INSTITUTIONEN FÖR BYGGVETENSKAP AVDELNING FÖR BYGGTEKNIK OCH DESIGN Kungliga Tekniska högskolan UXO - Unexploded ordnance - Hantering av odetonerat sprängmedel med hänsyn till åldringsprocessen Helin Uludag & Felipe Bustamante Examensarbete i hantering av dolor, 15 hp Uppdragsgivare: Trafikverket Handledare: Karl-Johan Looreents, Trafikverket Akademisk handledare: Alicja Tykocka Ström, KTH ABE Examinator: Per-Magnus Roald, KTH ABE Serienummer: BD2017;80 Godkännandedatum:2018-03-24 Stockholm, Hösten 2017
ii
Sammanfattning Idag finns det ett behov för mer förståelse kring odetonerade sprängämnen i anläggningsindustrin. Dessa sprängämnen som lämnas kvar kan ha förödande konsekvenser och leda till dödsfall. Varför sprängämnen inte detonerar under sprängning kan bero på många faktorer såsom klimat, handhavandefel och fabrikationsfel. Generellt sätt är det farligare i arbeten på ett område där det har sprängts tidigare eftersom det är svårare att förutse farorna. Det saknas en klar rutin kring hanteringen av dessa sprängämnen och befintliga dokument kring kan förbättras. För att få förståelse kring ämnet behövs det studier i åldringsprocess, referensobjekt, hantering och orsaksfaktorer till de odetonerade sprängämnena. Även grundläggande information om hur bergschaktning och sprängning går till är nödvändigt. Trafikverket har därför ett påtalat behov av att skapa en rutin och kartläggning kring problemet. Målet är att underlätta hanteringen, förebygga skador och rädda liv. Odetonerade sprängämnen som detonerat under arbete har orsakat ett antal dödsfall i Sverige. Nollvisionen i byggbranschen kräver att ämnet ska lösas. I denna rapport är målet att skapa en rutin som kan underlätta hanteringen och komplettera nuvarande dokument men även analysera uppkomsten av odetonerade sprängämnen. Med hänsyn till erfarenheter och litteraturstudier ligger denna rapport som grund för fortsatta studier och forskning. Nyckelord: Dola, sprängämnens åldringsprocess, odetonerade sprängämnen, bergssprängning. iii
iv
Abstract There is a need for higher understanding regarding unexploded ordnance in the infrastructure industry. These explosives that are left behind can have grave consequences and result in the loss of life. Why explosives don`t detonate during blasting may be due to several factors like climate, handling-error or factory errors. Generally, it is more dangerous to work in an area where previous blasting has occurred because it is harder to predict the dangers. There is a lack of routines for handling unexploded ordnance and current documents can be improved. To gain understanding on the matter you need to study aging process, specific cases, handling and possible reasons of unexploded ordnances. Also, basic knowledge about rock removal and rock blasting is required. The Swedish department of transportation (Trafikverket) has a strong need to create a routine and mapping of the issue. The goal is to facilitate handling, prevent damages and save lives. Unexploded ordnance that have detonated during labor have caused several deaths in Sweden. The no deaths vision of the construction industry demands that the problem be solved. In this report the goal is to create a routine and facilitate handling and to supplement current documents but also to analyze the emergence of unexploded ordnance. With regard for past experiences and literature studies this report stands as a foundation for continued studies and research. Keywords: UXO, aging process of explosives, unexploded ordnance, rock blasting. v
vi
Förord Examensarbetet är det sista momentet i högskoleingenjörsutbildningen, Byggteknik och design vid Kungliga Tekniska högskolan. Arbetet utgör 15 högskolepoäng och ingår i skolan för arkitektur och samhällsbyggnad, ABE (School of Architecture and the Built Environment). Arbetet med dolor, sprängämnenas åldringsprocesser och bergschakt av skärning och terrass har skrivits på uppdrag av Trafikverket som är den svenska statliga förvaltningsmyndigheten. Vi vill rikta ett stort tack till våran handledare Karl-Johan Looreents, bergsspecialist på Stora projekt Trafikverket för en god handledning genom hela projektet. Vi vill även tacka Linnea Muje Hedenberg på stora projekt Trafikverket, för sin hjälp och intresse under hela arbetets gång. Vi vill också tacka våran Akademiska handledare Alicja Tykocka Ström för god handledning under hela arbetets gång. Slutningen vill vi tacka alla leverantörer och specialister som bidragit med intervjuer till rapporten. Stockholm den 12 mars 2018 vii
viii
Ordlista I detta avsnitt beskrivs svårbegripliga ord i rapporten för att underlätta för läsaren. Ordförklaringarna nedan är direkt hämtade från NE (Nationalencyklopedin). Markeras med fetstil i texten. Dola Sprängkapsel (Står för doldladdning) Sprängämne som efter sprängning finns kvar odetonerat i t.ex. borrhål. Sprängpatron, don som används för att få en sprängladdning att detonera. Emulsion Primer Hygroskopiskt Exoterm Reaktion Termisk stabilitet Dagbrott Bindemedel Aktiveringsenergi Kemisk stabil Hydrolys En blandning eller dispersion av två vätskor som normalt inte blandar sig lätt. Emulsionen framställs genom att det ena ämnet slås sönder till så små droppar att den flyter omkring fritt i den omslutande vätskan. Detta kan underlättas med hjälp av detergenter. Förstärkningspatroner - lätt initierat ämne som används för att detonera huvudsprängladdning. Kan användas tillsammans med sprängkapsel och förstärker dess verkan på sprängladdningen. Ett ämnes eller ett materials förmåga att ta upp vatten. Kemisk reaktion där energi (oftast värme avges). Sprängämnen avger energi i form av värme vilket resulterar i en explosion (värme avges snabbt). Beskriver motståndet hos ett ämne att irreversibelt genomgå förändringar på dess kemiska och fysiska struktur, exempelvis sönderfall. Brytning av ett malmparti (en mineralfyndighet) från markytan Ämne som ingår i en blandning för att hålla fast alla beståndsdelar exempelvis magnesium Inom kemi den energi som behövs för att initiera en viss kemisk reaktion. Betecknas vanligen med E A och anges i joule/mol Ett ämnes förmåga att motstå ändringar på sin kemiska struktur En kemisk process där en molekyl klyvs i 2 delar efter att en vattenmolekyl adderats Arrhenius ekvation En ekvation som med temperatur-, aktiveringsenergi- och sannolikhetsvärden bestämmer en kemisk reaktionshastighet. Pyroteknisk AFS 2007:1 Nånting som innehåller explosiva ämnen t.ex. krut Arbetsmiljöverkets föreskrifter om sprängarbete är bindande regler och råd som har tagits fram för att skapa en säkrare arbetsmiljö under sprängarbeten. ix
x
Innehåll SAMMANFATTNING... III ABSTRACT... V FÖRORD... VII ORDLISTA... IX 1. INLEDNING... 1 1.2 MÅLFORMULERING... 1 1.3 FRÅGESTÄLLNING... 2 1.4 AVGRÄNSNINGAR... 2 1.5 GENOMFÖRANDE OCH METOD... 2 1.5.1 Litteraturstudie... 2 1.5.2 Tidigare gjorda examensarbeten... 2 1.5.3 Intervjuer... 3 2. NULÄGESBESKRIVNING... 4 2.1 TRAFIKVERKETS HISTORIA... 4 2.2 LOKALISERING... 4 2.3 ORGANISATION... 4 2.4 VISION OCH ANSVAR... 5 3. TEORETISK REFERENSRAM... 6 3.1 BERGSSCHAKTNING AV SKÄRNING OCH TERRASS... 6 3.2 SKÄRNING I BERG... 6 3.3 TERRASS OCH TERRASSERING... 7 3.4 DOLOR... 7 3.4.1 Antal förekomster av dolor i byggbranschen... 8 3.5 SPRÄNGNINGSARBETEN PÅ ETT ANLÄGGNINGSPROJEKT... 9 3.6 BORRMASKINER... 11 3.7 BERGSPRÄNGNINGSTEORI OCH VIKTIGA BEGREPP... 12 3.8 ALLMÄNT OM SPRÄNGÄMNESTYPER OCH PIPLADDNING... 13 3.8.1 NG- sprängämnen... 14 3.8.2 Emulsionssprängämnen... 14 3.8.3 Vattengelsprängämnen... 16 3.8.4 ANFO- sprängämnen... 16 3.9 SPECIALSPRÄNGÄMNEN... 17 3.9.1 Tändmedel och sprängkapslar... 18 4. ÅLDRINGSPROCESSEN FÖR SPRÄNGÄMNEN... 21 4.1 SPRÄNGÄMNETS LIVSTID OCH STABILITET... 21 4.2 VATTENBESTÄNDIGHET... 24 4.2.1 Sammanställning av egenskaperna... 25 5. REFERENSOBJEKT OCH KONSEKVENSBESKRIVNING... 26 5.1 E6 KNÄM- LUGNET... 26 5.2 VÄG 34, ST ABY GLAHYTT... 27 5.3 DOLOR I NORGE... 29 5.4 BOTNIABANAN 2004 2006... 31 5.4.1 Tingsrättens beslut... 31 5.4.2 Arbetsmiljöverkets undersökning... 32
5.5 GÖTEBORGS HAMN 2011... 33 6. ANALYS... 34 6.1 REFERENSOBJEKTEN... 34 6.2 ANSVARS PLIKT FÖR HANTERING AV DOLOR... 35 6.2.1 AFS 2007:1... 35 6.2.2 PBL... 36 6.2.3 Miljöbalken och Jordabalken... 36 6.3 MEKANISK PÅVERKAN... 38 6.4 MILJÖ- OCH ARBETSMILJÖPÅVERKAN... 38 6.5 GRAFISK ANALYS STATISTIK... 39 6.6 ANALYS ÅLDRINGSPROCESSEN... 40 6.7 ANALYS VATTENBESTÄNDIGHET... 43 7. SLUTSATSER OCH DISKUSSION... 44 7.1 HUR ÅLDRAS OCH DETONERAS SPRÄNGMEDEL I DOLOR?... 44 7.2 VILKA MOMENT I SPRÄNGARBETEN KAN SKAPA DOLOR?... 44 7.3 HUR SKA DOLOR HANTERAS FÖR ATT SÄKERSTÄLLA EN SÄKER ARBETSMILJÖ?... 45 7.4 HUR SKA RUTINEN SE UT?... 45 7.5 VILKA RISKER UPPSTÅR I ANSLUTNING TILL DOLOR?... 46 7.6 SLUTORD... 46 8. REKOMMENDATIONER... 47 8.1 REKOMMENDATIONER FÖR TRAFIKVERKET... 47 8.2 REKOMMENDATIONER FÖR VIDARE STUDIER... 47 REFERENSER... 48 MUNTLIGA KÄLLOR... 48 SKRIFTLIGA KÄLLOR... 48 ELEKTRONISKA KÄLLOR... 49
1. Inledning I första kapitlet beskrivs bakgrunden till studien, som visar problematiken med dolor idag, målet med studien och vilka avgränsningar som kommer att styra projektet samt hur vi kommer att gå till väga under projektets gång. 1.1 Bakgrund Inom byggbranschen idag finns ett stort mörkertal om tillbud med odetonerad sprängmedel. Under det senaste decennium har ett antal dolor (odetonerat sprängmedel) påträffats inom anläggning. Det är vanligt att dolor detoneras vid mekanisk bearbetning såsom utlastning, skutknackning med hydraul hammare eller under krossning. Förutom materiella skador har också allvarliga personskador inträffat (Arbetsmiljöverket, 2005). Odetonerat sprängmedel utgör en arbetsmiljörisk. Det kan utgöra en risk för de som arbetar med att hantera sprängmassorna. 2015 dog en maskinförare när en dola exploderade i ett dagbrott utanför Kristianstad. Även oavsiktlig borrning på dolor har orsakat många allvarliga skador. Förra året fick Arbetsmiljöverket in totalt 23 tillbud och i vissa fall gäller tillbuden bara att en dola har påträffats och i andra fall att en dola exploderat (Statistik, Arbetsmiljöverket 2018). Enligt AFS 2007:1 står det att Sprängarbetet är vägledande för hantering av dolor men det saknas rutiner för en tidig utvärdering och riskhantering. Det finns idag inte några klara rutiner kring hur dolor ska hanteras. Denna rapport använder referensobjekt där det har påträffats odetonerat sprängämne för att kunna kartlägga och ta fram råd på hur dolor ska hanteras. Åldringsprocessen av ett odetonerat sprängmedel kommer att efterforskas för att se om sprängämnena förstörs med åren då dem ligger kvar undermarken. Hur länge är dolor farliga är en viktig beståndsdel för att kunna hantera dolor. 1.2 Målformulering Rapporten kartlägger objekt där det har påträffats odetonerat sprängämne för att undersöka händelserna. Målsättningen är att upprätta en rutin och kunna ge rekommendationer i hantering av dolor. Syftet är att skapa större förståelse och bidra till allmän kunskap kring dolor. Även ge en förståelse för hur bergschakt av skärning och terrass sker i infrastrukturbyggande, och en allmän kännedom om sprängämnen. Slutligen identifiera vilka moment i sprängarbeten som kan generera dolor och öka förståelsen för hur odetonerat sprängmedel åldras. Rapporten ska kunna bidra till en metod för riskanalys och hantering av odetonerat sprängämne och därmed skapa en säkrare arbetsmiljö. 1
