National Transport Library Research Database

Ett processbaserat prognosverktyg för tunneldrivningsinducerad grundvattendränering och sättningar (A process-based forecast tool for tunnelling-induced groundwater drainage land subsidence)

  • Lei, Qinghua
  • Uppsala universitet, Universitet eller högskola, 202100-2932
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2024-02-01 -- 2028-01-31 Registration number:
  • Trafikverket 2023/32040
Subject(s): Abstract: För att förbättra transportkapaciteten och tillgängligheten har Trafikverket utvecklat eller planerat många nya järnväg-/väglinjer med långa tunnlar som passerar genom täta stadsområden. En viktig fråga att hantera i dessa byggprojekt är rundvattensänkning och marksättningar som orsakas av tunnlar, vilket i sin tur kan orsaka skador på närliggande infrastruktur och leda till negativa ekonomiska, miljömässiga och sociala effekter. Därför är det av central betydelse att utveckla bästa möjliga prediktiva verktyg för att göra prognoser om markens sättningsbeteende, så att relevanta åtgärder omedelbart kan vidtas för att minska de därmed associerade riskerna. Syftet med detta projekt är att utveckla ett processbaserat ramverk för prediktiv modellering som på ett realistiskt sätt kan representera markförhållandena i tunnelprojekt, dynamiskt införliva mätdata som successivt blir tillgängliga under konstruktionen, mekanistiskt beräkna de kopplade hydro mekaniska processerna i geologiska medier och noggrant förutsäga den spatiotemporala utvecklingen av marksättningar. En fallstudie kommer att genomföras baserat på det pågående Västlänken-projektet i Göteborg för att i stor utsträckning testa detta prognosverktyg för prognostisering av grundvattensänkning och marksättningar. Projektresultaten kommer att öka produktiviteten inom infrastruktursektorn genom att (i) uppnå säker, hållbar och kostnadseffektiv tunneldrivning i osäkra geotekniska förhållanden, (ii) tillhandahålla kvantitativ information om sättningsrisker för planering, design och konstruktion av underjordiska transportanläggningar, och (iii) minimera påverkan på stadsmiljöer genom dynamiskt anpassad konstruktion och effektivt genomförda riskreducerande åtgärder.Abstract: To enhance the transport capacity and accessibility, many new railway/road lines with long-distance tunnels passing through dense urban areas have been developed or planned by Trafikverket. One crucial issue to tackle in these underground construction projects is tunnelling induced groundwater drawdown and land subsidence, which can cause damage to nearby infrastructures and lead to negative economic, environmental, and social impacts. Thus, it is of central importance to develop the best possible predictive tools to make timely forecasts of the ground settlement behaviour, so that relevant measures can be immediately taken to mitigate the associated risks. The purpose of this project is to develop a process-based predictive modelling framework that can realistically represent the ground condition as encountered in tunnel projects, dynamically incorporate the measurement data that will become progressively available during the construction, mechanistically compute the coupled hydro-mechanical processes in geological media, and accurately forecast the spatiotemporal evolution of groundwater drawdown and land subsidence. A case study will be conducted based on the ongoing West Link project in Gothenburg to extensively test this forecast tool for forecasting groundwater drawdown and ground settlements. The project outcomes will enhance the productivity in the infrastructure sector by (i) achieving safe, sustainable, and cost-effective tunnelling in uncertain geotechnical engineering conditions, (ii) supplying quantitative information regarding subsidence risks for the planning, design, and construction of underground transport facilities, and (iii) minimising the impacts on urban environments via dynamically adapted construction and effectively implemented mitigation.
Item type: