Underbygning/Prosjektering og bygging/Banelegeme

Fra Teknisk regelverk utgitt 1. februar 2017
Hopp til: navigasjon, søk

1 Hensikt og omfang

Dette kapitlet omhandler prosjektering og bygging av banelegemet, dvs. jernbanens underbygning inkludert fyllinger, skjæringer og tilhørende konstruksjoner. Bruer og konstruksjoner omhandles i Bruer og konstruksjoner/Prosjektering og bygging.

Underbygningen har følgende funksjoner:

  • Være et bæredyktig, stabilt og jevnt elastisk fundament egnet til å oppta de krefter og motstå de langtidseroderende effekter som banen kan være utsatt for i dens økonomiske levetid.
  • Hindre nedtrengning av frost til telefarlig masse under underbygningen.
  • Lede vekk vann fra nedbør og sideterreng.

2 Trau

Figur 1: Prinsippskisse for oppbygging av jernbanefylling og -skjæring

2.1 Traubunn

a) Det skal benyttes filter mellom finkornet undergrunn og trauet.

b) Filterlaget kan bestå av sand og grus og/eller fiberduk.

2.1.1 Utførelse

a) Traubunnen skal avrettes og justeres etter følgende krav:

  • maksimalt vertikalt avvik fra prosjektert høyde + 0 mm
  • maksimalt horisontalt avvik fra prosjektert bredde ± 100 mm
  • tverrfall minimum 3 %

2.1.2 Kontroll

a) Traubunnen skal kontrolleres etter følgende punkter:

  • Geometri, dvs. høyde, bredde og tverrfall
  • Filtermaterialer og fiberduk

2.1.3 Filterlag

2.1.3.1 Filterlag mot naturlig grunn

a) Filterlag under steinmasser kan bygges opp av grus eller sand.

b) Filterlaget skal bygges opp slik at filterkriteriene er oppfylt, jf. Statens vegvesens håndbok N200 Vegbygging.

2.1.3.2 Fiberduk som filter/separasjon

a) Fiberduk kan benyttes som filter/separasjon i følgende grensesoner:

  • trau/undergrunn
  • trau/fylling
  • fylling/undergrunn
  • rundt fylling av lette, granulære materialer (lettklinker, skumglass)

b) Fiberduk kan helt erstatte grusfilteret

  • på ikke trafikkbelastede områder, f.eks. i drensgrøfter
  • ved erosjonssikring av skråninger
  • under trafikkbelastninger ved relative tørre forhold

c) Fiberduk som anvendes i banelegemet skal være av bruksklasse IV, og type ”nålefilt”, eller ”filtet og termisk behandlet”.

d) Vevde duker skal ikke anvendes til filterformål, men sterke utgaver kan anvendes som jordarmering.

e) Fiberduk skal anvendes iht. [NS 3420 del I4] og Statens vegvesens håndbok N200 Vegbygging.

Tabell 1: Fiberduk
Bruksklasse Anvendelse mot Arealvekt duk (g/m²)
I
Drensmasser i grøfter
90-110
II
Sand og grus
120-180
III
Pukk og kult
190-300
IV
Usortert sprengstein
≥ 300

2.1.3.3 Filterlag på bløt grunn

Ved spesielt bløt grunn vil fiberduk alene ikke være tilfredsstillende som filtermateriale til dette formål pga. langtidspåvirkning fra dynamisk jernbanetrafikk.

a) Fiberduk kan brukes som et supplement til mineralske filtermaterialer, evt. i kombinasjon med geonett

  • sammen med minimum 200 mm filterlag av grus
  • under steinfyllinger bestående av subusholdig sprengstein

2.2 Frostsikringslag

Krav til frostsikringslaget er gitt i Underbygning/Prosjektering og bygging/Frost.

Reduksjoner i frostsikringslaget for spor som ikke er hovedspor kan gjøres iht. Reduksjon_av_lagtykkelser.

2.3 Forsterkningslag

a) Forsterkningslaget skal ha minimum tykkelse 700 mm.

  1. Unntak: Forsterkningslag på bruer prosjekteres og bygges etter krav i Overbygning/Prosjektering/Spor_på_bruer
  2. Unntak: Forsterkningslag i spor som ikke er hovedspor skal ha minimum tykkelse iht. krav i Reduksjon_av_lagtykkelser.

b) Øverste del av forsterkningslaget kan bestå av et avrettingslag av grus/pukk som underlag for ballasten.

c) Forsterkningslaget skal være drenert.

d) Forsterkningslaget skal bygges opp lagvis av godkjente materialer.

