Tärinä- ja meluhaasteita ratkaisemassa

Liminka-Oulu kaksoisraidehankkeen ympäristövaikutuksia on selvitetty laajasti vuonna 2006 tehdyssä ympäristövaikutuksien arvioinnissa (yva) sekä 2010 valmistuneessa yleissuunnitelmassa. Vaikutuksina melu ja tärinä ovat nousset merkittävään rooliin, ja ELY keskus on todennutkin lausunnoissaan että melu- ja tärinävaikutuksia tulee torjua riittävällä tavalla.
 

Keskeisinä vaikuttajina ratasuunnittelussa ovat kuntien vireillä olevat kaavat sekä tulevan rautatiealueen ja radan liikennöinnin vaikutus niihin. Kunnilla on tarpeita maankäytön tiivistämisen suhteen asemanseuduille ja myös uusille alueille mahdollisten tulevien seisakkeiden äärelle. Samassa yhteydessä olisi kyettävä ratkaisemaan tärinäongelmat.

"Suunnitteluvaiheessa on huomioitava hyvin laajasti maankäyttöön ja kaavoitukseen, ihmisten elinoloihin ja luonnonympäristöön vaikuttavat asiat. Kuten myös vaikutukset maisemaan ja taajamakuvaan, kulttuurihistoriallisiin kohteisiin ja vesistöihin, hulevesiin, pinta- ja pohjavesiin, kertoo ympäristövaikutuksista ja ympäristösuunnittelusta vastaava Anne Kangasaho Sitowiseltä. 

"Ympäristövaikutusten arvioinnissa yhteistyö kuntien ja kansalaisten kanssa on avainasemassa. Vuorovaikutus onkin tässä hankkeessa erityisen merkittävässä roolissa", Kangasaho jatkaa. Ratasuunnittelussa syntyvät ratkaisut kuten kaarreoikaisut, huoltotiet ja meluesteet vaikuttavat rata-alueen tilantarpeeseen. Rata on sovitettava yhdessä kuntien kaavoituksen kanssa.
 

Melu ja tärinä häiritsevät asukkaita ja ovat myös taloudelliselta kannalta merkittäviä. Kunnat saavat meluselvityksistä tärkeää tietoa, esimerkiksi herkkien kohteiden sijoittamisesta suhteessa ratalinjaan. Meluntorjuntaa suunnittelualueella tarvittaisiin jopa kymmenen kilometrin matkalle, mutta toteutus ei ole aivan ongelmatonta. Aiemmissa suunnitelmissa on pyritty hyödyntämään meluvalleja, mutta paikoin alueen pehmeiköt sekä tilanpuute jyrkkien luiskakaltevuuksien muodossa voivat vaatia runsaasti alusmaan vahvistamista, mikä taas osaltaan nostaa kustannuksia.
 
Tärinä on melua haastavampi, koska maan rakenteessa muuttujia on huomattavasti enemmän kuin ilmassa. Tärinän mallintaminen ja laskennallinen arviointi onkin vaativaa. Toteutettuja tärinän torjuntakohteita on Suomessa niukalti, minkä vuoksi suunnittelijoilla ei ole käytettävissään kovin paljoa mitattua tietoa torjuntatavoista.

"Tärinä on hyvin monimutkainen ongelma. Vaikka uuden radan tärinäongelmat saataisiinkin ratkaistua, ei vielä ole selvillä mikä niiden vaikutus on nykyisen radan aiheuttamaan tärinään. Toki haemme myös uusia ratkaisuja, esimerkiksi voisivatko meluesteiden perustukset toimia tärinän leviämistä vähentävästi, Kangasaho kertoo. 
 

Welado Oy:ssä projekti-insinöörinä työskentelevä Sanni Leimi on tutkinut diplomityössään erilaisten tärinän vaimennusmenetelmien soveltuvuutta. Tutkimuskohteena oli Liminka-Oulu välillä sijaitsevan Tupoksen alueelle suunnitteilla oleva kaksoisraide.

"Useiden mallinnettujen rakenteiden havaittiin vaimentavan tärinää tehokkaasti alle 50 metrin päässä radasta. Vaikutus kuitenkin heikkenee jo sadan metrin etäisyydellä radasta. Mallinnuksessa vaimennusratkaisuina tutkittiin teräsponttiseinää, paalulaattaa, massanvaihtoa, pilaristabilointia ja stabilointiseinää", Sanni Leimi kertoo. 

Väylävirasto on viime vuosien aikana tutkinut rakenteellisen tärinäntorjunnan vaikutuksia muutamassa eri koekohteessa. Vuosina 2006–2010 Turun Raunistulassa ja Korialla rakennettiin tärinäesteitä sekä teräsponteista että pilaristabiloimalla. Keravan Ahjoon rakennettiin vuonna 2013 tärinäesteen koerakenne pilaristabiloimalla molemmin puolin rataa. 

Tutkimustulokset antoivat tärkeää tietoa koerakenteiden toimivuudesta. Osa rakenteista toimi odotusten mukaisesti tärinää vähentävästi. Osassa taas vaikutukset jäivät hyvin vaatimattomalle tasolle huolimatta siitä, että maaperäolosuhteet ja käytetyt menetelmät olivat näennäisesti samankaltaiset kaikissa kohteissa. Tämä kuvaa tärinänhaitan kompleksisuutta.
 

Yleissuunnitelmassa on tunnistettu noin kahdeksan kilometriä tärinän riskialuetta. Paalulaatta on tärinän torjunnassa suhteellisen tehokas, mutta kustannuksia kasvattava ratkaisu. Paalulaattakaan ei poista kaikkia ongelmia.

"Paalulaatta koostuu kantavaan maaperään ulottuvista betoni- tai teräspaaluista sekä niihin kiinteästi liittyvästä yhtenäisestä teräsbetonilaatasta, joka siirtää laatan yläpuolella olevan kuorman syvempiin maakerroksiin. Ratarakenteessa paalulaatta sijaitsee ratapenkereen alla. Paalulaatan toiminta perustuu maakerroksen jäykkyyden kasvattamiseen; lisääntynyt jäykkyys pienentää syntyvää värähtelyä. Ongelmaton ratkaisu ei paalulaatta silti ole. Vaikka tärinä  vaimenee jollakin taajuusalueella, voi tilalle tulla esimerkiksi runkomelua, kuvaa Leimi ratkaisua.

"Radan rakentaminen paalulaatan päälle koko kahdeksan kilometrin matkalle tulisi todella kalliiksi. Teräsponttiseinä tai pilaristabilointi voisivat olla tärinää vähentäviä ratkaisuja radan ja tärinälle altistuvien kohteiden välillä vähentämässä värähtelyn etenemistä", Anne Kangasaho lisää.

Kustannustarkastelussa teräspontti- ja stabilointiseinät osoittautuivat tutkituista rakenteista hyöty-kustannussuhteeltaan toimivimmiksi ratkaisuiksi.  Vertailut kustannustietoineen löytyvät Sanni Leimin diplomityöstä.