rfr · H50WRFR16 · 2018-01-01 00:00:00 — Däremot kan SGI ta ställning till om uppfyllnad av marken kan bli aktuell för att nå rätt nivå på markytan eller om skyddsvallar behöver byggas som översvämningsförebyggande åtgärd och om markens stabilitet blir tillfredsställande då dessa åtgärder vidtagits. SGI bistår länsstyrelser och kommuner i planprocessen med att granska översiktsplaner och detaljplaner utifrån geotekniska säkerhetsfrågor (ras, skred, erosion samt förebyggande åtgärder avseende översvämning och dess påverkan på stabiliteten).145 142SMHI, intervju . 143SMHI, intervju . 144SMHI, intervju . 145SGI, intervju , skriftligt svar . I detta avsnitt presenteras den del av uppföljningen som handlar om anläggning av ny järnväg, med fokus på järnvägstunnlar i tre städer. Samtliga tunnelbyggen och stationslösningar är komplicerade anläggningar som processats fram . Olikheterna i de tre fallen gör att de redovisas delvis var för sig, utom när det gäller frågan om det transportpolitiska målet, samverkan mellan aktörerna och hinder för att genomföra klimatanpassning. Eftersom det har byggts och det projekteras fler tunnlar genom städer inleds avsnittet med en redogörelse över vilka alternativ som finns när man anlägger en ny järnväg eller järnvägssträcka. 3.1Vilka tekniker finns att välja på? Forskare om anläggning av ny järnväg Nedan redogörs för vad som framkommit när frågor ställts till järnvägsforskare om tekniker att anlägga ny järnväg och vilka fördelar och nackdelar de har vid en jämförelse. Med tanke på att t.ex. tunnlar är både dyra och känsliga för vatteninträngning kan man utifrån ett klimatförändringsperspektiv ställa frågan vilka andra tekniker finns att välja på när man anlägger ny järnväg. Frågan aktualiseras i och med satsningen på nya stambanor. Järnvägsforskare identifierades genom sökningar på rapporter och artiklar och genom Expertsvar. Forskare kontaktades inledningsvis vid (), (), () samt tekniska universitet.146 KTH Järnvägsgruppen är ett tvärvetenskapligt forskningscentrum med ett flertal forskargrupper som representerar ett eller flera ämnesområden. KTH Järnvägsgruppen har en bred kompetens: från konstruktion av infrastruktur och tåg till själva trafikeringen. Det övergripande syftet i den forskning som bedrivs är att effektivisera järnvägstransporter (både passagerare och gods) och att öka järnvägens konkurrenskraft. Projekten kan omfatta både tekniska aspekter och ekonomiska. Inom transportvetenskap spänner forskningsområdet över planering-marknad-trafikering. Följande forskare har intervjuats i KTH Järnvägsgruppen: (och flyg), (Avdelningen för transportplanering, ekonomi och teknik) samt (Avdelningen för bro- och stålbyggnad). Charmec är ett för järnvägsforskning vid . Det har funnits . Charmec arbetar med järnvägsmekanik 146Renodlad järnvägsforskning bedrivs vid tre universitet: , och . Dessa forskningscentra har ett mångårigt samarbete och kompletterar varandra sinsemellan. Utöver detta finns enskilda forskare vid andra universitet. Ytterligare ett har bildats på med inriktning mot trafikfrågor. med fokus på interaktionen löpverk/bana, vilket är ett betydelsefullt område eftersom kostnaderna för spårrelaterad nedbrytning står för klart mer än hälften av underhållskostnaderna och trafikstörningarna. Charmec har även fokus på kringliggande områden, exempelvis buller, och har blivit ett av de ledande universiteten i världen inom sitt område. Charmec knyter även till sig andra institutioner i konkreta forskningsprojekt som till exempel geo- och broteknik. Vid järnvägscentrum Charmec har intervjuats. Vid LTH (en fakultet inom ) finns enskilda forskare som har forskningsinriktning mot järnväg. , Avdelningen för konstruktionsteknik, har intervjuats. () är en centrumbildning som bildades av och gemensamt. Cirka 25 forskare ingår i CSPR, vars forskningsområden är omställning, klimatvisualisering, klimatsårbarhet och klimatanpassning, mätning och styrning av kolflöden samt klimat som kulturyttring. Vid har intervjuats. Nedan redogörs för den information som inhämtats vid intervjuerna utan att källan specificeras, utom i vissa fall, eftersom det handlar om grundläggande faktakunskaper. 