PE-rør i setninger og jordskjelv

Da bildene fra det tragiske Gjerdrum-raset rullet over TV-skjermene var vi alle preget av sjokk. Hvordan kunne et så stort område synke sammen og ta med seg mennesker, boliger og infrastruktur? Det vil ta lang tid før vi får det endelige svaret på dette spørsmålet, men det vi vet er at dette var et kvikkleireskred som krevde 10 menneskeliv. 

På bildet ser du en PE-ledning som stikker ut av leirmassene og seniorgeolog Anders Solheim ved Norges Geotekniske Institutt (NGI) sier til Nettavisen at det er helt naturlig at folk spekulerer i årsaken etter en sånn forferdelig hendelse. Det blir trukket fram at det har vært flere graveprosjekter i området de siste årene.

Mange husker også det store Rissa-skredet i Trøndelag i 1978. Dette er det største kvikkleireskredet som har rammet Norge på 1900-tallet, der 20 hus og gårdsbruk ble tatt av raset, og ett menneske omkom. En av grunnene til raset var lekkasje i et avløpsrør over flere år. Da en gravemaskin begynte å grave i området ble raset utløst.

Raset på Egge i Lier få dager etter Gjerdrum-skredet, ble trolig utløst av en vannlekkasje i romjulen. Boring i grunnen viste kvikkleire 11 meter under bakkenivå. Dette raset gikk lenge under radaren – og helt i skyggen av det store skredet i Gjerdrum lille nyttårsaften i fjor.

Les også: Kun det beste rørmaterialet er godt nok

Innlekk i leirmasser

Med min bakgrunn var det ett bilde jeg la spesielt merke til da de første grusomme bildene fra Gjerdrum rullet over skjermen. Midt i rasveggen stakk et PE-rør fram, og det var like helt. Et duktilt rør eller PVC-rør vil knekke sammen med en gang det skjer alvorlige setninger eller skred.

Uavhengig av Gjerdrumraset og raset i Lier kan vi slå fast at det ved setninger i grunnen er stor fare for innlekk i massene. Jeg er derfor tydelig på at kommunene må velge PE-rør når de skal etablere ledningsnett gjennom ustabile masser, enten det er kvikkleire eller myrområder.

En lekkasje i et spillvannsrør kan få alvorlige konsekvenser dersom røret er etablert i leirholdige masser. Når disse massene blir tilført vann vil massene over tid bli utvasket.

Det ble registrert 26.500 ulike skader i ledningsnettet etter jordskjelvet i Kobe i 1995. Det ble ikke registrert brudd på noen av PE-ledningene.

Jordskjelv i Japan

Jeg har ingen erfaring når det gjelder valg av rørmateriale i områder med stor fare for jordskjelv. Jeg har imidlertid lest meg fram til at japanske myndigheter har fått øynene opp for PE som et velegnet materiale etter et jordskjelv i landet i 1995.

Japan er et av landene med størst seismisk aktivitet og er et av de mest aktive områder på jorda. Det forekommer årlig rundt 1500 jordskjelv. De store dypene utenfor kysten av Japan er også hyppig utsatt for jordskjelv og kan skape ødeleggende tsunamier.

Etter jordskjelvet i Hyogoken utenfor storbyen Kobe i 1995 tok salget av PE-rør for vannforsyningen et kraftig hopp. Det viste seg at PE-rørene var de eneste rørene som sto i mot skadene ved dette jordskjelvet, som viste 6,9 på Richters skale og som krevde drøyt 6000 menneskelig.

Materialets egenskaper og holdbarhet ble trukket fram, og de neste 20 årene ble det etablert 31.700 kilometer med vannledninger i PE i Japan.

Japanske myndigheter trakk fram vesentlige momenter for å velge dette materialet. PE100-rørene er best egnet på grunn av sin fleksibilitet, slagfasthet, forplantningsevne mot sprekker og langvarig holdbarhet. Spesielt med tanke på fleksibilitet er PE-røret mye bedre enn for et metallmateriale, og det oppstår ingen forringelse i styrke forårsaket av spenninger eller kompresjon. I tillegg kan både rør og beslag leveres av samme polyetylenmateriale. Japanske røreksperter har verifisert egenskapene til PE-rørledningen ut fra seismisk ytelse.

1. 1) Grunnleggende egenskaper (strekk, kompresjon og gjentatt forlengelse)
2. 2) Realskalasimulert test
3. 3) Evaluering av rørledning etter faktisk jordskjelv.

De målte belastningsfordeling av rørdeformasjon ved faktisk skala-eksperiment som simulerte bakkesprekker og ulik bosetting. De valgte hydrostatisk trykkytelse for evalueringsrøret og beslag gjennom det virkelige jordskjelvet. De fant da ut at PE 100-røret har høy ytelse mot jordskjelv.

Undersøkelser ble utført i forbindelse med tre store jordskjelv i 2007,2011 og 2016. Her oppsto det ingen skader på grunn av deformasjon, seismiske bevegelser og forskyvning av rørene, bortsett fra ekstreme tilfeller som tsunami og bakkekollaps.

