Forshuvudforsens vattenkraftverk i Dalälven rustas upp för bättre säkerhet och arbetsmiljö. En utmaning var att bygga fångdammar för att få ett torrt arbetsområde. En annan att betongpelare från 1918 delvis rivs och renoveras med ny betong.

Vattenkraftverket i Forshuvudforsen är det första kraftverket av fyra under Dalälvens väg genom Borlänge. Det är ett strömkraftverk, vilket betyder att det inte har något vattenmagasin, utan det vatten som rinner i älven är det som används för elproduktion. Uppströms, i Österdalälven, finns två regleringsmagasin, Siljan och Trängslet. I Siljan kan man magasinera 660 miljoner kubikmeter vatten och i Trängslet 880 miljoner kubikmeter. Dessa magasin kan användas för elkraftsproduktion när andra kraftkällor inte räcker till, till exempel när vind- och solkraft inte producerar tillräckligt.

– Produktionen i sol- och vindkraft går upp och ner beroende på när solen lyser och när det blåser. Vattenkraften producerar hela tiden och med regleringsmagasin kan man balansera energisystemet. Forshuvudforsens vattenkraftverk är en viktig del i den balansen och upprustningen görs för att kunna bibehålla produktionen av den förnybara och koldioxidfria elen, säger Magnus Svensson som är projektledare på Fortum.

Vid kraftverket finns fyra utskovsluckor som öppnas när vattenflödet är högre än den mängd som kan användas för elproduktion. Dammpelarna som luckorna är infästade i byggs om och förses med nya utskovsluckor.

Klimatsmart betong

Dammen, som byggdes 1918 då betongen inte var lika bra som dagens, börjar bli sliten och måste renoveras. Det handlar även om att förbättra arbetsmiljön. Spelhusen, varifrån luckorna manövrerades, satt tidigare på betongpelare ovanpå dammpelarna, och personalen fick klättra fyra meter upp för att komma in i spelhusen. De nya spelhusen byggs i samma nivå som brobanan och det blir lättare att komma till vid luckkörning och underhållsarbete.

Vid renoveringen har en nyutvecklad typ av klimatsmart betong använts. Den har utvecklats av studenter på KTH tillsammans med NCC och betongindustrin. Andelen cement har minskats och ersatts med 25 procent flygaska, dessutom används större stenar vilket minskar temperaturen i betongen.

– Betongen har samma hållfasthet som traditionell betong. I och med att den håller lägre temperatur minskar risken för sprickor och vi slipper ha kylrör i betongen när den härdar. Att det går åt mindre cement är bra både för miljön och med tanke på den aktuella cementkrisen, konstaterar Magnus Svensson.

Noggranna undersökningar

Inför den här typen av projekt krävs noggranna bergtekniska undersökningar. Vid Forshuvudsforsen gjordes tre typer av undersökningar. Kartering av schaktbotten visade att den hade hög tryckhållfasthet, vilket är en förutsättning för att berget ska klara tunga betongkonstruktioner. Kärnborrning visade att det inte fanns några utbredda sprickplan i bergmassan. Genom att trycka ut vatten i berget via borrhål visar hur öppna de sprickor som finns är och om de är lokala eller om de sträcker sig över en större del av dammen.

– Resultatet av undersökningarna visar vilken nivå och vilka bergschaktningsmetoder vi ska använda vid grundläggningen, säger Jessica Öhr Hellman som är bergtekniker och geolog på WSP.

En annan utmaning i projektet var att säkerställa att berget kunde schaktas ut utan att spränga, för att inte skada befintliga delar av kraftstationen.

– Först sågas en öppen spalt med vajersågning mot känsliga delar för att stoppa vibrationer och spränggaser. Därefter tas berget ut med hjälp av spräckning.

Fångdammar

Renoveringen sker i två etapper där halva dammen och två luckor byggs om i första etappen och resterande två i andra etappen. Detta för att ha möjlighet att öppna två luckor om det är stopp i elproduktionen och älvens vatten måste passera genom dammen. I den första etappen som nu pågår renoveras de två luckorna på västra sidan.

Uppströms har en fångdamm byggts för att kunna torrlägga arbetsområdet. Först skapades två runda celler genom att spont slogs ner och cellerna fylldes med material. Från den yttersta cellen in till den mellersta dammpelaren utfördes en vägg av RD-pelare som borrades ner i berget.

– RD-väggen behövdes för att klara de stora krafterna från vattnet, dels för att få tätt mot dammpelare 3, dels för att få det arbetsutrymme som krävs, säger Simon Isaksson, platschef på NCC.

Jobba i vatten

Nedströms borrades berlinerspont ner i berget ytterst och sedan fylldes material mot den. Plåtar svetsades utanpå sponten ovan och under vatten.

– Det är en utmaning att jobba i vatten. Det hittar sina egna vägar och det är en utmaning att täta för att få torrt på insidan av fångdammarna. Men vi har lyckats bra med det, konstaterar Simon Isaksson.

Nu pågår rivning av gamla skibord, de gamla luckorna har tagits bort och brobanan har plockats bort. Därefter byggs nya skibord, pelarna gjuts på, nya brobanor monteras och nya spelhus byggs.

– Vi lämnar ursparningar för ingjutningsgods, lucklager med mera. När de är monterade gjuter vi fast konstruktionen. Sedan monteras luckorna, testas och efter det tar vi bort fångdammarna. Därefter börjar vi om med etapp två på andra sidan.

Gammal och ny betong

En annan utmaning är att det handlar om en gammal konstruktion. Det kräver noggrann planering och kunskap.

– Vi sågar och bilar bort de delar av pelarna som inte ska vara kvar. Innan vi gjuter på de nya delarna måste vi sedan rugga upp ytan på den gamla betongen, för att få vidhäftning för den nya betongen, säger Simon Isaksson.

Det är alltid en utmaning att gå in i en gammal anläggning där delar av befintliga konstruktioner ska bevaras.

– Ofta vet man inte förrän man börjar riva hur mycket betong och andra material som är i dåligt skick, säger Andreas Halvarsson som är teknikansvarig för vattenbyggnad på WSP.

Det gäller även att få det bevarade och det nya att passa ihop. Ny och gammal betong ska samverka. Så mycket som möjligt av stensättningen på de befintliga pelarna bevaras för att dammen i möjligaste mån ska behålla sitt ursprungliga utseende

– När delar av konstruktionerna rivs minskar dess förmåga att stå emot vattnets krafter. För den mellersta dammpelaren har det därför blivit nödvändigt att temporärt stötta den med dragstag och stödskivor, förklarar Andreas Halvarsson.

Försiktig rivning

Att delar av konstruktionen ska behållas har naturligtvis försvårat rivningen. Den måste ske extra försiktigt mot kraftstationen och pelarna. En av pelarna som delvis skulle behållas var i så dåligt skick att den fick rivas helt.

– Vi har rivit två luckor, ett spelhus och två broar och två skibord. Totalt har vi rivit drygt 4 000 kubikmeter betong och cirka 280 ton stål, berättar Jesper Johansson på BMJ Betonghåltagning och Entreprenad som utfört all tungrivning.

När det bestämdes att pelare fyra skulle rivas helt hängdes en Brokk 500 i en kran och ställdes ovanpå pelaren.

– Den har fjärrstyrning och föraren stod i en krankorg i en annan kran. Vi bilade oss neråt bit för bit och nedanför stod en grävmaskin och rensade undan, säger Jesper Johansson.

FAKTA:

Tidplan: maj 2021–dec 2024

Byggherre: Fortum Sverige AB

Byggentreprenör: NCC Sverige AB

Kostnad: 270 Mkr