Rautatietunneli Tallinnaan maksaa yhtä paljon kuin ydinvoimala — suunnatonta hulluutta vai järkihanke?

Seura 4/2016

Tunneli Tallinnana porataan peruskallion läpi TBM-koneella, jonka pyörivän pään kovametallirullien paine murentaa kovankin kiven.

Helsingin ja Tallinnan välille suunnitellaan pisintä koskaan rakennettua vedenalaista rautatietunnelia. 85 kilometriä pitkä tunneli kulkee syvimmillään 200 metriä meren pinnan alla.

Teksti Miikka Järvinen, Kuvat Amberg Engineering, Sweco, Seura 4/2016

Tallinnasta Helsinkiin suunniteltava rautatietunneli on futuristinen hanke täynnä kysymysmerkkejä. Jos se toteutuu, mittakaava ja hinta tulevat nousemaan ennen näkemättömän kokoisiksi.

Hintaa hankkeelle on laskettu kertyvän 7–13 miljardia euroa, mikä vastaa 13–24 prosenttia Suomen valtion vuoden 2016 budjetista. Rakennustöiden on arvioitu alkavan vuosina 2025–30 ja kestävän 8–10 vuotta.

Onko tämä suuren luokan unelma, jopa suunnatonta hulluutta vai ehkä sittenkin järkihanke?

TBM-kone Gotthardin rautatietunnelin työmaalla Sveitsin alppien alla.

Vain raiteet — ei autoilua

Tunnelin kautta tulee kulkemaan ainoastaan junaliikennettä. Liikennöivissä junissa on matkustajavaunujen lisäksi vaunuja henkilöautoille ja raskaille kuljetusajoneuvoille.

Rata kulkisi Helsingistä Suomenlahden ali Tallinnan Ülemisteen, josta yhteys jatkuisi rakenteilla olevaa Rail Baltica -rataa pitkin Varsovaan.

Suunnitelluista reittivaihtoehdoista A on matkustaja- ja tavaraliikenteen kannalta nopein. Tunneli kulkee Helsingin Pasilasta Tallinnan Muugan rahtisataman kautta Ülemisteen, lähelle lentokenttää.

Raideleveys olisi Euroopassa käytössä oleva 1 435 millimetriä. Suomen rautatieverkon 1 524 millin raideväli on yhteensopiva Venäjän 1 520 millin raidevälin kanssa. Helsingin Pasilaan tulevasta pääteasemasta ennustetaan solmukohtaa myös Pietarin ja manner-Euroopan väliselle junaliikenteelle.

Hankkeen esiselvityksen tehneen konsulttiyhtiö Swecon Mikko Siipon mukaan autotunneli ajokaistoilla on turvallisuussyistä poissuljettu vaihtoehto.

Tunneli yhdistäisi Helsingin ja Tallinnan entistä kiinteämmäksi ja vetovoimaisemmaksi talousalueeksi.

Kokemuksesta tiedetään, että autokolarista tunnelissa tulee pahaa jälkeä. Pelastustoiminta suljetussa tilassa on äärimmäisen hankalaa.

Viime heinäkuussa Norjan Bremangerissa säiliörekka törmäsi 1,9 kilometriä pitkässä tunnelissa seinään ja räjähti. Kuusi henkilöä loukkaantui ja tunneli jouduttiin sulkemaan viikoksi.

Kesällä 2012 Sierren tunnelissa Sveitsissä koululaisia kuljettanut bussi törmäsi seinään. Kolarissa kuoli 28 ihmistä, 22 lapsia. Sierren tunnelilla on mittaa vain 2,4 kilometriä.

Mallia Kanaalin tunnelista

Helsinki–Tallinna-tunnelin suunnittelussa on monin tavoin otettu mallia Englannin kanaalin alittavasta tunnelista, joka valmistui 1994.

Kanaalin tunneli on tällä hetkellä pisin vedenalainen rautatietunneli. 50 kilometriä pitkästä tunnelista meren alla kulkee 37,9 kilometriä.

Sekä Kanaalin että Suomenlahden tunnelit koostuvat kahdesta yksisuuntaisesta rautatietunnelista ja niiden välissä kulkevasta huolto-, pelastus- ja ilmastointitunnelista. Kolmea tunnelia yhdistäviä poikkikäytäviä on molemmissa noin 400 metrin välein.

Helsinki–Tallinna-tunnelin lasketaan sukeltavan syvimmillään 200 metriä Suomenlahden pinnan alle ja reilut sata metriä merenpohjan alle.

Kiven sisään

Kolme poikkileikkaukseltaan pyöreää tunnelia tullaan kaivamaan massiivisilla täysprofiilikoneilla, jotka maailmalla tunnetaan nimellä TBM eli tunnel boring machine.