2.3.1 Utførelse

a) Lagtykkelsen skal tilpasses kornstørrelsen.

b) Utlegging og komprimering skal være i henhold til [NS 3420 I54 "Forsterkningslag"].

c) Utfyllingen skal avsluttes på et nivå som tillater eventuell avretting/forkiling av overflaten for etablering av formasjonsplanet.

2.3.2 Kontroll

a) Forsterkningslaget skal kontrolleres etter følgende punkter:

  • Materialer
    • visuell mottakskontroll (gradering, maks. steinstørrelse, bergart)
    • siktekurver (maks. kornstørrelse, finstoffinnhold) pr. 2000 m³ utlagt masse
    • bergart
  • Komprimering/lagtykkelse
    • utlagt tykkelse pr. lag
    • separasjon/filter
    • antall overfarter
    • totale lagtykkelser

2.3.3 Materialer

a) Forsterkningslaget skal bygges opp av bæredyktige, godt drenerende og ikke telefarlige materialer (T1- materialer, jf. kapittel 9 Frost, tabell 9.1). Godkjente materialer er beskrevet i avsnitt 2.3.1.1 - 2.3.1.5.

b) Materialene skal være i henhold til [NS 3420 I54 "Forsterkningslag"].

2.3.3.1 Sprengstein

a) Forsterkningslag av sprengstein skal ha maksimal steinstørrelse 300 mm, men ikke større enn halve lagtykkelsen som legges ut.

b) Steinmaterialene skal være velgraderte, med korngraderingstall Cu=d60/d10 ≥ 15.

c) Det tillates ikke metting med subus slik at steinene "flyter", og ikke mer enn 3 % materiale mindre enn 0,02 mm, regnet av materiale mindre enn 20 mm.

2.3.3.2 Knust stein

a) Forsterkningslag av maskinknust stein skal ha maksimal steinstørrelse 300 mm, men ikke større enn halve lagtykkelsen som legges ut.

b) Maskinkult uten sand/grus-fraksjon skal ikke brukes i forsterkningslaget av frosttekniske årsaker.

2.3.3.3 Grus

a) Forsterkningslag av grusmaterialer skal bestå av velgraderte masser fra naturlige grusforekomster.

b) Materialet kan inneholde stein, men maksimal kornstørrelse skal ikke overskride 150 mm.

2.3.3.4 Lettklinker og skumglass

Lettklinker og skumglass benyttes primært som stabiliserende tiltak for å redusere spenningene (skjærspenningene) i grunnen, og for lastreduksjon som setningsreduserende tiltak på dårlig grunn. I tillegg er det aktuelt å benytte slike materialer ved bygging inntil eksisterende bane/ konstruksjon der gravedybden må begrenses, og til frostisolering.

a) Lettklinker og skumglass skal dekkes med forsterkningslag av sprengstein iht. prinsippfigur. Se for øvrig kapittel 8 Stabilitet.

2.3.3.5 Ekspandert polystyren (EPS)

Ekspandert polystyren (EPS) brukes av samme årsaker som lettklinker og skumglass.

a) EPS skal ikke benyttes hvis det er fare for oppdrift eller stort vanntrykk på fyllingen.

b) EPS skal ikke legges ut når det er frost i undergrunnen.

c) EPS skal dekkes med forsterkningslag av sprengstein iht prinsippfigur. Se for øvrig kapittel 8 Stabilitet.

2.4 Reduksjon av lagtykkelser

a) Lagtykkelser for forsterknings- og frostsikringslaget for spor som ikke er hovedspor, kan reduseres som angitt nedenfor:

  • Sidespor, industrispor, godsspor, skiftespor, øvrige togspor på stasjoner: 80 % av lagtykkelse for hovedspor
  • Hensettingsspor: 50 % av lagtykkelse for hovedspor
Eksempel: Dersom forsterknings- og frostsikringslaget for et hovedtogspor dimensjoneres til 1,0 m vil tilsvarende dimensjoner for et sidespor og et hensettingsspor være hhv. 0,8 m og 0,5 m.

2.5 Formasjonsplan (FP)

2.5.1 Utførelse

a) Formasjonsplanet skal ikke noe sted ha større avvik enn + 0 og - 50 mm fra prosjektert høyde.

b) Formasjonsplanet skal ikke ha større avvik enn + 100 mm fra prosjektert bredde.

c) Formasjonsplanets bredde skal være som angitt i Overbygning/Prosjektering/Ballast.

d) Formasjonsplanet kan legges med takfall eller tverrfall.

