Geoteknistä suunnittelua Perämerelle - Hailuodon kiinteä yhteys
Geoteknistä suunnittelua Perämerelle – Hailuodon kiinteä yhteys
Lauttamatkat vaihtuvat pian Hailuodossa kestävään ja joustavaan 8,4 kilometrin kiinteään yhteyteen, joka sisältää Suomen viidenneksi ja kuudenneksi pisimmät sillat sekä Suomen pisimmän kiinteän maayhteyden. Allianssimallilla toteutettavassa hankkeessa ovat avainasemassa huippuluokan insinööritaito, kestävät ratkaisut sekä ennen kaikkea yhteistyö.
Matka mantereelle ja ”Luotoon”, kuten paikallisilla on tapana todeta, tapahtuu vielä jonkin aikaa vesiteitse tai jäätietä pitkin. Tavoiteaikataululaskuri rullaa HAIKI-allianssin projektisivustolla. Kiinteän yhteyden avaaminen tapahtuu tavoiteaikataulun mukaan vuoden 2026 lopussa. Merimatkat, jotka ovat taittuneet Hailuotolaivalla 60-luvun lopulle saakka ja siitä Meriluoto- ja Merisilta-lautta-aluksilla nykyhetkeen, ovat tulossa väylänsä päähän. Pian nykyisen 6,8 km lauttamatkan sijaan voidaankin matka suorittaa ympäristöä kunnioittavasti sekä omien aikataulujen mukaisesti esimerkiksi autolla tai pyöräillen uutta 8,4 km pitkää kiinteää yhteyttä pitkin. Matka kuljetaan pääosin louhepenkereellä, jonka varrelle on sovitettu kaksi upeaa paaluille perustettua siltaa. Hailuodon puoleinen 9-aukkoinen Huikun silta on pituudeltaan 767 m ja 10-aukkoiselle Riutun sillalle mittaa kertyy 737 m. Valmistuttuaan sillat ovat Suomen viidenneksi ja kuudenneksi pisimmät. Jättiurakassa rakennetaankin Suomen pisin kiinteä maayhteys ja se lukeutuu samalla myös Euroopan pisimpien joukkoon.
Kiinteä yhteys toteutetaan allianssimallilla eli yhteistoiminnallisena urakkana, jossa osapuolet jakavat yhdessä hankkeen riskit ja hyödyt. HAIKI- allianssin muodostavat tilaajana Väylävirasto, rakentajana GRK Suomi Oy sekä suunnittelijaosapuolena AFRY Finland Oy ja A-Insinöörit Suunnittelu Oy. AFRY vastaa hankkeen geosuunnittelusta.
Pengertie on pääosin louhetta, jota juttua kirjoitettaessa on ajettu keväästä 2024 saakka mereen tienpohjaksi yli miljoona tonnia. Kivilouhetta ja -mursketta tulee kokonaisuudessaan noin 1 300 000 m3. Aivan nurkan takaa kiviainesta ei kohteeseen saada, sillä alue sijoittuu Muhoksen hautavajoaman eli ns. Muhos-muodostuman alueelle, josta kunnollista kalliota ei löydy vielä edes 50 m syvyydestä. Noin 1 300 miljoonaa vuotta sitten syntynyt kallioperän siirrosvyöhyke on täyttynyt sedimenteillä, jotka ovat iskostuneet mm. savikiveksi. Niinpä louheesta pääosa tuleekin Kiimingin Alakylän Kumpuselän ottoalueelta noin 50 km päästä. Pohjaolosuhteiden puolesta maakerrokset ovat tiiviitä hiekkamaita, ja meren pohjan pintaosissa on tavanomainen sulfaattipitoinen maakerros löyhää savista silttiä.
Geosuunnittelun osalla hankkeessa on riittänyt paljon tehtävää. Vesilupaprosessin pitkä odotusaika hyödynnettiin kehitysvaiheessa pohjarakenteita kiivaasti suunnitellen. Tekninen suunnittelu sisälsi mm. painuma- ja stabiliteettilaskentoja sekä tukiseinien, paalutuksen, pengerryksen ja kaivantojen suunnittelua. Näistä saatiinkin kehitysvaiheen aikana allianssin kesken jalostettua teknistaloudellisesti parhaat geotekniset ratkaisut työturvallisuus ja ympäristö huomioon ottaen. Esimerkiksi savisen kerroksen massan vaihtokaivun korvaaminen pohjaan täyttämällä kiilamaisella päätypenkereellä ja siirtyvää ylipengertä käyttäen toi hankkeelle miljoonien kustannussäästöt.