Kovien kivilajien jyrsinnässä käytettävän TBM-koneen pyörivään päähän on kiinnitetty kovametallirullia, joiden paine murentaa kallion.

Pyöreä ja putkimainen tunneli on turvallisempi kuin louhimalla ja räjäyttämällä kaivettu tunneli. TBM murentaa kiviaineksen synnyttämättä kallioon uusia halkeamia. Reitillä mahdollisesti jo olevat peruskallion halkeamat tukitaan betonilla.

TBM-koneella on mahdollista jyrsiä läpimitaltaan jopa 15-metrinen tunneli, joten kaikkein suurimman mittakaavan täysprofiilikonetta Helsinki–Tallinna-radan 7,6-metristen tunneleiden rakentamiseen ei tarvita.

Painoa TBM:llä eli ”myyrällä” voi olla 500 tonnia ja sitä käyttämään tarvitaan kymmenhenkinen miehistö. Menetelmä on 2–3 kertaa nopeampi kuin louhiminen ja räjäytys. Kovassa kivessä TBM etenee pari metriä tunnissa ja valmista tunnelia syntyy viitisen kilometriä vuodessa.

Kustannustehokkainta on aloittaa poraaminen kahdella TBM-koneella yhtä aikaa tunnelin molemmista päistä. Helsinki–Tallinna-tunnelin tapauksessa erillisiä tunneleita on kolme, joten koneita tarvittaisiin kuusi.

Swecon Mikko Siipo kertoo, että TBM-koneita ei ole Suomessa aikaisemmin käytetty. 120-kilometrinen Päijänteen vesitunneli kaivettiin perinteisellä räjäytysmenetelmällä.

Keski-Euroopassa ja Norjassa TBM-koneita on käytetty paljon. Viimeisimpiä luomuksia on Sveitsin Alppien ali kulkeva Gotthardin rautatietunneli.

Kesäkuussa liikenteelle avattavalla Gotthardin tunnelilla on pituutta 57 kilometriä. Kahdesta yksisuuntaisesta rautatietunnelista, huoltotunnelista ja yhdyskäytävistä koostuvan tunneliverkoston yhteispituus on 152 kilometriä.

Alppien ali kulkevan tunnelin yläpuolella on enimmillään 2 300 metriä kiveä, mikä tekee Gotthardista maailman syvimmällä kulkevan rautatien.

Myyräntyötä

Helsingistä Tallinnaan kulkevan tunnelin ensimmäiset noin 60 kilometriä tullaan poraamaan kovan, kiteisen peruskallion sisään. Tunnelin poikkileikkauksen pyöreä muoto ja kallion kovuus yhdessä tekevät tunnelista vahvan.

Loppumatkan tunneli kulkee Viron rannikon pehmeässä sedimenttikivikerroksessa, joka poikkeaa suomalaisesta peruskalliosta.

TBM-kone Sveitsin Luzernissa. Porauspään takana on säiliö murskatulle kiviainekselle, joka ohjataan kourujen ja liukuhihnojen avulla koneen taakse.

Kiteisen ja kovan niin kutsutun emäkallion päällä on kymmeniä metrejä paksu huokoinen hiekkakivi, sen päällä 60-metrinen kerros savikiveä, hiekkakiveä ja päällimmäisenä noin 40 metriä irtomaata.

Huokoinen kerros on koostumukseltaan löyhä ja vetinen, ja siihen on varastoitunut suuri osa Viron pohjavesivaroista. Pehmeän kerroksen läpi kaivauduttaessa TBM-koneella joudutaan tunnelin seinät tukemaan betonielementeillä, joiden raot tiivistetään betonilla vesitiiviiksi.

Kuka maksaisi?

Hankkeen budjetiksi on laskettu 9–13 miljardia euroa. Arvio on kuitenkin vasta arvio. Ison mittakaavan tunnelihankkeilla on ainakin viime vuosien kokemusten perusteella ikävä taipumus kustannusten venähtämiseen.

Englannin kanaalin alittava tunneli valmistui vuonna 1994 ja tuli kaksi kertaa suunniteltua kalliimmaksi. Arvioidun 7,5 miljardia euron sijaan kustannukset nousivat 15 miljardiin.

Kanaalin tunnelin liikenteenkin arvioita jouduttiin tarkistamaan, mutta alaspäin. Vuoden 1994 ennusteessa vuonna 2008 olisi tunnelin kautta pitänyt kulkea 40 miljoonaa matkustajaa ja 40 miljoonan tonnia tavaraa. Todellisuus oli 16 miljoonaa matkustajaa ja 15,5 miljoonaa tonnia tavaraliikennettä.

Yksi syistä on lauttaliikenteen tarjoama yllättävän kova kilpailu. Vastaava haaste tulee olemaan Helsingin ja Tallinnan välisellä tunnelilla, joka joutuu kilpailemaan samoista matkustajista ja rahdeista autolauttojen kanssa.