3.1.1 Viktiga faktorer vid val av anläggning av järnväg Hastighet, markförhållanden, markpriser Hur man väljer att anlägga ny järnväg beror på ett flertal faktorer. Generellt sett finns en strävan att hålla banan förhållandevis plan. Man kan nämligen inte ha stora stigningar med tåg (höghastighetståg kan dock ha större stigning jämfört med godståg). På landsbygden är det landskapet som definierar hur den nya järnvägen anläggs. När det gäller tätbefolkade områden kan järnväg anläggas på marknivå, i tunnel och på bropelare. En annan faktor som har betydelse vid val av anläggning är den hastighet man vill uppnå. Resenärers krav på korta restider medför krav på högre hastigheter. Ju fortare man kör, desto rakare spår måste man ha. Om man bygger för 350–måste en ganska stor andel av spåret läggas på bro; det innebär fler broar på pelare och viadukter, medan med en hastighet på –anlägger man större delen av banan på mark eller på bank. Högre hastigheter ställer också högre krav på banans stabilitet.147 De geotekniska förutsättningarna är en annan viktig faktor. Dessa förutsättningar skiljer sig över landet. Om det finns en bra berggrund, som i , 147EU:s regelverk skiljer mellan olika kategorier av höghastighetsbanor. Kategori 1 är banor som är avsedda för och högre hastighet, och kategori 2 är avsedda för en hastighet . Krav på spårtyp, banvall m.m. skiljer mellan de olika kategorierna. Krav på järnväg finns definierade i Tekniska specifikationer för driftskompatibilitet (TSD), se lagstiftning/. kan man se flera fördelar med tunnel. Men det finns områden i där det under ett lager med bördig jord ligger lös lera med insprängda fickor av gyttja. Det kan vara kostnadsdrivande och innebära ett stort osäkerhetsmoment då det ur grundläggningssynpunkt blir tekniskt svårare att anlägga en tunnel. på bropelare kräver inte samma goda berggrund som en tunnellösning. länder i har inte en tillräckligt bra berggrund för att borra en tunnel och av det skälet väljer man att anlägga järnvägen på bropelare. spårets sättningar inte vara för stora, det gäller i synnerhet om ballastfri ban- överbyggnad (s.k. slab tracks) väljs eftersom justeringsmöjligheterna är betyd- ligt mindre än för ballastspår. Vilken lösning som väljs styrs också av ekonomiska faktorer som markpri- ser och tillgång på mark. I har man byggt mycket järnväg på viadukter främst beroende på marktillgång. När man i skulle börja bygga sin första höghastighetsjärnväg valde man en halvtunnelvariant av ekonomiska Kostnaden påverkas även av vilka extra åtgärder som måste vidtas på grund av geotekniska förutsättningar. Exempelvis kostnaden för en betongin- klädd tunnel (s.k. lining) är väsentligt högre än för en traditionell bor- rad/sprängd tunnel i bra berg. Andra faktorer som påverkar hur man väljer att anlägga ny järnväg är mil- jöhänsyn, bl.a. buller, och estetiska krav, vilket innefattar att hänsyn måste tas Ytterligare en aspekt vid anläggning av ny järnväg är att bangårdar och stationsområden kan ändras och behöva vidareutvecklas. planeringen av en ny bana ställas inför flera problem. Ur detta perspektiv kan man se att i handlade om en förbättring av tågtrafiken ge- nom att bangårdens dåliga kapacitet togs bort. En tunnel under en stad kan handla om hur man tar bort tågen från stadsmiljön och ger utrymme för mer järnvägstrafik. Forskare anger att det inte går att påstå att det finns någon trend att anlägga järnväg i på det ena eller andra viset, utan det mesta styrs av topografin När det gäller persontrafik är de olika lösningarna i stort sett likvärdiga ur sä- Godstrafik är dock mer komplicerat att uttala sig om jämfört med persontrafik (godstågen är byggda med gammal teknik, men håller gene- rellt sett en lägre hastighet). De risker som finns är bl.a. urspårning med