2.5.2 Kontroll

a) Kontroll av formasjonsplanet skal utføres for hver 10. meter i senterlinje spor og 0,5 m inn fra kanten på hver side av formasjonsplanet, se figur 2.

b) Kontroll utføres iht. krav i formasjonsplan

Figur 2: Kontroll av formasjonsplan

Punkter som kontrolleres er merket x i figuren.

3 Underbygning i tunnel

3.1 Rensk og frostsikring av tunnelsåle

3.1.1 Frostsonen

a) I frostsonen skal det utføres rensk av tunnelsålen.

b) Rensken skal utføres slik at det ikke på noe sted ligger igjen mer masse enn 50 mm tykkelse over fast fjell.

c) Fjell som stikker over teoretisk sprengningsprofil skal fjernes.

d) Frostmotstanden beregnes for den aktuelle underbygning. Dersom sålen ligger høyere enn dimensjonert frostdybde, skal stillestående vann i groper dreneres ut. Alternativt kan gropen støpes ut.

3.1.2 Frostfri del

a) I frostfri del skal det utføres rensk ned til topp fjellknøler.

b) Stillestående vann i groper på fjellknølene skal dreneres ut, evt. støpes gropen ut.

c) Fjell som stikker over teoretisk sprengningsprofil skal fjernes.

I partier med dårlig fjell foretas rensk som i frostsonen.

3.2 Oppbygging opp til formasjonsplan (FP)

a) Massene under formasjonsplan (FP) skal bygges opp av gode friksjonsmaterialer, dvs. godt drenerende og frostsikre masser.

b) Formasjonsplanet skal avrettes med egnet fraksjon.

c) Graderingen skal normalt ligge innenfor området 20 - 120 mm.

3.3 Drenering

a) Dreneringssystemet skal dimensjoneres etter Underbygning/Prosjektering og bygging/Drenering.

b) Dreneringssystemet skal dimensjoneres slik at alt lekkasjevann i tunnelen føres frostsikkert ut av tunnelen. Dette skal utføres ved følgende alternativer:

  • I frostsonen sikres dette ved isolert grøft på begge sider av tunnelen
  • I frostfri del er det generelt tilstrekkelig med gjennomgående grøft på den ene siden av tunnelen
  • I våte partier legges dobbel grøft, som føres over i enkel gjennomgående grøft ved hjelp av tverrgrøfter

Det bør benyttes lukket drenering i tunneler.

I frostfri del av tunnelen bør dreneringssystem og kabelkanal ligge på hver sin side av tunnelen.

4 Fylling

Dette avsnittet omhandler fylling opp til traubunn.

Fyllingen danner et stødig underlag for under- og overbygning, og har ellers som oppgave å justere banen til ønsket høyde over terreng. Fyllingsgeometrien bestemmes vanligvis av normalprofilet for banen, samt lokale terreng- og grunnforhold.

Hvis fyllingen bygges opp av samme materialer som forsterkningslaget, vil det ikke være nødvendig å planere traubunn med tverrfall i overgangen. I bunnen av fyllingen kan det være aktuelt å legge inn et filterlag av grus mot undergrunnen.

Før fyllingen legges ut, kreves i alminnelighet en viss forbehandling og preparering av terrengoverflaten, innbefattet fjerning av matjord, masseskifting av organiske jordarter som torv og gytje, samt avvirking av skog og annen vegetasjon.

4.1 Materialer

a) I fylling skal det benyttes friksjonsmasser, men utover dette kan det etter visse retningslinjer anvendes

  1. Unntak: Etter visse retningslinjer kan det benyttes alle jordarter som ikke klassifiseres som leire, siltig leire, leirig silt og organisk jord
  2. Unntak: Etter visse retningslinjer kan det benyttes tørrskorpeleire sammen med drenslag

b) Fyllingsskråningen opp til 0,5 m under formasjonsplanet (FP), målt vertikalt, skal tildekkes som beskrevet i Tetting_av_sideskråninger_og_etablering_av_grasdekke.

4.2 Lette fyllinger

For lette fyllinger, se Underbygning/Prosjektering_og_bygging/Stabilitet.

4.3 Utførelse

4.3.1 Filterlag/separasjonssjikt

For filterlag/separasjonssjikt, se Filterlag_mot_naturlig_grunn.

4.3.2 Utkiling

a) Brukes forskjellige materialtyper i fyllingen, skal disse skjøtes sammen ved utkiling i banens lengderetning, slik at uakseptable ujevnheter unngås. Se prinsippskisse på figur 3.