Hintalappua on korjattu myös Helsingistä Espooseen rakennettavan Länsimetron osalta. Elokuussa liikennöinnin aloittava 13,9 kilometrin metrolaajennus Ruoholahdesta Matinkylään tulee maksamaan arviolta reilu miljardi euroa, mikä on 300 miljoonaa eli 40 prosenttia enemmän kuin hankkeen 2008 hyväksytty budjetti 713,6 miljoonaa.

Suomenlahden alittavan junatunnelin 7–13 miljardin euron budjetista noin 40 prosenttia tulisi EU:n sekä Viron ja Suomen valtioiden budjetista. Loput kustannukset hankkeen toteuttamista varten perustettava yhtiö rahoittaisi lainalla, jonka takaisinmaksuajaksi on laskettu 30–50 vuotta, hankkeen lopullisesta hinnasta riippuen.

Hintaluokka on massiivinen, mutta ei ennennäkemätön. Se on samaa kokoluokkaa 2018 valmistuvan Olkiluoto 3 — ydinvoimalan kanssa. Senkin hintalappu on pompannut 3,2 miljardista 8,5 miljardiin euroon.

Kertalippu 36 euroa

Meren ali kulkevan junatunnelin valttikorttina on sen nopeus. Yksisuuntaisten tunneleiden ansiosta junien huippunopeus voidaan nostaa 250 kilometriin tunnissa, jolloin lahden alittaminen onnistuu puolessa tunnissa.

Nykyiset lautat taittavat matkan noin 2,5 tunnissa, nopeimmat alukset reilussa puolessatoista.

Tunnelin on laskettu nostavan vuotuisen matkustajamäärän jopa 41 miljoonaan vuoteen 2080 mennessä. Nykyisellään lauttaliikenne kuljettaa eteläisen lahden yli kahdeksan miljoonaa matkustajaa vuodessa.

Työn takia Tallinnasta Helsinkiin matkustaa viikoittain tai kuukausittain noin 30 000 ihmistä. Tunnelihankkeen taloudellinen kannattavuus on laskettu sen varaan, että merenalainen suurnopeusjuna synnyttää kokonaan uuden matkustajaryhmän, joka matkustaa kahden maan väliä päivittäin.

Päivittäismatkustajat ovat Helsinki–Tallinna-junan ensisijainen kohderyhmä. Päivittäisen pendelöinnin ennustetaan kasvavan 25 000 matkustajaan ensimmäisen kymmenen vuoden aikana ja 40 000 matkustajaan vuoteen 2080 mennessä.

Tunnelijunan kertalipun hinnaksi on suunniteltu nykyisellä hintatasolla 36 euroa, suunnilleen saman verran kuin laivalipun hinta.

Päivittäisten työmatkalaisten houkuttelemiseksi on suunniteltu merkittävää kuukausilippualennusta. Jos kuukausilippu maksaisi suunnitellut 300–400 euroa, sen alennus olisi vastaavaan kertalippumäärään suhteutettuna 75 prosenttia.

Video Seattlen metron TBM-porauksesta.

Kaksoiskaupunki

Yhteiskunnallisilta vaikutuksiltaan tunnelilla ennustetaan olevan yhteneväisyyksiä 16 kilometrin mittaiseen Juutinrauman siltaan, joka kulkee Tanskan Kööpenhaminan ja Ruotsin Malmön välillä.

Juutinrauman eli Øresundin salmen ylittävästä työmatkaliikenteestä suurin osa suuntautuu halvempien asumiskustannusten ja matalam- pien palkkojen Malmöstä kalliimpien asuntojen ja korkeampien palkkojen Kööpenhaminaan. Iltaruuhkan huippu on Malmön suuntaan.

Vastaavankaltainen asetelma vallitsee nyt Helsingin ja Tallinnan välillä. Nykyisellään suomalaisia yrityksiä houkuttelee Viroon matalampi palkkataso ja yksinkertaisempi verotus. Suomi taas vetää puoleensa virolaisia työntekijöitä korkeammalla elintasollaan ja paremmilla palkoillaan.

Tunnelin myötä liikkuvuus kumpaankin suuntaan tulee lisääntymään. Kiinteän junayhteyden ennustetaan lisäävän Helsingin ja Tallinnan inte-groitumista kiinteämmäksi ja vetovoimaisemmaksi talousalueeksi, Kööpenhaminan ja Malmön tapaan.

Lähteitä: Keijo Nenonen ja Ossi Ikävalko: Tunneli läpi harmaan kiven Tallinnaan (Geologi 64, 2012) ja Esiselvitys puoltaa suunnittelun jatkamista (Geologi 67, 2015), Pre-feasibility study of Helsinki-Tallinn fixed link Final Report (Sweco et al., 2015), Amberg Engineering Switzerland.