Bakgrund
Seinäjoki-Oulu-linjen är en av de mest trafikerade delarna av järnvägen i Finland och också en del av TEN-T-nätet som går genom Europa. Ylivieska-stationen, som är en viktig knutpunkt för både passagerar- och godstrafik, ligger mitt emellan dessa slutstationer.
I den södra änden av Ylivieskas järnvägsstation, strax under rälsen, återfinns en stentrumma igenom vilken två hålrum som är mer än 100 meter långa löper, med en total volym på över 200 kubikmeter.
Gamla vägtrummor har ofta problem med att jorden runt omkring dem sakta tar sig in genom skarvarna mellan stenplattorna. Detta skapar tomrum runt omkring trumman, vilket gör att vägar och räls ovan börjar sjunka över tid. Vibrationer och nederbörd orsakade av tåg som kör på rälsen ovanför trumman förvärrar ofta sättningen. Detta var också fallet i Ylivieska.
Sättningarna påverkar spårgeometrin för järnvägsspåren och utgör en säkerhetsrisk. Det i sin tur leder till sänkta hastigheter som drabbar passagerarna och tidtabellen. I Ylivieska hade en del av tomrummen redan vuxit tillräckligt stora för att nå markytan.
Eftersom trumman inte längre behövdes ville Väylä, som ansvarar för underhållet av finska vägar, järnvägar och vattenvägar, ta bort kulvertarna helt. För detta ändamål bad Väylä Geobear om ett lösningsförslag som skulle kunna genomföras utan störningar för järnvägstransporter som sker på spåren ovanför stenkulvertarna.
Geobear har stor erfarenhet av att fylla tomrum av olika omfattning och genomföra markförstärkning. Lösningsförslaget som Geobear tog fram var en tomrumsfyllningsmetod där expanderande geopolymer används tillsammans med Leca för att fylla hålrummet i vägtrumman.
Kundalternativ
Gamla stenkulvertar som tagits ur bruk har traditionellt fyllts med betong. I detta fall var inte betongfyllning en optimal lösning på grund av att längden på vägtrumman. Arbetet skulle ha inneburit att järnvägstrafiken skulle behövts stoppas, i alla fall delvis, på grund utav att betongfyllning av kulverten inte hade kunnat genomföras utan att gräva upp vägen ovanför.
Varför Geobear?
Beslutet att använda en metod med geopolymer och Leca gjorde att arbetet kunde utföras utan att störa järnvägstrafiken. Jämfört med traditionella trumfyllningsmetoder har kombinationen av geopolymer och Leca också många andra fördelar. Metodens totalvikt är endast 15% av motsvarande vikt vid användning av betongfyllning, vilket resulterar i betydligt mindre belastning på marken under kulverten.
Användningen av geopolymer och Leca är också överlägsen andra metoder tack vare metodens snabbhet. Till exempel kräver betong minst 24 timmar för att härda, medan geopolymer uppnår 90% av sin styrka och hållfasthet på endast 15 minuter, samtidigt är det möjligt att fylla håligheterna mellan stenarna och täta de läckande skarvarna upptill på vägtrumman.
Geopolymer har också ett mindre koldioxidavtryck i jämförelse med betong, och tack vare en noggrant kontrollerbar expansionsprocess kan geopolymerer och Leca uppnå en 100-procentig fyllnadsgrad.
Geobears lösning
Geobears mål var att permanent stänga av en avvecklad stentrumma så att jord inte längre skulle läcka in i vägtrumman och inga tomrum eller sättningar skulle skapas ovanför den. Geobear utformade en lösning för projektet där en vägtrumman på 205 m³ fylldes med Leca och geopolymer.
Vägtrumman under järnvägsstationen bestod av två öppningar med samma storlek (90 cm breda och 125 cm höga), vars volym och utseende kartlades innan projektet med hjälp av drönare.
Tomrumsfyllningen med hjälp av Leca och geopolymerinjektering utfördes i sektioner på cirka 6 meter, varvid Leca först blåstes in i området en sträcka på cirka 3 meter. Lecan fungerade då som en slags “motbarriär” för den expanderande geopolymeren. Syftet med geopolymeren var att binda Leca-kulorna och samtidigt täta och fylla håligheterna mellan stenarna i kulverten och därmed säkerställa en 100-procentig fyllandsgrad. Teamet såg också till att de båda kulvertarna fylldes växelvis och i samma takt, vilket förhindrade horisontella rörelser i stenkulverten.
Under injekteringen var den vertikala geometrin av rälsen ovanför vägtrumman övervakad i realtid med hjälp av lasermätare. Detta för att säkerställa att spåren inte flyttade sig uppåt vid injektering.
Den expanderande geopolymeren tillsammans med Leca gav en säker och långsiktig lösning på problemet vid Ylivieskas järnvägsstation. Detta mycket utmanande tomrumsfyllningsprojekt genomfördes i samarbete med Väylä, Ramboll CM Oy, Winco Oy och Sundström Ab Oy under 7 dagar, utan att störa tågtransporter eller passagerare.
“Projektet var välorganiserat och var tidseffektivt. Arbetet gjordes också på ett professionellt sätt med hänsyn till järnvägsmiljön”
– Janne Luomaoja, Ramboll CM Oy
KATEGORI ………………………………………JÄRNVÄG
FOKUS ……………………………. TOMRUMSFYLLNING
PLATSER ……………………………YLIVIESKA, FINLAND
GENOMFÖRANDE………………………….OKTOBER 2019
METOD…….…. GEOPOLYMERINJEKTERING OCH LECA
