Denna uppsats syftar till att undersöka och försöka förstå problemen och motsättningarna som kan uppstå vid byggandet av ett stort infrastrukturprojekt. Fokus ligger på vägprojektet Norra länken i Stockholm där lagen om nationalstadsparken och hur den ändrades 2009 har en central betydelse. Hur processen bakom denna lagändring sett ut är en av de frågeställningar som ställs. Intervjuer med berörda parter, yttranden, plandokument och andra förarbeten tydliggör hur åsikter går isär och hur geotekniska svårigheter i kombination med vissa aktörers motstånd mot vägbygget har fördröjt projektets färdigställande. Klara samband med tidigare forskning kring infrastrukturella projekts kostnadsutveckling och teori rörande rationell planering synliggörs i uppsatsen. Komplexiteten i fråga om vad rationellt agerande kan anses vara diskuteras generellt för att sedan belysas med detta specifika fall. Resultatet av uppsatsen visar hur ett starkt miljöskydd reducerades för att minska projektets totalkostnad då den höll på att skena iväg.

This is an essay written at the Royal Institute of Technology in Stockholm in the degree programme Civil Engineering and Urban Management. The focus is on real estate economics, which is a part of the department of Real Estate and Construction Management. The paper studies the construction of Norra länken in Stockholm in a so-called case study. The focus has been directed towards the economics of the project where we analyze the measures that are required to cope with the budget. The analysis shows that the project has benefited greatly from the experience the construction of Södra länken provided. Furthermore savings has also been made in several different areas. The study also shows that the project has managed to keep both the budget and the initial timeline. The calculations underlying the budgets are made with the so-called successive method. This study shows, however, that the reliability and accuracy on this method should be strongly questioned. The difference between the estimated final cost and the actual final cost increases the further into the project should be seen as a sign that the method is flawed. / Detta är en uppsats skriven på KTH i Stockholm inom civilingenjörsprogrammet Samhällsbyggnad. Inriktningen är fastighetsekonomi vilket är en del av institutionen för Fastigheter och Byggande. I uppsatsen studeras med en så kallad fallstudie uppförandet av Norra länken. Fokus har varit riktat mot de ekonomiska förutsättningarna kring projektet med ett syfte att analysera vilka åtgärder som tagits för att klara av att hålla såväl tidsplan som budget. Analysen visar att projektet har haft stor nytta av erfarenheter som byggandet av Södra länken gav. Utöver det har besparingar skett inom flera olika områden. Att projektet har klarat så väl tidsplan som budget är också något som kan konstateras efter denna studie. Kalkylerna som legat till grund för budgetarna är gjorda med den så kallade succesiva metoden. Denna studie visar dock att pålitligheten och träffsäkerheten kring denna metod starkt bör ifrågasättas. Att skillnaden mellan den uppskattade slutkostnaden och den faktiska slutkostnaden ökar ju längre in i projektet bör ses som ett tecken på att metoden är bristfällig.

Shallow Tunneling through highly populated areas of big cities is a challenging task. Almost in all the tunneling projects of shallow tunnel some or the other types of tunneling problems have been encountered and are still being faced. The stability of shallow tunnel is also influenced by many factors, primarily the in situ stress, geological structures, groundwater, rock mass quality, shape of tunnel etc. The design of shallow tunnel in past was almost purely a matter of experience. During last decays computational methods have been introduced as powerful design aids tool to arrive at safe and economical shallow tunnel structure. The purpose of this thesis work is to provide technical criteria and guidance for the design, and stability of Norra Länken shallow tunnel in rock for civil works projects. The design of shallow tunnels in highly dense areas is an iterative process. A good starting point is essential to the process and facilitates safe and economic design. Currently there are many practical two and three-dimensional software tools available for carrying out the task. This master thesis provides an overview of a methodology being used by tunneling experts, which captures the three-dimensional essentials of tunnel behaviour with two-dimensional analysis tools, PLAXIS. Though it is not a full and final situation and conclusion, but there is a lot to learn from such conditions .

