Vastaanottaja Orimattilan kunta Päivämäärä 6.6.2014 (täydennetty 2.7.2014) HENNA, ORIMATTILA HENNAN ALUEEN TÄYDEN- TÄVÄ TÄRINÄSELVITYS Viite 82141930
HENNA, ORIMATTILA HENNAN ALUEEN TÄYDENTÄVÄ TÄRINÄSELVITYS Päivämäärä 06/06/2014 (täydennetty 02/07/2014) Laatija Kirsi Koivisto Kuvaus Tärinäselvitys Viite 1510008105 Ramboll Säterinkatu 6 PL 25 02601 ESPOO P +358 20 755 611 F +358 20 755 6201 www.ramboll.fi
HENNAN ALUEEN TÄYDENTÄVÄ TÄRINÄSELVITYS SISÄLTÖ 1. Tehtävä 1 2. Tutkimuskohde 1 2.1 Tutkimuskohteen sijainti 1 2.2 Pohjasuhteet 2 3. Junaliikenne tarkastelukohdalla 3 4. Junaliikenteen aiheuttama tärinä 3 4.1 Tärinämittaukset 3 4.2 Tärinän raja-arvot 4 4.3 Tärinän leviäminen 4 5. Runkomelun riskinarviointi 7 6. Johtopäätökset ja suositukset jatkotoimenpiteiksi 7
0-1 1. TEHTÄVÄ Tehtävänä oli täydentää tammikuussa 2014 laadittua tärinäselvitysraporttia tekemällä tarkentavat tärinämittaukset lähempänä rataa niillä alueilla, jotka aiemmassa selvityksessä oli todettu tärinän kannalta kriittisiksi. Selvitys on toteutettu noudattaen VTT:n ohjeita Ohjeita liikennetärinän arviointiin, Suositus liikennetärinän arvioimiseksi maankäytön suunnittelussa, Suositus liikennetärinän mittaamisesta ja luokituksesta ja Rautatieliikenteen tärinän vaikutus rakenteisiin - vaurioalttiuden kartoittaminen ja mittaaminen. 2. TUTKIMUSKOHDE 2.1 Tutkimuskohteen sijainti Tarkasteltava alue sijaitsee Orimattilan kunnan länsiosassa radan varrella. Tutkimuskohteen sijainti on esitetty kuvassa 1. Kuva 1. Tärinänselvityksen tarkastelualue, Henna, Orimattila. Kuva: Maanmittauslaitos.
0-2 2.2 Pohjasuhteet Maaperä tarkasteltavalla alueella koostuu hiekka-, hieta- ja moreenimuodostumista. Alueen maaperäkartta on esitetty kuvassa 2. Kuva 2. Hennan alueen maaperäkartta, Orimattila. Lähde:GTK.
0-3 3. JUNALIIKENNE TARKASTELUKOHDALLA Suunnittelualueen ohittaa päivässä noin 130 junaa, joista 8 on tavarajunia. Tavarajunien maksimipainoksi on tässä selvityksessä arvioitu 4500t (venäläiset tavarajunat) ja nopeustasoksi 80 km/h. 4. JUNALIIKENTEEN AIHEUTTAMA TÄRINÄ 4.1 Tärinämittaukset Mittaukset suoritettiin valvomattomina kahdessa pisteessä 20.-27.5.2014 (mittauspisteet 1 ja 2), Mittauspisteiden sijainnit on esitetty kuvassa 3 ja etäisyydet radasta taulukossa 2. Kuva 3. Henna, Orimattila. Tärinämittauspisteiden sijainnit. Mittaukset on esitetty taajuuspainotettuina tehollisarvoina (v w ) tehtynä luonnontilaisen maan pintakerroksesta kolmessa suunnassa: V - pystysuuntainen heilahdusnopeus, L - radan suuntainen heilahdusnopeus ja T - rataa vastaan kohtisuora heilahdusnopeus. Mittaukset ja niiden analysointi on tehty VTT:n ohjeen "Suositus liikennetärinän mittaamisesta ja luokituksesta" mukaisesti. Ohje perustuu standardeihin NS 8176 ja ISO 2631-2.
