Fjellhaller i Rjukan. Ingeniørgeologisk rapport

Transkript

1 Fjellhaller i Rjukan Ingeniørgeologisk rapport R 12. april 2011

2

3 Prosjekt Prosjekt: Fjellhaller i Rjukan Dokumentnr.: R Dokumenttittel: Ingeniørgeologisk rapport Dato: 12. april 2011 Oppdragsgiver Oppdragsgiver: Tinn Energi AS Oppdragsgivers kontaktperson: Andres Sætre og Ole Steen Volland Kontraktreferanse: Oppdragsbekreftelse av For NGI Prosjektleder: Utarbeidet av: Kontrollert av: Roger Olsson Heidi Hefre Haugland og Kjetil Brattlien Roger Olsson og Ulrik Domaas Sammendrag NGI har på oppdrag for Tinn Energi AS utført ingeniørgeologiske vurderinger av planlagte fjellanlegg på Dale og Mæl i Tinn kommune, samt en vurdering av skredfaren i de aktuelle områdene. På bakgrunn av kartlegging i felt ved tre ulike lokaliteter, og rapporter fra tidligere undersøkelser i områdene er de ingeniørgeologiske forhold ansett som gode, og prosjektet som fullt gjennomførbart. De to lokalitetene har i følge Q-systemet og kartlagt Q-verdi god bergmassekvalitet. Fjellanlegget ved Dale kan etter NGIs vurderinger utformes slik de fremkommer i foreløpige tegninger fra Skanska (tegning A20-5 datert ), med kun mindre justeringer. NGI anbefaler at hallene flyttes 10 m lenger inn i fjellet, for å få plass til en 10 m bred bergstabbe mellom adkomsttunnelen og hallene. For øvrig er plassering og orientering av fjellanlegget gunstig mhp. kartlagte svakhetssoner, sprekkeretninger og målte bergspenninger i området.

4 Sammendrag (forts.) Dokumentnr.: R Side: 4 NGI har ikke mottatt noen informasjon vedrørende utforming av fjellanlegg på Mæl, og kan derfor ikke kommentere disse forhold på det nåværende tidspunkt. For Mæl anbefales det en supplerende befaring for å bekrefte/avkrefte eventuelle svakhetssoner i planområdet. En overordnet skredfarevurdering for de to lokalitetene er utført i denne første fasen av prosjektet. Skredfarevurderingen konkluderer med at de aktuelle tomtene på Dale og Mæl kan nås av skred oftere enn én gang per 5000 år, og at tomtene derfor må sikres hvis de skal bebygges etter krav for sikkerhetsklasse S3. Beste sikringsløsning vil i begge tilfeller trolig være en skredvoll over tomtene. Sikringen anses å være praktisk og økonomisk realiserbar for de to lokalitetene. Mer detaljerte skredvurderinger må gjennomføres i en senere fase av prosjektet.

5 Innhold Dokumentnr.: R Side: 5 1 Innledning 2 Ingeniørgeologiske undersøkelser 2.1 Feltkartlegging 2.2 Resultater 3 Tidligere utførte undersøkelser 3.1 Bergspenningsmålinger 3.2 Seismiske målinger 3.3 Ingeniørgeologiske undersøkelser 4 Plassering og orientering av fjellanlegg 5 Geometri 5.1 Dale 5.2 Mæl 6 Stabilitet av fjellanlegg 6.1 Dale 6.2 Mæl 7 Anbefalinger til supplerende undersøkelser 8 Resistivitetsundersøkelser for påhuggsområde Dale 9 Skredfarevurderinger 9.1 Sikkerhetskrav 9.2 Klima 9.3 Skredfarevurderinger Dale 9.4 Skredfarevurderinger Mæl 10 Konklusjon 11 Referanser Tegninger 1 Fjellanlegg, lokalitet Dale 2 Fjellanlegg, lokalitet Mæl 3 Bratte områder, lokalitet Dale 4 Bratte områder, lokalitet Mæl Vedlegg Vedlegg A Ingeniørgeologisk kartlegging Kontroll- og referanseside

6 Side: 6 1 Innledning NGI har på oppdrag for Tinn Energi AS utført ingeniørgeologisk vurdering for planlagte fjellhaller i Tinn kommune. Fjellhallene skal plasseres i områdene Dale (lokalitet 1 i figur 1), og Mæl (lokalitet 2 i figur 1). Arbeidene har bestått av ingeniørgeologisk kartlegging i terreng og i eksisterende fjellhaller, resistivitetsmålinger, samt studier av rapporter fra eksisterende fjellanlegg i de aktuelle områdene. Analyse av de innsamlede data gjør det mulig å vurdere best egnet plassering og orientering av fjellhallene. I tillegg er en overordnet skredfarevurdering utført for å undersøke om foreslått plassering av påhuggsområde og trasé for adkomst til fjellanleggene, tilfredsstiller dagens krav til sikkerhet mot skred. 2 Ingeniørgeologiske undersøkelser De ingeniørgeologiske undersøkelsene har omfattet kartlegging av friske fjellskjæringer langs Svineroivegen (område A i figur 1), kartlegging inne i fjellanleggene Moflåt kraftstasjon (område B i figur 1), og Mæl kraftstasjon (område C i figur 1). Mer detaljerte kart over lokalitet 1 og 2 finnes i henholdsvis kart 1 og 2. Figur 1. Oversiktskart over østlig del av Vestfjorddalen med kartlagte områder innringet. Område A: Svineroivegen, område B: Moflåt kraftstasjon og område C: Mæl kraftstasjon.