farligt Risken för urspårning är större om det finns växlar. I kortare tunnlar und- viks därför växlar (enligt regelverket) medan de förekommer på markförlagda 148Exempel på hur topografin styr ser man på sträckan –(en sträcka med väldigt många tunnlar och viadukter), –Wurtzberg samt –. banor.149 Anlägger man en längre sträcka eller stationer i en tunnel eller på viadukt kommer man dock att behöva växlar. Faktorer som kan förvärra vid en urspårning är hinder i form av bropelare eller fasta föremål. Fördelen med spår i tunnel och på viadukt är att där finns inga sådana hinder som kan förvärra vid en eventuell urspårning. Vid brand är säkerheten generellt sett större på bro. Brand i tunnel är alltid lika farligt oavsett typ av trafik. Frågan har dock utretts och en omfattande förbättring har skett. Moderna tåg är därför mycket brandsäkra. Exempelvis beaktas brandsäkerhetsaspekten vid val av material i klädsel och kabeldragningar. Vid ett utsläpp av farliga kemikalier kan utsläpp hållas mer samlat i en tunnel än på en bro. Alla moderna tunnlar har dessutom väl fungerande dränering. När man bygger järnväg genom känsliga vattenskyddsområden används geotextilier för att förhindra spridning av kemikalier. Vid en allvarlig olycka är det oftast enklare att utrymma från en bro än en tunnel. Transportforskare framhåller att resenärer föredrar att åka på en bro i stället för i en tunnel, då man inte känner sig lika instängd. Centralt och perifert stationsläge Ny järnväg passerar ofta igenom tätt bebyggda områden med ett centralt stationsläge. Ett skäl att välja centralt stationsläge är att resenärer har höga krav på järnvägen vad gäller restider, annars väljer man ett annat transportmedel. Om ny järnväg i stället anläggs utanför stadskärnan med en perifer stationslösning minskar anläggningskostnaden (det är däremot svårare att göra en kalkyl över hur resandet kommer att bli ). Studier visar att det är mindre attraktivt för resenärerna.150 Varbergstunneln är ett exempel på anläggning av ny järnväg där man fortfarande ska kunna passera med tåg genom staden med ett centralt stationsläge. Det är en dyr lösning. Alternativet hade varit en ny station bort mot motorvägen, men det också hade varit sämre ur resenärssynpunkt.151 Man kan här jämföra med Sverigeförhandlingen som har tittat på frågan om centrala eller perifera stationslägen och kommit fram till att centralt stationsläge ger ökad tillgänglighet och kortare restid. Ett centralt stationsläge kan även bidra till en förtätning i ortens centrala delar, vilket i sin tur kan leda till en stark och attraktiv stadskärna (förutsatt ett lokalt och regionalt engagemang i att utveckla området nära stationen). En av de nackdelar som nämns är att det 149Ett exempel: Genom stad passerar tåg med 1 flygbränsle i en hastighet av –ca . Det finns både många växlar och fasta föremål av betong på ett avstånd av mindre än från spårets mitt. 150Ett projekt på KTH har undersökt hur resenärer upplever resandet beroende på om stationen ligger centralt eller utanför stadskärnan. Preliminära resultat visar att resenärer föredrar en centralt lokaliserad station. 151Länsstyrelsen anför att flera städer längs har genom satsningen på fått dubbelspårig järnväg men att stationen har förlagts utanför staden (t.ex. i och ). Miljöperspektivet är att få folk att välja att resa med tåg. Ur det perspektivet förlorar man väldigt mycket på att inte ha stationen inne i staden. Städerna kan ha som mål att växa åt det håll stationen ligger, men det är inte lätt och det går inte fort. i normalfallet är dyrare att dra en helt ny järnväg genom de centrala delarna av Det kan t.ex. handla om lösningar på bro eller tunnel, eller att bebyg- gelse måste rivas. Tåg som passerar i hög hastighet genom en stads centrum genererar dessutom buller. Men om flertalet tåg antas stanna vid stationen blir sannolikt problemet mindre (höghastighetsjärnvägen trafikeras inte av gods- tåg, vilket gör att åtminstone den typen av buller