Fehmarnbelt-tunneli – 18 kilometriä betoniputkea

Ruotsin ja Tanskan yhdistävä Juutinrauman silta on Euroopan pisin sekä autoille että junille tarkoitettu silta, jota rakennettiin vuosina 1995–1999. Vuonna 2000 liikenteelle avattu yhteys helpotti muun muassa työssäkäyntiä yli valtiorajojen ja vilkastutti elinkeinoelämää rajan molemmin puolin.

Silta on pituudeltaan lähes kahdeksan kilometriä ja tärkeä osa Euroopan halkovaa Trans Eurooppa -reittiä, joka kulkee Maltalta Suomeen lähes 5 000 kilometrin matkan. Yksi hidastava pullonkaula matkalla on Tanskan Lollandin ja Saksan Fehmarnin välinen salmi, jonka moni suomalainenkin on aikojen kuluessa ylittänyt lautalla Etelä-Eurooppaan ja myös kotiinpäin matkatessaan.

Tähän Fehrmarnin salmen ylitykseen tai paremminkin alitukseen on tulossa helpotusta. Vuosikymmenen loppuun mennessä nimittäin autot ja junat kulkevat maasta toiseen supernopeasti katseilta piilossa, meren pohjassa. Käynnissä on Euroopan tällä hetkellä suurin rakennustyömaa Tanskan Rødbyhavnin ja Saksan Puttgardenin välillä. Rakenteilla on ainutlaatuinen suururakka eli betonielementeistä meren pohjaan koottava Fehmarnbelt-tunneli.

Sen rakentaminen on äärimmäinen ponnistus niin suunnittelijoilta kuin rakentajilta.

Yhteensä yli 18 kilometriä pitkä IMT-tunneli (Immersed Tube Tunnel) tulee olemaan lajissaan maailman pisin sekä autoille että junille tarkoitettu, pitkistä betonielementeistä koottava putki. Kahdeksan miljardia euroa maksavan hankkeen kustantaa lähes kokonaan Tanskan valtion takaama laina rakennuttajille. Tanska tulee myös keräämään aikanaan tullimaksut tunnelia käyttävältä liikenteeltä.

Valmis tunneli pitää sisällään kaksi erisuuntaista rautatielinjaa, nelikaistaisen moottoritien sekä vielä huoltotunnelin.

IMT-tekniikalla on maailmassa rakennettu tunneleita ennenkin, mutta ei läheskään mitään näin pitkää. Itse asiassa Juutinrauman siltakin sukeltaa Tanskan rannikkoa lähestyessään tällä tekniikalla rakennettuun Drodgen-tunneliin. Siltaa ei voitu jatkaa edemmäs, sillä Kööpenhaminan lentokentän läheisyys ei salli korkeita siltapyloneita.

Juutinrauman sillan jatkeena oleva IMT on noin neljän kilometrin pituisena kuitenkin vain murto-osa tulevan Fehmarnbelt-tunnelin pituudesta. Pisin tällä tekniikalla toteutettu tunneli on San Franciscossa. Sen pituus on hieman alle kuusi kilometriä. Fehmarnbelt-tunneli rikkoo siis tämänkin vanhan ennätyksen kolminkertaisesti.

Kolme vaihtoehtoa

Junille ja autoille soveltuva yhteys Tanskan Rødbyhavnin ja Saksan Puttgardenin välille on ollut ajatuksissa ja suunnitelmissa jo vuosikymmenet. Varsinaisen lähtölaukaus asialle tuli Ruotsista, jolle Saksa on tärkein vientimaa. Ruotsi lupasi Tanskalle muun muassa asiantuntija-apua projektin suunnitteluun.

Ensimmäisenä vaihtoehtona tutkittiin mahdollisen sillan rakentamista. Lähes 20 kilometriä pitkä silta osoittautui kuitenkin rakentamisen osalta lähes mahdottomaksi toteuttaa. Siltapylonien olisi pitänyt olla lähes 300 metriä korkeita ja ne olisivat vaatineet noin 25 metrin syvyyteen meren pohjan alapuolelle valettavat perustukset.

Syvimmässä kohtaa salmea on noin 40 metriä vettä, mikä sekin asettaa melkoiset haasteet vedenalaiseen rakentamiseen.

