WORK IN PROGRESS. Derfor skal Femern-forbindelsen bygges som en sænketunnel. 21. marts Femern A/S Vester Søgade København V

Transkript

1 WORK IN PROGRESS 21. marts 2017 Derfor skal Femern-forbindelsen bygges som en sænketunnel Page 1/10 Vester Søgade København V Tlf Fax CVR Ref. Dok.

2 Den faste forbindelse under Femern Bælt bliver en 18 kilometer lang sænketunnel til tog og biler. Figur 1 - Tværsnit af sænketunnellen (standardelement) Figur 2 - Linjeføring Side 2/10

3 Forud for valget af en sænketunnel som den foretrukne løsning i 2011 undersøgte Femern A/S flere tekniske løsninger grundigt. En hængebro, en skråstagsbro, en sænketunnel og en boret tunnel blev hver især vurderet på en række parametre som bl.a. miljøpåvirkning, funktionalitet, pris og hvorvidt konstruktionsmetoden var kendt og pålidelig. Ud fra disse hensyn er en sænketunnel samlet set den bedste løsning. Femern-forbindelsen opføres efter samme principper som tunneldelen af Øresundsforbindelsen, der også er en sænketunnel: Der udgraves en tunnelrende i havbunden, og parallelt hermed støbes de enkelte tunnelelementer på land i en stor fabriksfacilitet. Betonelementerne forsynes med midlertidige stålskot for efterfølgende at blive flådet ud og sænket ned på havbunden i den gravede tunnelrende, hvorefter elementerne kobles sammen. Figur 3 - Tværsnit under havbund Når Femern-tunnelen står færdig under havbunden, bliver den dækket af grus og sten, og takket være de naturlige strømforhold i Femern Bælt vil havbunden blive genskabt. Tunnelen bliver dækket af sten for at beskytte den mod f.eks. last fra et sunket skib eller et slæbende eller faldende anker. Velkendt og pålidelig anlægsmetode Den metode der anvendes ved fremstilling af sænketunnelelementer og anlæg af sænketunneler i marine områder, er velafprøvet og sikker, fordi den bygger på metoder udviklet og forfinet gennem mere end hundrede år. Sænketunneler er bygget overalt i verden, og Side 3/10

4 har egne erfaringer fra byggeriet af den ca. 4 km lange Øresundstunnel, der er en del af Øresundsforbindelsen. Erfaringerne herfra, sammen med de yderligere forbedringer og nye teknologier, der er fremkommet i årene herefter fra projekter andre steder i verden, har været inddraget ved udviklingen af Femern Bælt-forbindelsen. Det betyder også, at mange internationale ingeniør- og entreprenørselskaber har kendskab til teknologierne og de anlægsmetoder og specialudstyr, der skal bringes i anvendelse ved anlæg af en sænketunnel. I modsætning hertil, er der på verdensplan ganske få leverandører af tunnelboremaskiner af den størrelse, der kræves til Femern Bælt-projektet (dvs. med en diameter på m). Konkurrencen vil være begrænset og der vil være en meget lang planlægningshorisont på grund af den stærkt begrænsede produktionskapacitet. Figur 4 Forberedelse af en sænkeoperation I de kystnære områder vil stendækket miljømæssigt set komme til at fungere som et kunstigt rev, som i fremtiden vil blive levested for alger og små krebsdyr, der også bliver fødekammer for fisk og marsvin i Femern Bælt. Side 4/10