Figur 3: Utkiling av masser i fylling. Prinsippskisse av lengdeprofil

4.3.3 Komprimering

a) Fyllingen skal bygges opp og komprimeres lagvis.

b) Maksimal steinstørrelse skal ikke overstige 2/3 av lagtykkelsen.

c) Fyllingsoppbygging skal utføres etter NS 3458 Komprimering. Krav og utførelse.

4.3.4 Skråningsbeskyttelse

a) Ved bruk av telefarlige blandingsjordarter (f.eks. morene, siltig sand/grus) i fyllingen, skal skråningene beskyttet med velgraderte friksjonsmasser.

4.3.5 Fyllingsfot/såleforsterkning

For fyllingsfot/såleforsterkning, se Underbygning/Prosjektering_og_bygging/Stabilitet.

4.3.6 Leirfylling

a) Bygging av leirfylling skal utføres under gunstige værforhold med lite eller ingen nedbør.

b) Leiren skal utlegges i 0,2 m tykke lag og komprimeres til en homogen masse med minst mulig luftinnhold.

c) For hvert 1,4 m leirlag skal det legges drenerende sandlag med tykkelse = 0,2 m.

d) Fyllingsskråningen skal ikke være brattere enn 1:2, se figur 4. Det vises forøvrig til Statens vegvesens håndbok V221 Grunnforsterkning, fyllinger og skråninger.

Figur 4: Prinsippskisse av leirfylling

4.4 Kontroll

4.4.1 Fyllmasser og komprimering

a) Ved inspeksjon, målinger og analyse av opptatte prøver, skal det kontrolleres at foreskrevne kvalitetskrav er oppfylt.

b) Kontroll av arbeider som er kommet godt i gang skal utføres iht. minimumskrav angitt i tabell 2.

  1. Unntak: I oppstartsfasen forutsettes nøyere kontroll.

c) Massetak skal undersøkes særskilt og godkjennes før drift settes i gang.

d) Kontroll av steinmasser tatt ut fra tunneler og fjellskjæringer skal foretas regelmessig når krav til filteregenskapene er påkrevd.

Tabell 2: Kontroll av fyllmasser
Fyllmasse Tilsyn Klassifisering av fyllmasse Komprimeringskontroll
Prøve for hver Prøve for hver
Stein Inspeksjon Utføres ikke Antall passeringer
Sand og grus Inspeksjon 1000 m3 1000 m3
Silt Kontinuerlig 1000 m3 1000 m3
Leire og leirig morene Kontinuerlig Spesielle krav Spesielle krav

4.4.2 Geometri

a) Det skal kontrolleres at fyllingens geometri (dvs. helning av sideskråninger, fyllingstopp) er i henhold til beskrivelsene.

5 Jordskjæring

a) Utforming og størrelse skal minimum tilfredsstille krav i Underbygning/Prosjektering_og_bygging/Profiler_og_minste_tverrsnitt

b) Det skal tas hensyn til stedlige faktorer knyttet til grunnforhold, snømengder og snø-akkumulering, skred-/rasfare, drenering, vannavløp, støy og terrengtilpasninger.

c) Skjæringen skal generelt utformes i henhold til normalprofiler i Underbygning/Prosjektering_og_bygging/Profiler_og_minste_tverrsnitt

d) Skråningshelning ved ulike jordarter skal ikke overstige verdier gitt i tabell 3.

Tabell 3: Største tillatte skråningshelning ved ulike jordarter
Grunnforhold, jordart Stein Grus, grov sand Fin sand/silt Leire
Tørr Lagdelt, vannmettet
Største helning
1:1,25
1:1,5
1:2
Vurderes spesielt
1:2

e) Ved dype skjæringer i finkornet jord, silt-leire, skal skjæringsstabiliteten vurderes spesielt, vanligvis på grunnlag av utførte grunnundersøkelser. Forhold vedrørende skjæringens stabilitet og sikring er behandlet i Underbygning/Prosjektering_og_bygging/Stabilitet.

5.1 Utførelse

a) Matjord skal tas av før selve skjæringsarbeidet utføres.

b) Traubunnen skal planeres og anlegges med 3 % tverrfall slik at vannansamlinger unngås.

c) Skjæringen skal utføres med sideskråning tilpasset jordartstype, skjærstyrke, grunnvannsforhold og terreng.

d) Erosjonssikring iht. planene skal utføres for hvert naturlige gravenivå før neste nivå graves ut.

e) Nødvendig hensyn skal tas til naboforhold, f.eks. større belastninger som forekommer inntil skjæringen.

5.2 Kontroll

5.2.1 Geometri

a) Det skal kontrolleres at jordskjæringens geometri (dvs. helning av sideskråninger, traubunn) er i henhold til beskrivelsene.

