Beboere i Nordre Aker i Oslo ble tidligere i år vekket av en elv i gata. Vann- og avløpsetaten bekreftet at seks millioner liter vann rant ut i lekkasjen, og nærmere 15 000 innbyggere i området Kjelsås, Brekke, Lofthus og Grefsen ble bedt om å koke vannet det neste døgnet.
Når ni av ti Osloborgere får drikkevannet sitt fra Maridalsvannet, er hovedstadens vannforsyning sårbar.
Derfor pågår nå et av de største infrastrukturprosjektene i byens historie:
Vann- og avløpsetaten bygger en helt ny reservevannforsyning fra Holsfjorden, et nytt vannbehandlingsanlegg på Huseby og et nytt vanndistribusjonsnett gjennom Oslo.
Fabrikk på skinner
To hovedtunneler er drevet frem med tunnelboremaskiner (TBM), og AF Gruppen og italienske Ghella står sammen for utbyggingen av tunnelen for vanndistribusjon. Kontrakten er den største AF Gruppen har inngått noensinne.
Påhugget til tunnelen ligger på Stubberud ved Alnabru. Der ble tunnelboremaskinen satt sammen inne i en fjellhall. Byggherren, Oslo kommune, stiller strenge krav om fossilfrie anleggsplasser. TBM, anleggsmaskiner og transportkjøretøy til og fra anlegget er elektriske.
Fra Stubberud driver TBM-en «Laila» seg 11 kilometer vestover mot det nye vannbehandlingsanlegget på Huseby. Maskinen er en 200 meter lang fabrikk på skinner, med en borekrone på sju meter i diameter.
Laila borer, transporterer ut massene og installerer betongelementene som utgjør tunnelveggen.
Fullskalaprøving i SINTEFs lab i Oslo
Fra SINTEF har fagmiljøet innen berg- og geoteknikk i Trondheim en rammeavtale med AF Ghella, og gjennom samarbeidet kom forespørselen om tre ulike laboratorietester. Den ene gjaldt konsollene som skal bære betongdekkene for rørkrybber og kjøreveier inne i tunnelen.
Da forespørselen kom, var konsollene allerede installert i tunnelen – og ved prøvingen hadde TBM-en bare to kilometer igjen.
– Konsollene festes til tunnelelementene med tre M24-bolter i rustfritt stål. Beregninger fra Sweco viste høy utnyttelse av boltene i skjærforbindelsen, og både prosjekterende og entreprenør ønsket fysisk fullskalaprøving som støtte til dimensjoneringen, forteller seniorrådgiver Jan-Fredrik Aasheim i SINTEF.
Det ble satt sammen et tverrfaglig team med laboratoriegruppa i Oslo og seniorrådgiver Tore Myrland Jensen fra SINTEF i Trondheim, med tung kompetanse innen betong, konstruksjoner og fullskala testing.
I samarbeid med Sweco og AF Ghella ble det planlagt testprogram, geometri, instrumentering og gjennomføring.
Hver ring i tunnelveggen består av seks betongelementer, men løftekapasiteten i prøvehallen er begrenset til fem tonn. Elementene måtte derfor deles opp, og en spesialtilpasset stålkrybbe ble tegnet og produsert for å håndtere den spesielle geometrien i testoppstillingen.
AF Ghella forberedte prøvene på Stubberud. Fordi friksjonen mellom konsoll og liner var usikker, ble det forberedt prøvestykker både med og uten plastmellomlegg – totalt fire prøver.
Alt ble levert til SINTEFs lab med elektrisk semitrailer.
Flere timers nøyaktig rigging
Hver prøve krevde flere timers nøyaktig rigging og instrumentering.
Elementene ble plassert i stålkrybba og inn under hydraulikksylinderen i pressa, sammen med blant annet lastfordelingsbjelke og posisjonsgivere limt direkte på betongen. Disse overvåket relative bevegelser mellom konsoll og liner.
Testen ble satt opp med hydraulikksylinder og kraftgiver med kapasitet helt opp til 1000 kN (100 tonn).
Resultatene overrasket: Tre av fire prøver klarte full last på 1000 kN uten brudd. Det tilsvarer en last på rundt 50 Tesla Model Y.
– Det skapte stor lettelse hos både entreprenør og prosjekterende – men en viss skuffelse for oss, som alltid ønsker oss et reelt brudd å dokumentere, sier Aasheim.
Til slutt kom bruddet.
Ved 930 kN røk to av boltene på den siste prøven. Det skulle likevel holde i forhold til den beregnede teoretiske kapasiteten, også etter omregning og nedjusteringer av prøveresultatet – som normalt gjøres ved slik dimensjonering gjennom prøving.
Videre samarbeid og flere prosjekter
Planleggingen av testene startet for over et år siden, og selve prøvingen ble gjennomført over fire dager i oktober. Dette var én av tre forespurte tester: En uttrekksprøving av koblinger mellom betongelementene ble tatt ut, mens den siste pågår nå.
Denne testen gjelder trykkprøving og levetidsvurdering av såkalte grout plugs – proppene som tetter hull gjennom tunnelveggen etter injeksjon av stabiliserende masse. Disse må dokumenteres til å tåle 13 bar i 100 år.
Her samarbeider laboratoriet med forskere fra SINTEF Industri, som vurderer polymermaterialenes egenskaper og planlegger nødvendige bestandighetstester.
– For SINTEF har konsollprosjektet vært faglig utviklende, og styrket samarbeidet både internt mellom avdelinger og med store aktører som AF og Sweco. Samtidig har det vist hvilke kapasiteter konstruksjonslaben i Oslo faktisk har – fra store oppstillinger til belastninger på flere hundre tonn, sier Aasheim.
– Erfaringene gir grunn til å tro på både nye samarbeid og flere store oppdrag i fremtiden.