undviks). tionsläge riskerar att leda till en ödslig station som kan upplevas som otrygg stora delar av dygnet. Ett ”halvcentralt” stationsläge kan i vissa fall vara en I mindre städer kan perifera/externa stationslägen vara att före- dra för att sprida nyttorna till ett större omland.152 Den ljudnivå som uppstår av ett förbipasserande tåg beror på ett flertal fak- torer, men en avgörande faktor är den hastighet tåget håller. Ju högre hastighet, desto mer buller. Om tåget ska passera genom ett tätbebyggt område kan man behöva sänka hastigheten. Generellt sett uppstår något mindre buller från en bana på marknivå än en bana på bropelare. I tunnlar försvinner nästan allt externt ljud. en bana på bropelare spelar även val av konstruktion roll. Om man bygger en kompositbro, s.k. stål-betong-samverkansbro, kan det ge upphov till mer bul- Vibrationer utgör ett problem i samtliga utföranden. genom luften, men vibrationer fortplantar sig genom konstruktionen och mar- Man måste beakta både geoteknik, hur bostäder är byggda och hur sam- hällen är planerade när man söker minska vibrationer. resulterat i vissa åtgärder, t.ex. det s.k. UBM-systemet (Under ballast mats) som används vid i med gott resultat. har historiskt sett varit markförlagd. Den anläggs på en banvall, med passager över vattendrag och dalgångar (korta järnvägsbroar) och i tunnlar ge- Bana på marknivå är den traditionella lösningen och vanligast i För är markförlagd bana generellt sett det givna grundut- förandet, förutsatt att inte landskapet kräver en bro eller en tunnel. förhållandevis många tunnlar och broar när järnväg dras genom ett land- Ny järnväg genom en stad fungerar sällan på marknivå. det är att det ofta inte finns plats. En markförlagd bana kräver på 152 SOU 2017:107, Slutrapport från Sverigeförhandlingen, s. 73 f. 153 När Ostlänken är färdig ska ha byggt ny järnväg, 200 broar och 20 kilometer tunnlar (, Planläggningsbeskrivning , projekt ). Det stora antalet broar och tunnlar är emellertid baserat på en beräknad hastighet av kilometer nästan överallt, vilket ger en förhållandevis stel linjeföring med svårig- heter att manövrera i topografin (, et al, , (2016) Nya stambanor till lägre kostnader, s. 46). vardera sidan om spåret (till skillnad från ett spår på bropelare som kräver drygt hälften). En markförlagd järnväg genom en stad innebär dessutom att hänsyn måste tas till dels säkerhet och behov av inhägnad längs banan, dels befintlig infrastruktur eftersom dagens stationer normalt ligger i centrum. kan anläggas ovanför marken och det finns ett flertal begrepp, delvis överlappande, delvis mer specificerade.154 Nedan används mestadels ”bropelare” om det täcker in vad som avses på ett adekvat sätt. på bropelare är vanligt i , inte minst i och . I har man konsekvent valt att lägga järnvägsbanor på bropelare även där topografin är ganska platt. De senast byggda banorna i är till byggda på bro och i till byggda på bro.155 Man använder sig av prefabricerade delar, vilket håller nere kostnaderna. I används dock mycket massiva betongkonstruktioner på grund av jordbävningsrisken. på bropelare har under även anlagts i . har exempelvis satsat på att bygga landskapsbroar på vissa sträckor. Forskare framhåller att lösningen att anlägga järnväg på bropelare och använda sig av prefabricerade delar är en mer kostnadseffektiv lösning på landsbygden jämfört med markförlagd bana, som ju också måste gå ned i tunnlar och över vattendrag.156 Det har anlagts många järnvägsbroar i , men de är ofta inte längre än och enbart tänkta för att överbrygga höjdskillnader och vattendrag. Mer sällan har långa järnvägsbroar byggts.157 154Några begrepp är ”högbana”, ”bana på bropelare”, ”bana på viadukt”, ”järnvägsbro” och ”landskapsbro”. Särskilt i och använder man begreppet ”viadukt” för järnväg på långa broar med en ett stort antal pelare. ”Landskapsbro” är en längre bana ute i landskapet. 