1.3 Frågeställning I denna rapport kommer dessa frågeställningar att undersökas: Hur åldras och detoneras sprängmedel? Hur ska dolor hanteras för att säkerställa en säker arbetsmiljö? Hur ska rutinen se ut? Vilka moment i sprängarbeten genererar dolor? Vilka risker uppstår i anslutning till dolor? 1.4 Avgränsningar Denna rapport beskriver bergschaktning av terras och skärning, sprängämnen och sprängarbete med utgångspunkt ur dolor. Rapporten kommer inte gå in på djupet i ämnen som inte har en direkt koppling till dolor. I denna rapport granskas åldringsprocessen av ett odetonerat sprängämnen och hur länge det är det farligt. Eftersom det finns många sätt att dela in sprängämnen på så används endast de vanligaste sprängämnestyperna. Rapporten innefattar två stora referensprojekt från Trafikverket, E6 och väg34. Även andra referensobjekt beskrivs för att belysa hanteringen och konsekvenserna av dolor. 1.5 Genomförande och metod 1.5.1 Litteraturstudie Under arbetsgången utgjorde litteraturstudier en stor del. Det krävdes tid för att hitta väsentliga fakta som var relevant för ämnet. Kurslitteraturer man kunde ha användning av och användandet av nätbaserade källor som komplement till kurslitteraturen la grunden till rapporten. Grundläggande kunskaper från dessa kurser i KTH: Byggteknik och design har varit till stor hjälp: AH1907 Anläggning 1. Väg-, järnväg och VA-teknik. En grundläggande kurs som behandlar vägar, tunnlar och VA. Viktiga komponenter som används samt utformningar utav dessa i respektive anläggningar samt egenskaperna hos material som används. (KTH Åk3, 2017) AH1908 Anläggning 2. Byggande, drift och underhåll av vägar och järnvägar. En fördjupningskurs som bygger på Anläggning 2 och som behandlar byggande, driften samt underhåll av vägar och järnvägar. (KTH Åk3, 2018) 1.5.2 Tidigare gjorda examensarbeten Ingen har tidigare genomfört ett liknande arbete kring hanteringen av dolor. Genom att granska äldre arbeten gav det endast inspiration och tydliggjorde omfattningen och strukturen för rapporten. 2
1.5.3 Intervjuer Via semistrukturerade intervjuer inhämtades viktig information som var en avgörande och ledde till betydelsefulla slutsatser. Intervjuer skedde med personer som jobbar internt hos Trafikverket men även externt för att kunna tillhandahålla viktig information. Personerna som intervjuades är erfarna personer med mycket kunskap inom respektive ämne. Målet var att intervjua personer som kunde stärka rapportens innehåll och bidra med aktuell information kring dolor och frågeställningarna. En av intervjuerna gjordes på plats i Småland under ett fältbesök av referensobjektet väg 34. Fältbesöket var väldigt lärorikt och gav en verklighetsbild kring hanteringen av dolor. 3
2. Nulägesbeskrivning I följande avsnitt beskrivs uppdragsgivaren Trafikverket som rapporten utfördes för. Här beskrivs Trafikverkets historia, lokalisering, organisation samt deras vision och ansvar. 2.1 Trafikverkets historia 2010 avvecklades Vägverket, Banverket och Statens institut för kommunikationsanalys (SIKA) och Trafikverket tog över alla dessa verksamheter. 2.2 Lokalisering Trafikverkets huvudkontor ligger i Borlänge. Det finns även arbetskontor och förarprovskontor utspritt över hela Sverige. Kontoren är uppdelade i regioner: mitt-, nord-, Stockholms-, syd-, väst- och öst region. Se Figur 1 nedan, en karta över alla Trafikverkets arbetskontor i Sverige (Våra kontor, Trafikverket 2016). Figur 1. Karta över alla Trafikverkets arbetskontor i Sverige. (Trafikverket.2016) 2.3 Organisation Trafikverket är en statlig förvaltningsmyndighet med cirka 6 500 anställda och delas in i sju centrala funktioner: Ekonomi och styrning, inköp och logistik, juridik och planprövning, strategisk utveckling, HR, IT samt kommunikation. Samt fem verksamhetsområden: Planering, trafikledning, underhåll, investering och stora projekt. Vid trafikverket finns också en internrevision (Organisation, Trafikverket 2016). 4
Figur 2. Trafikverkets organisationsfördelning (Trafikverket.2016). 2.4 Vision och ansvar Trafikverkets uppgift är att ansvara för transportsystemet i Sverige och sköta infrastrukturplaneringen. För att alla i Sverige ska kunna ta sig fram på ett smidigt sätt med transporter via järnväg, väg, vatten och i luften. Trafikverket ansvarar dessutom för att bygga, driva och underhålla de statliga vägarna och järnvägarna. Visionen är att alla kommer fram smidigt, grönt och tryggt (Trafikverket, 2017). 5
3. Teoretisk referensram I detta avsnitt beskrivs de teoretiska referensramarna för bergschaktning av skärning och terrass och de vanligaste typerna av sprängämnen inom anläggningsbranschen. 3.1 Bergsschaktning av skärning och terrass Bergsschaktning innebär borrning, sprängning och bortschaktning av lössprängt berg. Allt som krävs för att få bort ett berg eller sten och kunna bygga på platsen. Inget fast berg ska förekomma ovanför terrassytan och schaktning sker till teoretisk bergkontur (AMA anläggning 13: allmän material- och arbetsbeskrivning, Svensk Byggtjänst 2014). Vid infrastrukturbyggnationer nyttjas sprängningsarbeten för bergsschaktning. Vid sprängningsarbeten krävs det att noggrant följa anvisningarna som står i AMA (allmän materialoch arbetsbeskrivning) på hur borrning och sprängning av bergskärning skall utföras. Det finns även anvisningar om hur schaktningen av det lossprängda berget skall utföras för att förhindra att terrassytan påverkas (AMA anläggning 13: allmän material- och arbetsbeskrivning, Svensk Byggtjänst 2014). 3.2 Skärning i berg Vid skärning av ett berg är målet att uppnå en viss släntlutning och skapa en öppen yta. Bergmaterialet ska klassificeras och eventuellt återanvändas. I bergskärningen måste även stabiliteten kontrolleras för: Glidning av block eller bergkilar Stjälpning av block eller skivor En kombination av stjälpning och glidning Figur 3. Tillåten släntlutning hos bergsslänt med gynnsamt spricksystem utan särskild stabilitetsbedömning. (AMA.2016. Organisation [Figur]) [Hämtad 2018-02-09]. Om släntlutningen är 1:1 eller flackare som i figur 3 erfordras inte en stabilitetsbedömning av bergsslänten. (AMA anläggning 13: allmän material- och arbetsbeskrivning, Svensk Byggtjänst 2014). 6
Skillnad mellan förutsatt och verklig bergnivå och släntlutningen är några faktorer tas hänsyn till vid bestämning av väg- och järnvägsområden. Skulle bergsskärningen vara brantare än 1:1, ska den frilagda bergytan förutsättas vara minst 1,5 meter bred vid projektering av bergskärning för skärningsdjup mindre än eller lika med 6 meter och minst 3 meter för skärningsdjup större än 6 meter (Tekniska krav för geokonstruktioner-tk Geo 13, Trafikverket 2016). 3.3 Terrass och terrassering Markytan som en väg byggs på kallas för terrass. Terrassering innebär att schakta jord och berg över vägterrassen men även transporten av dessa massor. Terrasseringsarbetet delas in i tre kategorier: A, B och C. I kategori A omfattas schaktmassor över terrassen d.v.s. jordschakt och bergschakt. Oftast återanvänds schaktmassorna för att fylla väglinjen och bygga upp vägens underbyggnad. Kategori B motsvarar det krav som ställs på kommunala gator och parkeringsytor i tätorter. För parkvägar och gångytor m.m. gäller kategori C (AMA anläggning 13: allmän material- och arbetsbeskrivning, Svensk Byggtjänst 2014). 3.4 Dolor Odetonerat sprängämne kan ibland av olika orsaker återfinnas kvar i borrhålen eller i sprängda bergmassor. Skälen till att sprängämnena inte detonerar kan vara flera, nedan beskrivs olika anledningar till dolor taget från arbetsmiljöverkets undersökning av Botniabanan 2005: Ø Ryckare En intilliggande laddning detonerar och orsakar en förskjutning i bergmassan. Dessa bergsförskjutningar kan leda till att bakom- eller närliggande laddade borrhål klipps av och detonerar inte. Ett sätt att undvika ryckare är att använda två eller flera sprängkapslar per borrhål. Ø Kanaleffekt Dödpressning (överslagsförmåga) Dödpressning innebär att de små luftbubblorna som finns i sprängämnet pressas ut genom att det finns sprickor i berget. En intilliggande laddning detonerar och trycket expanderar genom en spricka till en ännu ej detonerad laddning varvid dödpressning sker och en dola skapas. Kanaleffekt kallas det fenomen då ett NG-sprängämne i ett borrhål väljer att detonera med låg detonationshastighet varvid trycket fortplantas snabbare än detonationen och pressar ut luften i resterande sprängämnesmassa. Detonationen avtar och en dola skapas. Ø Utsugning av laddningar med liten diameter Lösa laddningar sugs ut genom att intilliggande laddningar detonerar och spränggasernas tryck tar med sig luft varvid ett vakuum skapas och laddningen sugs ut. 7
NG-sprängämnen Emulsionssprängämnen Elektriska sprängkapslar Ryckare Kanaleffekt med dödpressning Utsugning av laddningar med liten diameter. Stötvågsledningar Skadade ledare Splitter från kopplingsblock Handhavandefel Figur 4. Vanliga anledningar till dolor. Ryckare Dödpressning Tröghet för initiering Detonerande stubin Felaktig uppkoppling Vattenskada Jordfel Avslitna elledare 3.4.1 Antal förekomster av dolor i byggbranschen Från 2007 till 2016 gjordes 166 anmälningar till arbetsmiljöverket om olyckor och tillbud med dolor. Utöver detta kan det finnas fall som rapporterats in till arbetsmiljöverket (Byggnadsarbetaren 1, 2016). Nedan följer exempel på andra fall som inte tas upp i denna rapport: 2006, 4 augusti: Person avlider efter en sprängolycka i Huddinge, södra Stockholm. Vid explosionen slungades sten i flera riktningar varav en träffade mannen i huvudet (Byggnadsarbetaren 1, 2016). 2008, 13 oktober: Vid spräckning av berg inträffade en explosion och en byggnadsarbetare skadade ögonen. Byggnadsarbetaren träffades av stenar i ansiktet när han borrade på en dola (Byggnadsarbetaren 1, 2016). 2009, Hösten: Vid byggandet av Karolinska sjukhuset i Stockholm exploderade en dola då den borrades under ett bergssprängningsmoment. Inga personskador uppkom (Byggnadsarbetaren 1, 2016). 2011, 4 augusti: På ett industriområde i Älvdalen utsattes två snickare för fara då en grävmaskin slog till en dola som exploderade. Stenar slungades över 100 meter från platsen. NCC dömdes till att betala en företagsbot på 500 000 kronor eftersom de beordrat snickarna att återgå till arbetet trots bristande åtgärder (Byggnadsarbetaren 1, 2016). 2015, 7 oktober: På ett stenbrott i Skåne dog en 25-årig maskinförare efter att en dola exploderat. Dödsorsaken var stenblock som slungades iväg och kolliderade med förarhytten (Byggnadsarbetaren 1, 2016). 2017, juni: Under en tillbyggnad av Landvetter flygplats hittades 150 kilo odetonerad dynamit när en grävfirma skulle schakta bort sprängt berg. Huvudentreprenören SVEVIA vidtog åtgärder och använde sig av hundar för att lokalisera och hantera alla dolor (ETC, 2017). 8
