Detailed information, registration no.  2017-1218  
 
 
Research area:
Bygg- och förvaltningsprocessen
Granted:  2017-11-10
Name:
Larsson, Stefan
Title:  Professor
Sex:  Man
Email: stefan.larsson@byv.kth.se
Univ./Department: Kungliga Tekniska högskolan - Institutionen för Byggvetenskap
Project title (sw): Förbättrat beslutsfattande för ett hållbart och kostnadseffektivt undermarksbyggande – Del 1: Risk-baserad optimering vid modellering av geologiska egenskaper
Project title (eng): Improved decision-making for sustainable and cost-efficient underground construction – Part 1: Risk-based optimization in modelling geological properties
Adm. org.: Kungl. Tekniska högskolan
Classification: Geoteknik
Grant (SEK): Type of grant   2018 2019 2020      
  Projekt   999219 999219 999219      
Abstract: Allteftersom städer och regioner växer måste väg- och järnvägsnätet byggas ut för att klara framtidens transportbehov. I städer är det dock ofta ont om plats på markytan. Dessutom bidrar vägar och järnvägar till buller, samt begränsar människors och djurs möjlighet att röra sig fritt. Dessa problem kan undvikas eller minskas genom att lägga ny infrastruktur i tunnlar under markytan. Att bygga tunnlar är dock dyrt, exempelvis kommer Förbifart Stockholm att kosta 28 mdr kr och Västlänken i Göteborg 20 mdr kr. Tunnelbyggnad ger dessutom en större miljöbelastning än när man bygger på markytan, eftersom det går åt mycket energi och naturresurser under byggtiden: bergmassor ska transporteras bort, tunneln förstärkas med stål och betong, och explosiva gaser och luftföroreningar från maskinernas dieselmotorer ventileras ut, m.m. Tunnelbyggandet bidrar därmed i förlängningen även till en ökad klimatpåverkan. Man måste därför noga väga fördelarna mot nackdelarna när man beslutar om nya vägar och järnvägar.Ett sätt att hålla nere kostnaderna och miljöpåverkan från tunnelbyggande, och därmed öka nyttan sett över livscykeln, är att tidigt identifiera områden med bra, stabilt berg och förlägga tunneln där. De geologiska förhållandena påverkar nämligen kostnaderna och mängden byggmaterial avsevärt. Det betyder att man måste ta hänsyn till den aktuella kunskapen om de lokala geologiska förhållandena i beslut som rör tunnelprojekt, annars riskerar man att underskatta svårigheterna, vilket ofta sker. Då blir projekten dyrare än planerat, miljöbelastningen ökar och juridiska tvister uppstår. Hallandsåsprojektet är ett typexempel: den tänkta konstruktionsmetoden fungerade inte alls, vilket ledde till kraftigt ökade kostnader – 11 gånger högre än förväntat – och man fick betydligt större miljöpåverkan än man hade räknat med, samt ett nedlagt entreprenadföretag efter ett stort skadestånd.För att åstadkomma ett långsiktigt hållbart undermarksbyggande måste man därför bättre beakta de geologiska riskerna i alla beslut, så att man kan maximera nyttan med tunneln sett över hela dess livslängd. Riskerna måste också fördelas rättvist mellan beställare och de entreprenadföretag som bygger tunneln. För att åstadkomma detta behövs bättre kommunikation av geologiska risker i tunnelprojekt. Man behöver också skapa förutsättningar för mer flexibla konstruktionsmetoder som anpassar konstruktionen till de lokala geologiska förhållandena. Flexibla konstruktionsmetoder kräver dessutom nya typer av kontrakt, som klarar av att rättvist justera ersättningen till entreprenadföretaget.Dessa utmaningar kommer angripas från ett tvärvetenskapligt perspektiv i detta doktorandprojekt (parallellt med ett mobilitetsstödsprojekt). I doktorandprojektet ska ett sannolikhetsbaserat beslutsverktyg utvecklas, som visar hur de geologiska riskerna påverkar tid- och kostnadsuppskattningar i tidiga planeringsskeden. Detta görs baserat på tillgänglig data från tidigare projekt och med hjälp av sammanställning av expertkunskap, så kallad ”expert elicitation”. Därefter föreslås riktlinjer för hur man i kontrakt bör fördela den ekonomiska risken relaterad till oväntat svåra geologiska förhållanden, för att uppnå rättvisa mellan projektets parter. Förslagen kommer att baseras på bl.a. intervjuer med erfarna beställare och entreprenörer som har stor insikt i de begränsningar som dagens kontraktsformer medför.För att illustrera fördelarna och eventuella begränsningar med det utvecklade beslutsverktyget och de föreslagna riktlinjerna för kontraktsutformning, kommer fallstudier utföras. Här ger den stora mängden dokumentation från Hallandsåsprojektet en utmärkt möjlighet att lära av tidigare misstag, genom att ett fiktivt beslutsunderlag baserat på framtagna ramverk och riktlinjer jämförs med verkliga underlag från Hallandsåsprojektet. Studier av framgångsrika projekt såsom Törnskogstunneln norr om Stockholm ger möjlighet att identifiera viktiga faktorer för att klara budget och tidplan.Projektet har mycket hög relevans för samhället med tanke på de kraftigt ökade investeringarna i nya tunnlar som förväntas under de kommande decennierna. För att undvika såväl resursslöseri, som onödig miljöpåverkan och kostsamma rättsliga tvister p.g.a. tvetydiga kontrakt, behövs därför så snart som möjligt de förväntade forskningsresultaten. Forskargruppens nära kontakt med byggindustrin kommer att säkerställa att resultaten når ut till praktiken.