155Jämförelser med är intressant med tanke på landets satsningar på järnväg. I en analys av data över järnvägsinfrastruktursatsningar över hela världen (2017) anges: “is currently the main stage for railway development, with being by far the biggest player.” bygger av all tung järnväg och av all höghastighetsjärnväg i världen. 156Kostnadsbedömning för höghastighetståg –med som hastighet har räknats på industriell produktion av broar, bl.a. har ett japanskt viaduktkoncept översatts till svenska förhållanden och utvärderats med lovande resultat (, Höghastighetsbanor, 2018:060, s. 5). 157En lång järnvägsbro är i . Den är och går som mest över (att jämföra med som är och ). Bana på bropelare genom städer Inne i städer har stationer anlagts i upphöjt läge, på viadukt, . Ett exempel är Berliner Stadtbahn.158 Upphöjt stationsläge förekommer ofta i och på flera ställen i , men dessa stationer ligger ofta i utkanten av staden. Att få upp stationen ovanför markplan kan ge väldiga fördelar. Transportforskare framhåller att bana på bropelare innebär att marken kring järnvägen inne i en stad kan nyttjas bättre. I städer med höga och växande markvärden blir det intressant att bygga bana på bropelare, vilket man se i . Höghastighetsbana finns i hela och är i bebyggda trakter till stor del förlagd på pelare. Hus står mycket nära bropelarna, och folk passerar inunder till och från tågen. Det kan dock bli mörkt under bropelare, och bullerskärmar kan synas från vissa fastigheter. på bropelare kan upplevas som ett visuellt hinder i en stad. Att anlägga bana på bro möjliggör högre hastighet genom städer. Det medför även ökad säkerhet (i även färre självmord). Med banor på bropelare försvinner behovet att anlägga planskilda korsningar, vilka i tätbebyggda städer kan bli väldigt många. En annan fördel med att anlägga järnväg på bropelare genom en stad är att man exakt kan välja plats för fundamenten (där det finns fastare jord och där det inte är långt ned till fast berg). Om de geotekniska förutsättningarna är sämre kan det krävas utökat förstärkningsarbete i form av ett påldäck – en sorts bro i jorden – för fundamenten. 158Berliner Stadtbahn är en järnvägssträcka genom innerstad som öppnade 1882. Den är byggd som en högbana. För att ge plats åt banan lät man riva fastigheter. Tunnellösning är den mest flexibla lösningen vad gäller dragning av banan. Det går att dra en ganska stor kurvradie under jord. Dragning av bana under jord kan dock i större städer begränsas av att det i vissa fall råder brist på utrymme.159 Järnvägsspår i tunnel påverkas inte av väder och vind. Det kan dock hända att man måste gå ganska djupt ned på sina ställen, vilket innebär att man måste ta hänsyn till grundvatten. En normal svensk bergtunnel borras eller sprängs i ett berg.160 används s.k. tunnelborrmaskiner. De finns i en mängd olika utföranden. Tunnelborrmaskinen går in i det aktuella berget och lämnar efter sig en i princip färdig tunnel.161 En tunnel kan förstärkas i områden med otillräcklig bergtäckning eller dåligt berg. Vid förekomst av dåligt berg eller högt vattentryck används s.k. lining som ofta är prefabricerade betongelement (tunnelborrmaskinen placerar ut betongelementen). Det är ofta en mycket mer kostsam lösning. Tunnlar kräver att möjligheten att utrymma tunneln och att andra större säkerhetsfrågor garanteras.162 Inför ett tunnelbygge undersöks geologiska och geohydrologiska förhållanden. De geologiska förutsättningarna rör bergstrukturer, jordlager och berggrund, och geohydrologiska förutsättningar rör jordlager, berggrund, magasinsegenskaper och tryck. Hur en färdigutredd tunneldragning kan se ut framgår av denna skiss över Varbergstunneln: 159Citytunneln, Helsingborgstunneln och har spårgeometrier som ger eller kommer att ge höga underhållskostnader och därmed trafikstörningar. 160Det innebär att man borrar ett stort antal hål som motsvarar det kommande tunneltvärsnittet, dessa fylls med sprängmedel som fyras av. Då lösgörs material som sedan transporteras bort. Nya hål borras osv. 161Citytunneln i anlades på detta vis. Tekniken har använts i flera tunnelprojekt, däribland Kanaltunneln (färdig 1994) och (färdig 1997). 