- 53+210 som går utanför staden under byggskedet. Blå linje motsvarar det verkliga inläckagets variation.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 2015-01-26 2015-03-26 2015-05-26 2015-07-26 2015-09-26 2015-11-26 2016-01-26 2016-03-26 2016 -05 -26 2016-07-26 2016-09-26 2016-11-26 2017-01-26 2017-03-26 2017-05-26 2017-07-26 2017-09-26 2017-11-26 2018-01-26 In läck age (l/m in )
Inläckage i nya Strängnästunnel i byggskedet
0 100 200 300 400 500 600 700 800 2015-01-26 2015-03-26 2015 -05 -26 2015-07-26 2015-09-26 2015-11-26 2016-01-26 2016-03-26 2016 -05 -26 2016-07-26 2016-09-26 2016-11-26 2017-01-26 2017-03-26 2017-05-26 2017-07-26 2017-09-26 2017-11-26 2018-01-26 In läck age (l/m in )
Inläckage i nya Strängnästunneln i byggskedet
sträckan 51+300-53+210
48
Figur 38. Inläckage på sträckan 50+325-51+300 som går under staden under byggskedet. Blå linje motsvarar det verkliga inläckagets variation.
Inläckaget i Strängnästunneln översteg aldrig villkoren under byggskedet, se Figur 37 och 38. De negativa värdena i Figur 38 beror på trasig pump och översvämning.
5.3.5 Driftskede
Under driftskedet har endast ett fåtal mätvärden kunnat beaktas. Dessa är presenterade i denna sektion. I Figur 39 visas inläckaget för hela sträckningen under driftskedet, vilket har understigit villkoret.
Figur 39. Totala inläckaget i hela Strängnästunneln under driftskedet. Röd linje anger det sammanslagna villkoret för delsträckorna, 130 l/min. Blå linje motsvarar det verkliga inläckagets variation.
Även i driftskedet delades tunneln upp i två sträckningar, under staden och utanför staden. Villkoren som gavs var 30 respektive 100 l/min.
-20 -10 0 10 20 30 40 50 60 2015-01-26 2015-03-26 2015-05-26 2015-07-26 2015-09-26 2015-11-26 2016-01-26 2016-03-26 2016-05-26 2016-07-26 2016-09-26 2016-11-26 2017-01-26 2017 -03 -26 2017-05-26 2017-07-26 2017-09-26 2017-11-26 2018-01-26 In läck age (l/m in )
Inläckage i nya Strängnästunneln i byggskedet
sträckan 50+325-51+300
0 20 40 60 80 100 120 140 2018-03-25 2018-05-25 2018-07-25 In läck age (l/m in )49
Figur 40. Inläckage på sträckan 51+300- 53+210 som går utanför staden under driftskedet. Blå linje motsvarar det verkliga inläckagets variation.
I Figur 40 sker en överträdelse av villkoret, denna är dock borträknad från mätserien då den varit påverkad av yttre vatten. För sträckan under staden sker ingen överträdelse av villkoret enligt Figur 41.
Figur 41. Inläckage på sträckan 50+325-51+300 som går under staden under driftskedet. Blå linje motsvarar det verkliga inläckagets variation.
0 20 40 60 80 100 120 140 2018-03-25 2018-05-25 2018-07-25 In läck age (l/m in )