Maailman pisimmät rakennetut merisillat kulkevat lähes poikkeuksetta länsi-itä-suunnassa. Fehmarnin salmessa suunta on kuitenkin pohjoisesta etelään, joten yleensä lännestä puhaltavat tuulet rasittaisivat rakenteita ja haittaisivat esimerkiksi rekkaliikennettä. Liikaa haasteita, liian kallista. Myös sillan rakentamisen vaikutuksia alueen ekosysteemiin pelättiin. Silta siis hylättiin.

Toisena vaihtoehtona tutkittiin TBM-laitteilla (Tunnel boring machine) meren pohjan alle porattavaa tunnelia. Koska ”reikiä” olisi tarvittu kaikkiaan viisi, niin jo alkuvaiheessa tajuttiin myös kustannusten viisinkertaistuvan. Junille soveltuva, syvältä 40–50 metristä nousu rannikoille olisi vaikea toteuttaa tunnelien poraustekniikalla. Maksimissaan rata voi nousta metrin verran 40 metrin matkalla. Tämäkin vaihtoehto laitettiin hyllylle melko nopeasti.

Jäljelle jäi siis enää edellä mainittu IMT-tekniikka. Sen katsottiin aiheuttavan kaikkein vähiten vahinkoa ympäristölle ja olisi kolmesta vaihtoehdosta kuitenkin kustannustehokkain. Ongelmana on kuitenkin se, että vastaavia pituuksia ei ole ennen maailmassa tehty. Yleensä menetelmää on käytetty lyhyissä etäisyyksissä esimerkiksi jokien ja satamien alituksissa.

Yksinkertaistettuna menetelmä on seuraavanlainen. Meren pohjaan ruopataan oja tunnelielementtejä varten. Elementit valetaan maissa tehdastiloissa, siirretään kiskoilla satama-altaaseen ja hinataan molemmista päistä tiivistettyinä asennuspaikalle. Painotankkeihin lasketaan vesi ja painovoima hoitaa loput. Pohjaan painuneesta elementistä saumat tiivistetään, vesi pumpataan pois ja seuraava elementti tuodaan paikalle. Lopuksi tunneli peitetään meren pohjaan.

Kuulostaa siis helpolta, mutta oikeasti kyseessä on yksi vaativimmista Euroopan mantereella tehdyistä rakennusprojekteista ikinä.

Logistinen haaste

Koska Tanska vastaa suurimmaksi osaksi rakentamisesta, ovat suurimmat rakennustyömaatkin Tanskan puolella. Alueella, jossa tunneli tulee sukeltamaan meren pohjaan, on käynnissä monta erilaista projektia. Hieman etäämmällä tunneliaukon työmaasta sijaitsee tätä tarkoitusta varten rakennettava satama, joka esimerkiksi ottaa vastaan raaka-aineet kuten soran, sementin ja teräksen tunnelielementtejä varten. Noin 1 300 työntekijälle on rakennettu omat majoitus- ym. tilat lähistölle.

Alueelle rakentuu myös yksi kaikkien aikojen suurimmista betonitehtaista. Massiiviset, 217 metriä pitkät, 42 metriä leveät ja 73 000 tonnia painavat, teräsrunkoiset elementit valetaan kuudessa valtavassa hallissa.

Yksi elementti koostuu yhdeksästä erikseen valetusta osasta ja yhden useasta kerroksesta muodostuvan osan valu kestää noin 36 tuntia. Yhden koko elementin saattaminen asennusvalmiiksi kestää yhdeksän viikkoa. Prosessi on erittäin tarkka muun muassa lämpötilan ja kosteuden suhteen.

Kaikkiaan elementtejä valmistetaan 89 kappaletta. Niistä 79 on niin sanottuja peruspalikoita ja 10 pitää sisällään lisätiloja tunnelien alapuolisessa osassa. Kun tuotanto on täysillä käynnissä, valmistetaan elementtejä 24/7-tahdilla yhteensä 3,5 vuoden ajan. Ensimmäinen elementti valmistuu vuoden 2022 lopulla.

Valtavia elementtejä ei voida varastoida minnekään, vaan ne matkaavat heti valmistuttuaan hinaajien vetämänä merelle. Logistinen haastekin on siis valtava. Temppuilevat sääolosuhteet pakottanevat katkojakin prosessille.

Asennustarkkuuskin on ällistyttävä. Massiivinen elementti kun on laskettava tiivistyksen onnistumiseksi 15 millimetrin toleranssilla kohdalleen.

