Euroopan pohjoinen ulottuvuus geotekniikan kannalta

Transkriptio

1 1 Usko Anttikoski dipl.ins. /Muistio Euroopan pohjoinen ulottuvuus geotekniikan kannalta Yhteenveto Kirjoituksessa selostetaan Pohjoismaiden ratakorridoreja Jäämereltä Välimerelle. Varsinkin Suomen kiinteät rautatieyhteydet Itämeren poikki ovat arvioinnin kohteena. Merenalaiset pitkät rautatietunnelit ja junalautat voivat ratkaista Suomen pääsyn Euroopan junaliikenteeseen. Pohjoisen Itämeren alla on luja kallioperä, joka tarjoaa uudenlaisia mahdollisuuksia liikenneyhteyksien avaamiseksi. Helpoin ja turvallisin yhteys lienee Merenkurkun alueella, joka voisi olla ensimmäisenä koerakentamisen kohteena. 1. Johdanto Ilmastonmuutoksen vaikutus ja öljyvarantojen väheneminen pakottavat siirtämään liikennettä maanteiltä rautateille. EU:n liikennepolitiikan tavoite on rakentaa alueensa ratakorridorit ja muuttaa eri maiden junakalustoa yhteensopivaksi. Tämä muutos on hidas ja siihen voi kulua seuraavan sukupolven aika. Jäämeren vapautuminen jääpeitteestä lisää myös liikennettä pohjoiseen ja liikenne siirtyy Pohjoismaiden ja Venäjän liikennekorridoreille. Suomella ei ole vielä toimivia ratayhteyksiä EU-maihin, sillä Suomen ratojen venäläinen raideleveys tekee liittymisen hankalaksi. Vaarana on jäädä liikenteellisesti erilleen pohjoiseksi EU-maiden saareksi. Tämän takia Itämeren lahtien poikki kulkevaan liikenteeseen tarvitaan auto- ja junalauttojen lisäksi merenalaisia rautatietunneleita. Suomen kannalta ajankohta raideliikenteen voimakkaaseen kehittämiseen sopii, sillä varsinkin laivanrakennuksessa ja tietoliikennetekniikassa on nyt ilman työtä koulutettua henkilöstöä, jotka soveltuvat myös raidelogistiikan kehittämiseen. 2. Ratakorridorit Pohjoismaiden rataliikenteen uusia pääväyliä on selvitetty ja rakennettu viime vuosina EU:n tuilla. Ruotsin ja Norjan kiinteä ratayhteys Tanskan kautta Eurooppaan valmistui kymmenen vuotta sitten. Yhteys paranee vielä, kun toinen liikennetunneli Fehmarnin

2 2 salmen poikki Tanskan ja Saksan välillä valmistuu. Junat voivat ajaa silloin pohjoisesta Ruotsin kautta EU-maihin ja Alppitunneleiden läpi jopa Välimerelle asti. Tanskan, Ruotsin ja Norjan rataverkko on jo yhteydessä Jäämerelle ja palvelee Euroopan pohjoista ulottuvuutta. Suomen ja Viron välisen kiinteän ratayhteyden selvittäminen on käynnistynyt. Sen sijaan Suomen rataverkon yhdistäminen joko Norjan tai Venäjän kautta Jäämeren satamiin on vielä selvittämättä. Ruotsin rataverkosta on Haaparannan kautta yhteys Suomeen, mutta maiden erilainen raideleveys tekee liittymisen hankalaksi. EU:n ratakorridorien selvitykset ovat tekeillä Pohjoismaissa. Varsinkin Ruotsi ja Viro ovat aktiivisia etsiessään uusia ratayhteyksiä ja yhteistyökumppaneita (kuvat 1ja 2). Suomen valtion liikennevirasto on järjestänyt viime vuosina omaa toimintaansa uudelleen, mutta EU:n ratakorridorit ovat saaneet vähän huomiota meillä verrattuna muihin Pohjoismaihin. Baltian ratakorridorin alustavat selvitykset (Rail Baltica Growth Corridor) sekä siihen liittyvä Suomenlahden liikenneväylän selvitykset Helsingin ja Tallinnan välillä ( H-TTransplan) valmistuvat vuonna 2013 (Kuva3). 3. Raideleveyden muutos Suomen rataverkko on ollut 150-vuotisen rakentamishistoriansa aikana osana Venäjän rataverkkoa, jossa raideleveys (1520 mm) ja liikkuva kalusto ovat toisenlaiset kuin muualla Euroopassa. Baltian maat (Viro, Latvia ja Liettua) aikovat rakentaa uuden ratayhteyden Tallinnasta Varsovaan EU:n raideleveydellä (1435 mm). Tämä vaikuttaa myös Suomen ja Viron väliseen raideliikenteeseen. Merkittävä mahdollisuus EU:n liikenteelle olisi, jos länsiosa Suomen rataverkosta vaihdettaisiin nykyisestä leveästä raiteesta (1524 mm) eurooppalaiseksi (1435 mm), jolloin eurooppalaiset junat pääsivät Baltiasta Ruotsiin seuraavasti: - Rail Baltican rata kulkee EU-ratana Tallinnan uudesta kansainvälisen liikennekeskuksesta ja kiertää Tallinnan itäpuolelta Vimsin niemelle ja sieltä Suomenlahden poikki Kirkkonummen Porkkalaan tai vaihtoehtoisesti Helsingin Pasilaan (kuva 4.). - Rata kulkee EU-ratana Kirkkonummelta, Salon, Turun ja Porin kautta Vaasaan. - Vaasasta ratayhteys kulkee Merenkurkun kautta Uumajaan. - Ratayhteys Uumajasta on jo Norjan satamien kautta Atlantin valtamerelle ja Jäämerelle.