162Utrymning av tåg i tunnel ska kunna ske till säker plats. Tre lösningar anges av : Laterala och/eller vertikala nödutgångar till markytan (minst en gång per kilometer), tvärtunnlar mellan angränsande oberoende tunnelrör (minst en gång per ) samt alternativa tekniska lösningar (, Krav Tunnelbyggande, 2016:0231, s. 97). Skiss över jordlager, tunnel, grundvattennivåer m.m. Källa: , Miljökonsekvensbeskrivning. Varbergstunneln, , –Hamra. Notera tunneldragningen (röd linje). Att bygga under marknivå innebär ofta att det läcker in grundvatten i anläggningen och att grundvattennivåerna i omgivningen sjunker som följd. I områden med sättningskänslig lera kan en grundvattensänkning orsaka omfattande skador som medför betydande kostnader. För att undvika skador kan flera åtgärder behöva genomföras, däribland injektering, infiltration och förändrad design. Dessa åtgärder kan vara väldigt kostsamma. Stora resurser läggs därför på undersökningar och utredningar för att bedöma hur stora behoven är. Egenskaperna hos jord och berg måste fastställas samt hur de förekommer i den aktuella marken (jordförhållandena är heterogena och har olika egenskaper i olika riktningar och kan inte undersökas i sin helhet för området i fråga). På grund av dessa förhållanden måste beslut om säkerhetshöjande åtgärder fattas trots vissa osäkerheter. Inträngning av grund- och ytvatten måste hållas under kontroll. Om tunneln ligger under grundvattennivån kommer vatten att vilja tränga in i tunneln. går ofta tunnlarna djupare ned – ibland med en lågpunkt inne i tunneln – jämfört med förr då tunnlarna anlades så att det inträngande vattnet rann ut av sig självt. För att minimera inträngningen av vatten i tätas därför numera tunnlar. I de fall en hundraprocentig tätning inte är möjlig, eller ekonomiskt försvarbar, leds vattnet bort med pumpanordningar.163 Ytvatten är det mest akuta för en tunnel. Det ska inte komma in ytvatten i tunneln, ned på spåren via rulltrappor eller in i tunnelmynningar. 163En pumplösning med mer inträngande vatten vara ekonomiskt och miljömässigt försvarbart jämfört med tätning. Det kan även vara reglerat i vattendom, som i fallet med tunneln genom . undvika detta är att förbättra dagvattenbrunnarnas kapacitet. En del städer anlägger konstgjorda dammar i närheten av stationer och skapar på det sättet en buffertmöjlighet för dagvattnet. Den infrastrukturansvarige kan bygga runt tunnelmynningarna eller anlägga portar. Det finns en del länder som har arbetat med dessa frågor, däribland på grund av sitt låga läge i förhållande till havet. Där har man byggt stora konstruktioner efter översvämningarna . 3.1.5 Spårtyp och linjeföring Järnvägsteknik är en komplicerad vetenskap. Att planera och konstruera järnvägsspår handlar om en mängd olika aspekter, t.ex. spårets geometriska läge, linjeföring i termer av kurvradier (horisontellt och vertikalt), spårets dosering i kurvorna (rälsförhöjning), krav på undvikande av solkurvor etc. Krav på banans linjeföring är starkt beroende av tågens hastighet. På ett konventionellt järnvägsspår vilar sliprarna på det översta lagret av banvallen på stenmaterial (grus eller makadam); detta kallas ballast.164 har ny teknik utvecklats som går under benämningen ballastfria spår. Man skiljer mellan sex huvudtyper av ballastfria spår beroende av spårsystemets uppbyggnad. Förenklat uttryckt innebär den nya tekniken att spåren monteras på en betongplatta (rälerna fästs med en befästning i plattan eller via ett betongblock som gjuts in i plattan).165 Det är enklare och kräver mindre grundförstärkning att anlägga spår med ballast. Denna spårtyp kan justeras både i höjd- och sidled. I områden med lösa leror bör ett ballastspår övervägas eftersom det ger möjlighet till justeringar. Ballastspår kräver å andra sidan mer underhåll. Ballastfria spår är dyrt initialt, framför allt om man har sämre markförhållanden.