0-4 4.2 Tärinän raja-arvot Tärinän arvioinnissa on käytetty VTT:n (2004) tärinäsuositusta, joka perustuu norjalaiseen tärinäluokitukseen NS 8176 (1999). Suositusarvo esitetään ihmisen kokemuksen mukaan taajuuspainotettuna tehollisarvona, joka toteutuu 95 % tilastollisella todennäköisyydellä (taulukko 1). Taulukon 1 luokitus perustuu ihmisen kokeman tärinän häiritsevyyteen. Luokitusta ei sovelleta rakennuksille, joissa ihmiset ovat pääasiassa liikkeessä tai muut kuin liikenteestä aiheutuvat häiriöt voivat olla merkittävämpiä (esim. toimistot, kaupat, kahvilat, ostoskeskukset, tavaratalot, liikuntatilat) (NS 2005). Taulukko 1. Suositus rakennusten värähtelyluokituksesta (VTT 2004). Värähtelyluokka Kuvaus värähtelyolosuhteista Värähtelyn tunnusluku v w,95 [mm/s] A Hyvät asuinolosuhteet 0,10 B Suhteellisen hyvät olosuhteet 0,15 C Suositus uusien rakennusten ja väylien suunnittelussa 0,30 D Olosuhteet, joihin pyritään vanhoilla asuinalueilla 0,60 Tehollisarvo, jossa yksittäiset huippuarvot tasoittuvat, kuvaa paremmin tärinän aiheuttamaa haittaa ihmisen häiriintymiselle kuin huippuarvo, joka soveltuu paremmin rakenteiden vaurioitumistarkasteluihin. Tärinän tehollisarvo vastaa ajattelutavaltaan jossain määrin melumittauksen keskiarvoistettua ekvivalenttia-arvoa. Yleensä rautatietärinän taajuuspainotettu heilahdusnopeuden tehollisarvo on noin 50 % tärinän huippuarvosta. Mikäli hallitseva värähtelytaajuus on tiedossa, voidaan heilahdusnopeuden huippuarvot muuntaa taajuuspainotetuiksi tehollisarvoiksi yhtälöllä 1 (VTT 2004). 2 f0 v w 0,55 vmax 1 (1) f missä v w on taajuuspainotettu tehollisarvo v max heilahdusnopeuden huippuarvo f 0 3,5 Hz f hallitseva värähtelytaajuus Tärinän laskennalliset tarkastelut on tehty rautatieliikenteen tärinän arvioimiseen kehitetyllä ennustusmallilla (VTT 2002). 4.3 Tärinän leviäminen Tärinän leviämisen arviointi nykytilanteessa on tehty perustuen 20.-27.5.2014 ja 17.- 19.11.2013 tehtyihin mittauksiin. Kuvassa 4 on esitetty nykytilanteessa arvioitu tärinän leviäminen sekä maasta mitatut heilahdusnopeuden arvot värähtelyn tunnuslukuna v w,95. Käyrä esittää rakennuksen pohjakerroksen lattiatasossa ennustettua suurinta värähtelyn tunnuslukua.
