Rogfast subsea tunnel, analysis of TBM excavation through fault zone with emphasis on squeezing

E39 Rogfast mellom Randaberg og Bokn vil bli verdens lengste undersjøiske veitunnel og Norges dypeste undersjøiske tunnel. I denne masteroppgaven er det blitt foretatt en analyse av TBM-driving gjennom en utvalgt svakhetssone på Rogfast med fokus på skvising. Hovedfokuset har vært på de bergmekaniske parameterne, analyse av deformasjonsforløp og installasjon av sikring med TBM for å bestemme gjennomførbarheten av TBM-driving gjennom sonen. I tillegg har det blitt gjort en vurdering av hvordan driving av to parallelle løp vil påvirke spenningskonsentrasjonen.For å bestemme de bergmekaniske parameterne som er anvendt i analysen er det utført følgende laboratorieundersøkelser av materialet fra kjerneboringer: enaksiell trykkfasthet, frisvelling, XRD-analyse og kornfordelingskurve. I tillegg har kjerneprøvene blitt klassifisert med Q- og GSI-verdi. Deformasjonen er analysert ved bruk av numerisk modellering og empiriske og semi-analytiske metoder.Rennfast og T-forbindelsen er to tunnelprosjekter som ligger i nærheten av Rogfast, og som har lignende geologi. Basert på erfaringer fra disse to tunnelprosjektene er det fare for svelling og skvising.Resultatet fra modelleringen indikerer en maksimal deformasjon på 0,46 m 54 m bak stuff. Ved 3,7 m bak stuff er deformasjonen på 0,2 m i svakhetssonen. Med utgangspunkt i at en TBM vanligvis ikke kan installere sikring før 4-5 bak stuff og normalt takler maksimalt 0,2 m deformasjon, blir TBM-alternativet mindre aktuelt. Drives det med overcut og en ombygget TBM med mulighet for å installere sprøytebetong over skjoldet, noe som tidligere har blitt utført i forbindelse med driving av Gotthard Base Tunnel, vil det trolig være mulig å drive gjennom svakhetssonen med TBM.Ved driving av to parallelle tunnelløp med 15 m avstand vil spenningskonsentrasjonen øke i løp nummer én når løp nummer to graves ut. Deformasjon ut fra modellering tilsier ekstreme skvisingproblemer. Det vil derfor være nødvendig å sikre løp nummer én med mer sikring enn det som estimeres ut fra bergmassekvaliteten