Grundvattenbildning och inläckage till tunnlar - Samband i data från Förbifart Stockholm

Sammanfattning: För att förbättra framkomligheten och minska sårbarheten hos transportsystemet i Stockholmsregionen bygger Trafikverket genomfartsleden E4 Förbifart Stockholm. Vägen är till stor del förlagd i tunnel. Inläckage av grundvatten genom tunnelkonturen är mer eller mindre oundvikligt, och om inläckaget är för stort kan det orsaka förändringar i grundvattennivån i stora områden kring tunnelsträckan. Under drivningen av Förbifart Stockholm har inläckaget varit högre än väntat på vissa sträckor, och på vissa platser uppvisar inläckaget även ett samband med nederbördstillfällen och grundvattennivå utöver det förväntade. Detta examensarbete syftar till att söka potentiella förklaringsmodeller i litteraturen, samt att påvisa och försöka förklara variationer i inläckage och dess samband med grundvattennivå och grundvattenbildning. Arbetet utgörs dels av en litteraturstudie, dels av en analys av data från tre specifika tunnelavsnitt inom projektet Förbifart Stockholm. Dataanalysen innefattar främst en regressionsanalys av aktuella parametrar. Litteraturstudien visar att det finns en mängd studier om tunnelprojekt och inläckage, men få handlar om hur grundvattenbildning och associerade parametrar påverkar inläckaget. En slutsats är alltså att det inte verkar finnas några förslag på förklaringsmodeller i litteraturen, utöver de som föreslogs i den ursprungliga problemställningen från Trafikverket. Dataanalysen visar att det går att observera ett samband mellan variationer i inläckage och grundvattennivåer, utöver det som kan förklaras med endast en trycknivåökning. Detta skulle kunna bero på att grundvattenmagasin ökar i utbredning vid en ökad grundvattennivå, och då kommer i kontakt med svaghetszoner som legat utanför magasinets ursprungliga utbredning. Det verkar inte finnas några starka samband mellan inläckage och direkt grundvattenbildning, uppskattad genom nettonederbörd eller nivåförändringar i grundvattenmagasin. Ett något starkare samband fanns för en av de undersökta tunnelsträckorna, även om det inte var lika starkt som sambandet med grundvattennivån. I detta område består också en större del av markytan av grundvattenbildningsområden, och det är tänkbart att det i detta fall är torrlagda sprickor eller svaghetszoner i ytligt berg som ger kortvarigare inläckageökningar. Det finns dock stora problem med mätfrekvensen hos datan som omöjliggör en fullständig analys av den direkta grundvattenbildningen. Andra stora osäkerheter är påverkan från valet av tunnelsträckor, osäkerheter i antagandena för linjär regression samt förenklingar i beräkningarna för grundvattenbildning. För framtida studier föreslås en applicering av samma metoder på färdigställda tunnlar med längre mätserier. Ett annat förslag är att göra närmare studier av de geologiska förutsättningarna på de undersökta platserna för att bekräfta de förslagna strukturerna.