I figur 5. nedan beskrivs antal tillbud som rapporterats till Arbetsmiljöverket år 2006 2017. År Antal tillbud 2006 21 2007 22 2008 36 2009 23 2010 17 2011 16 2012 12 2013 14 2014 22 2015 12 2016 15 2017 23 Figur 5. Tabell över hur många tillbud som rapporterats till Arbetsmiljöverket. 3.5 Sprängningsarbeten på ett anläggningsprojekt Det är ett antal förberedningsarbeten som behöver utföras innan sprängningen, bland annat ska berget rensas och blåsas rent. Detta kan innebära att träd ska fällas och stubbar slitas bort. Därefter ska personal tillsammans med grävmaskin rensa och blåsa rent ytan så att bergets struktur syns. (Sandberg, Sören. 2018) När rensningsarbetet har avslutats ska en utsättare markera djup till terrass. Detta underlättar borrningsarbetet, särskilt om borrföraren inte har GPS för att hitta dessa punkter. Därefter kan borrningsarbetet påbörjas utefter en borrplan och sprängplan (se figur 6 nedan). Valet av sprängningsmetod bestämmer hur många hål som behöver borras och vilken vinkel dessa ska ha. Vid samma specifika laddning ger en tät borrad salva med klenare hål bättre resultat än en med grövre hål (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). Sprängningsentreprenören ska med sin expertis och kunskap kunna bedöma vad som är bäst. 9
Figur 6. Exempel på en sprängplan. Laddat borrhål på vänster sida. (Sandberg, Sören. 2018) När borrhålen färdigställts kan laddnings- och sprängarbeten påbörjas. Vid större projekt utförs borrning, laddning och sprängning parallellt så länge säkerheten medger detta. En salva kan bestå av allt från ett par till flera hundra borrhål beroende på projektets storlek. Oftast packas sprängämnet med grus i borrhålet för att ge en bättre tätning och hindra spränggaser från att försvinna uppåt. Laddningarna ska kopplas samman med ledare för att få en detonation av alla borrhål, detta kan ske med fördröjning så att de detonerar i en viss följd. Kopplingen utförs med exempelvis pentylstubin eller elektriska ledare. (Sandberg, Sören. 2018) Laddningsarbetet ska alltid utföras med en tändplan och en sprängplan. Tändplanen visar hur själva detonationen går till och ska utföras så att alla hål har ett fritt utslag med tillräckligt långa detonations-fördröjningstider. Fördröjningstiden är viktig så att framförvarande rad hunnit flytta på sig efter detonation, den normala fördröjningstiden ska vara ca 15 ms/m. (Sandberg, Sören. 2018) När laddningsarbetet är slutfört och alla kopplingar kontrollerats, ska berget täckas över för att minimera risken för stenkast. Berg ytan täcks då över med tunga gummimattor som absorberar rörelseenergin från stenar och tryckvågor. När täckningen utförts görs en sista kontroll över riskzonen så att inga obehöriga är i närheten och därefter ljuds korta höga signaler som innebär att sprängning är nära förestående och avslutas med själva detonationen. Efter detonering ska en signal som betyder faran över ljudas och utföras med en lång signal (Sandberg, Sören. 2018). Bilden nedan visar hur en detonation kan se ut i ett borrhål. 10
Figur 7. Exempel på en detonation i ett borrhål i tre steg, med början från vänster. När sprängningen avslutats ska allt sprängt berg plockas och föras bort av grävmaskin och lastbil. Slutligen ska höjden kontrolleras för att se om terrassnivån uppnåtts. Sammanfattningsvis består ett sprängningsarbete i ett anläggningsprojekt av (Sandberg, Sören. 2018): 1. Förberedningsarbeten (Rensning, utsättning etc.) 2. Borrningsarbeten 3. Laddning (Fylla borrhålen med sprängämne och koppla samman dessa) 4. Täckning och kontroll av riskzoner 5. Sprängning 6. Rensning och kontroll efter sprängning 3.6 Borrmaskiner Det finns olika fabrikat och typer av borrmaskiner. De indelas i handhållna och matarmonterade, luft- eller hydrauliskt drivna. Borrmaskinerna som är hydrauliskt drivna ger högre borrningseffekt och en lägre energiförbrukning. Handhållna borrmaskiner är vanligen luftdrivna, bensindrivna eller eldrivna (Loorents, Åkeson, Olsson, 2014. När det behövs borra längre och grövre hål används tyngre borrmaskiner som sitter på en matarbalk. Oftast är de larvbandsbundna eller hjulburna och är också hydrauliskt drivna. Håldimensioner varierar från 33-152mm och vid längre hål behöver stängerna skarvas, detta kan göras manuellt eller med stångskarvningsautomatik (Loorents, Åkeson, Olsson, 2014). Borrhålsdjupet varierar beroende på hur mycket berg som behöver schaktas. Om t.ex. beställaren angett ett terrassdjup på 6 m från markytan, väljer entreprenören att borra ända ner till 7 m för att försäkra sig om att önskad terrassdjup fås med i en s.k. underborrning. Det är annars dyrare för entreprenören att utföra arbetet igen om terrassdjupet inte uppnås. Om borrningen råkar ske för djupt så är det bara att fylla med grus upp till önskad nivå. (Loorents, Åkeson, Olsson, 2014) 11
Moderna riggar har ofta GPS navigation som hjälper till med att få rätt läge och riktning på borrhålen. Precision och kvalitet på borrhålen är ytterst viktigt för sprängningsarbetet. Borraggregaten styrs från en förarhytt eller med hjälp av fjärrstyrning. Vid fjärrstyrning står föraren oftast bredvid maskinen för att kunna se och styra arbetet (Loorents, Åkeson, Olsson, 2014). Figur 8. Borraggregat, vänster bild en med förarhytt, höger bild en med fjärrstyrning (Loorents, Åkeson, Olsson, 2014). 3.7 Bergsprängningsteori och viktiga begrepp När ett sprängämne detonerar i ett borrhål påverkas berget i tre steg (Loorents, Åkeson, Olsson, 2014): 1) Hålet utvidgas och hålväggarna krossas i samband med trycket. 2) Tryckvågor går ut i alla riktningar, dessa tryckvågor kan reflekteras mot en kant och skapa dragvåg. 3) Sprickorna utvidgas och berget slits sönder av spränggaserna Figur 9. Bergsprängningsteori (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). Sprängämnen har många viktiga egenskaper varav några av de vanligaste från trafikverkets handbok för ovanjordsprängning är: 12
Detonationshastigheten(VOD) - Då sprängämnet omvandlas från fast form till gas. Hastigheten på denna omvandling anges i meter per sekund och kan variera från 1300m/s till över 7000m/s. En hög detonationshastighet lämpar sig för hårda bergarter. Styrkan - Anges vanligen som energiinnehåll i MJ/kg och uttrycker styrkan av en bestämd vikt. Styrkan kan också anges som viktstyrka eller volymstyrka och anges alltid med ett referenssprängämne som sätts till 100 %. Volymstyrka tar hänsyn till både sprängämnets densitet och borrhålsvolym. Densitet Sprängämnets densitet brukar vanligen uttryckas i kg/l (kg/dm 3 ) eller g/cm 3. Är avgörande för hur mycket som ska laddas i borrhålet och även volymstyrkan. Gasvolym Då gasen kan tränga in i sprickor är gasvolymen en viktig faktor. Anges i l/kg Detonationsstabilitet Detonationen ska gå igenom hela laddningen och är beroende av laddningsdiametern och en grövre diameter ger en säkrare detonation. Överslagsförmåga Anger hur känsligt ett sprängämne är för luftgap. Initieringskänslighet Anger hur känslig sprängämnet är för upptändning och är en viktig faktor för att undvika olyckor. 3.8 Allmänt om sprängämnestyper och pipladdning Det finns olika sätt dela in sprängämnen på och i denna rapport delas de in i NG-, Emulsion-, Vattengel-, ANFO- och Specialsprängämnen. Dessa kan också kallas sammansatta sprängämnen då de består av ett antal ämnen som är explosiva i sig. Sprängämnen oavsett typ kan vara patronerade och det innebär att de är förpackade i papper, plast eller rör. Patronerade sprängämnen släpps ner i borrhålen och pressas samman med sin egen tyngd eller laddkäpp. Dessa sprängämnen är ofta dyrare och laddningsarbetet tar längre tid (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). ANFO- och Emulsionsprängämnen kallas även bulksprängämnen eftersom de förekommer i säckar eller kommer med tankbil. De behöver då hällas eller pumpas ner i borrhålen, nackdelen med denna metod är en sämre kontroll av laddningsmängder jämfört med patronerade laddningar (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). Ibland används så kallad pipladdning vilket innebär att en bottenladdning används i samma borrhål. Bottenladdningen är starkaste sprängämnet och utnyttjas för att spräcka berget där den är som starkast. Ovanför bottenladdning placeras pipladdningen som är huvudsprängämnet. (Sandberg, Sören. 2018) 13
3.8.1 NG-sprängämnen NG står för Nitro-Glycerin och Nitro-Glykol som utgör huvudbeståndsdelen i denna typ, ett väldigt känt NG-sprängämne är dynamit (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). Figur 10. Exempel NG-sprängämne i patronerat tillstånd och utan förpackning (Forcit AB produktkatalog) (MSB,2014). Dynamit har en degartad konsistens och består av nitroglycerin och nitroglykol blandat med olika ämnen. Den uppfanns av Alfred Nobel 1866 och har sedan dess använts inom bergsprängning med en rimlig risk. Dynamit har ett högt energiinnehåll och stor beständighet mot vatten och kan med sin plastiska konsistens formas efter behov. I modern tid används dynamit sällan, dess användning har minskat med mer än 90% sedan 1970-talet. Ända sedan dynamiten uppfanns har man strävat efter att göra den mindre känslig, säkrare och billigare (MSB,2014). Nackdelar med NG-sprängämnen är att de inte är åldringsbeständiga och är svårare att hantera i kyla. Sprängämnet är dessutom hälsofarligt och kan vid inandning eller hudkontakt orsaka huvudvärk. Huvudvärk uppkommer i samband med ämnets blodtrycksnedsättande förmåga och ett nedsatt blodtryck kan bidra till andra hälsofaror (MSB,2014). Nitroglycerin är en av de viktigaste och mest använda komponenterna för NG-sprängämnen i världen. Den har en väldigt låg fryspunkt vid 10 C och är väldigt osäker att hantera. Faktum är att den är väldigt stötkänslig och för att undvika risker vid transport är en metod att vatteninjektera nitroglycerinet för att göra den säkrare. Nitroglykol har liknande egenskaper som nitroglycerin men används i dynamit för att sänka fryspunkten (R.Meyer, J.Köhler och A.Homburg. 2007). 3.8.2 Emulsionssprängämnen Emulsionssprängämnen är ammoniumnitratbaserade och kallas ofta för ANE-matris eller bara matris. Dessa sprängämnen dominerar marknaden och utgör det senaste i utvecklingen av ett säkrare och billigare sprängämne (MSB,2014). 14
Vatten ca 13% Konsist- ensgivare ca 1% Natriu- mnitrat ca 12% Emulsions- sprängämnen består i huvudsak av: Olja ca 5% Ammo- niumnitrat ca 65% Övrigt 4% Figur 11. Emulsionssprängämnen består i huvudsak av. Emulsion i vanligt tillstånd är inte ett explosivt ämne, den blir först ett sprängämne när man känslig gör den. När man känslig gör emulsionen tillsätts ett ämne som bildar små gasbubblor i emulsionen. Detta innebär att man kan färdigställa sprängämnet på plats där den ska användas. Emulsionen är vattenbaserad och därmed ej fuktkänslig, den har en segflytande konsistens som påminner om vispgrädde och kan pumpas direkt ner i borrhålen. Även när man känsliggjort emulsionen så är den fortfarande väldigt lågkänslig och kräver en primer och sprängkapsel för att detoneras (MSB, 2014). Emulsionssprängämnen förekommer i patronerat- eller i bulktillstånd och är då i patronerat tillstånd redan känsliggjord. Då behöver de endast detoneras med sprängkapslar eller tillsammans med en primer. (MSB, 2014). Figur 12. Emulsionssprängämne i patronerat tillstånd och bulktillstånd. (Forcit produktkatalog) (MSB, 2014) 15
