Tunnelkonstruksjon: Sprengning vs boring

To teknologier konkurrerer om tunnelmarkedet

Tunnelkonstruksjon er en kritisk infrastrukturinvestering i Norge, spesielt gitt landets bergrike geografi. Boring og sprengning har vært den nesten enerådende byggemetoden i mange tiår, men moderne tunnelboremaskiner (TBM – Tunnel Boring Machines) har fått økt betydning, særlig i vannkraftutbygging og enkelte jernbaneprosjekter.

Valget mellom sprengning og boring påvirker ikke bare kostnader og tidsplan, men også sikkerhet, miljø og lokalsamfunnenes opplevelse av prosjektet. Det er derfor viktig å forstå styrker og svakheter ved hver metode.

Denne artikkelen sammenligner de to metodene på tvers av kostnader, tidsplan, sikkerhet og miljøpåvirkning, slik at beslutningstakere kan gjøre informerte valg for sitt prosjekt.

Tall og trender

Boring og sprengning er nesten enerådende som byggemetode for tunneler i norsk berg, mens tunnelboremaskiner (TBM) – som kom på markedet i 1952 – særlig har fått betydning i norsk vannkraftutbygging fra 1970-tallet, ifølge Store norske leksikon. Det bygges årlig omkring 70 kilometer tunnel i Norge, og landet har over 1 100 veitunneler med en samlet lengde på over 800 kilometer, deriblant 33 undersjøiske tunneler, ifølge tall fra Statens vegvesen gjengitt av Samferdsel & Infrastruktur.

Tradisjonell sprengningsmetode

Boring og sprengning er i dag den nesten enerådende byggemetoden for tunneler i norsk berg, ifølge Store norske leksikon. Metoden krever mindre investering i utstyr enn en tunnelboremaskin, noe som gjør den godt egnet for kortere tunneler og komplisert geologi. I god bergmasse med liten tverrsnittsflate (rundt 20 kvadratmeter) kan inndriften være 60–75 meter i uken, mens større tverrsnitt på 40–80 kvadratmeter normalt gir 35–50 meter i uken; i dårlig bergmasse med stort behov for sikring kan ukeinndriften falle til en tredjedel eller lavere.

Moderne boringsteknologi (TBM)

En tunnelboremaskin (TBM) freser ut hele tunneltverrsnittet i én operasjon med et roterende borhode med utskiftbare kutteverktøy, mens hydrauliske sylindere presser hodet framover samtidig som de hindrer hele maskinen i å rotere, ifølge Store norske leksikon. Maskintypen kom på markedet i 1952 og fikk stor betydning i norsk vannkraftutbygging fra 1970-tallet, ifølge Store norske leksikon.

I god bergmasse kan TBM bore to til tre ganger raskere enn tradisjonell sprengning – rundt 100–150 meter tunnel i uken mot omkring 50 meter i uken for boring og sprengning, ifølge Tu.no. På jernbanetunnelen gjennom Ulriken, bygget for Bane NOR, boret TBM-en 15 meter tunnel per døgn, ifølge Tu.no.

Metoden krever imidlertid omfattende forundersøkelser og en lang monterings- og mobiliseringsfase, noe som gjør TBM mest lønnsom for lange, sammenhengende tunnelstrekk. Boring og sprengning forblir normalt en langt mer fleksibel metode enn TBM, ifølge Tu.no.

Kostnadssammenligning og økonomiske faktorer

Sprengningsmetoden har lavere mobiliseringskostnader – prosjektet trenger hovedsakelig sprengstoff, borutstyr og arbeidskraft, og kan startes uten en lang oppbyggingsfase.

TBM-metoden krever på sin side en stor investering i selve maskinen og en lang monterings- og klargjøringsfase før boringen kan starte. Selv om sprengning normalt er billigere å bygge, kan TBM-tunneler i mange tilfeller bli rimeligere sett over hele tunnelens levetid, blant annet fordi metoden kan gi tettere tunneler med mindre vedlikeholdsbehov, ifølge Tu.no.

Da undersjøiske Ryfast skulle bygges, anslo Statens vegvesen at bruk av tunnelboremaskin ville økt kostnadene med nesten en milliard kroner sammenlignet med tradisjonell sprengning – fra 2,3 til 3,2 milliarder kroner – blant annet fordi Norge har begrenset erfaring med TBM under stort sjødyp og høyt vanntrykk, ifølge E24. Valget mellom metodene avhenger derfor like mye av geologi og risiko som av selve kostnadsbildet.

Sikkerhet og miljøpåvirkning

Sikkerhet er avgjørende i tunnelkonstruksjon. Sprengning innebærer risiko for utilsiktet detonasjon, steinfall og eksplosjonsskader, mens TBM-metoden reduserer personers eksponering for slike farer fordi maskinen utfører mesteparten av arbeidet automatisert.

Miljøpåvirkning er også en vurdering: sprengning kan gi rystelser, støy, steinsprut, støv og avgasser som ikke må skade omgivelsene, og nær bebyggelse reduseres derfor ofte ladningsmengden i det enkelte borehull, eller stedet dekkes til med nett og matter, ifølge Store norske leksikon. TBM-metoden er generelt mindre forstyrrende for omgivelsene, spesielt i bebodde områder.

Imidlertid krever TBM-metoden ekstra transport av den massive maskinen og produksjonsmaterialer. Samlet miljøfotavtrykk avhenger av tunnelens lengde og lokalisering.

Hva velge – og hvordan beslutter man?

Valget mellom sprengning og boring baseres på flere faktorer: tunnelens lengde, geologi, nærhet til bebyggelse, budsjett og tidsplan. En kort tunnel gjennom komplisert berg nær tett bebyggelse krever andre vurderinger enn en lang, sammenhengende tunnel gjennom ensartet fjell.

Store norske prosjekter kombinerer noen ganger begge metoder. Jernbanetunnelen Blixtunnelen på Follobanen er 20,6 kilometer lang, og det meste av den ble drevet med fire tunnelboremaskiner; strekningen åpnet offisielt 12. desember 2022, ifølge Store norske leksikon.

Den viktigste lærdommen er at det ikke finnes en enhetlig «beste metode». Hvert tunnelprosjekt krever individuell analyse av kostnader, sikkerhet, miljø og gjennomførbarhet, slik at man kan ta det beste valget for nettopp det prosjektet.