5 Dyrt og risikabelt at bore en tunnel Generelt medfører tunneler færre permanente miljøpåvirkninger end broer. Det skyldes blandt andet, at en bro alt andet lige vil kunne påvirke strømforholdene i Femern Bælt og fugletræk i regionen. Det gør en tunnel ikke. I det tæt befærdede Femern Bælt vil en bro desuden give risiko for kollision med skibe, og vejtrafikken på broen vil være følsom over for vejret. Dette er ikke tilfældet for en tunnel. Til Femern-forbindelsen er både en sænketunnel og en boret tunnelløsning med samme funktionalitet undersøgt grundigt. En boret tunnel har ingen miljøpåvirkninger ude i bæltet, men den beslaglægger til gengæld et lidt større område på land. En sænketunnel har mindre påvirkning på land og få og midlertidige påvirkninger i en afgrænset del af det marine område. Valget faldt på en sænketunnel, da en boret tunnel ville være væsentligt dyrere og langt mere risikabel at konstruere. Sådan bygges en sænketunnel En sænketunnel bygges på land i dele, der kaldes tunnel-elementer. Elementerne støbes i et særligt produktionsanlæg i tilslutning til en arbejdshavn. Da elementerne er hule og midlertidigt kan lukkes i enderne, kan de flyde, og således flådes ud på havet, hvor de sænkes ned i en udgravet rende på havbunden. Elementerne samles i renden og dækkes til sidst med grus og sten. Øresundstunnelen er en sænketunnel. Sådan bygges en boret tunnel En boret tunnel er en cirkulær tunnel, som kræver store specialproducerede boremaskiner. En tunnelboremaskine (TBM) er praktisk talt en underjordisk fabrik, der både graver sig igennem undergrunden, fører materialerne væk, og bygger tunnelens vægge i én kontinuerlig proces. Storebæltstunnelen er en boret tunnel. Side 5/10

6 Figur 5 - Tværsnit af boret tunnel En tunnelboremaskine er faktisk en stor, rullende fabrik, der bevæger sig fremad under jorden i takt med fremdriften af selve borearbejdet. Maskinen skal være forbundet til land med elkabler og to store rørledninger til tilførsel til borehovedet af boremudder og fjernelse af de udborede materialemængder. Figur 6 - Tunnelboremaskine Tunnelboremaskiner opererer med størst driftssikkerhed i ensartede jordbundsmaterialer. Jordbundsforholdene i området mellem Rødbyhavn og Puttgarden er imidlertid stærkt varierende, da der både findes bløde aflejringer (gytje, sand og ler) og rigtig hårdt moræneler iblandet store sten (stenblokke) hvilket medfører en langt større udførelsesmæssig risiko. Side 6/10

7 Bl.a. derfor er den anlægstekniske risiko langt større ved en boret tunnel-løsning, f.eks. i form af nedbrud af boremaskinerne end ved en sænketunnel. Figur 7 - Geologi Figur 8 - Eksempel på store sten i havbunden Det ville kræve seks omkostningstunge, specialbyggede og rekordstore boremaskiner at bore de to rør til bilerne og et rør til jernbanen. Side 7/10

8 Figur 9 Sænketunnelens henholdsvis de borede tunnelers placering i forhold til havbunden i Bæltet Hver af de seks boremaskiner skalkunne bore omkring 10 kilometer og kombinationen af det store tunnel tværsnit og den samlede borelængde, betyder at der ville være tale om et boret tunnelprojekt, der langt overstiger, hvad der hidtil er udført. Boremaskinerne er meget svære at servicere udefra og kan ikke erstattes, hvis det skulle være nødvendigt f.eks. som følge af et nedbrud, når først borearbejdet er begyndt. Hvis der sker et nedbrud af bare én enkelt af de 6 boremaskiner under Femern Bælt, f.eks. i borehovedet eller i et hovedleje, vil en reparation i nogle tilfælde kun kunne udføres ved at skaffe adgang fra havoverfladen/havbunden. Det vil betyde, at der skal etableres en midlertidig adgangsfacilitet i Femern Bælt, der ikke alene er meget kompliceret at etablere, men også særdeles omkostningstung. Den kan desuden være til gene for den eksisterende skibstrafikken. En boret tunnel ville nødvendigvis skulle placeres dybere end en sænketunnel, der ligger lige under den nuværende havbund. Typisk skal tunnelen placeres i en dybde under den eksisterende havbund, der svarer til en gang tunnelens ydre diameter- afhængigt af jordbundsforholdene. Det betyder, at tunnelramperne vil skulle starte langt inde på land for at stigningen for især jernbanetrafikken ikke bliver for stor. Endvidere vil en boret tunnel kræve et stort trafikalt ind- og udfletningsanlæg, da de tre tunnelrør af sikkerhedsmæssige årsager, skal placeres med en vis indbyrdes afstand og derfor med separate rampeanlæg ved ind- og udkørslen til tunnelrørene. En boret tunnel vil derfor kræve et anvendelse af væsentligt større arealer på land, og dermed have et større miljømæssigt fodaftryk på landjorden. Anlægget af en boret tunnel ville desuden kræve en større byggeplads på Fehmarn, end en sænketunnel. Side 8/10