Vatten är en förutsättning för allt liv, men trots dess centrala innebörd så kan också vatten på fel plats, vid fel tid, leda till problem. Inläckande vatten i undermarksanläggningar kan leda till avsänkning av grundvattenytan och medföljande problematik. Det är därför viktigt att regelbundet mäta och kontrollera inläckaget till bergstunnlar, särskilt i byggskedet, samt att kunna prognostisera dessa. Syftet med denna studie är att sammanställa erfarenheter av inläckage av grundvatten i de utvalda bergtunnlarna i Citybanan, Norra länken och Strängnästunneln. De uppmätta inläckagen i bygg- respektive driftskede har presenterats och jämförts med hur väl de överensstämde med de prognoser som gjorts samt villkor som beslutats. För alla tunnlar har kvalitativa, kvantitativa och matematiska prognosmetoder använts. Villkoren har formulerats på olika sätt för tunnlarna, Norra länken har villkor om ett enda årsmedelvärde för hela tunneln, Strängnästunneln har uppdelat på två delsträckor och Citybanan har villkoret uppdelat på åtta olika delsträckor. Strängnästunneln är den enda av de utvalda bergtunnlarna som inte överstiger villkoren, under något tillfälle, under den studerade tidsperioden, dock är det ingen tunnel som haft överträdelser som lett till villkorsbrott. I Citybanan sker överträdelser av villkoren samt prognoserna i byggskedet för delsträcka 1 och arbetstunneln Torsgatan. I driftskedet sker inga överträdelser av villkor eller prognoser. I Norra länken sker en överträdelse av villkoret, vilken skett av obestämbar anledning. Det finns ett stort behov av att utveckla prognosmetoderna som används för att prognostisera inläckage i tunnlar. Metoderna är generella, exempelvis baseras modelleringar på kontinuum modeller där variationen i berget inte tas i beaktning. Modellernas applicerbarhet kan därför ifrågasättas. Likaså finns det stora problem med mätutrustningen i tunnlarna, mätningen kan påverkas mycket om mätstationen placeras fel, är igensatt eller trasig osv. En av de viktigaste slutsatserna i denna studie är att det är komplicerat att få tillgång till en stor del av den mätdata som samlas in om inläckage i bergtunnlar. Det har tidigare inte funnits bestämmelser om hur och vart detta ska sparas och informationen är därför spridd. I framtiden är det att rekommendera att insamlingen och lagringen av inläckagedata standardiseras. Detta är på god väg och sker idag med de senare infrastrukturprojekten i databasen TMO och det nya Redbex. Slutligen bör en större satsning göras på erfarenhetsåterföring projekt emellan. Inläckagedata och förenklade sammanställningar av dessa bör finnas tillgängliga och brukas i projekteringen av nya projekt. / Water is a prerequisite for all life, however water at the wrong place, at the wrong time, can have negative impacts. Seepages into underground constructions can result in a lowering of the groundwater surface and following complications. Therefore, it is important to regularly measure and control the seepages into rock tunnels, especially during construction, and be able to predict the flow. The aim of this study is to gather experiences of seepages in the elected rock tunnel in the Stockholm City Line, Northern Link and the Strängnäs tunnel. The measured seepages in the construction and running phase has been presented and compared to the predictions and terms for the seepages. The methods applied for prediction of seepage in all the studied tunnels have been different varieties of qualitative, quantitative and mathematical methods. The terms of seepages have been formulated differently for all tunnels, the Northern Link has a single value measured as an annual average, the Strängnäs tunnel has the terms divided on two sections and the Stockholm City Line has terms for eight sections. The only tunnel in which the limits set by the court has not been exceeded, on even a singular occasion according to this study’s results, is The Strängnäs tunnel. Although no tunnel has broken the terms for seepages, even though singular measurements have been higher than the given term. In the Stockholm City Line several transgressions have been made of both the terms and predictions during the construction of the first most northern section and for the working tunnel at Torsgatan. During the running phase no transgressions were made. In the Northern Link one single transgression of the terms was made. There is a need to develop methods of prediction for seepages in tunnels. There are many methods available however, the methods used are general, simplified and uncertain. The mathematical models used to predict the seepages in the Stockholm City Line and the Strängnäs tunnel are based on continuum models where the variations in the rock is not considered. The applicability of the methods can therefore be questioned. There are also problems with the equipment for measurement, the measured flow can be highly affected if the measuring station is broken or poorly placed. One of the most important conclusions of this study is that it is complicated to gain access to a large part of the data collected on seepages in rock tunnels. It has not previously been determined how and where the data on seepages should be stored and therefore, the information is scattered. In the future it is advisable to standardize the collection and storage of seepage data. This standardisation although, is used for the most recent infrastructure projects, where information is stored in TMO and Redbex. To conclude, there should be more effort put into the return of experience between projects. Seepage data and collocations of these should be available and used in the planning of new project.