0-5 Kuva 4. Henna, Orimattila. Mittausten perusteella laskennallisesti arvioitu tärinän heilahdusnopeus rakennuksissa etäisyytenä pääradalta. Mitatut värähtelyn tunnusluvut on esitetty taulukossa 2. Taulukossa 1 esitettyjen värähtelyluokkien etäisyydet pääradasta ja huoltoraiteesta on esitetty taulukossa 3. Ennustekäyrien ja maaperäolosuhteiden mukaan tulkitut rajaukset asuinrakentamisen kannalta on esitetty kuvassa 5 olevalla tärinäaluekartalla. Välittömästi radan vieressä sijaitseva alue, jota ei suositella asuinrakentamiselle (tärinän tunnusluku v w,95 voi ylittää arvon 0,6 mm/s) ulottuu tavanomaisilla rakennuksilla enimmillään n. 50 m etäisyydelle radasta. Värähtelyluokan D alue (tärinän tunnusluvun v w,95 oltava < 0,6 mm/s) tavanomaisilla rakennuksilla alkaa n. 50 m etäisyydellä radasta ja ulottuu vastaavasti n. 100 m etäisyydelle. Alueella vallitsevat tärinäolosuhteet, joihin pyritään vanhoilla asuinalueilla. Värähtelyluokan D alueelle ei tulisi rakentaa uusia asuinrakennuksia. Värähtelyluokan C alue (tärinän tunnusluvun v w,95 oltava < 0,3 mm/s) tavanomaisilla rakennuksilla alkaa n. 100 m etäisyydellä radasta. Värähtelyluokan C alueelle voidaan rakentaa uusia asuinrakennuksia ilman, että tulevat asukkaat kohtuuttomasti häiriintyvät junaliikenteen aiheuttamasta tärinästä. Alue, jolla värähtely ei todennäköisesti häiritse asumista, alkaa n. 100 m etäisyydellä radasta. Tätä pienemmille etäisyydelle radasta mahdollisesti suunniteltavissa rakennuksissa on värähtelyjä pienennettävä asuntojen rakenteisiin vaikuttavilla toimenpiteillä tai muilla tärinää vaimentavilla rakenteilla.
0-6 Taulukko 2. Henna, Orimattila. Värähtelyn tunnusluvut 05/2014 maasta mitattuna. Maan värähtely Mitattu tunnusluku v w,95 (mm/s) Mittauspiste Pienin etäisyys T L V radasta (m) MP 1 40 2,95 1,68 0,06 MP 2 80 0,66 0,55 0,07 Taulukko 3. Henna, Orimattila. Ohjearvoaluiden etäisyys radasta tavanomaisella ja ei-tärinäalttiila rakennuksella. Alue Etäisyys tavanomainen rakennus (m) ei-tärinäaltis rakennus (m) D 50 30 C 100 55 B 195 115 A 295 170 tavanomaiset rakennukset, 100 m radasta ei-tärinäherkät rakennukset, 55 m radasta Kuva 5. Henna, Orimattila. C-luokan ohjearvoalueiden etäisyydet radasta.
0-7 5. RUNKOMELUN RISKINARVIOINTI Runkomelu aiheutuu yleensä kallioon tai kovaan maaperään raideliikenteen iheuttamasta korkeataajuisesta tärinästä. Toisin kuin matalataajuinen tärinä, runkomelu siirtyy parhaiten kovissa maa-aineksissa ja verraten huonosti savisessa maaperässä. Junien nopeus vaikuttaa runkomeluun siten, että nopeuden kasvaessa junan raiteisiin aiheuttaman värähtelyn taajuus kasvaa. Tämä johtaa runkomeluna ilmenevän värähtelyn osuuden kasvamiseen. Hennan alueella esiintyy runsain paikoin kitkamaata, joka johtaa kohtalaisesti runkoääniä. Laskennallisen arvion (VTT 2009) perusteella asuinrakennusten runkomelun ohjearvojen ylittymiseen tulee varautua pientaloilla (1 2 kerrosta) alle 100 m etäisyyksillä radasta ja kerrostaloilla (> 2 kerrosta) alle 50 m etäisyyksillä radasta. Runkomelun syntymiseen voidaan vaikuttaa mm. suojaamalla rakennusten perustukset elastisilla materiaaleilla, jotka voivat toimia samalla talon routaeristyksenä. Mikäli perustaminen vaatii rakennusten paaluttamista, paalujen jäykkyys ja kiinteä kontakti kovaan maakerrokseen lisäävät runkomeluriskiä. 