3.8.3 Vattengelsprängämnen Denna sprängämnestyp karakteriseras av medelhögt till högt energiinnehåll och de har en geléartad konsistens. De tillverkas i patronerat tillstånd och har en god beständighet mot vatten. Sprängämnestypen är baserad på ammoniumnitrat samt metylaminnitrat och kan förekomma med aluminiumtillsats. Aluminium brukar användas för att öka styrkan hos ett sprängämne. (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). Figur 13. Vattengelsprängämnet Tovex. Natriu- mnitrat ca 13% Vatten ca 10% Ammo- niumnitrat ca 40% Vattengelspräng- ämnen består i huvudsak av: Konsist- ensgivare ca 2% Övrigt 5% MAN, metylam- innitrat ca 30% Figur 14. Vattengelsprängämnen består i huvudsak av. 3.8.4 ANFO-sprängämnen ANFO står för ammoniumnitrat och bensin (engelskans fuel oil). De är prisbilliga och har sedan 1950-talet varit populära då det är relativt enkelt att blanda sprängämnet. Förhållandet mellan ammoniumnitrat och bränsle i sprängämnet skall optimalt vara 94,5% och 5,5% av vikten, där det mindre procenttalet är bränsle (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). En stor nackdel med ANFO-sprängämnen är att de är mycket fuktkänsliga och ska därför laddas i torra borrhål. Det finns ANFO-produkter som är specialgjorda för att tåla vatten lite bättre 16
men är dyrare. ANFO-sprängämnen förekommer vanligen i säckar och ska då hällas in i borrhålen, se bild nedan. (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). Figur 15. ANFO-sprängämne från FORCIT AB produktkatalog. 3.9 Specialsprängämnen Detonerande stubin som också kallas pentylstubin är byggd runt en kärna av pentyl och omgiven av ett antal lager bomullstråd som isolerats med plast. En stor nackdel är att den kan explodera vid högt tryck och friktion (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). Figur 16. Pentylstubin. (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014) Inom byggbranschen används detonerande stubin ofta som tändmedel för att detonera flera laddningar i en salva. Nackdelen är att odetonerad stubin kan detonera vid hårda stötar från t.ex. grävmaskin eller kross (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). Pentylstubin används i försvarsmakten för att rensa träd och initiera större laddningar. Den karaktäriseras av hög pålitlighet och funktionalitet i fält. Pentyl som utgör kärnan för detonerande stubin har ett väldigt stort energiinnehåll och snabb detonationshastighet. Den är praktisk taget olösligt i vatten vid måttlig temperatur och börjar först lösas upp vid koktemperatur (R.Meyer, J.Köhler och A.Homburg. 2007). Andra specialprodukter som kan behövas för att initiera detonationen i huvudsprängämnet kallas för primers eller boosters. Dessa sprängämnen är väldigt känsliga och har en hög detonationshastighet. Stötvågen som skapas av den höga detonationshastigheten utnyttjas för att initiera huvudsprängämnet. En primer eller booster kan bestå av högexplosiv pentyl, dynamit eller någon annan mixtur (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). 17
3.9.1 Tändmedel och sprängkapslar Tändmedel syftar på ett initieringssystem som resulterar i en detonation av en primer eller ett huvudsprängämne. PÅ 1950-talet var krutstubin fortfarande ett välanvänt tändmedel inom anläggningsindustrin i Sverige. Idag delas tändmedlen in i tre huvudgrupper: elektriska, icke elektriska (krutstubin och pentylstubin) och elektroniska. Samtliga består av en ledare och en sprängkapsel. Ledaren är förbindelsen (t.ex. pentylstubin eller elektrisk ledning/kabel) mellan sprängkapseln och avfyrningsapparat/tändapparat (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). Sprängkapsel bestämmer fördröjningstiden och kan vara konstruerad på olika sätt beroende på valet av sprängämne och ledare. Olika konstruktioner ger också olika fördröjningstider. De innehåller olika typer av små laddningar som är väldigt känsliga för att sätta igång detonationen av huvudsprängämnet (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). En elektrisk sprängkapsel initieras genom att en tillräcklig stark ström når kapseln och orsakar en detonation. Tidsstyrningen i kapseln är inte elektronisk och består av ett mindre pyrotekniskt fördröjningselement. Om salvan omfattar många sprängkapslar är det aktuellt att kontrollera så att varje kapsel får tillräckligt med ström för en detonation. När en salva är färdigladdad ska resistansen mätas med en speciell godkänd resistansmätare. Om resistansen är godkänd ansluts ledningen till tändapparaten, se bild nedan (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). Figur 17. Elektrisk sprängkapsel och tändapparat. (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014) Vid användning av elektriska tändmedel är oavsiktlig tändning en risk. Detta kan ske genom åska, kraftledningar, statisk elektricitet m.m. (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014) Icke elektriska sprängkapslar är krutstubinkapsel, pentylstubinkapsel och stötvågssprängkapsel. Stötvågssprängkapsel fungerar genom att en stötvåg transporteras i en plastslang där insidan är belagd med ett reaktivt material, och slår igång detonationen. Denna kapsel är okänslig för elektrisk påverkan och är därför det vanligaste sprängkapselsystemet. En nackdel med detta system är att det inte går att kontrollera om alla kapslar är korrekt kopplade jämfört med elektriska sprängkapslar som har resistansmätning (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). 18
Figur 18. Stötvågssprängkapslar. Elektroniska sprängkapslar har en elektrisk tidsstyrning som medger en hög precision. Det finns förprogrammerade förddröjningstider och sprängkapslar som kan programmeras med fördröjningstider av användaren själv. Denna typ av kontroll används för att reducera vibrationer, styra styckefallen, reducera dolor och få en fin kontur. Oavsiktlig initiering reduceras genom att signalen till sprängkapslarna sker med en unik kod. Från tändapparaten kontrolleras att allt är korrekt ihopkopplat och att systemets ingående data stämmer (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). Figur 19. Elektronisk sprängkapsel(höger) och tändapparat (vänster) (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). Elektroniska sprängkapselsystemet är för närvarandet betydligt dyrare än de andra alternativen. En till nackdel är att varje tillverkare har en unik tändtråd och det går inte att blanda olika elektroniska sprängkapslar i en och samma salva (Loorents, Åkeson, Olsson mm, 2014). 19
Figur 20. Olika sprängkapslar och deras kopplingsmetoder. 20
4. Åldringsprocessen för sprängämnen Följande avsnitt beskriver åldringsprocesser i ett sprängämne. 4.1 Sprängämnets livstid och stabilitet För att förstå hur ett sprängämne åldras är det viktigt att kunna dess egenskaper och beståndsdelar. Ett sprängämne åldras beroende av inre faktorer och yttre faktorer. De inre faktorerna utgörs av sprängämnets kemiska struktur och dess sönderfall. Under sönderfallet kan sprängämnets egenskaper förändras d.v.s. den kan bli mer ostabil och farligare att hantera. Sprängämnet kan också få en sämre explosiv verkan eller i värsta fall självdetonera. För de flesta industriella sprängämnena sker en självdetonation i väldigt höga temperaturer ca 70 200 C 0 (Dr. B. Vogelsanger, 2004). Hur länge ett sprängämne håller sig säkert för användning baseras på lagringsbeständigheten och hanteringsbeständigheten. Sprängämnets lagringsbeständighet baseras på hur lång tid som sprängämnet kan lagras utan att vara en fara. Denna period begränsas av den kemiska åldringsprocessen, med andra ord dess naturliga sönderfall (Dr. B. Vogelsanger, 2004). Hanteringsbeständigheten är perioden då sprängämnet kan användas säkert enligt de krav som gäller. Denna period begränsas av bindemedlet i sprängämnet eftersom ett sönderfall börjar oftast i den svagaste bindningen av sprängämnet. Perioden begränsas även av diffusion vilket beskriver att sprängämnet sprids, blandas och jämnas ut med sin omgivning (Se figur 18 nedan). (Dr. B. Vogelsanger, 2004). SPRÄNGÄMNETS LIVSTID LAGRINGS- BESTÄNDIGHET HANTERINGS- BESTÄNDIGHET KEMISK ÅLDRINGSPROCESS DIFFUSION KEMISK ÅLDRING AV BINDEMEDEL Figur 21. Helhetsbild åldringsprocessen. (Dr. B. Vogelsanger, 2004) Även om olika sprängämnen skiljer sig åt när det gäller deras kemiska åldringsprocess, kan man hitta vissa gemensamma regler. Sönderfallet börjar oftast i bindemedlet och detta faktum kan användas för att få en indikering på hur stabil sprängämnet är. (Dr. B. Vogelsanger, 2004) 21
Som tumregel, är explosiva ämnen med en aktiveringsenergi för sönderfall på mer än 170KJ/mol stabila i tusentals år i rumstemperatur, värden som är mindre än 155 kj/mol har en begränsad kemisk stabilitet och måste undersökas noggrant (G. B. Manelis.2003). - Översatt från engelska. I andra fall är det inte bindemedlet som indikerar stabiliteten utan det är den starkaste komponenten. Detta kan man observera i TNT (Trinitroluene, högexplosivt ämne) som har en aktiveringsenergi på 190 290 Kj/mol och har således en utmärk kemisk stabilitet. Nitroglycerin och pentyl som tillhör samma substansklass har aktiveringsenergin på ca 155 kj/mol(ng) och ca 190 kj/mol (pentyl). Det innebär att nitroglycerinets kemiska stabilitet ligger på gränsen till en dålig stabilitet medan pentylet har bra kemisk stabilitet (Dr. B. Vogelsanger, 2004). ANFO-sprängämnens kemiska åldringsprocess är starkt beroende av vilket bränsle som används eftersom den påverkas av hydrolys och oxidation (Dr. B. Vogelsanger, 2004). En metod som tillverkarna använder för att bestämma lagringbeständigheten på ett sprängämne är att värma upp sprängämnet till olika temperaturer, oftast mellan 40 till 80 grader under längre perioder (månader till år). Därefter analyseras resultaten med en kinetisk analys och en Arrhenius beräkning. Sedan undersöks i laboratorium hur mycket bindemedel (stabiliser) som försvunnit efter ett antal veckor (0 40 veckor) under olika temperaturer (Se figur nedan) (Dr. B. Vogelsanger, 2004). Figur 22. Uppvärmning av sprängämne i olika temperaturer (Dr.B. Vogelsanger, 2004). Slutligen kan man genom upphettning bestämma aktiveringsenergin och lagringsbeständigheten på en bestämd lagringstemperatur. Denna metod är väldigt pålitlig för att bestämma lagringsbeständigheten men är tidskonsumerande och kostsam. Därför genomförs 22