Valmistuttuaan Fehmarnbelt-tunneli tulee olemaan yksi raskaimmista ihmisen rakentamista kokonaisuuksista. Sen kokonaispaino on lähes kuusi miljoonaa tonnia. Kheopsin pyramidi on samaa suuruusluokkaa. Sen painoksi on arvioitu noin 5,75 miljoonaa tonnia.

Ruoppaajat Hollannista

Kaksi vuotta sitten aloitetun projektin ruoppaustyöhön valittiin kaksi alan mahtitekijää eli työyhteenliittymässä ovat hollantilaiset Boskalis ja Van Oord. Molemmat ovat erikoistuneet vaativiin ruoppaustöihin. Referenssilista molemmilla käsittää massiivisia töitä ympäri maailmaa. Satama-altaiden ja väylien kaivutyöt alkavat jo olla loppusuoralla.

Työssä käytettyjen alusten, proomujen ja ruoppaajien lista on vaikuttava. Merellisessä kalustoluettelossa on lähes 50 erilaista laitetta. Tämän lisäksi maissa tehtävät maansiirtotyöt työllistävät satapäin perinteistä maarakennuskalustoa. Maailman suurimmat ruoppauslaitteet, lähes 40 kuutiometrin kauhoilla varustetut Magnor ja Simson ovat muun muassa syventäneet satama-alueita sekä Tanskan että Saksan päässä.

Kahmarityyppistä ruoppauskalustoakin on tarvittu, kun syvimmissä kohdissa meren pohja on, kuten mainittiin, 40 metrin etäisyydellä veden pinnasta. Ja tästä mennään vielä reilusti syvemmälle. Kaivettu peti tunnelia varten kun on 12 metriä syvä.

Ruoppausmassat ovat tilavuudeltaan 19 miljoonaa kuutiometriä ja kaikki kuljetetaan (pääosa jo kuljetettu) Tanskaan, Lollandin saarelle hyötykäyttöön. Massoilla rakennetaan muun muassa uusia virkistysalueita. Saaren pinta-ala kasvaa näiden ruoppausmassojen ansiosta 0,23 prosenttia.

Puolesta ja vastaan

Koko projekti on siis aika alkuvaiheessaan vielä. Kun tunneli ennakkotietojen mukaan avataan liikenteelle seitsemän vuoden kuluttua, nopeutuu ja sujuvoituu Fehmarnin salmen kauttaliikenne tehokkaasti. Kun nyt lauttaylitykseen kuluu odotusaikoineen helposti tunti, taittuu matka jatkossa autolla kymmenessä minuutissa. Juna läpäisee tunnelin vieläkin ripeämmin, seitsemässä minuutissa.

Autoille on kaavailtu tämän hetken tilanteessa noin 100 euron maksua yhteen suuntaan. On laskettu, että Tanskan valtio kuittaa ensimmäisen 50 vuoden aikana noin neljä miljardia euroa voittoa tunnelin käyttäjiltä.

Vastustustakin hanke on tietenkin saanut alusta alkaen. Varsinkin Saksan puolella paikalliset asukkaat pelkäävät ympäristöhaittojen rakentamisen aikana olevan erittäin vakavat muun muassa luonnolle. Massiivisen ruoppaushankkeen pelätään sekoittavan meren ekosysteemiä vuosikausiksi.

Uusi yhteys edellyttää lyhyttä uutta tunnelia myös Fehmarnin saarelta Saksan mantereelle. Näin jatkoyhteys uudesta tunnelista saadaan sujuvaksi myös saaresta eteenpäin. Sitäkään paikalliset asukkaat eivät katso hyvällä.

Tanskan puolella valtava betonituotanto tunnelielementtitehtaassa aiheuttaa vastustajien mukaan melkoiset kasvihuonepäästöt. Puolustajat kuitenkin mainitsevat niiden kompensoituvan myöhemmin, kun massiivinen rahdin kumipyöräliikenne korvataan pääosin sähköllä liikkuvilla junilla.

Summa summarum. Fehmarnbelt-tunneli tulee valmistuttuaan lisäämään liikenteen sujuvuutta Keski-Euroopasta Skandinaviaan ja toisinpäin. Projekti on myös osoitus ihmisen loputtomasta kekseliäisyydestä ja osaamisen tasosta.