Metro Espoon kallioon

Ensimmäinen kontaktini metroon oli matka Tukholmaan 70–80-luvun vaihteessa ja matka sikäläisellä Tunnelbanalla maan alla. Oranssien metrojunien tultua Helsinkiin 1980-luvun alussa pääsikin kätevästi liikkumaan säältä suojassa Helsingin keskustasta Itäkeskukseen.

Vuosituhannen alussa kuulin ensimmäistä kertaa, että Espooseen suunnitellaan metroa. Yhden kesän aikana sijaistin työkaveriani, tehtävänä oli ohjata kallioperätutkimuksia tekeviä pohjatutkijoita.

Kalliorakennussuunnittelun ensimmäisiä tehtäviä on selvittää kallioperää ja siitä aiheutuvia reunaehtoja maanalaisten tilojen kohdalla ja ympäristössä, jotta voidaan ottaa kantaa maanalaisten tilojen toteutettavuuteen sekä tarpeen mukaan ohjata muiden suunnittelijoiden työtä.

Muutaman vuoden kuluttua löysin itseni tekemässä Pöyryllä kallioperätutkimusohjelmia ja suunnitelmia entisen opinahjoni ”alakertaan” Otaniemen kallioon. Aalto-yliopiston metroaseman, metrotunneleiden ja kuilujen suunnittelutöiden edistyttyä saimme Espoon kaupungilta lisätehtävän suunnitella metro Matinkylästä Kivenlahteen.

Arkkitehtien, ratasuunnittelijoiden ja muiden suunnittelijoiden kanssa aloimme miettiä ratalinjausta sekä asemien paikkoja Länsimetron kakkososuudella. Metro koostuu useista tiloista: rinnakkaiset metrotunnelit, yhdystunnelit, pumppaamot radan alimmissa kohdissa, asemat sisäänkäynteineen, raiteenvaihtopaikat, huoltotunnelit, tekniset kuilut sekä maanalainen metrovarikko. Jotta metro palvelisi käyttäjiensä tarpeita mahdollisimman hyvin, ovat asemien hyvät sijainnit ensiarvoisen tärkeät. Metrorata linjataan sitten asemien välille.

Junien liikennöinnin takia metroradan geometria on suhteellisen kankea, eli vaakageometrian kaarresäteiden täytyy olla varsin suuria (yli 600 m) ja pystygeometrian varsin loiva (enintään noin 3 %). Pelastusviranomaisten vaatimukset tulee huomioida, jotta esimerkiksi turvallinen poistuminen tiloista on onnettomuustilanteissa järjestetty.

Lisäksi tilojen täytyy sijaita riittävän syvällä kallionpinnan alapuolella, jotta ei rajoiteta tarpeettomasti rakentamista maanpinnalla ja pidetään toteutuskustannukset kohtuullisella tasolla. Maanalaisen metron tavoitteena on vapauttaa maankäyttöä siirtämällä liikennettä pois maanpinnalta. Suomalainen kallioperä on rakennettavuudeltaan varsin hyvää, yleisesti riittää kun maanalaisen metroaseman holvin päällä on noin 10 m kalliota niin tilat saadaan toteutettua järkevästi. Ratageometrian kankeuden vuoksi kalliota on monesti enemmänkin, koska tilojen korkeusasema määräytyy alimpien notkopaikkojen perusteella.

Suunnittelun edistyttyä käynnistettiin tutkimukset kallionpinnan korkeusaseman sekä kallion laadun selvittämiseksi. Geologit kartoittivat kallion ominaisuuksia avokallioilla. Maapeitteisillä osuuksilla kallioon porattiin 3 m pitkiä reikiä sen korkeusaseman selvittämiseksi sekä tehtiin seismistä luotausta. Kallion laatua selvitettiin lisäksi kairaamalla syvemmältä kalliosta kairasydännäytteitä, joista geologit määrittivät kallion ja kalliorakojen ominaisuuksia.

Tutkimusten perusteella arvioitiin metron tilojen toteutettavuutta sekä ohjattiin tilojen sijoitusta kallioperän kannalta optimaalisiin paikkoihin, siltä osin kun se oli mahdollista. Tutkimus- ja suunnitteluvaihe kesti noin 5 vuotta. Lopputuloksena olivat suunnitelmat tilojen toteuttamista varten; niissä esitettiin mm. tutkimusten perusteella määritetty kallion pinnan sijainti, kallioperän laatu, maanalaiset tilat sekä tilojen toteutusten tarvitsemat kallion lujitus- ja tiivistystoimenpiteet. Suunnitelmien perusteella tilaaja kilpailutti ja hankki urakoitsijat louhintaurakoihin.

Kalliorakennustyöt aloitettiin kuuden huoltotunnelin tekemisellä. Työ eteni huoltotunneleiden valmistumisen jälkeen viidelle asemalle sekä asemien välisille rataosuuksille. Esimerkiksi asemahallit ovat poikkileikkaukseltaan sen verran leveitä (23 m) ja korkeita (15 m) tiloja, että kalliorakennustyöt tehtiin useassa vaiheessa. Kerralla louhittavan osuuden pituus oli noin 5 m, jotta asemahalli saatiin poikkileikkauksen leveydeltään ja korkeudeltaan täyteen mittaan; em. osuudelta tarvittiin noin 6 louhintavaihetta. Kuilujen louhinta tehtiin alhaalta ylöspäin. Aluksi tehtiin maanalainen tunneli kuilun alle sekä maankaivutyöt maanpinnalla. Tämän jälkeen kuilua louhittiin maanalaisesta tilasta kohti kallion pintaa, ja kivet pudotettiin maanalaiseen tilaan, josta ne ajettiin pois.

Urakoiden edistyessä tarkkailimme kallioperäolosuhteita ja vertasimme niitä tutkimusten perusteella määritettyyn. Suunnitteluvaiheessa tehdyt tutkimukset osoittautuivat riittäviksi, kallion laatu oli tutkimusten perusteella arvioidun mukaista ja työt voitiin toteuttaa suunnitellusti. Länsimetron kakkosvaiheen tunnelit yhdistyivät Matinkylässä ykkösvaiheen tiloihin alkuvuonna 2018, kun kohdan kalliokannas puhkaistiin. Tätä blogia kirjoitettaessa tehdään kalliorakennustöitä Espoonlahden asemalla sekä Soukan aseman läntisellä sisäänkäynnillä. Seuraavaksi käynnistyvät metron sisustustyöt.

Kirjoitus on julkaistu alun perin Länsimetron Metroa rakentamassa -blogissa.

Jukka Salminen
Kirjoittaja on Länsimetron osuuden Matinkylä-Kivenlahti kalliorakenteiden pääsuunnittelija. Hän työskentelee AFRYllä kalliorakennussuunnittelun projektipäällikkönä.