analysen ca 1 2 gånger under utvecklingsfasen av ett nytt sprängämne (Dr.B. Vogelsanger, 2004). Nedan följer exempel på sprängämnenas lagringstid. SPRÄNGÄMNE LAGRINGSTID FÖRVARING ANFO 6 mån Torrt och svalt (ANFO,FORCIT AB) Vattengel (TOVEX, NORAB AB) Emulsion (KEMIITI 510, FORCIT AB) 2 år Rumstemperatur (20-22 0 C) Lagras ej, - pumpas direkt NG (FORDYN, FORCIT AB) 2 år 25 0 C Special-Det.Stubin (DETONEX, NORAB AB) Figur 23. Exempel på lagringstider. 10 år Torrt och svalt Yttre faktorer som påverkar ett sprängämne orsakas av många fler variabler. Det ideala är att sprängämnet ska förvaras på rätt sätt enligt tillverkarens instruktioner fram till användning. Men en dola som inte hanteras direkt kommer att ligga kvar och påverkas av miljön. Detta innebär att den utsätts för bl.a. vatten, temperaturförändringar och tryck. Alla dessa faktorer har en påverkan på sprängämnets egenskaper och livstid. Se figur nedan. ANNAN T.EX. POTENTIALFÖRÄNDRING VÄRMEUTVECKLING KEMISK OSTABILITET BINDEMEDEL EXPONERAS GASUTVECKLING SPRÄNGÄMNE KONTAKT MED ANNAT MATERIAL VIKTMINSKNING KÄNSLIGHET ÖKAR (FRIKTION, EL ETC. ÅLDRINGSPROCESS BINDEMEDEL ANNAT T.EX. UPPLÖSNING Figur 24. Vad som händer i sprängämnet under kontakt med annat material (Dr.B. Vogelsanger, 2004). I kontrast till den kemiska åldringsprocessen är reaktioner som orsakas av yttre faktorer mycket mer komplicerade då det är många fler variabler som uppstår. Testmetoder för att få en klar bild av åldringsprocessen är inte entydiga, eftersom metoderna oftast inte är standardiserade. I fråga om förutsättningar (fukt, temperatur etc.) bör därför frågan ställas, vilka testmetoder och förutsättningar kommer att bäst simulera åldringsprocessen för ett sprängämne? (Dr. B. Vogelsanger, 2004). 23
4.2 Vattenbeständighet Vattenbeständighet innebär förmågan att motstå nedbrytning i vatten. Denna egenskap beror på materialets packningsgrad och ämnets egna förmåga att stöta bort vatten. Vatten påverkar i huvudsak ett sprängämne genom att lösa upp och transportera bort salter, främst ammoniumnitrater (Forsberg och Åkerlund 1999). Företagen Nitro Nobel AB som numera heter Dyno Nobel Sweden AB utförde ett försök att bestämma vattenresistansen på sina sprängämnestyper. Försöket genomfördes genom att ta 10 60 g av ett sprängämne och placera det i en glasskål. Dimensionen på glasskålen var 50 mm diameter och 15 mm hög kant. Glasskålen placerades därefter i botten av en 1,5 l plastburk som fylldes med en liter vatten. Vattnet hölls cirkulerande med låg fart och efter en bestämd tid kontrollerades mängden nitrat i vattnet. Kontrollen ger en indikation på vattenresistansen i sprängämnet även om det inte motsvarar realistiska förhållanden och olika mängd sprängämne använts, se figur 25 nedan. SPRÄNGÄMNESTYP NITROGLYKOLBASERADE (NG) DYNAMEX CA 10 GRAM ANVÄNDES MOTSVARANDE 5,5 G NITRAT EMULSIONER EMULITE 1200B CA 58 GRAM ANVÄNDES MOTSVARANDE 38 G NITRAT FÖRSÖKETS LÄNGD 10 MIN 30 MIN 120 MIN 1 DYGN 10 MIN 180 MIN 4 DYGN KONC.NO3 MG/L 927 1870 3180 5830 0,5* 0,5* 0,6 ANFO PRILLIT AH, CA0,2 G MOTSVARANDE 0,15 G NITRAT 1 MIN 190 Figur 25. Vattenbeständighet hos Nitro Nobels sprängämnen (Svärd, 1998). *= 0,5 mg/l motsvarar rent vatten vid genomförandet. ANFO-sprängämnen har en mycket låg vattenbeständighet och är vattenlösligt. Denna typ av sprängämne är dessutom hygroskopisk och om vatteninnehållet överstiger tio procent blir den följaktligen funktionsoduglig (Sen, G 1995). Följden blir att sprängämnet med stor sannolikhet ej kommer att detonera. Emulsions- och vattengelsprängämnen har en oljefilm som skyddar salterna vilket medför att vattenresistansen är väldigt hög. Oljefilmen kan nedbrytas genom åldringsprocesser, temperaturhöjningar och mekanisk påverkan. Utan oljefilmen exponeras salterna mot eventuellt vatten (Sjölund, 1997). 24
4.2.1 Sammanställning av egenskaperna Tabellen nedan är en sammanställning över sprängämnestypernas egenskaper. SPRÄNGÄMNESTYP: ANFO EMULSION VATTENGEL NG SPEC. STUBIN VATTEN- BESTÄNDIGHET: LÅG HÖG HÖG MEDEL HÖG KÄNSLIGHET: MEDEL LÅG LÅG MEDEL HÖG DENSITET (OPTIMAL G/CM3): 0,8 1 1,1 1,3 1,2 1,4 1,3 1,6 1,05 TEMPERATUR- TÅLIGHET (UNGEFÄRLIGA VÄRDEN) -25 0 +70 0 C -25 0 C -10 0 C -25 0 +70 0 C -30 0 +50 0 C Figur 26. Tabell över sprängämnestypernas egenskaper i stort (Forsberg och Åkerlund 1999), (FORCIT AB Produkt- och säkerhetsdatablad), (NORAB AB Produkt- och säkerhetsdatablad). Densitet i de flesta sprängämnena ligger mellan 0,8 1,6g/cm3. En hög densitet indikerar ett högt energiinnehåll och en låg densitet det motsatta. En för låg eller för hög densitet kan påverka sprängämnets känslighet signifikant. I tabellen anges därför den optimala densiteten som normalt sett används av sprängmedelstillverkarna. Känslighet beskriver den sammanvägda friktions- och stötkänsligheten i sprängämnet. Temperaturtåligheten står för vilket intervall som sprängämnena är funktionsdugliga och inte deras lagringstemperatur. Belastas sprängämnet med sin minsta temperaturtålighet innebär det en större risk för dola. Vattengelsprängämnen som har generellt sätt minsta temperaturtålighet löper en större risk att ej detonera vid kallare väder (Eriksson, Kurt. 2018). Sprängämnenas egenskaper kan skilja sig väsentligt mellan olika produkter. ANFO-sprängämnen bevisats tåla extrema temperaturer ända ner till -40 0 C i en studie som gjordes i U.S.A. av Ruhe, T-Coch Bajpayee, T-S. De gjorde tester som gick ut på att ändra förhållandet mellan ammoniumnitrat och bensin. Därefter utvärdera sprängverkan och funktion i olika temperaturer. Dessutom provade de att istället för bensin blanda ammoniumnitrat med återanvänd olja, målet var att sänka kostnader och främja återanvändningen av smörjolja. 25
5. Referensobjekt och konsekvensbeskrivning I detta avsnitt beskrivs referensobjekten 5.1 E6 Knäm-Lugnet 2010 Togs det första spadtaget för sträckan Knäm-Lugnet, en delsträcka omfattandes av utbyggnaden av E6 genom Bohuslän (Se figur 27). För näringslivets transporter är E6 ett viktigt nationellt och regionalt stråk. En utav Sveriges och Norges viktigaste vägar är E6 vilket medger en väg till kontinenten. Den binder samman tre stora ekonomiska centra: Oslo - Göteborgs- och Öresundsregionen (Väg E6 Bohuslän, Vägverket 2009). Trafiken innan utbyggnaden var intensiv och ökande, inte minst lastbilstransporterna. På somrarna flerdubblades belastningen på vägen med turister och semesterfirare på västkusten. Dålig kapacitet och standard på vägen ledde till många och svåra olyckor. Syftet med utbyggnaden av väg E6 var att förbättra trafiksäkerheten och framkomligheten (Väg E6 Bohuslän, Vägverket 2009). Figur 27. Karta över tillbyggnaden på väg E6, uppdelat i etapper. Detta har varit ett omfattande projekt som inneburit bergssprängningar, markarbeten och stora brobyggen. Motorvägsetappen Knäm-Lugnet fick Peab i uppdrag att bygga en 6 km lång sträcka mellan Uddevalla och Svinesund i Bohuslän (Väg E6 Bohuslän, Vägverket 2009). Upphandlingsformen för Knäm-Lugnet var utförandeentreprenad. Utförandeentreprenad innebär att det är beställaren som ansvarar för projekteringen och entreprenören för utförandet (Totalentreprenad och utförande, Bygg & Teknik 2017). Berggrunden utmed den planerade vägsträckan bestod i huvudsakligen av en homogen rödgrå till röd medelkornig Bohusgranit med en relativt enhetlig kemisk och mineralogisk sammansättning. (TB E6 Knäm- Lugnet, Vägverket 2009). 26
Vid upphandlingen framgick det att det enbart fick användas rörladdningar och fabrikspatronerade sprängämnen. Det stod även att endast elektroniska sprängkapslar skulle användas (TB E6 Knäm- Lugnet, Vägverket 2009). Det påträffades dolor under lastning av sprängt berg och det skedde inga personskador. En dola detonerade under mekanisk påverkan. Det användes ett NG-sprängämne som efter incidenten byttes ut till en bulkemulsion ANFO. Troligtvis skedde dolorna p.g.a. ryckare, kanaleffekt eller dödpressning. Eftersom elektroniska kapslar användes och inga fel visades upp i datorn så var enda åtgärden att byta sprängämne. Efter bytet av sprängämne skedde inga fler incidenter (Järn, Lennart. 2017) (Tingström, Pär. 2017) (Åkeson, Urban. 2017). 5.2 Väg 34, St Aby Glahytt Riksväg 34 mellan Glahytt och Stora Aby vid Rosenfors i Kalmar län byggdes om 2010. Den 18 km långa vägsträckan blev en mötesfri landsväg med mitträcke. På det tidigare trevägskorsningen som fanns mellan väg 23 och 34 har en cirkulationsplats byggts med en mini terminal för bussar och samåkningsparkering. Det byggdes även fyra broar under projektets gång. Ombyggnaden av riksväg 34 fick NCC i uppdrag att bygga där upphandlingsformen var totalentreprenad. Detta är en entreprenadform där entreprenören ansvarar för såväl projekteringen som utförandet av arbetena. Entreprenören har ett funktionsansvar för entreprenaden, det vill säga entreprenören ansvarar för att objektet uppfyller avtalad funktion. Entreprenören ansvarar både för projektering och byggande (Totalentreprenad och utförande, Bygg & Teknik 2017). Figur 28. Bild från Väg 34, hund söker dolor. Sträckan på väg 34/47 mellan Mölunda Glahytt har berg på bägge sidorna av vägen och den är 15 kilometer lång. Bitar av berget lossnar med tiden p.g.a. vatten, kyla och värme som tränger igenom berget. För att hindra stenarna från att falla ned och rulla ut i vägen så måste bergssidorna säkras och löst material tas bort. Detta görs med jämna mellanrum. 27
2016 inträffades en olycka, sex år efter att väggen hade invigts. Joakim gimby som jobbar på underhållssidan på Trafikverket beskriver nedan händelsen (Gimby, Joakim. 2017): Vi visste inte att dem här fanns från början, historian varför vi var där på plats var för att berget hade börjat rasa. Vi hade bland annat kubikblock som rasade ner i vägområdet. Så då skulle mina entreprenörer skrota berget. Med tre tunga maskiner en ganska stor maskin som var längst uppe på berget som lättade på berget och släppte ner berg på sidan om och så fanns det två maskiner där nere som knackade och servade den dumper som lastade bort berget. Det som hände var att en maskin som stod nere på marken och knackade på sidan på berget och då lossnade ett ganska stort stenblock, det var för stort att kunna få upp på dumpen så man skulle dela den på mitten och när han står och knackar med sitt knack så exploderade det helt plötsligt där så det blir en luftbrissard. Så det var början på allt ihop som vi upptäckte att det fanns någonting explosivt. Så jag åkte upp direkt ditt och vi konstaterade ganska snabbt att alla dem här borrhålen som är gjorda var inte sprängda. Utan det fanns då Cord (detonerande stubin) kvar i dem här själva hålen. Så vi avbröt arbetet direkt givetvis och ringde Arbetsmiljöverket, kontaktade dem så dem kom på plats. Vi gjorde en riskbedömning och med hjälp av bergsprängare tittade vi var riskerna fanns. Det var jättebra för då fick vi ett område där vi kände oss säkra att jobba. Och vi förstärkte även grävmaskinerna så dem hade skydd ifall det skulle hända någonting där. Vi började fundera ganska mycket på att det fanns sprängmedel där och vi började ta kontakt med folk som vart med och byggt vägen, vi kontaktade även då dom som fanns runtomkring som ska hjälpa oss som specialister som stöd. Bland annat Karl-Johan Loorents. Det var så bra för han viste vad som hade hänt på den sträckan så då vart vi ganska väll medvetna om att det kunde finnas eventuellt mer. Jag hade kreativa entreprenörer som började också fundera på hur kan vi säkra upp arbetsmiljön. Grävmaskinisterna kände sig ganska oroliga att jobba där och helt förståeligt. Så vi fick tag på hundar från Norrland men dem kommer från Göteborg, dem jobbar mycket uppe i Norrland där man just hanterar och söker efter dolor. Så vi hade ganska snabb en person som kom och hjälpte oss, han hade med sig tre hundar och började söka och hitta ganska mycket platser där det fanns indikationer på dolor. På ett ställe där just grävmaskinist grävt ner stenen och hade den här sprängningen skickade jag hundarna på skoj och vi fick ganska kraftigt markeringar där. Så vi började gräva för hand och plockade fram en 2 kg dynamitladdning, så att vi kan säga att ren tur hade vi att det här blocket som han knackade ner gick ner i marken så själva corden som sprängledaren kopplad emot gick av så det var själva corden som exploderade. Hade den varit kopplad mot det sprängladdningen som fanns nere i botten då hade det inte varit ett lyckat läge, då hade inte den personen kommit hem den dagen. Men som sagt vi hittade 40 st markeringar från hundarna och då har vi haft en kille som varit där och sprängt bort markeringarna där man hittat och kommer åt. På ett ställe hade vi då man 28
