Tunnelboremaskina som bygger den nye Lötschberg-tunnelen, er en komplett tunnelfabrikk. Den er 146 meter lang. Foto: Herrenknecht

Kutter seg gjennom Alpene

Det er ikke bare i osten sveitserne vil ha hull. Nå borer de en av verdens lengste jernbanetunneler tvers gjennom Alpene.

Lyden blir sterkere etter hvert som vi går innover i tunnelen. Gemini er i Sveits for å se på byggingen av den nye Lötschberg-tunnelen som skal få tungtransporten bort fra de sveitsiske veiene. Sveitserne vil ha de tunge vogntogene på tog under fjellet.
Og lengst framme ved borekrona finner vi NTNU.

NTNU-student Arild Lie inspiserer tilstandene helt inne ved borehodet. Når tunnelboremaskina står inne i tunnelen, må kutterhjulene skiftes innenfra. Foto: Keystone, Olivier Maire

Komplett tunnelfabrikk
I enden av tunnelen står ei gigantisk tunnelboremaskin og durer. Den er 146 meter lang, og en komplett tunnelfabrikk. Borehodet lager tunnelen, mens seksjonene bak sikrer den med bolting, armering og påføring av sprøytebetong. Deretter blir det lagt fundament for jernbaneskinner, slik at tunnelen skal være helt klar for bruk.
Helt framme ved borehodet pirker NTNU-student Arild Lie i den nyborede tunnelveggen.
- Dette er rent karbon, altså grafitt, sier han. Stoffet går i oppløsning mellom fingrene hans. Innimellom grafitten er det steinhard, hvit kvarts som danner vakre mønstre mot den svarte bakgrunnen.
- Her må det nok sikres godt med bolter, sier Lie.

40 meter i døgnet
Foran på tunnelboremaskina er det en stor, flat skive med kutterhjul av herdet stål. Skiva er ti meter i diameter. Når maskina presser seg framover, roterer frontskiva (borehodet) mot fjellet. De små kutterhjulene, som er montert i 90 grader på skiva, ruller også, og får fjellet til å løsne i små biter. Steinbitene ramler ned i bunnen, og blir skyflet opp på et transportbånd som frakter løsmassene ut av tunnelen. Resultatet blir en trillrund tunnel. Ikke kantete, som hvis tunnelen hadde blitt sprengt. Framdriftsrekorden er 40 meter på et døgn, men når fjellet yter mer motstand, blir det ikke mer enn kanskje fire-fem meter pr. dag.
En annen NTNU-student, Tarjei Hammertrø Johnsen, viser fram kontrollrommet inne i maskina. Seks dataskjermer overvåker framdriften og melder fra om problemer av ulike slag. Fra kontrollrommet går vi ned til bunnen av tunnelen. Der samler det seg opp slam og vann som renner inn fra fjellet rundt.
- Det er spesielt grisete her i dag, på grunn av den løse grafitten i veggene, forteller Tarjei.

Midt oppi grafittgjørma ligger også en seks-sju utslitte kutterhjul. De har gjort jobben sin og skal snart fraktes ut.
Et sted har fjellet sprengt opp armeringsstålet slik at det buler ut. Hektisk sikringsarbeid pågår. Men det er ikke noe problem, får vi vite. Når man borer hull gjennom fjell som har ligget stabilt i millioner av år, er det vanlig at det begynner å røre litt på seg enkelte steder.

Internasjonal ekspertgruppe
- Da prosjektet startet i oktober 2000, oppstod det raskt problemer, forteller tunnelboresjef Jens Classen. - Det var mye hard granitt og treg framdrift. I tillegg oppstod det et stort, uforutsett problem: Store steiner løsnet foran borehodet, og blokkerte boremaskina.
Entreprenøren trengte hjelp, og NTNU ble koplet inn for å være med i en internasjonal ekspertgruppe. Det ble fort klart at NTNU hadde mest å bidra med helt framme ved borehodet. Hvor mye slites kutterhjulene? Hvor ofte må de skiftes? Hvilket framdriftstrykk er best? Hvordan er kvaliteten på berget? Her hadde ikke sveitserne god nok oversikt.

Som en del av NTNUs innsats ble to siv.ing.-studenter i avslutningsfasen sendt nedover. Siden slutten av januar har de samlet data fra tunnelboringen, og meldt tilbake til ekspertgruppa. I tillegg har steinprøver blitt sendt til Trondheim for mer finstilt analyse i laboratoriet. Dette gjøres av forsker Frode Førland og professor Amund Bruland. Sistnevnte er NTNUs faglige kontakt for samarbeidet.

Hvis boremaskina presses for hardt framover, kan kutterne kjøre seg fast. Da blir de slipt mot berget, og blir flate på den ene siden. Foto: Keystone, Olivier Maire

Forbruksvare i herdet stål
Kutterhjulene foran på tunnelboremaskina er forbruksvare. Utslitte og forvridde kutterhjul ligger i hauger mange steder på anleggsområdet. De er laget av herdet stål, men må gi tapt etter kort tid når berget er ekstra gjenstridig. I brakka til Arild og Tarjei ligger utslitte kutterhjul i store stabler. Alle hjulene i samme stabel har sittet i samme posisjon på borehodet. Målet er blant annet å se om de nedslitte kutterne har noen fellestrekk som vil gjøre det fornuftig å spesialtilpasse kutterhjulet i akkurat denne posisjonen.

NTNU sjekker også hva som er den optimale framdriften på maskinen i forhold til kvaliteten på berget. Andre momenter er rotasjonshastighet på hele borehodet, samt plasseringen av kutterhjulene.

Langsiktig forskning
Frode Førland understreker at mye av det NTNU gjør i Sveits, først og fremst vil bære frukter på lang sikt, både for NTNU og for det tyske firmaet som har laget tunnelboremaskina; Herrenknecht.
Han legger til at det er mer miljøvennlig å bruke tunnelboremaskin enn å sprenge tunnel på konvensjonell måte. Det blir mindre støv og avgasser. Tunnelboremaskina bruker bare mekanisk kraft og vann, ingen kjemikalier. I tillegg blir tunnelveggen helt glatt og jevn med en tunnelboremaskin. Dette gir lav friksjon. Derfor har tunnelboremaskiner først og fremst blitt brukt til vann og kloakktunneler i Norge, mens vei- og jernbanetunneler normalt har blitt sprengt på konvensjonell måte.
- Lötschbergtunnelen er først og fremst et enestående grunnforskninglaboratorium som vi aldri hadde klart å gjenskape i Trondheim, sier NTNU-professor Amund Bruland.

Av Even Gran

*Kontakt ved NTNU: Professor Amund Bruland, Institutt for bygg- og anleggsteknikk
Tlf: 73 59 47 37
e-post: Amund.Bruland@bygg.ntnu.no


Mer informasjon om arbeidene med Lötschbergtunnelen i Sveits:
http://www.blsalptransit.ch/