9 De udborede materialer er tilsat vand for at kunne transportere dem ud af tunnelerne under boringen. Derfor skal der på land etableres et anlæg, hvor det udborede materiale kan afvandes og sorteres, så det kan indbygges i landopfyldningerne på en brugbar måde. Dette er en omstændelig proces, som vil kræve et anlæg med en kapacitet af hidtil uset omfang. Desuden er der tale om en omkostningstung operation, som kræver store mængder energi. Teknisk set indebærer denne behandlingsproces, at der udskilles en stor andel finkornede materialer, som ikke vil være særligt egnede til brug for landskabsdannelse og udvikling af rekreative, naturområder. Alt i alt vil en boret tunnelløsning med de nødvendige tværsnit medføre brug af en teknologi af dimensioner, som endnu ikke er udviklet og dermed aldrig har været afprøvet. Side 9/10

10 Sammenlignings matrix Aspekt Bemærkninger Kendt Teknologi Boret tunnel: Aldrig prøvet før med så store diametre over så lange strækninger! Tværsnit og linjeføring Risiko under udførelse Anlægspris Anlægstid Personsikkerhed under drift Holdbarhed Drift og vedligehold Marint Miljø Miljø på land Håndtering af jord/boremudder Den borede tunnelløsning inklusiv portal- og rampesektioner er ca m længere for jernbanen og ca m længere for vejen. Alle store anlægsarbejder er behæftet med udførelsesrisiko. Jo mere kendt teknologi jo mindre risiko. Risiko for jordbund er uacceptabel høj for den borede tunnelløsning. Prisen for den borede tunnel er mere end 10 mia. DKK dyrere end sænketunnelen (ca. 25% højere pris). Den borede tunnel har en forventet anlægstid, som er mere end 1 år længere end sænketunnelens og dertil en høj risiko for yderligere forsinkelse. Begge tunneltyper har et højt sikkerhedsniveau. Høj levetid for begge typer. Dog medfører flere fuger i den borede tunnel en forøget risiko for vandindtrængning. Den borede tunnelløsning har længere tunneler og flere tekniske rum. Dette medfører vanskeligere drift og vedligeholds forhold samt forøgede driftsudgifter. Den borede tunnel påvirker ikke havbunden. Det gør sænketunnellen, men kun midlertidigt. Det udgravede materiale fra tunnelrenden er uforurenet og kan anvendes direkte som materiale i dæmninger og landopfyldning. Det udgravede materiale fra den borede tunnel er blandet med boremudder og evt. kemikalier. En del af dette materiale vil skulle deponeres inden for landopfyldningen. Midlertidig Fodaftryk Lolland Midlertidig Fodaftryk Femern Større for sænketunnellen grundet produktionsanlæggets placering Større for den borede tunnel Permanent Fodaftryk Dog en smule større på Femern grundet portalernes beliggenhed og de længere ramper. Ressourcer Strømforbrug Væsentligt større strømforbrug for den borede tunnel i forhold til sænketunnelen. Forbrug af brændstof Højere forbrug for sænketunnelen grundet uddybning og sænkning af elementer. Beton og armering Der anvendes mere stål og beton i den borede tunnel. Side 10/10