uppskattade som stor laddning, små sten flög ungefär 300m trots att vi hade ett antal meter täckning över det här. Så att det var en otäck upplevelse som jag inte vill vara med om igen. 5.3 Dolor i Norge - Joakim Gimby Norge har under de senaste 10 åren behövt renovera och granska säkerheten kring befintliga tunnlar som i många fall är över 50 år gamla. Under renoveringarna har det påträffats dolor som legat i marken med sprängämnen daterade till 60-talet. Dolorna har orsakat förseningar och ökade kostnaderna i underhållet av vägarna (Statens Vegvesen, 2015). Høgenheitunnelen är ett sådant fall där dolor påträffats i Norge under en tunnelrenovering. Tunneln befinner sig sydöst från Oslo nära Bumble kommun och är en del av riksväg 354 (gamla E18). Tunneln är 410 cm högt, sträcker sig på 621 m och öppnade 1962. Standarden på norska riksvägstunnlar är 420 cm höjd, skillnaden innebar att lastbilar som kom med färjor söderifrån inte kunde ta kortaste vägen till E18. Näringslivet tog initiativet och slutligen bestämdes att renoveringar var nödvändiga. Figur 29. Høgenheitunnelen rödmarkerad (Statens Vegvesen, 2017). När renoveringen påbörjades och gamla asfaltslagret togs bort hittades snabbt dolor som var synliga mellan sten och grus. Detta resulterade i ett genomsök med hund där det hittades totalt 38 dolor med och utan tändare. Sprängämnena var daterade till 1962 och skickades för analys till FFI (Norska försvarets forskningsinstitut). FFI konstaterade att det var NG-sprängämnen och nitroglycerinet var både intakt och hade fortfarande sprängeffekt. Några dolor var lätt synliga men de flesta låg gömda och låg under jord och sten. Användningen av hund för att lokalisera dolorna var en framgångsfaktor för projektet (Statens Vegvesen, 2017). 29
Figur 30. Vänster bild visar synlig dola, höger bild är en dola lokaliserad med hund (Statens Vegvesen, 2017). Efter att de första dolorna påträffats bestämde platschef och entrepenörerna i samråd med specialister att sätta ihop en rutin för ett fortsatt arbete (Statens Vegvesen, 2017): 1. Hund skall söka av allt som grävs ut. 2. Sista söket på klink (Plankor utlagda för en säker väg) ska markeras tydligt. 3. Dialog ska ske mellan Entreprenör-Hund-Sprängare 4. Dolor förs bort vid spolning eller sprängning Lokaliseringen av dolor som låg på ett djup av c 80cm från asfaltsytan var svåra att hitta. Det var väldigt svårt att få bra indikationer från hundarna när det låg kompakt material 80 90 cm på vägens underbyggnad. Däremot efter en noggrann schaktning sökte hundarna på ett djup av c 40cm och hittade då fler dolor. Faktum är att 85% av dolorna hittades på denna nivå och resterande 15% som låg ännu djupare nära vägens undergrund hittades helt förstörda av vatten. Viktiga lärdomar som drogs i Norge efter ombyggnaden av Høgenheitunnelen är följande (Statens Vegvesen, 2017): Tränade hundar funkar bra för att detektera dolor och är framförallt en riskreducerande faktor. Samarbete och kommunikation mellan inblandade aktörer är viktigt. Hunden detekterar dolor mycket bättre genom kondens och dräneringsvatten. Tunnlar är en miljö där hunden har lättare att fånga upp lukter. Tunnlar är en mycket bra plats för kvarlämnade sprängämnen att lagras och skyddas mot åldring. Dolan ligger skyddad mot solljus, temperatur, regn och är ofta övertäckt med grus och jord. Att spola tunneln innan genomsök med hund är inte rekommenderat. (Vatten minskar lukt från dolor). Andra pågående arbeten påverkar inte hunden, endast arbeten med sprängmedel. 30
5.4 Botniabanan 2004 2006 Botniabanan knyter ihop städer och tätorter längs Norrlandskusten och medger en snabb persontrafik och godstrafik. Banans längd består av 19 mil järnväg, 143 broar och 25 km tunnel (16st). Projektet kostade ca 16,8 miljarder kronor och invigdes 2010 (Trafikverket, 2015). Figur 31. Botniabanan (Trafikverket, 2015). Under 2004 2006 vid sprängningsarbeten inrapporterades ca 60 olyckor och incidenter med dolor. Dolorna påträffades i samband med utlastning och sönderknackning av sprängt berg. Vanligen detonerade dolorna under spräng- och bergarbeten vid mekanisk påverkan såsom utlastning, knackning, och krossning. Förutom en allvarligare personskada skedde även materiella skador (Byggnadsarbetaren 2016) (Tingsrätt, 2006). 5.4.1 Tingsrättens beslut Den 2 mars 2005 fick en grävmaskinist sys med 40 stygn i ansiktet efter att denne hade knackat på en skut med hydraul hammare. Hammaren träffade en dola från en tidigare sprängning och lyckligtvis undgick annan personal att träffas av kringflygande stenar. Konsekvensen för just denna händelse var att Ångermanlands Tingsrätt dömde platschefen för arbetsmiljöbrott. Platschefen dömdes till 50 dagsböter av Tingsrätten med motiveringen att denne hade det slutliga samordningsansvaret: I projektplanen för entreprenaden har [platschefen] i sin egenskap av platschef angetts vara den som bär kvalitets-, miljö- och arbetsmiljöansvaret. I arbetsmiljöplanen för projektet tillskrivs [platschefen] samordningsansvaret (Tingsrätt, 2006). Tingsrätten ansåg också att projektplanen var oklar kring vem som egentligen hade skyddsansvaret gällande grävmaskinistens arbetsmoment. Det ansågs även att det saknades rutiner och tydlighet. Exempelvis fanns underentreprenören som ansvarade för sprängningen inte med i projektplanen eller någon annan organisationsredovisning. Det innebär att underentreprenören inte har det direkta skyddsansvaret med avseende på det arbete som utförts. 31
Slutligen föll skyddsansvaret på platschefen enligt 3 kap 2 första stycket i arbetsmiljölagen (1977:1160) (Tingsrätt, 2006). Det saknades instruktioner för att upptäcka dolor och instruktioner för hanteringen av skut. Vidare saknades tydliga rutiner för hur kontrollen av berget skulle gå till. Det fanns sålunda inte några konkreta instruktioner om vem som skulle sköta kontrollen eller om när eller hur kontrollen skulle ske. Det framkom också att [grävmaskinisten] inte hade fått några instruktioner (Tingsrätt, 2006). 5.4.2 Arbetsmiljöverkets undersökning Till följd av dessa incidenter gjorde Arbetsmiljöverket en undersökning 2005 med syfte att ta reda på vad som orsakat dolorna och eventuellt begränsa uppkomsten av dessa. Under Arbetsmiljöverkets utredning tittade man på sprängämnenas testmetoder och huruvida dessa lämpar sig för verkligheten ute på byggarbetsplatsen. Det bedömdes att moderna byggmaskiner är mer effektfulla än vad testmetoderna för sprängämnena kontrollerar för och att ytterligare forskning behövs i detta område. (Arbetsmiljöverket, 2005) Efter granskningen av arbetsmiljö- och sprängplaner kom Arbetsmiljöverket fram till följande krav: Bättre och tydligare instruktioner för olika arbetsmoment Tillvägagångsätt och metoder för att säkerställa en bättre arbetsmiljö Krav på skyddsanordningar Krav på riskbedömningar Beställaren hade ställt krav på en skadefri zon om 0,3 m vilket medförde att entreprenörerna använde detonerande stubin på kanthålen. Arbetsmiljöverket konstaterade också att stress hade förekommit på vissa byggarbetsplatser, exempelvis hade den ansvarige personen för sprängningen ansvar för flera olika byggarbetsplatser. (Arbetsmiljöverket, 2005). Sammanfattningsvis konstaterade Arbetsmiljöverket att de troligaste orsakerna till dolor och sprängtillbud längs Botniabanan var följande: 1. Ryckare 2. Handhavandefel 3. Under laddarbete och täckning skadade stötvågsledare 4. Kanaleffekt 5. Bristande kunskap om och respekt för sprängmedel De åtgärder som rekommenderades av Arbetsmiljöverket var följande. Storleken på sprängsalvor bör reduceras för att noggrannare kunna undersökas på dolor. Försättning, hålavstånd och borrhålsdiameter kan också behöva reduceras. En arbetsmetod med mindre laddning per borrhål minskar effekten vid eventuell oavsiktlig detonation av en dola. Vid utlastning kan det vara nödvändigt att etappvis göra avbrott och kontrollera berget noggrant efter dolor. 32
Vid hantering av större stenar är det är det nödvändigt att varje sten kontrolleras innan arbetet påbörjas. Regler och säkerhetsavstånd som garanterar att personal och material inte skadas ska upprättas. Särskild skyddad plats behöver normalt anordnas för hantering av skut med hydraul hammare. Skyddsanordningar för maskiner som hanterar bergmassor ska vara dimensionerade så att de klarar av en oavsiktlig detonation från en dola. Val av sprängämne ska uppnå en så hög säkerhetsfaktor som möjligt. 5.5 Göteborgs Hamn 2011 Nybyggandet i Göteborgs hamnområde Arendal startade februari 2011 och hade en beräknad byggtid på 15 månader till en uppskattad kostnad av 150 miljoner kronor. Byggherren NCC Property Development utförde projektet i form av totalentreprenad där totalentreprenören var dotterbolaget NCC Construction (Byggfakta,2015). Vid nybyggandet av en godsterminal i hamnområdet Göteborg den 16 augusti 2011 skedde en allvarlig sprängolycka. Under borrning inför en kommande sprängning exploderade en kvarbliven odetonerad sprängämne. Bergsklacken som skulle borras var ren och dolan låg således gömd under marken. Explosionen slungade stenar och grus 100 150 meter i olika riktningar. Borrföraren som stod oskyddad vid borren flög flera meter bort och skadades svårt. Ytterligare tre personer skadades lindrigt och platsen där olyckan skedde var en tidigare sprängbotten. Mot den bakgrunden var borrningen i det området ett extra riskfyllt moment (Reportage, 2011). Bredvid platsen där olyckan skedde hittades 25 30 hål som var laddade med ett annat tändsystem än vad som hade använts. Dolan kom således från ett tidigare arbete och hade lämnats kvar. Därefter hade dolan täckts med krossmaterial i samband med att en väg byggts upp och detta ledde i sin tur till att det var svårt att få någon indikering på odetonerade sprängämnen i området. Dolan kan också ha flyttat på sig och lagt sig under bergsklacken då man flyttade stenras (Byggnadsarbetaren 2, 2016). Det fanns tecken på att oklara skyddsrutiner och tidspress spelat en roll. Även att många underentreprenörer befunnit sig på plats samtidigt och inte är medvetna om vilka typ av arbeten som pågår. (Byggnadsarbetaren 2, 2016) 33
