FAG & FORSKNING: Tunneldriving starter fra oven
Odleiv Olesen, NGU
Forskning viser at tunnelproblemer skyldes tropisk forvitring i tidligere tider da dinosaurene rådet grunnen i Norge. Basert på geologiske og geofysiske undersøkelser vet vi at dypforvitret og leirinfisert berggrunn er med og skaper hodebry for tunnelbyggerne, særlig i kystnære områder. Forvitringen foregikk gjennom millioner av år og varmt, surt vann fra store regnskoger kunne trenge dypt ned i eksisterende sprekkesoner. Derfor har prosessen fått betegnelsen dypforvitring. Produktene fra forvitringen består blant annet av leirmineralene smektitt (svelleleire) og kaolin.
Avtar med dypet
Denne teorien for leirsonedannelse betyr at tunnelproblemene vil avta med dypet. Dette må dagens tunnelplanleggere ta hensyn til ved planlegging og kostnadsberegning av nye tunneler.
I enkelte forsenkninger i terrenget kan vi i dag observere rester av dypforvitringen. Reststeiner (såkalte ‘corestones’) finnes i dag enkelte steder der grovkornet dypforvitring blir brukt som grus på veier (eksempelvis på Lista i Vest-Agder).
AMAGER-metoden
Når vanlige bergartsdannende mineraler brytes ned til leirmineraler, vil det magnetiske mineralet magnetitt omdannes til mindre magnetiske mineraler (rust). Det er denne prosessen som gir den karakteristiske røde fargen i tropisk jordsmonn. Dypforvitring vil derfor gi et negativt avvik i Jordens magnetfelt. Sammenfallende forsenkninger i magnetfeltet og topografien brukes derfor som indikasjoner på leiromvandling i den såkalte AMAGER-metoden (aero-magnetiske og geomorfologiske relasjoner). Metoden har en fordel ved at den også fungerer under havbunnen, dersom vanndypet ikke overstiger 100-200 meter.
Fungerer for de fleste
Metoden ser ut til å fungere for de fleste størkningsbergarter og omdannede bergarter. Ettersom metoden fungerer noe forskjellig avhengig av berggrunnen og løsmasseoverdekningen, er det nødvendig at geolog og geofysiker vurderer resultatene før de brukes direkte når fjellanlegg skal planlegges.
Svelleleire og kaolin i dypforvitring tetter vanligvis berget for gjennomstrømning av grunnvann. Dette er også kjent fra tunnelanleggene på Østlandet, der de største vannlekkasjene gjerne kommer gjennom oppsprukket fjell ved siden av eller mellom de store svakhetssonene.
Tid og penger
På Østlandet viste NGU tidlig på 2000-tallet at flymagnetiske målinger kunne ha påvist problemsoner dersom de hadde blitt utført før tunneler ble drevet. Nye Veier har nå bestemt seg for å kartlegge berggrunnen før de velger de endelige tunneltraséene på Sørlandet. På den måten vil de spare tid og penger.
Utbyggingen av nye og effektive vei- og jernbanestrekningene er de største investeringene i Norge etter utbyggingene på kontinentalsokkelen. Hver enkelt av prosjektene kan ha en prislapp på 10-20 milliarder kroner. Det er derfor god samfunnsøkonomi å kartlegge berggrunnen. Da kan utbyggingen gjennomføres etter oppsatte budsjetter og på en sikker måte for både anleggsfolk og trafikanter.