3 3 - Ruotsin rata kulkee EU-ratana Haaparannan kautta Tornioon ja sieltä Suomen poikki uutena EU-ratana Norjan Kirkkoniemen ja mahdollisesti myös Venäjän Petsamon satamiin. - Vaihtoehtoisesti rata voi kulkea Suomen nykyisen rataverkon (1524 mm) kautta Kirkkoniemelle ja lisäksi myös Venäjän pohjoiseen rataverkkoon ja Jäämeren satamiin. Eurooppalainen rata on Uumajasta Ruotsin Sundsvallin kautta Norjan Trondheimin satamaan. Tällöin Atlantin valtamereltä lähtevä länsi- itäsuuntainen ratakorridori on Suomen poikki Venäjän Karjalaan ja Arkangeliin. Suomen nykyistä rataverkkoa muutetaan raideleveyden perusteella kahteen ryhmään. Länsipuolella ajaisivat eurooppalaiset junat ja itäpuolella Suomen ja Venäjän nykyinen junakalusto. Jos suomalaisesta junakalustosta osa on EU-radalle sopivaa, niin Suomen kautta junaliikenne kulkisi sujuvasti EU:n ja Venäjän välillä. Raideleveyden muutos voidaan tehdä myös erityislaitteilla vaunukalustoon, jonka telirakenne on muutokseen sopiva. Tätä kalustoa ei tarvita muissa EU-maissa. Rail Baltican selvityksessä on esitetty vaihtoehtoisesti kahden kaksoisraiteen rakentamista (yhteensä 4 raidetta), joissa voisivat ajaa EU:n ja Venäjän junat vierekkäin. Kirjoittajan esittämää uutta ideaa yhdistetyksi ratarakenteeksi ( UI - raide ) kannattaisi myös tutkia (kuva 5). Ehdotuksessa leveän raiteen toinen normaalinen ratakisko I-kisko (painoltaan 60 kg/m) vaihdettaisiin U-kiskoksi (noin 80 kg/m). U-kiskon kahden laipan välissä on noin 40 mm:n rako, jossa venäläisen junan pyörän laippa pääsee kulkemaan. Radalla voi tällöin liikkua eurooppalainen tai venäläinen juna. Ehdotetun yhdistetyn ratarakenteen kehittäminen vaatii kuitenkin vielä paljon suunnittelua, tuotekehitystä ja koerakentamista varsinkin radan vaihteiden kohdilla. 4. Junalautan käyttö meriliikenteessä. Jaakko Blomberg ja Gunnar Okk käsittelevät liikennettä ja kuljetuksia julkaisussa. Suomen ja Viron yhteistyön mahdollisuudet Valtioneuvoston kanslian julkaisu 7/2008. Sivuilla selostetaan Rail Baltican suunnitelmaa ja Helsingin ja Tallinnan välistä rautatietunnelia. Hankkeen kustannuksista todetaan: Tunnelihankkeen arvioitu kustannus, noin kolme miljardia, on kuitenkin sellainen, että sen rahoittaminen pelkästään yksityissektorin varoin ei ole tämän hetkisen tiedon mukaan mahdollista. Suosituksissa esitetään lisäksi Helsinki-Tallinna junalauttayhteyden mahdollisuuksien selvittämistä. Junalauttayhteyttä ei ole enää Suomesta EU-maihin. Viimeinen yhteys Ruotsiin lopetettiin syksyllä Helsingin entiset tavarajunien raiteet satamiin on myös purettu. Uusi tunneliraide Keravalta tavarajunille Vuosaaren satamaan valmistui muutama vuosi sitten. Henkilöliikennettä ei ole kuitenkaan suunniteltu tunneliin.

