Vid cementbaserad injektering är otillräcklig fördelning av injekteringsbruk inom bergsprickorna ett av de stora problemen, vilket negativt påverkar den resulterande tätningen och livslängden för underjordiska strukturer…
Inläckage av vatten till tunnlar och bergrum, konstruktioner under markytan, sker främst genom sprickor i bergmassan. Berginjektering med cementbaserade material har länge använts för att reducera inläckage. Denna teknik kan dock ha svårt att effektivt täta små sprickor på grund av den så kallade filtreringseffekten. Studien syftar till att möta denna utmaning genom att vidareutveckla och testa tekniken för dynamisk injektering under verkliga fältförhållanden.
Huvudsaklig forskarorganisation: RISE
Forskningsområde: Tätning samt vatten- och frostsäkring
Projektstart: 2026
Finansiering i samverkan med Trafikverket: 1 515 000 kr
Att uppnå tillförlitlig tätning av vattenförande sprickor är avgörande för att minska grundvatteninflöde, begränsa miljöpåverkan och säkerställa långsiktig funktion hos tunnlar och andra underjordiska anläggningar. Tidigare studier har visat att dynamisk injektering, där lågfrekeventa tryckpulser överlagras på det konventionella injekteringstrycket, kan förbättra injekteringsmedlets inträngning i sprickor med öppningar så små/smalla som 50 till 70 µm.
Laboratorieundersökningar med spricktestutrustningen VALS (Variable Aperture Long Slot) har visat att dynamiskt tryck förbättrar flödet av injekteringsbruk och möjliggör inträngning genom att erodera filterkakor som bildas i sprickor med små öppningar (under 70 µm). Efterföljande fältförsök har bekräftat att den utvecklade utrustningen för dynamisk injektering fungerar väl tillsammans med industriella injekteringspumpar under verkliga byggförhållanden. De tidigare fälttesterna genomfördes dock på borrhålsnivå, och effektiviteten hos dynamisk injektering i enskilda vattenförande sprickor har ännu inte utvärderats fullt ut.
Projektet syftar därför till att vidareutveckla och validera dynamisk injektering under fältförhållanden. Genom detaljerade undersökningar av borrhål kommer transmissiviteten i vattenförande spricksektioner att mätas och grupperas för jämförande tester. Därefter kommer dynamisk respektive statisk injektering att tillämpas på bergsektioner med liknande hydrauliska egenskaper, vilket möjliggör en direkt utvärdering av effekten av dynamiskt tryck under realistiska förhållanden.
En viktig del av projektet är utvecklingen av ett förbättrat mätsystem för brukflöde som kan övervaka injekteringshastigheter med hög noggrannhet över ett brett spektrum av spricköppningar. De insamlade fältdata kommer att ge ett mer tillförlitligt underlag för bedömning av tätningseffektiviteten.
Studien omfattar också numerisk modellering av brukets spridning i sprickigt berg. Data från borrhålskarakterisering och fältförsök kommer att användas för att validera och vidareutveckla befintliga simuleringsverktyg. Därigenom skapas en koppling mellan laboratorieforskning, fältobservationer och prediktiva ingenjörsmodeller. Detta kommer att förbättra möjligheterna att utforma och optimera framtida injekteringsinsatser i underjordsbyggnadsprojekt.
Studien genomförs i samarbete mellan RISE, KTH, Epiroc, BESAB, Heidelberg Materials Cement Sverige och Rejlers och kommer att bidra till ett industriellt införande av tekniken för dynamisk injektering. På lång sikt förväntas resultaten förbättra tätningseffektiviteten, minska kostnader för byggande och underhåll, förkorta injekteringsarbeten samt öka säkerheten och hållbarheten hos underjordisk infrastruktur.
Deltagare
Studien utfördes i huvudsak av Giedrius Žirgulis, forskare vid RISE och Liangchao Zou, forskare vid KTH men stöds av en projektgrupp bestående av Forskargruppen består av Lena Sultan (RISE), Tobias Anhammer (Epiroc), Tomas Svensson (Rejlers), Lars-Olof Larsson (BESAB) och Anders Selander (Heidelberg Materials Cement Sverige) samt av en referensgrupp med Almir Draganović (SKB), Lisa Hernqvist (Trafikverket), Ulf Håkansson (Skanska Sverige), Tommy Ellison (BESAB), Alli Nejad Ghafar (Hochtief), Tomas Janson (Tyréns) och Patrik Vidstrand (BeFo)