6. JOHTOPÄÄTÖKSET JA SUOSITUKSET JATKOTOIMENPI- TEIKSI Raportissa tehdyt arviot perustuvat vuosina 2014 ja 2013 tehtyihin värähtelymittauksiin. Tutkimuksen perusteella junaliikenteen aiheuttamat tärinät ylittävät suositusarvot ihmisen häiriöksi kokemalle tärinälle tavanomaisissa rakennuksissa alle 100 m etäisyydellä radasta (olemassa olevat rakennukset, < 0,6 mm/s). Uusia rakennuksia koskeva ohjearvo 0,3 mm/s alittuu tavanomaisilla rakennuksilla yli 100 m etäisyydellä radasta ja ei-tärinäherkillä rakennuksilla 55 m etäisyydellä radasta. Tämän täydentävän selvityksen perusteella tärinäalueiden rajat ovat likimain samoilla etäisyyksillä kuin 2013 tehdyn yksittäisen mittauspisteen pohjalta aiemmassa selvityksessä arvioitiin. Mikäli rakennuksia halutaan tehdä lähemmäs rataa kuin edellä suositeltu 100 m etäisyys, on joko rakennukseen tai rakennuksen ja radan väliin tehtävä erityinen tärinänvaimennusrakenne, jotta esitettyihin ohjearvoihin on mahdollista päästä. Rakennuksessa tärinänvaimennusrakenteena voidaan käyttää rakenteeseen asennettavia jousia tai erityisiä tärinänvaimennusmattoja. Rakennuksen ja radan välissä vaimennusrakenteena voidaan käyttää esimerkiksi ponteista tai syvästabilointipilareista maan sisään tehtävää seinämää. Kaikilla vaimennusmenetelmillä on ehkäisevä vaikutus myös runkomelun osalta. Tärinävaimennusmenetelmän valinta ja soveltuvuus pitää selvittää erikseen. Rakenteeseen asennettavan tärinänvaimennuksen kustannukset ovat vahvasti riippuvaiset rakennuskohtaisista ominaisuuksista rakennusmateriaaleista, perustamistavasta, kerrosluvusta ja lattioiden jännevälistä. Yleensä rakennuskohtainen tärinänvaimennus on kuitenkin suhteellisesti sitä halvempaa, mitä useampi asuinkerros rakennuksessa on. Esimerkiksi tärinämattojen kustannukset ovat keskimäärin välillä 30 100 /m 2 x rakennuksen ala.
0-8 Käytettäessä vaimennusrakenteena rakennuksen ja radan väliin sijoitettavaa maan sisäistä seinämää, kokonaiskustannukset vaimennusrakenteen suunnittelulle ja rakentamiselle ovat karkeasti arvioituna 850 1000 /rata-m. LÄHDEVIITTEET NS 2005. Norwegian Standard NS 8176.E. Vibration and shock. Measurement of vibration in buildings from landbased transport and guidance to evaluation of its effects on human beings. Lysaker: Standards Norway. 30 s. VTT 2011. Ohjeita liikennetärinän arviointiin. VTT Tiedotteita 2569. Espoo. 35 s. + liitteet 9 s. VTT 2009. Maaliikenteen aiheuttaman runkomelun arviointi, Esiselvitys. Espoo. 56 s. + liitteet 11 s. VTT 2008. Rakennukseen siirtyvän liikennetärinän arviointi. VTT Tiedotteita 2425. Espoo. 95 s. + liitteet 69 s. VTT 2006. Suositus liikennetärinän arvioimiseksi maankäytön suunnittelussa VTT 2004. Suositus liikennetärinän mittaamisesta ja luokituksesta. VTT Tiedotteita 2278. Espoo. 50 s. + liitteet 15 s. VTT 2002. Rautatieliikenteen tärinän vaikutus rakenteisiin Vaurioalttiuden kartoittaminen ja mittaaminen. Espoo.