4 4 Laivojen päästövaatimukset (ns. rikkidirektiivi) kiristyivät Itämerellä ja Pohjanmerelle, minkä vuoksi mm. Viking Line tilasi syksyllä 2011 Turun telakalta uuden maakaasukäyttöisen autolautan. Sen sijaan junalautoista ei ole tehty uusia tilauksia. Selvitystä junalauttayhteyksistä Ruotsiin tai Viroon ei myöskään ole aloitettu. Sopivia lauttasatamien paikkoja on useita molemmin puolin Itämerta, mutta ratayhteydet rannalle ovat selvittämättä. Suomen laivanrakennustekniikka on tunnustetusti korkealla tasolla, jolloin myös uuden junalautan suunnitteluun ja rakentamiseen löytyvät Suomestakin hyvät resurssit. Uutta junalauttaa tulisi suunnitella Itämeren lahtien (leveys km) ylitykseen. Junalautan tulee olla nopeasti rantaan kiinnittyvä ja lisäksi tarvitaan rantaviivalla liikkumaton junalautan telakoituminen rantaviivalla radan jatkeeksi. Tällöin juna voidaan koota kauempana rannasta ja ajaa suoraan radalta junalautalle ilman satamaa ja terminaalia. Junalautan malliksi voi ajatella maailman vanhinta alusta Nooan arkkia (1. Moos. 6:15-16). Sen mitat ovat pituus 150 m, leveys 25 m ja korkeus 15 m. Aluksessa on kolme kerrosta Junalautan yhdelle kerrokselle, ratapihalle, sopii 4 raidetta, yhteispituudeltaan noin 500 m. Alimpaan kerrokseen sijoitetaan tekniikan tilat ja vesisäiliöt lautan uppouman säätöä varten. Ylimmässä (tai välikerroksessa) on ohjauskeskus sekä tiloja henkilöstölle ja matkustajille. Junalautan ratapihakerrosta voidaan tarvittaessa säätää myös hydraulisnostureilla. Jos junalautan huippunopeus merellä on 45 km/h, niin meren ylitys (70 km) kestää noin 1,5-2 tuntia. Silloin koko matka-aika kiinteän mantereen rataverkojen välillä on 2 2,5 tuntia. Junalauttojen satamapaikkoja (junalautan telakoita) voidaan rakentaa nykyisiin Itämeren satamiin, joihin on jo junarata tai tarvittaessa tehdään uusi ratayhteys. Sopivia lauttasatamien paikkoja Suomenlahdella Viron puolella ovat Vimsin niemen itäranta, Muugan satama, Vanha Satama, Paljassaari ja Paldiski. Suomen puolella paikat ovat Vuosaaren sataman entinen telakka-allas, Kirkkonummen Porkkalan itäranta, Kantvikin satama ja Hangon satama. Junalauttayhteydet voidaan rakentaa Suomenlahden lisäksi, Merenkurkun poikki ja Ahvenanmaalta Suomeen ja Ruotsiin. Mantereen ratayhteydet junalauttojen lähtöpaikkoihin sijoitetaan lähelle tulevien rautatietunnelien suuaukkoja. Junalautat auttavat silloin junatunnelien rakentamistyössä ja toimivat myöhemmin varayhteyksinä junatunnelien kanssa. 5. Junatunnelit Suomen kiinteistä rautatieyhteyksistä Itämeren poikki Ruotsiin ja Viroon on tehty ehdotuksia kahdenkymmenen vuoden aikana. Merkittävimmät tunneliyhteydet ovat Merenkurkun tunneli, Suomenlahden tunneli, Ahvenanmaan molemmin puolin olevat Saaristomeren tunneli ja Ahvenanmeren tunneli. Taulukossa ovat tunnelien pituudet ja arvio rakentamiskustannuksista vuodelta Taulukossa on neljä yli 60 km tunnelia. Kaikki tunnelit ovat meren alla Prekambrian

