National Transport Library Research Database

BeFo 552 - Green grouting

Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2026-01-01 -- 2027-12-31 ; 2 764 000 kronorRegistration number:
  • Trafikverket 2025/77896
Summary: Förinjektering vid tunneldrivning i berg är avgörande för att värna om den lokala miljön, särskilt när det gäller att upprätthålla grundvattennivån ovanför tunnlar och vid angränsande bergsanläggningar. Den miljömässiga hållbarheten inom hela processen, särskilt med avseende på material, har inte varit i fokus. Forskningsgruppen har under de senaste åren undersökt potentialen i att använda alternativa material för injektering i berg. Genom samarbete med industrin har flera alternativa lösningar identifierats för att minska koldioxidutsläppen samt för att använda överskottsmaterial från andra industrier (återbruk). De injekteringsbruk som för närvarande främst används i skandinaviska tunnelprojekt består huvudsakligen av cement, vatten och cirka 2–10 % kemiska tillsatser. Den typiska åtgången av injekteringsbruk i Skandinavien ligger mellan 400 och 1000 kg cement per meter tunnel. Injekteringsmaterial bidrar till cirka 32 % av utsläppen av CO₂-ekvivalenter relaterade till bergförstärkningen i en typisk dubbelspårstunnel. Förutom de höga koldioxidutsläppen utgör de stora mängderna cement även en föroreningsrisk, då läckagevatten kan vara starkt alkaliskt och/eller innehålla höga kromhalter. Dessutom är tillgången på och kostnaden för cement en framtida utmaning. Projektet kommer att inkludera kunskap från relevanta forskningsprojekt som forskarna har deltagit i under de senaste åren. Vidare kommer projektet att undersöka naturligt tillgängliga material samt återvinningsmöjligheter av olika avfallsströmmar. Green Grouting kommer att skapa ny kunskap (bortom dagens state-of-the-art) om bindemedel och fyllmedel med låga cementhalter eller helt utan cement. Projektet kommer att bedriva tvärvetenskaplig forskning som utvärderar bindemedel, fyllmedel och injekteringsrecept ur ett helhetsperspektiv på funktionalitet, materialförbrukning, föroreningar och livscykelanalys (LCA). Projektet är uppbyggt med tre testskalor för injektering: (i) småskalig laboratorietestning, (ii) storskalig laboratorietestning och (iii) fullskaliga fältförsök. Denna forsknings- och testplan är en nyckelfaktor för att uppnå de förväntade resultaten inom projektets tidsram.Summary: The process of pre-excavation grouting during tunnelling in rock mass is essential to caretake the local environment when it comes to the maintenance of groundwater level above tunnels and underground spaces. The sustainability of the process itself, especially with regard to materials, has been little investigated. The research team has during the recent years investigated the potential of using alternative materials for rock mass grouting. Through cooperation with the industry, several alternative solutions for reducing the CO2 emissions and using surplus materials from other industries has been identified. The currently used grout in Scandinavian tunnelling projects is mainly composed of cement, water and approximately 2-10% chemical additives. Typical consumption of grout in Scandinavian rock tunnels is between 400 and 1000 kg cement per meter tunnel. Grout materials contribute to approximately 32 % of the emission of CO2 equivalents, related to rock reinforcement in a typical double track tunnel situated in rock mass. In addition to high CO2 emissions, the large amounts of cement are also a risk for pollution, as leakage water may be highly alkaline and/or containing high levels of chrome. Furthermore, the availability and cost of cement is a topic of future concern. The project will include knowledge gained through relevant research projects that the researchers has been part of during the recent years. The project will look further into naturally available materials and recycling possibilities of different industrial waste streams. The potential of Green Grouting is to create new knowledge (beyond current state of the art) on binders and fillers with low levels of cement or even without cement. The project will perform interdisciplinary research assessing binders, fillers and grout recipes, with a total perspective on functionality, material consumption, pollution and LCA. The project is developed around three grout testing conditions: (i) small-scale laboratory, (ii) large-scale laboratory and (iii) full-scale field trials. This plan for research and testing is a key factor to achieve the expected results within the duration of the project.
Item type: