Når først tunnelelementerne står på bunden af Femern Bælt, har de en beregnet holdbarhed på mindst 120 år. Det har omfattende feltforsøg været med til at sikre.
Femern A/S
”Det siger sig selv, at der til et projekt af denne størrelse og karakter knytter sig nogle helt særlige udfordringer, som entreprenøren både skal kunne dokumentere og bevise, det er muligt at leve op til”, siger Deputy Technical Director Kim Smedegaard Andersen
Foto: Femern A/SDer er næppe nogen, som vil være uenige i, at det naturligvis gælder om at sikre den højest mulige kvalitet i alle faser af et bygge- eller anlægsprojekt. Til gengæld vil de fleste nok også være enige i, at det trods alt er noget nemmere at udbedre eventuelle skavanker på en konstruktion, der befinder sig på jorden, end det er at udbedre eventuelle skavanker på en konstruktion, der befinder sig under vand.
Derfor kan det ikke undre, at der i forbindelse med støbning af de i alt 89 tunnelelementer til den kommende Femern Bælt-forbindelse stilles endog særdeles høje krav til entreprenøren, Femern Link Contractors. Det er krav, som ikke alene gælder materialer og udførelse, men også hele den komplekse proces. Derfor har det lige fra projektets start været et krav, at der skal udføres såkaldt Full Scale Trial Casting, altså fuldskala prøvestøbning.
Omfattende grundforskning
”Femern A/S har for mere end 10 år siden igangsat en holdbarhedstest i Rødbyhavn, hvor mere end 15 forskellige betontyper er blevet testet i Femern Bælt for påvirkning af temperatur og salt. Det er sket for at kunne sammensætte den bedst mulige betonblanding, og er den eneste måde, hvorpå entreprenøren kan påvise, at såvel materialer som udførelse og proces lever op til vores kravspecifikationer”. Det fortæller Deputy Technical Director Kim Smedegaard Andersen fra Femern Bælt konsortiet.
Det er således ikke først den dag, elementerne kommer under vand, man reelt ved, om betonen er i orden. Ingen sænker nemlig elementer ned, man ikke er et hundrede procent sikker på lever op til kvalitetskravene. Derfor er der sket en omfattende betonmæssig grundforskning ved hjælp af felteksponering med henblik på at kunne dokumentere, at betonen har en kvalitet, der er god nok til at garantere tunnelforbindelsen en levetid på mindst de næste 120 år.
Barske men meget rimelige krav
”Endnu en årsag til, at vi kræver fuldskala-prøvestøbning, er dog også, at selv om vores kvalitetskrav er så høje, må det ikke gå ud over materialets fleksibilitet. Det vil sige, at betonen skal være let at blande, den skal være let at forarbejde, og den skal være let at støbe ud”, siger Kim Smedegaard Andersen videre. Han føjer til, at det er barske, men også meget rimelige krav til et så komplekst projekt.
Det betyder at entreprenøren skal dokumentere, at denne er kapabel til at udfører opgaven. Femern Bælt-konsortiet har således foretaget en meget omhyggelig screening, ikke blot for at sikre sig den optimale kvalitet, men også for at sikre sig, at entreprenørens tilbud rent faktisk er realistisk og lader sig gennemføre såvel teknologisk som økonomisk inden for de opstillede rammer.
En nødplan skal være på plads
Entreprenøren skal sikre sig, at arbejdet ikke går i stå under udstøbning af betonen. Der er således opstillet krav i kontrakterne for nødvendige forsyninger samt backup på materialer og støbeproduktion. Det vil sige, at entreprenøren - eventuelt gennem valg af alternative underleverandører eller indretning af tunnelelementfabrikken - skal kunne garantere, at projektet ikke lige pludselig under støbeprocessen løber tør for materialer eller har nedbrud på kritiske forsyninger som vand og strøm”, uddyber Kim Smedegaard Andersen.
Som en ekstra sikkerhed er det endvidere indarbejdet i kontrakten, at entreprenøren skal kunne iværksætte en backupplan, hvis det mod forventning skulle vise sig, at kapacitet og kvalitet alligevel ikke lever op til det lovede. Dermed kan man nok tillade sig at konstatere, at Femern Bælt-konsortiet virkelig har gjort sig umage for at sikre en kontinuerlig og sikker produktionsproces.
Et helt hold af eksperter
Derfor er det også essentielt, at fuldskala prøvestøbningen sker under forhold, der er så realistiske som muligt. Det betyder blandt andet, at der ikke blot støbes i fuld skala, men også, at armeringen testes af i forholdet 1:1 med henblik på at sikre såvel proces som kvalitet. Blandt andet at en af armeringens værste fjender, klor-ioner som forårsager tæring, ikke kan trænge ind og gøre skade, når elementerne sænkes under vand.