Yllätyksiäkin on matkan varrella tullut vastaan. Jo pohjatutkimusten valossa tiedettiin etukäteen, että paalutustyö halkaisijaltaan 0,9- ja 1,2-metristen lyötävien teräsputkipaalujen kanssa tulee vaatimaan aikaa ja hermoja. Suuriläpimittaisten paalujen asentaminen syvälle tiiviiseen hiekkaan ei käy kättä heilauttamalla. Sen vuoksi Oulunsalon puolella Riutunkarissa tehtiin talvella 2023 koepaalutus, missä tavoitetasoon asennettiin siltapaaluja vastaavat teräspaalut. Koepaalut lyötiin olemassa olevan penkereen läpi kairausten mukaan siltapaikkoja vastaaviin pohjaolosuhteisiin, ja pohjamaa otaksuttiin vielä tiivistyneeksi 50 vuotta päällä olleen nykyisen penkereen lisäkuorman vaikutuksesta. Koepaalutuksen perusteella viimeisten metrien lyönti on hidasta, kuten ennakkoon arvioitiinkin. Loppupäässä lyöntimäärät olivat 1500 lyöntiä metrille halkaisijaltaan 1,2 m paalulla. Eli tiukkaa oli, mutta toteutettavissa. Merellä välitukien kohdalla yllätyksenä tuli vastaan se, että lyöntimäärä jopa tuplaantui ja paalupituudet jäivät reilusti tavoitetasoista. Dynaamisia koekuormituksia järjestämällä signaalisovitusta käyttäen voitiin kuitenkin varmistaa paalujen riittävä geotekninen kestävyys. Vaikka pohjatutkimuksia oli vähintäänkin riittävästi etukäteen tehtynä, tehtiin vielä lisätutkimuksia paalutuksen jälkeen, joissa havaittiin pohjamaan selkeää tiivistymistä paalutusvyöhykkeessä. Mielenkiintoisena ilmiönä havaittiin myös se, että 1,2-metrisen paalun tunkeuma hiekkamaassa oli hieman joutuisampaa aamulla aivan paalutustyön jatkamisen alkuvaiheessa, kuin edellisenä iltana lopetettaessa. Tällekin löytyi kokeellisesti looginen selitys. Mutta jätetään se lukijoiden pohdittavaksi.
Iso osa hankkeen geoteknisestä suunnittelusta liittyy työn toteutuksen suunnitteluun. Miten rakenteet saadaan laadukkaasti, turvallisesti sekä tehokkaasti toteutettua. Nämä pohjarakenteiden osa-alueet harvoin näkyvät käyttäjälle, mutta rakentamisen aikana ne ovat isossa roolissa. Jälkipolville ei siis jää paljoa näytettävää. Esimerkkinä suuret siltojen välitukien teräsponttikasuunit, jotka mahdollistavat perustusten ja tässä tapauksessa samalla myös jäänsärkijöiden teräsbetonirakenteiden tekemisen kuivatyönä noin 4–5 m syvyyteen merivesipinnan alapuolelle. Teräsponttikasuunit tehdään Riutun sillalla täryttämällä teräsponttilaatikko työpenkereen murskeen läpi tavoitesyvyyteen. 12,6 m × 15 m laatikko tuetaan sisäpuolisilla terässolkipalkeilla ja vinotuilla. Ponttiseinän nurkkiin asennetaan kulmalukot vesitiiviyden saavuttamiseksi. Kaivutyöt ja pohjalle valettava 80 cm paksu raudoitettu työbetonilaatta tehdään vedenalaisena työnä. Tämän jälkeen kasuuni pumpataan tyhjäksi. Valtava noste voitetaan työbetonilaatan painon, siltapaalujen vetokestävyyden ja ponttilaatikon ja murskeen välisen kitkan avulla. Muita työnaikaisia rakenteita ovat luonnonvoimien armoilla oleva Huikun työsilta merellä ja sen upotettavat teräslevykasuunit sekä louheesta rakennettu Riutun sillan työpenger, joka kaivetaan pois sillan valmistuttua.
Merellä tehtäviin töihin liittyvät haasteet, kuten tuuliolosuhteet, jääkuormat sekä vesipinnan voimakas vaihtelu, tuovat geosuunnitteluun oman lisänsä, mihin tavanomaisessa suunnittelussa ei välttämättä olla totuttu. Itse rakentaminen on sitten vielä aivan oma lukunsa. Allianssi on järjestänyt hanketta varten bigroom-työskentelytilat Oulunsalon Riutunkariin, mikä sujuvoittaa työmaakäyntejä ja suunnittelua huomattavasti.
Louheen ajo mereen jatkuu, jotta työnaikainen kiinteä yhteys saavuttaa Oulunsalon puolelta Huikun työsillan. Hailuodon puoleisessa päässä penger on jo kiinni Huikun työsillassa. Penger rakennetaan ensin matalammaksi ja korotetaan lopuksi tasauksen edellyttämään korkeuteen. Paalutukset ja perustamistyöt jatkuvat nopeasti ja Riutun sillalla tehdään jo siltakannen muottitöitä. Talveen on varauduttu, mutta jääolosuhteet, erityisesti Hailuodon päässä, voivat tuoda haasteita. Voimakkaasti sivukuormitetut paaluryhmät ovatkin yksi mielenkiintoinen geotarkastelun kohde.
Kirjoittajat: Ari Juntunen & Simo Luukkonen, AFRY
Ilmakuvat: Väylävirasto