6. Analys I detta avsnitt analyserar vi datan med utgångspunkt ifrån frågeställningarna. 6.1 Referensobjekten Under nybyggnation på E6 Knäm-lugnet påträffades ett par dolor som detonerade p.g.a. mekanisk påverkan under lastning av sprängt berg. Det användes ett NG-sprängämne som byttes ut efter incidenterna till ett mindre känsligare. Grävmaskinen hade under lastning initierad sprängämnet genom stöt- och friktion. Lyckligtvis fanns redan skyddsåtgärder för grävmaskin och personal på plats vilket förebyggde några större skador. I förfrågningsunderlaget nämndes att elektroniska sprängkapslar användes vilket innebär att troligtvis detonerade sprängkapseln men inte huvudsprängämnet, eftersom annars borde ett fel visats under resistansmätningen som visar om sprängkapsel är dålig. Så antagligen skedde en dödpressning, kanaleffekt eller ryckare. Under ombyggnad och underhåll av väg34 St Aby Glahytt detonerar en dola när grävmaskinen slår till den. Stenkast skedde flera hundra meter bort från detonationsplatsen. Arbetet på vägen stoppades och en anmälan till arbetsmiljöverket gjordes. Ingen skadades allvarligt och med hjälp av hundar kunde man lokalisera dolorna som låg utspridda längs med bergslänten. Dolorna som låg i sprickor och borrhål markerades ut och de dolor som var närmast vägen sprängdes bort. Hundar användes med 90% effektivitet och hittade ca 40 dolor. (Gimby, Joakim.2017) I Høgenheitunnelen användes hundar för att lokalisera dolorna. Detta gjordes samtidigt som andra arbeten pågick så länge det fanns en tydlig kommunikation och samarbete mellan hund, entreprenör och byggarbetsledning. Dolorna låg kvar i tunneln i över 40 år och NGsprängämnet konstaterades vara intakt och inneha sprängeffekt. De odetonerade sprängämnena som fanns vid vägens undergrund eller ännu djupare hittades förstörda av vatten. Spolning med vatten användes effektivt för att förebygga mot ofrivillig detonering av dolorna genom mekanisk påverkan. Vattnet har en god effekt i att minska friktionskänsligheten och så länge sprängämnet inte har en god vattenbeständighet eller är skyddad t.ex. patronerad, så kommer vattnet att börja lösa upp nitraterna och späda ut sprängämnet. Botniabanan visar att kommunikation och tydlighet kring samordningsansvar är viktigt. En byggarbetsmiljösamordnare måste utses och detta ska framgå tydligt för alla aktörer. Byggarbetsmiljösamordnare ska anordna gemensamma skyddsronder, informationsmöten och framförallt klargöra ansvar för skyddsanordningar och kontrollera utbildningar och tillstånd. Allt detta ska dokumenteras och regleras i rutiner och avtal så att det inte råder missförstånd i ett senare skede. 34
Beställaren hade ställt krav på en skadefri zon. Skadefri zon innebär att inga sprickor eller andra skador får uppkomma på det området. Detta resulterade i att detonerande stubin användes för kanthålen. Detonerande stubin har en mycket snabbare detonationshastighet och mindre gasavgivning vilket ger en rakare och finare kant. Mindre gasavgivning innebär också mindre sprickor på intilliggande berg (Intervju Sören). Detonerande stubin är mycket känsligt för mekanisk påverkan och eftersom hela ledaren är fylld med sprängämne så spelar det ingen roll om den är kopplad till ett huvudsprängämne eller inte för att kunna initieras. Arbetsmiljöverkets undersökning i Botniabanan visar även att vatten sänker friktionskänsligheten hos vissa sprängämnen bl.a. NG- sprängämnen. Det bör ha en liknande effekt för andra sprängämnen men bör undersökas i ytterligare tester. Dock finns det inga skäl till att spolning inte kan användas i ett förebyggande syfte. Försvarsmakten har i sina reglementen för oskadliggörande av förladdning, sprängämne och tändmedel, tryckvatten eller tryckluft som alternativ (SÄKr spräng, 2017). Utifrån referensobjekten går det att se att en tydlig faktor för uppkomsten av olyckor och tillbud med dolor är otydliga rutiner och dålig kommunikation mellan inblandade aktörer. Exempelvis kan en tydlig instruktion om ett arbete fallera i en lång kedja av entreprenörer. Byggherrens krav som finns med i förfrågningsunderlaget kanske inte förmedlas hela vägen från huvudentreprenören till sina underentreprenörer. I de fall en pyroteknisk sprängkapsel eller annat tändmedel sitter kvar i en dola så är det en större risk för en oavsiktlig detonation. Dessa tändmedel innehåller känsligare specialsprängämnen som har en snabbare detonationshastighet och kan resultera i en initiering av huvudsprängämnet. Elektriska och elektroniska kapslar har fördelen av att det går att se med resistansmätning om ledarna är fel inkopplade eller om något har skadats. Detta system kan förebygga mot dolor och börjar att användas oftare i industrin. 6.2 Ansvars plikt för hantering av dolor Många gånger har bristen på kunskap hos beställaren om förutsättningarna för ett sprängningsarbete, vilka regelverk som styr arbetena och vad det får för konsekvenser bidragit till förekomsten av dolor. Men vem är det som ska ta ansvaret för dolor och deras konsekvenser egentligen? Ansvarsskyldighet ligger i första hand hos byggherren för projektet, därifrån kan byggherren hänvisa ansvaret till t.ex. berörd platschef eller sprängningsentrepenör. 6.2.1 AFS 2007:1 Dolor sker av många olika skäl vilket framgår av arbetsmiljöverkets utredning i Botniabanan och AFS 2007:1. Genomgång sker av varje industriellt sprängämne och deras risker kopplat till laddarbete och användning. AFS 2007:1 täcker i sin helhet hela sprängningsprocessen med lagar och råd men saknar vissa konkreta åtgärder som ytterligare skulle kunna förebygga olyckor och tillbud med dolor. Se paragraferna nedan som är hämtade från Arbetsmiljöverket: 39 Spra ngplats får sedan sprängsalvan initierats inte betra das så länge det finns risk för personskada genom försenad detonation, farliga gaser eller stenfall. Resultatet av sprängningen 35
skall klarläggas av sprängarbasen och behövliga åtgärder vidtas före meddelande ges om att området åter får be trädas. Eventuella dolor skall snarast oskadliggöras. Sprängarbasen skall innan sprängplatsen lämnas ge sådan information till den eller de som inom arbetsstället hanterar det sprängda berget att dessa får kunskap om hur påträffat icke detonerat sprängmedel skall omhändertas, samt vid behov hur sprängarbasen kan nås för konsultation om lämpliga åtgärder. 6.2.2 PBL Byggherrens ansvar för kontrollen av genomförandet 5 Byggherren ska se till att varje bygg-, rivnings- och markåtgärd som byggherren utför eller låter utföra genomförs i enlighet med de krav som gäller för åtgärden enligt denna lag eller föreskrifter eller beslut som har meddelats med stöd av lagen. Om åtgärden är lov- eller anmälningspliktig, ska byggherren se till att den kontrolleras enligt den kontrollplan som byggnadsnämnden fastställer i startbeskedet. Kontrollplan 6 Byggherren ska se till att det finns en plan för kontrollen av en bygg- eller rivningsåtgärd som avses i 3 (kontrollplan) med uppgifter om 1. vilka kontroller som ska göras och vad kontrollerna ska avse, 2. vem som ska göra kontrollerna, 3. vilka anmälningar som ska göras till byggnadsnämnden, 4. vilka arbetsplatsbesök som byggnadsnämnden bör göra och när besöken bör ske, 5. vilket farligt avfall som rivningsåtgärder kan ge upphov till, och 6. hur farligt avfall och annat avfall ska tas om hand. 6.2.3 Miljöbalken och Jordabalken I Miljöbalken 32 kap. Står det om skadestånd för vissa miljöskador och andra enskilda anspråk. Dolor har en viss miljöpåverkan genom kväveutsläpp som kan i sin tur försura miljön och förorena grundvatten. Förutsättningar för skadestånd 3 Skadestånd enligt detta kapitel betalas för skador genom 1. förorening av vattenområden, 2. förorening av grundvatten, 3. ändring av grundvattennivån, 4. luftförorening, 5. markförorening, 6. buller, 7. skakning, eller 8. annan liknande störning. Första stycket 1 3 gäller inte skador som har orsakats av verksamhet som bedrivs i enlighet med tillstånd till vattenverksamhet. För sådana skador tillämpas 31 kap. En skada skall anses ha orsakats genom en störning som avses i första stycket, om det med hänsyn till störningens och skadeverkningarnas art, andra möjliga skadeorsaker samt omständigheterna i övrigt föreligger övervägande sannolikhet för ett sådant orsakssamband. 36
4 Skadestånd skall också betalas för skador genom sprängsten eller andra lössprängda föremål, om skadan orsakas av ett sprängningsarbete eller av en annan verksamhet som medför särskild fara för explosion. 5 I andra fall än som anges i 3 eller 4 skall skadestånd betalas för skador som orsakas av grävning eller liknande arbete, om den som utför eller låter utföra arbetet har försummat att vidta sådana skyddsåtgärder som anges i 3 kap. 3 jordabalken eller i ett annat hänseende har brustit i omsorg vid arbetets utförande. Om arbetet är särskilt ingripande eller av annan anledning medför särskild risk, skall den skada som orsakas av arbetet ersättas även om den som utför eller låter utföra arbetet inte har varit försumlig. 5 a I andra fall än som anges i 3 eller 4 skall skadestånd betalas för skador som orsakas inom ramen för sådant byggnadsarbete som avses i 3 kap. 6 jordabalken och som uppkommer på annan del av den anläggning där arbetena utförs, om 1. den som utför eller låter utföra arbetet har försummat att vidta sådana skyddsåtgärder som anges i 3 kap. 3 jordabalken, eller 2. denne i ett annat hänseende har brustit i omsorg vid arbetets utförande. Om en åtgärd inom ramen för ett sådant byggnadsarbete som avses i första stycket är särskilt ingripande eller av annan anledning medför särskild risk, skall den skada som orsakas av åtgärden ersättas även om den som utför eller låter utföra åtgärden inte varit försumlig. Lag (2003:627). Skadeståndsansvariga 6 Skyldig att betala skadestånd enligt detta kapitel är den som bedriver eller låter bedriva den skadegörande verksamheten i egenskap av fastighetsägare eller tomträttshavare. Samma skadeståndsskyldighet har andra som bedriver eller låter bedriva den skadegörande verksamheten och som brukar fastigheten i sin näringsverksamhet eller i offentlig verksamhet. Om någon annan som brukar fastigheten bedriver eller låter bedriva den skadegörande verksamheten är han eller hon skadeståndsskyldig enligt detta kapitel endast om han eller hon har orsakat skadan uppsåtligen eller genom vårdslöshet. 7 Skyldig att betala skadestånd enligt detta kapitel är också den som utan att vara fastighetsägare, tomträttshavare eller annan brukare av fastigheten, i egen näringsverksamhet utför eller låter utföra arbete på fastigheten. 8 Skall två eller flera ersätta samma skada enligt detta kapitel, svarar de solidariskt för skadeståndet i den mån inte annat följer av att begränsning gäller i den skadeståndsskyldighet som åligger någon av dem. Vad de solidariskt ansvariga har betalat i skadestånd skall, om inte annat har avtalats, fördelas mellan dem efter vad som är skäligt med hänsyn till grunden för skadeståndsansvaret, möjligheterna att förebygga skadan och omständigheterna i övrigt. Ersättning för framtida skador på egendom 9 Kan i fråga om skador som avser egendom ersättningens belopp lämpligen uppskattas på förhand, skall ersättning bestämmas för framtida skador, om en part begär det. Om det finns skälig anledning, kan ersättningen bestämmas till ett visst årligt belopp. Ändras förhållandena sedan ersättningen har bestämts på detta sätt, kan ersättningen jämkas efter vad som är skäligt med hänsyn till de ändrade förhållandena. 37
