Sulfidimaiden käsittely tierakentamisessa : -case: Vt8 Sepänkylän ohikulku

Abstract

Sulfidimaat aiheuttavat ongelmia väylähankkeilla, jos niitä esiintyy massanvaihtoalueella. Massanvaihto johtaa nimittäin sulfidimaiden läjittämiseen, jolloin maa-aines pääsee kosketuksiin hapen kanssa. Hapettunut sulfidimaa taas aiheuttaa useita ympäristöongelmia. Viime vuosina on alettu kehittää vaihtoehtoisia ratkaisuja sulfidimaiden käsittelyyn maarakentamisessa.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on kuvata sulfidimaiden näkökulmasta väylähanketta Vt8 Sepänkylän ohikulku. Tutkimuksessa esitellään sulfidimaiden käsittelyyn liittyvät ratkaisut ja toimenpiteet tien suunnitteluvaiheesta toteutukseen. Lisäksi pohditaan tehtyjen ratkaisujen perusteluja sekä toimivuutta. Väylähanke on Suomessa ensimmäisiä, joilla sulfidimaiden käsittelyyn liittyviä vaihtoehtoisia ratkaisuja on toteutettu käytännössä. Kyseessä on ensimmäinen väylähanke, jonka ympäristöluvassa edellytettiin sulfidimaiden käsittelyä ennen niiden kaivua.

Hankkeen alkuperäisissä tiesuunnitelmissa pehmeikköalueiden pohjanvahvistukset oli esitetty pääosin massanvaihtoina. Skanska Infra Oy:n tarjoustiimi vähensi jo tarjousvaiheessa massanvaihdoilla tehtävien pohjanvahvistusten määrää merkittävästi ja korvasi niitä stabiloinneilla jättäen valtaosan sulfidimaista paikoilleen. Hankkeen aloitusvaiheessa tehtiin useita tutkimuksia sulfidimaiden käsittelyyn liittyen ja tulosten perusteella päätettiin yrittää vähentää massanvaihtoja vielä tarjouslaskennan määrästä. Lopullinen pohjanvahvistusratkaisu sisälsi pilaristabilointia, massastabilointia ja esikuormituspenkereitä. Ainoat kaivettavat sulfidimaat olivat Bölessä sijaitsevan sillan kaivannossa ja rumpukaivannoissa.

Suurimmat ratkaisuun vaikuttaneet syyt olivat sulfidimaiden käsittelyvaatimus ennen kaivua sekä kaivettavan sulfidipitoisen maan valtava määrä. Käsitellyt sulfidimaat olisi pitänyt kuljettaa erilliselle läjityspaikalle hankkeen urakka-alueen ulkopuolelle. Kuljetusta varten olisi pitänyt rakentaa suuri määrä työmaateitä ja yksi silta liikennöitävään kuntoon. Tämä olisi hidastanut hankkeen aikataulua huomattavasti.

Hankkeella tehdyillä ratkaisuilla saavutettiin useita merkittäviä etuja. Ensinnäkin pystyttiin poistamaan suuriin massanvaihtoihin liittyviä määrä- ja painumariskejä. Toisekseen tehdyt toimenpiteet pienensivät merkittävästi työstä aiheutuvaa hiilijalanjälkeä. Kolmanneksi vältettiin massansiirtojen aiheuttamaa ympäristön sotkeentumista ja kuormittumista. Lisäksi valitut ratkaisut säästivät kustannuksia ja helpottivat eri työvaiheiden yhteensovittamista.

Sulphide soils induce problems with earth construction projects if they are located in soil exchange areas. Exchange of soils results in sulphide clay dumping and as a result clay gets in touch with oxygen. This oxidized clay causes various environmental problems. New and alternative solutions to treat the sulphide soils have been established during the last years.

The aim of this study is to describe sulphide soils in project Vt8 Sepänkylä bypass. The study presents solutions regarding the treatment of soils and describes the whole proce-dure from road planning to realization. In addition, the study analyses justification and effectiveness of chosen measures. This project is among the first ones in Finland where alternative solutions have been used in practice. The project is also the first one, where pre-treatment of sulphide soils was required in the environmental permit.

In the project’s original road plans the subgrade reinforcement of soft soil was suggested to be done mainly by exchange of soils. Skanska Infra reduced significantly the amount of soil exchange already in their proposition. Skanska’s idea was to replace soil exchange with stabilization and leave most sulphide soils in place. During the preparation phase of the project Skanska Infra made several investigations about treatment of sulphide clay soils. The results suggested that it would be beneficial to try to reduce the amount of soil exchange even more. The final solution of the subgrade reinforcement included column stabilization, mass stabilization and preloading. Only treated and excavated sulfide soils came from pits of bridge in Böle and culverts.

The main reasons to re-design the subgrade reinforcement of soft soil sections were: the environmental authorities insisted treatment of sulfide soil before excavation and the quantity of exchanged soil containing sulfide was huge. Treated and excavated sulfide soils should have been dumped to an area located in the far edge of the project area. The soils would have been allowed to be hauled only on site routes and on a new bridge. The construction of these roads and new bridge would have slowed down the process.

Decisions made about sulphide clay soils in this project resulted in several considerable advantages. Firstly, decisions reduced the amount risks and settling stage risks. Secondly, decisions decreased significantly the carbon footprint of the project. Thirdly, with less exchanged soils the project was able to avoid contamination and loading of envi-ronment. Finally, the chosen solutions saved costs and eased coordination of the work.