Det siger sig selv, at støbningen skal være uden hverken revnedannelser eller luftlommer. Blandt andet derfor er det vigtigt, at fuldskala prøvestøbningen dokumenterer, at der kan foretages en komplet udstøbning i én kontinuerlig proces i den korrekte kvalitet. Det er et større hold af eksperter fra såvel entreprenøren som dennes rådgivere med til at sikre.
Strategisk kvalitetssikring
”Da projektet i tidernes morgen blev en realitet, gik vi i gang med at definere en strategi for den kravspecifikation, der skulle ligge til grund for udbuddet. Til et projekt af denne størrelse og karakter knytter sig nogle helt særlige udfordringer, som entreprenøren både skal kunne dokumentere og bevise, det er muligt at leve op til”, slutter Kim Smedegaard Andersen.
Som tidligere nævnt er et omfattende forskningsarbejde gået forud, blandt andet i form af mindre prøvestøbninger, hvorfra der er udtaget borekerner. Disse er blevet testet efter alle kunstens regler for så vidt angår styrke- og andre mekaniske egenskaber. Intet overlades til tilfældighederne i forbindelse med projektet, der har en samlet budgetramme af 55,1 mia. kr., og hvortil der medgår i omegnen af 3 mio. kubikmeter beton.
Fakta
Vigtigt med en kontinuerlig proces
Det er essentielt, at betonen i et tunnelelement ikke blot er i orden for så vidt angår den materialemæssige sammensætning, men også er det i forhold til selve den procesmæssige udførelse. F.eks. kan luftlommer opstået i forbindelse med udstøbningen på et senere tidspunkt vise sig at være problematiske. Derfor er det vigtigt, at udstøbningen kan ske i en kontinuerlig proces uden afbrydelser.
Eventuelle produktionsstop kan nemlig medføre uhensigtsmæssige spændinger og støbeskel i betonen. Samtidig er det vigtigt med en ensartet hærdningsproces i hele tunnelelementet, lige som betonen ikke må være for tung at bearbejde med ved udstøbningen af overfladen. Det kan nemlig medføre støbefejl i tunnelelementets vægge, lige som presset ned mod elementets bundplade kan blive så stort, at der sker støbefejl inden, betonen er færdighærdet.
Efter placering af et element på bunden af Femern Bælt udstøbes en ballast i form af endnu et lag beton på elementets bund, der skal sikre tunnelelementerne mod opdrift. Elementerne sænkes ned i en udgravet rende, og på toppen udlægges efterfølgende et beskyttende lag af sand og sten i hele forbindelsens længde med henblik på at beskytte konstruktionen bedst muligt mod ankerkastning og grundstødning af større skibe.
Fakta
Flere feltforsøg i arbejdet for bedre beton
Som nævnt i artiklen er det mere end 10 år siden, at Femern A/S igangsatte en holdbarhedstest i Rødbyhavn. Det er sket i samarbejde med Betoncentret på Teknologisk Institut, der har fungeret som eksternt betonlaboratorium. Derfor har man også igangsat en række andre feltforsøg, der skal føre til betonkonstruktioner med endnu bedre holdbarhed og levetid i saltholdige miljøer.
Ud over tunneller i havvand kan det kan f.eks. være broer, vejbroer og parkeringshuse, der udsættes for tøsalt, samt svømmebade. Projektet kan gennemføres, fordi bygherren for den faste forbindelse til Tyskland har igangsat forsknings- og udviklingsaktiviteter, der ud over at dække egne behov også kan komme fremtidige projekter til gode. Samarbejdet omfatter blandt andet, at Betoncentret driver et anlæg til felteksponering af beton i Rødby Havn, hvor store betonemner kan placeres delvist nedsænket i havnens vand.
”Ud over de omfattende forsøg, der er direkte rettet mod betonen til den kommende faste forbindelse, har Femern A/S bedt os gennemføre yderligere forsøg med chloridindtrængning i beton og selvhealing af revner. Derfor har vi støbt og monteret seks ekstra betonemner, der indeholder sensorer og armering. Forsøgene skal blandt andet give os viden om den såkaldte chloridtærskelværdi, som er meget vigtig for at få pålidelige resultater fra levetidsmodeller for betonkonstruktioner”, fortæller faglig leder Henrik Erndahl Sørensen fra Betoncentret.