Just nu pågår stora anläggningsprojekt i Stockholm där Trafikverket försöker leda om trafiken från stadskärnan. Därför utfördes projektet Norra länken. Norra länkens tunnelkonstruktion är uppbyggd med ett inklädnadssystem och bergförstärkning som består av sprutbetong. I nuläget saknas information om vilka temperaturer som uppstår i en tunnelkonstruktion och på grund av detta appliceras Trafikverkets generella antagande vid dimensionering av vägtunnlar. Antagandet säger att tunnelkonstruktionens temperatur kommer att motsvara uteluftstemperaturen. Vilket innebär att sprutbetongen behöver vara frostbeständig och därmed appliceras XF4 eller XF2. För att förstå temperaturförhållandet i tunnelkonstruktioner bättre har Trafikverket utfört mätningar i Norra länken. Med ökad förståelse för temperaturförhållandena skulle det vara möjligt att korrigera det nuvarande kraven på exponeringsklasserna. Därmed var syftet med denna rapport att undersöka om mätningarna kunde hjälpa till att utforma ett underlag för framtida val av exponeringsklass i kommande tunnelprojekt med liknade inklädnadssystem. Metoden som användes för att kunna undersöka frågeställningarna var litteraturstudier, studiebesök och analys av mätningarna i Excel. Resultatet visade att bergförstärkningens temperatur aldrig hamnade under 0℃ under perioden som mätningarna erhölls medan inklädnadens temperatur understeg 0℃. Detta innebar att det inte fanns risk för frostskador i bergförstärkningen men att i inklädnaden fanns det risk för det. Däremot när analysen gjordes noterades att två av tre mätstationer blivit vattenskadade och orsakat mycket felaktig data och att all mätdata som erhölls var från milda vintrar. Vilket bidrar till att det finns en osäkerhet kring hur pålitliga mätvärdena var. Från analysen togs slutsatserna att det fanns för lite underlag för att kunna ta beslutet om att ändra val av exponeringsklass inför kommande tunnelprojekt och att Trafikverkets antagande inte stämde. Där av rekommenderas Trafikverket att fortsätta med mätningarna till planerat slutdatum 2025 och på så sätt erhålla tillräckligt med information för att i framtiden kunna utvärdera exponeringsklasserna på nytt. / Trafiverket strives to divert the traffic in Stockholm from the city center. In order to accomplish this, large construction projects are currently being planned and processed. One of them is a tunnel construction called Norra länken. The tunnel construction in Norra länken consists of a cladding system and rock reinforcement consisting of shotcrete. Currently there is not enough information on which temperatures that will occur in the tunnel construction and therefore Trafikverket’s general assumption is applied of when designing road tunnels. This means that the shotcrete needs to be frost resistant and that XF2 and XF4 is applied. In order to understand the temperature conditions in the tunnel construction Trafikverket decided to measure the temperatures in Norra länken. With an increased understanding of the temperature conditions it would be a possibility to alter the exposure classes that are currently applied. The purpose of this report is to investigate whether the resulting measurements could be used to design a basis for future selection of exposure class in coming road tunnel projects with similar cladding systems. For this report literature studies, field trips and analyzes of the measurements in Excel were used as a method to answer these research questions. The result showed that the temperature in the rock reinforcement never fell below 0℃ but that the cladding system did show temperatures below 0℃. Therefor it was only a risk for frostbite in the cladding system. However, when analyzing the data, it was noted that two out of three measuring stations were water damaged which caused a lot of incorrect data. The data was also only obtained from mild winters which makes it difficult to draw general conclusions from it. This contributed to uncertainties about how reliable the measured data was. From the analysis the conclusion was made that there was not enough information to support a decision that would alter the choice of exposure class in future tunnel projects. Thereby Trafikverket was recommended to continue with the measurements until the planed end date 2025 and by doing so they can obtain a sufficient amount of information to evaluate the exposure classes once again. / Temperaturmätning i inklädnadsystem och sprutbetong inom Norra Länken

Just nu pågår stora anläggningsprojekt i Stockholm där Trafikverket försöker leda om trafiken från stadskärnan. Därför utfördes projektet Norra länken. Norra länkens tunnelkonstruktion är uppbyggd med ett inklädnadssystem och bergförstärkning som består av sprutbetong. I nuläget saknas information om vilka temperaturer som uppstår i en tunnelkonstruktion och på grund av detta appliceras Trafikverkets generella antagande vid dimensionering av vägtunnlar. Antagandet säger att tunnelkonstruktionens temperatur kommer att motsvara uteluftstemperaturen. Vilket innebär att sprutbetongen behöver vara frostbeständig och därmed appliceras XF4 eller XF2. För att förstå temperaturförhållandet i tunnelkonstruktioner bättre har Trafikverket utfört mätningar i Norra länken. Med ökad förståelse för temperaturförhållandena skulle det vara möjligt att korrigera det nuvarande kraven på exponeringsklasserna. Därmed var syftet med denna rapport att undersöka om mätningarna kunde hjälpa till att utforma ett underlag för framtida val av exponeringsklass i kommande tunnelprojekt med liknade inklädnadssystem. Metoden som användes för att kunna undersöka frågeställningarna var litteraturstudier, studiebesök och