5 5 kovassa kallioperässä. Edullisin rakennuspaikka on Merenkurkulla. Vaativin rakennuspaikka on Suomenlahden tunnelissa, varsinkin ylöstulossa maan pinnalle Viron pehmeässä kalliossa. Junatunnelien rakentamistekniikkaa käsitellään tunnelialan julkaisuissa mm. Suomen geoteknillisen yhdistyksen kotisivulla / Suomenlahden rautatietunneli. Kiinteät ratayhteydet Itämeren poikki Ruotsiin ja Viroon Yhteys tunneliyhteys pintayhteys korkeustaso rak. kust. km km maksimi +/- M AHVENANMAA Ahvenanmeri Tunneli Penger (suuret merisillat) yli Juna- ja autolautta (lautta 45 km) Saaristomeri (ja Ahvenanmaa) Tunneli Penger Tunneli myös Ahvenanmaalla SUOMENLAHTI Porkkala Pasila MERENKURKKU Tunneli ja penger Tunneli (2kpl) ja penger 60+20= Taulukko 1. Kiinteät ratayhteydet Itämeren poikki Ruotsiin ja Viroon (kustannustaso 2007) Pitkät rautatietunnelit meren alla edellyttävät paljon kallioperän geologisia tutkimuksia ja kalliotunnelin rakennustekniikan tuotekehittämistyötä. Työtä kannattaa tehdä yhdessä Pohjoismaiden kanssa (Suomi, Ruotsi, Norja, Tanska ja Viro), koska maita yhdistää samanlainen kallioperä ja tunnelien rakentamistekniikka. Prekambrinen kova kallioperä on tosin Virossa ja Tanskassa yli 100 metriä syvemmällä. H-TTransplan selvitys perustuu lauttaliikenteen ja kalliotunnelien hyödyntämiseen liikenneväylissä. Kaksoiskaupungin (Helsinki-Tallinna) liikennestrategian ja Baltian radan alustavan selvityksen valmistumisen jälkeen alkaa Suomen ja Viron liikenneyhteyksien käsittely julkisuudessa. 6. Johtopäätös Rataliikenneyhteyksiä tulee tarkastella Pääkaupunkiseutua laajemmalti ja ottaa mukaan myös EU:n muut kiinteät ratayhteydet, joita suunnitellaan välittämään liikennettä Jäämereltä Välimerelle.

6 6 Ensimmäiseen pitkään merenalaiseen rautatietunneliin kohdistuvat suurimmat riskit, koska vastaavia rakentamis- ja käyttökokemuksia ei ole Pohjoismaissa. Merenkurkun tunneli on halvin ja turvallisin rakentaa. Se tulisi toteuttaa ensimmäisenä hankkeena ns. prototyyppinä. Siitä saatuja kokemuksia voidaan hyödyntää muissa ratatunneleissa. Merenkurkun tunnelia varten tulisi muodostaa Pohjoismaiden ohjausryhmä ja hankkia rahoitus EU:n infrahankkeiden tutkimus- ja rakentamisrahoista. Hankkeella on kansainvälistä merkitystä. Kirjallisuutta Suomen geoteknillisen yhdistyksen kotisivuilla on koottuna kalliotunnelien rakentamista koskevia kirjoituksia Ajankohtaista/ Suomenlahden rautatietunneli Olli Keinänen. Road map towards Helsinki-Tallinn transport strategy. Esitelmä Tallinnassa huhtikuu 2012 Kuva1. Bothnian corridor

7 kuva 2. Baltic Adriatic corridor 7

8 Kuva 3. Rail Baltica Growth Corridor Helsinki- Berlin 8

9 Kuva 4. Itämeren kehäradan yhteys Jäämerelle 9

10 10 Kuva 5. EU:n ja Venäjän raiteen yhdistämisen idea ( UI-kiskolla) Onnea myös Valtion Rautateille 150. juhlavuoden johdosta (3. riemuvuosi)!