Til tross for ekstreme forhold viser det seg at PE-ledningene kan stå i mot naturkreftene.

Småkraftverk

Personlig har jeg mest erfaring med ledninger i forbindelse med etablering av småkraftverk. Her drar vi PE-ledninger i dimensjoner opp mot 1000 til 1200 mm opp bratte skråninger og er helt avhengig av PE-materialets fleksibilitet. I de tilfellene vi må skyte oss fram for å etablere fjellgrøfter er vi også avhengig av rør med stor fleksibilitet, og da er det PE som gjelder. Dersom vi skulle benyttet duktile rør eller PVC må vi inn med bend og gjerne støpe forankringer. Det betyr lengre anleggstid og økte kostnader for oss og for byggherre. Vi har aldri opplevd problemer med PE-rør, og bare det siste året har vi gjennomført åtte krevende prosjekter der PE-rørets egenskaper har vært avgjørende for et godt resultat. Så langt i min 30-årige karriere har jeg aldri opplevd at et PE-rør har sprukket eller knekt.

Inntrekk av PE-ledning i et kraftanlegg i Sævareidfjorden i Bjørnafjorden kommune i diameter på 1000 mm, PE100RC, SDR 11

PE-ledningen slynger seg opp dalsiden i Sævareidfjorden. Ved inntaket holder det med SDR 26, mens det benyttes SDR 11 i bunnen.

Oppdrettsnæringen bruker PE

Oppdrettsnæringen har de siste årene virkelig fått øynene opp for bruken av fleksible rør i sine anlegg. Der tradisjonelle materialer trettes ut av naturkreftene, lever PE med naturen. PE er i dag det ledende byggematerialet for fiskemerder. Dets fleksibilitet gjør at merdene lever med, istedenfor å kjempe imot, bølge- og strømningskrefter år etter år. Dersom PE-ledningene havner opp i fjæresteinene vil det imidlertid gå kort tid før det blir gnagd hull i ledningen.

Det er viktig å unngå at en PE-ledning blir liggende inntil steiner eller murer. Når grunnen beveger seg, vil rørene få alvorlige skader.

Sjøledninger

Ved etablering av sjøledninger er det viktig at vi benytter oss av gode konsulenter som foretar korrekte beregninger med tanke på korrekt trykklasse. Da fylkesmannens miljøvernavdeling i Sogn og Fjordane i 2010 ga Årdal kommune pålegg om å få orden på sitt avløpsutslipp i Årdalsvatnet ble en PE-ledning i 9200 meters lengde senket til 200 meters dyp. Løsningen ble en PE 100RC SDR9 med PP beskyttelseskappe. Materiale ble valgt for å sikre at installasjonen ikke påvirkes av ytre belastninger som eksempelvis jordras, siden ledningen ligger på 200 meters dyp med bratte fjellsider på hver side. Rørene ble produsert i hele 21 meters lengde. Dermed ble det mindre sveisejobb, raskere installasjonstid, og færre antall skjøter på ledningen. 

Fra overflaten ble røret senket 60-70 grader ned mot bunnen. Under selve senkeprosessen blir det selvsagt betydelig belastning på røret, men siden senkeprosessen går raskt vil ikke belastningen skade røret. Her er det viktig at loddene er montert på en så solid måte at man unngår loddras, slik det skjedde i Tromsø for mange år siden. I dag er det helt andre rutiner for senking enn tilfellet var i Tromsø.

9,2 kilometer med rør fra Hallingplast gjennom Årdalsvatnet i 2010 var et spektakulært syn. IMC-diving sto for senkningen, med Hordaland Rørteknikk som underentreprenør på rørleveranser fra Hallingplast og sveising av rørene.

Produktutvikling

PE-materialet har utviklet seg i årenes løp fra PE32, via PE 50, PE80 og nå til PE100RC. Det har vært stadig utvikling i PE-materialene, spesielt når det gjelder trykkholdfasthet og motstand mot sprekkdannelser.  SDR-klassene er også utvidet. Det produseres nå rør som tåler 50 bars trykk, som blant annet benyttes i de sveitsiske alpene. Da vil nok sveiseskjøtene i så fall bli det svake punktet, slik jeg ser det.

God kompetanse på sveising er helt avgjørende uansett trykklasse og sikkerhetsfaktor. Vi må være bevisst på at PE-materialets omdømme kan bli skadelidende av dårlig utført håndverk fra sveisernes side. Her er det også viktig å være bevisst på hvilke sikkerhetsklasser som skal anvendes. Under etablering av småkraftverk har vi sikkerhetsfaktorer fra 1,25 og opp til 1,9.

Den største utfordringen er NVE sine krav til sikkerhetsfaktor, som nå er kommet helt opp i 1,9, mens det etter min mening burde være mer enn nok med 1,6, slik det er i norske VA-anlegg. Det er ikke behov for tykke «tømmerstokker» og derfor er det viktig at den norske plastrørgruppa blir bedre på formidling av materialets unike egenskaper. Da er det viktig at også konsulentene er oppdatert på hvilke krav som gjelder for de ulike prosjektene.