6 Fjellskjæring

a) Utforming og størrelse skal minimum tilfredsstille krav i Underbygning/Prosjektering_og_bygging/Profiler_og_minste_tverrsnitt

b) Det skal tas hensyn til stedlige faktorer knyttet til grunnforhold, snømengder, rasfare, drenering, vannavløp, støy og terrengtilpasninger.

c) For nyanlegg skal det utføres en ingeniørgeologisk vurdering av fjellet og anvisning av sikkerhetstiltak.

For å få minst mulig masseuttak, brukes tilnærmet vertikal skjæringsvegg. Likevel er lagdeling og brudd i berggrunnen ofte bestemmende for skjæringens helningsvinkel.

d) Utsprengningen bør utføres slik at sprekkeplan følges. Se figur 5.

e) På linjeavsnitt hvor drivsnø kan være problematisk, skal skråningsvinkel vurderes også ut fra disse forhold.

Figur 5: Tilpasning av skjæringshelning til sprekkeplan

6.1 Fanggrøft

For å sikre linjen mot fallende stein kan det lages en fanggrøft mellom skjæringsveggen og linjen. Der topografien gjør det naturlig, kan fanggrøften også legges oppe i skråningen i større avstand fra linjen. Slik fanggrøft kan kombineres med en barrikade av jord eller stein. I enkelte tilfeller kan det være aktuelt med rasvarslingsgjerde/fanggjerde på toppen av skråningen/skjæringen.

a) Behovet for utvidet skjæring med fanggrøft skal vurderes på bakgrunn av fjellkvalitet, topografi, og dessuten i forhold til andre sikringsmetoder.

  1. Utførelse: Fanggrøfter skal bygges med høyde (H), bredde (E) og dybde (D) som angitt i tabell 4.
  2. Unntak: Ved omfattende permanent sikring (med bolter, nett osv.) kan bredde og dybde av grøft reduseres i forhold til veiledende verdier i tabell 4.
Figur 6: Fjellskråning med fanggrøfter

Tabell 4: Veiledende dimensjoner for fanggrøfter
Helning (α) Høyde H (m) Grøftens bredde E (m) Grøftens dybde D (m)
Vertikal

ca. (80o-90o)

5-10 3,0 1,0
10-20 5,0 1,5
> 20 6,5 1,5

4:1 til 3:1

ca. (75o)

5-10 3,0 1,0
10-20 5,0 1,5
20-35 6,5 2,0
> 35 8,0 2,0

2:1

ca. (65o)

5-10 3,0 1,0
10-20 5,0 2,0
20-35 6,5 2,0
> 35 8,0 3,0
4:3

ca. (55o)

0-10 3,0 1,0
10-20 3,0 1,5
> 20 5,0 2,0
1:1

(45o)

0-10 3,0 1,0
10-20 3,0 1,5
> 20 5,0 2,0

6.2 Dypsprengning

a) I fjellskjæringer skal det foretas kontinuerlig dypsprengning (undersprengning) til frostsikker dybde under sporet.

6.2.1 Utførelse

a) Dypsprengning skal utføres slik at den blir dypest ut mot grøftesiden, tverrfall ca. 1:20.

b) Dypsprenging bør gjennomføres samtidig med øvrige sprengningsarbeider i skjæringen.

6.2.2 Kontroll

a) Dypsprengning skal kontrolleres ved punktvis oppgraving.

b) Faste fjellknøler høyere enn 0,2 m over prosjektert bunnivå bør ikke tolereres.

c) Formasjonsplanet skal kontrolleres som for forsterkningslag av sprengstein.

7 Tetting av sideskråninger og etablering av grasdekke

a) Det skal etableres grasdekke på alle jordskjæringer og sideskråninger på banelegemet.

b) Det skal etableres grasdekke på steinfyllinger. Disse skal da dekkes av subus eller jord og deretter tilsås.

c) Ved bygging med sprengstein skal sideskråningene alltid tettes med graderte, grus-/steinmaterialer. Dette gjøres før ev. tildekking med leire eller jord, slik at leire/jord ikke kan trenge inn i steinmassene. I tillegg vil tildekking hindre inntrengning av kald luft gjennom sideskråningene i sprengsteinsfyllingen.

d) Leire, jord eller grasdekke skal etableres opp til 0,5 m under formasjonsplanet (FP), målt vertikalt.

e) I strøk hvor klimaforholdene gjør det vanskelig å etablere grasdekke, bør annen skråningsbeskyttelse velges (mose-/lavvegetasjon, annen erosjonsbeskyttelse).