6.3 Mekanisk påverkan Mekanisk påverkan verkar vara största faktorn till oavsiktlig detonation av dolor. Sprängämnen är ju normalt sett tillverkade för att vara hanteringssäkra men inte med maskiner. Borrförare och grävmaskinist löper störst risk vid mekanisk påverkan. När borren träffar dolan genererar borrspetsen både värme, tryck och friktion i snabb takt. Sprängämnet utsätts då för en belastning som den inte är dimensionerad för. En borrförare med fjärrstyrning står oftast 1 5 meter från hålet helt exponerad vilket skedde i Göteborgs hamn. Vid en eventuell explosion skadas både maskin och förare av tryckvåg och splitter. Borrförare som sitter i en hytt löper fortfarande risk, tunt glas och plåt kommer inte att stoppa en tillräcklig stark dola. En grävmaskinist löper fara under bortschaktning av sprängt berg. Grävmaskinens skopa generar tryck och friktion som kan detonera dolan. Beroende på hur mycket sprängämne som finns kvar kan explosionen gå igenom hytten och skada föraren. Figur 32. Borrförare träffar en dola. Grävmaskin detonerar dola. 6.4 Miljö- och arbetsmiljöpåverkan Arbetsmiljön måste ses över innan och under sprängning. En sprängplan och riskanalys måste göras. En dola som detonerar kan få allvarliga konsekvenser för personal, material, och projektet i helhet. Projektet påverkas genom förseningar och oförväntade kostnader. Personskador som sker kan vara allt från mindre till katastrofala skador som leder till dödsfall. Sprängämnen har också en påverkan på hälsan genom att de kan bl.a. ge starka huvudvärk, irritationer och hjärtflimmer. Vissa sprängämnen kan absorberas direkt genom huden och det är således viktigt att använda handskar och andra nödvändiga skyddsåtgärder. Sprängämnen påverkar miljön framförallt genom att avge kväve. Kväve är ett grundämne och är i rumstemperatur en gas. Ämnet är livsnödvändigt för växter, djur och flera andra processer. Alla biokemiska processer är beroende av katalyserande enzymer som i sin tur innehåller kväve. Trots att kväve är viktig och finns till 78% i atmosfären så är ämnet även tillväxtbegränsande (Forsberg och Åkerlund 1999). Kvävetillskott på grund av mänsklig aktivitet kan förstöra kvävebalansen i naturen och bidra till låga ph-värden, försurning men även övergödning. Övergödning innebär att det sker en igenväxning som i sin tur leder till syrebrist på sjöbottnar. Denna syrebrist leder i sin tur till att liv dör ut och påverkar nästa steg i näringskedjan. (Forsberg och Åkerlund 1999). 38
Dolor som tillåts ligga kvar kontaminerar mycket mer då sprängämnet haft mer tid på sig att avge kväve. Grundvattnet kan i sin tur också förorenas och ha en direkt påverkan på dricksvatten. Ovanjordssprängning har normalt sett en liten risk för förorening av grundvatten jämfört med sprängning under jord (Forsberg och Åkerlund 1999). Då byggherrar är skyldiga att enlig miljöbalken värna miljön, har detta ibland en betydelse vid valet av sprängämne och metod. I dessa fall är det viktigt att se över säkerheten så att inte sannolikheten för dolor ökar. 6.5 Grafisk analys statistik För att kunna analysera förekomsten av dolor i Sveriges byggbransch har statistiken från arbetsmiljöverket bearbetats för att bättre se skillnaden år till år. Se figur nedan. Analys av statistiken 40 35 30 25 20 15 10 5 0 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 Figur 33. Grafisk statistik över antalet tillbud och olyckor med dolor. År 2008 syns det tydligt att antalet olyckor och tillbud med dolor ökade och nådde en max höjd. Därefter minskade antalet och skiftade fram till 2014 då den nådde en ny topp. 2017 var antalet ännu en gång på väg uppåt och tilläggas kan att antalet dolor följer byggkonjunkturen parallellt. Se figur 34 nedan. 39
Figur 34. Antal påbörjade lägenheter och beviljade bygglov för flerbostadshus resp. småhus (Byggkonjunkturen, 2017). År 2007 nåddes en topp i påbörjade små- och flerbostadshus samt beviljade bygglov. Anmälningar och rapporteringar kring dolor kan rimligen antas bli registrerade i arbetsmiljöverket med ett visst mellanrum från aktuella händelsen. Men än viktigare är att observera 2016 och 2017. Byggloven och påbörjade byggprojekt ökar under dessa år och dessutom mer än under 2007. Hanteringen och förekomsten av dolor är således viktigare än någonsin att se över och förbättra eftersom produktionen ökar. 6.6 Analys åldringsprocessen Presenterade värden i rapporten är ungefärliga därför är det viktigt att alltid kontrollera egenskaperna hos det specifikt inköpta sprängämnet, detta ska finnas hos sprängämnestillverkaren. Temperaturtålighet, känslighet, lagringstid och vattenbeständighet måste undersökas noggrant vid hanteringen av dolor för att kunna bedöma sannolikheten till en eventuell ofrivillig detonering. När det gäller temperaturtålighet kan det rimligen antas att kylan har en hämmande effekt på sprängämnen. De är svårare att detonera när det är kallare än vad de är tillverkade för. Så är det för vattengelsprängämnet Tovex och NG-sprängämnet Austrogel (Sandberg, Sören. 2018) (Eriksson, Kurt. 2018). Den farligaste dolan gällande hanteringsbeständighet är nog detonerande stubin. Det är bland det känsligaste sprängämnet och har en god temperaturtålighet (Sandberg, Sören. 2018). En ledare av detonerande stubin som ligger kvar har fortfarande energi nog för att orsaka katastrofala personskador. Detonerande stubinen Detonex har en lagringstid på 10 år (figur 23) vilket är väsentligt mer än de andra sprängämnena i figuren. En tillräcklig lång stubintråd påverkas av fukt och vatten endast i ändarna, mitten ligger då opåverkad. En dola som påverkats av yttre faktorer under en längre period är mycket svårare att bedöma utifrån om det är säkert att jobba riskfritt i området. Det är svårt att garantera säkerheten kring en tidigare sprängbotten då det är svårt att förutse alla variablerna som haft en inverkan. Dolan 40
kan ha legat relativt skyddad mot vädret i ett borrhål, under jord eller sprängt berg. Ett sprängämne som dessutom tål vatten väldigt bra är opåverkad av regn och fukt under en längre period. Eftersom det är svårt att bestämma åldringsprocessen genom yttre faktorer för ett sprängämne och därigenom kunna göra en säkerhetsbedömning så bör lagringstiden utnyttjas. Genom att utgå från lagringstiden och bedöma sannolikheten till en ofrivillig detonering kan det göras en riskanalys. Då antas det att dolan ligger skyddad där den ligger och påverkar således endast av dess egna lagringstid, alltså inre faktorer. Denna metod skulle kunna tillämpas på platser där det är tidigare sprängbotten. I figuren finns information angående vad som sker i sprängämnet efter lagringstiden. Nyare sprängämnen tillverkas normalt sett för att bli mindre känsligare med tiden. Se figur nedan. Sprängämne Efter lagringstid (Känslighet minskar med tiden) Vattengel (TOVEX, NORAB AB) Mindre känsligare Ingen detonering Emulsion (LKAB Kimit) Mindre känsligare Ingen detonering NG (Poladyn, Epc-group) ANFO (epc-group) Håller längre Håller längre Figur 35. Lagringstid och känslighet. (Karlström, Hans, 2018) (Karlsson, Benny, 2018) (Eriksson, Kurt. 2018) Ifall det är känt hur länge en dola har befunnit sig på platsen och sprängämnet har identifierats går det att med hjälp av leverantören eller tillverkaren bedöma sannolikheten för en oavsiktlig detonation. Eftersom egenskaperna hos ett sprängämne kan skilja sig starkt är det viktigt att hitta tillverkaren och kunna få reda på egenskaperna. Nedan följer ett exempel på hur detta skulle kunna gå till för en riskanalys, se även riskmatris figur. 41
Under pågående schaktningsarbeten påträffas en dola och det framgår senare att det finns ännu fler i arbetsområdet. Arbetsledaren väljer att försiktigt plocka ut en dola och skicka den för undersökning i syfte att ta reda på vilket sprängämne det är och eventuellt hitta tillverkaren/leverantören. Sprängämnet visar sig vara ett vattengelsprängämne som tillverkas av ett välkänt företag i närheten. Gamla dokument visar att det sprängdes i området för 20 år sedan under nybyggandet av en väg. Företaget menar att lagringstiden är 2 år och att sprängämnet blir mindre känsligare med tiden. För att vara säker görs en labbundersökning som verifierar att sprängämnet inte har någon sprängverkan längre. Med hjälp av tillverkaren bedöms sannolikheten för en oavsiktlig detonation som låg (2 i riskmatris). Det ligger även sprängkapslar i området som fortfarande kan vara kopplade, så platschefen bestämmer att förebyggande åtgärder ska tas och det tilldelas splitterskydd för maskinförare och personal. Även spolning används för att späda ut eventuella sprängämnesrester och sänka friktionskänsligheten ifrån mekanisk påverkan (konsekvenserna sänks därmed från 4 till 2 i riskmatrisen). Enligt riskmatrisen råder nu en låg risk vid dolhanteringen. Figur 36. Exempel på en riskanalys. Figur 37. Riskmatris. 42
6.7 Analys vattenbeständighet Resultaten Nitro Nobels undersökning visar att Emulsioner har högsta vattenbeständigheten och ANFO den lägsta. Vattengelsprängämnen togs inte med vid Nitro Nobels genomförande men tilläggas kan att emulsion- och vattengelsprängämnen har väldigt lika egenskaper. För att illustrera på ett annat sätt hur vattenbeständigheten skiljer sig mellan sprängämnena har Nitro Nobels redovisade värden använts för att göra ett stapeldiagram. För att få fram nya värden som kan jämföras för ANFO-sprängämnet har antagandet gjorts att avgivningen av nitrat sker linjärt och beräkningar gjorts för att få fram värden för tiderna 10, 30 och 60 min. Det framgår att emulsion- och vattengelsprängämnen inte är jämförbara med de andra två sprängämnena i fråga om vattenbeständighet. Se figur nedan, desto högre stapel desto sämre vattenbeständighet. Vattenbeständighet hos sprängämnen 12000 10000 8000 6000 4000 10 min 30 min 60 min 2000 0 NG ANFO Emulsion Vattengel Figur 38. Diagram över vattenbeständigheten i sprängämnen. Det är dock viktigt att ta hänsyn till att sprängämnen kan vara förpackade i patronerat form eller ligga skyddad i ett borrhål, sprängt berg etc. och kommer då inte i direkt kontakt med vatten. Specialsprängämnen såsom detonerande stubin har en bra vattenbeständighet p.g.a. att de har ett skyddande ytlager eller hölje. Detonerande stubin är endast känslig för fukt och vatten i ändarna av ledaren. Mot ANFO- och NG-sprängämnen skulle spolning kunna användas inte bara för att sänka friktionskänsligheten vid mekanisk påverkan utan också för att för att försöka späda ut de och lösa upp sprängämnet. 43