analys av mätningarna i Excel. Resultatet visade att bergförstärkningens temperatur aldrig hamnade under 0℃ under perioden som mätningarna erhölls medan inklädnadens temperatur understeg 0℃. Detta innebar att det inte fanns risk för frostskador i bergförstärkningen men att i inklädnaden fanns det risk för det. Däremot när analysen gjordes noterades att två av tre mätstationer blivit vattenskadade och orsakat mycket felaktig data och att all mätdata som erhölls var från milda vintrar. Vilket bidrar till att det finns en osäkerhet kring hur pålitliga mätvärdena var. Från analysen togs slutsatserna att det fanns för lite underlag för att kunna ta beslutet om att ändra val av exponeringsklass inför kommande tunnelprojekt och att Trafikverkets antagande inte stämde. Där av rekommenderas Trafikverket att fortsätta med mätningarna till planerat slutdatum 2025 och på så sätt erhålla tillräckligt med information för att i framtiden kunna utvärdera exponeringsklasserna på nytt. / Trafiverket strives to divert the traffic in Stockholm from the city center. In order to accomplish this, large construction projects are currently being planned and processed. One of them is a tunnel construction called Norra länken. The tunnel construction in Norra länken consists of a cladding system and rock reinforcement consisting of shotcrete. Currently there is not enough information on which temperatures that will occur in the tunnel construction and therefore Trafikverket’s general assumption is applied of when designing road tunnels. This means that the shotcrete needs to be frost resistant and that XF2 and XF4 is applied. In order to understand the temperature conditions in the tunnel construction Trafikverket decided to measure the temperatures in Norra länken. With an increased understanding of the temperature conditions it would be a possibility to alter the exposure classes that are currently applied. The purpose of this report is to investigate whether the resulting measurements could be used to design a basis for future selection of exposure class in coming road tunnel projects with similar cladding systems. For this report literature studies, field trips and analyzes of the measurements in Excel were used as a method to answer these research questions. The result showed that the temperature in the rock reinforcement never fell below 0℃ but that the cladding system did show temperatures below 0℃. Therefor it was only a risk for frostbite in the cladding system. However, when analyzing the data, it was noted that two out of three measuring stations were water damaged which caused a lot of incorrect data. The data was also only obtained from mild winters which makes it difficult to draw general conclusions from it. This contributed to uncertainties about how reliable the measured data was. From the analysis the conclusion was made that there was not enough information to support a decision that would alter the choice of exposure class in future tunnel projects. Thereby Trafikverket was recommended to continue with the measurements until the planed end date 2025 and by doing so they can obtain a sufficient amount of information to evaluate the exposure classes once again.

Syftet med detta examensarbete är att undersöka och få fram underhållsparametrar för LCC-analysen (LivsCykelKostnad) av de nya inklädda tunnlarna. För arbetet har elektroniska källor använts samt intervjuer med tre yrkesverksamma från Trafikverket gällande bergtunnlar och de inklädda tunnlarna. Arbetet undersökte inte skillnaden mellan olika typer av tunnlar samt inkluderar inte utforskandet av andra länders LCC-analys parameterval. Trafikverket är en Svensk myndighet vars uppgift är att ansvara för och upprätthålla Sveriges transportsystem. Trafikverket har verksamhet inom sex områden: planering, trafik, underhåll, investering, stora projekt samt informations- och kommunikationsteknik. Huvudsakligen finns det två inklädnadssystem, fullinklädd, i vilket används antingen prefabricerad betong eller plastingjuten betong som inklädnad runt tunnel, samt halvinklädd, då en duk/membran med- eller utan sprutbetong används. Dessa inklädnadsystem har i uppgift att ta hand om vattenläckage och isbildning i tunneln. Fullinklädnad kan också användas som bärande element. En lättinklädd tunnel kan bestå av följande delar: duk/membranet, brandskydd, täckande nät, infästningsbultar och mindre delar. En fullinklädd tunnel består av antingen prefabricerad betong eller plastingjuten betong. Underhåll görs för att säkerställa den fortlöpande användningen av tunneln/anläggningen genom att åtgärda skador och fel som har uppkommit. En tunnel kan få skador på själva berget eller materialet. Underhåll av tunnlar består av flera steg. Först ut är tillståndsmätning, sedan objektplanering och sist åtgärd. En viktig del av åtgärd är trafikupphållet som uppstår när den utförs, kostnaden som uppstår påverkas av var tunneln är och hur länge det tar att åtgärda felet. LCC-analys är ett system som ger ett mått på ett objekts totalkostnad under dess hela livstid. LCC används på systemnivå för analys av tunnlarna och för att jämföra olika investeringsmetoder. För att utföra LCC-analys på systemnivå måste gränser för analysen sättas upp, LCC-modell och indata väljas. LCC-metoden som redovisas i rapporten använder investeringskostnaden och nuvärdet av underhållet- samt driftstoppskostnaden för att få fram LCC-värdet av underhållet för en komponent. Utifrån källorna och intervjuerna har det framgått att de avgörande parametrarna för LLC-analysen är följande: bergets tillstånd, materialets/konstruktionens tillstånd, kostnader för avstängning samt kostnaden för att ta ner inklädnaden.