7 Side: Feltkartlegging Kartleggingsarbeidet av veiskjæringen langs Svineroivegen (område A) ble utført 5., 12. og 13. oktober 2010 av Heidi Haugland og Sara Bazin ved NGI. Kartlegging inne i de to kraftstasjonene Moflåt (område B) og Mæl (område C) ble utført henholdsvis 2. og 3. desember 2010, av Matthew Lato og Heidi Haugland ved NGI. Ole Steen Volland i Tinn Energi AS stilte for tilrettevisning i området dem 5. oktober, og Leif Ek fra Hydro Energi viste tilrette 2. og 3. desember. Den ingeniørgeologiske kartleggingen omfattet bestemmelse av bergartstype og Q-metode parameterne RQD, J n, J r og J a, samt måling av sprekkeorienteringer, sprekkeavstand, sprekkeruhet og Schmidt hardhet. En beskrivelse av metoden som er anvendt i kartleggingsarbeidet er gitt i Vedlegg A, kapittel Resultater Dataene som ble samlet inn under den ingeniørgeologiske kartleggingen for områdene A, B og C er analysert, og hovedpoengene i resultatene er presentert i dette kapittelet. Mer utfyllende resultater av kartleggingen og detaljer om bergmassekvalitet finnes i Vedlegg A, kapittel 2. Resultatene gir et bilde av bergmassekvaliteten i de to områdene hvor fjellhallene er planlagt, og denne informasjonen er viktig for planleggingen av fjellhallenes utforming, plassering og orientering Bergartstyper Berggrunnen i Vestfjorddalen består av metavulkanske lavabergarter tilhørende Rjukangruppen, og er av prekambrisk alder (1500 mill. år) (Ramberg et al. 2006). Bergarten i område A (Svineroivegen) og B (Moflåt) er en finkornet lys metavulkanitt med syenittisk sammensetning, sannsynligvis ryolitt. Område C (Mæl) består av metabasalt, som er finkornet og finfoliert med et høyt innhold av glimmer (ca. 30 %). I område A kunne årer av kvarts ses flere steder. Kvartsårene gikk ofte langs de nær vertikale sprekkene Sprekkeorienteringer Orienteringer av sprekkeplan er plottet i stereonett ved hjelp av programmet Dips av RocScience (2010). Resultatet for område A og B som inngår i lokalitet 1 er presentert i figur 2 under. Resultatet for område C som befinner seg i lokalitet 2 er vist i figur 3. Sprekkeroser er vist for område A og B i figur 4, og for område C i figur 5. Sprekkesett som angir hovedsprekkeretningene er identifisert manuelt, og tabell 1 gir sprekkesettenes gjennomsnittlige orientering i fall og fallretning ( ).

8 Side: 8 Figur 2. Stereonettplott som viser konsentrasjon av sprekkeorientering for område A og B. Storsirkler for tre identifiserte sprekkesett er vist med røde linjer. Figur 3. Stereonettplott som viser konsentrasjon av sprekkeorientering fra område C. Storsirkler for tre identifiserte sprekkesett er vist med røde linjer.

9 Side: 9 Figur 4. Sprekkerose for område A i lokalitet 1. Figur 5. Sprekkerose for område C i lokalitet 2.

10 Side: 10 Tabell 1. Hovedsprekkeretninger for de kartlagte områdene gitt i fall og fallretning ( ). Område Fall/fallretning ( ) Foliasjon Sett 1 Sett 2 Sett 3 A og B 31/147 71/017 87/273 - C 37/119 82/020-43/289 Av resultatene ser man at det i de kartlagte områdene finnes tre hovedsprekkeretninger, og at disse samsvarer relativt godt. Foliasjonen heller ca mot sørøst (figur 6). Område A og B har to steiltstående sprekkesett, et som stryker omtrentlig i ØV-retning, og et omtrentlig i NS-retning (figur 7). Område C har tilsvarende steiltstående ØV-strykende sprekkesett (sett 1), mens sprekkesettet som stryker NS har betydelig slakere helning i dette området, med helning mot NV (sett 3). Foliasjon Figur 6. Foliasjonsplanene stryker parallelt med veiskjæringen langs Svineroivegen (Område A), helning ca SØ.

11 Side: 11 Sett 1 Sett 2 Foliasjon Figur 7. Bilde som viser hovedsprekkesett langs Svineroivegen. Sprekkesett 1 stryker ØV med helning, mens sprekkesett 2 stryker steilt NS Estimering av Q-verdier Den ingeniørgeologiske kartleggingen viste stort sett cm avstand mellom sprekkene i de aktuelle områdene. Dette resulterer i høye verdier for parameteren RQD (oppsprekkingstall). For alle lokaliteter ble RQD-verdien målt til mellom 75 og 100, med flest verdier i intervallet som tilsvarer meget lite oppsprukket berg. For mer informasjon vedrørende sprekkeavstand og RQD henviser vi til kap. 2.1 i Vedlegg A. Resultatene for Q-parameteren J r (sprekkeruhetstall) viser at den mest vanlige verdien for J r er 2, tilsvarende glatte, bølgete sprekkeplan. Det er også en høy andel målinger med J r =4, som tilsvarer diskontinuerlige, hakkete sprekkeplan. Det henvises til kap. 2.2 i Vedlegg A for flere detaljer omkring sprekkeruhet. For Q-parameteren J a (tall for sprekkefylling) er nesten samtlige sprekkeflater gitt verdien J a =1, som tilsvarer uomvandlede sprekkeflater. Forholdet J r /J a kan anvendes til estimere friksjonsvinkelen (φ) til en sprekkeflate (Lien øset, og L 1978). Resultatene av kartleggingen viser at det vanligste forholdet J r /J a er 2, og i mindre grad 4. Se kap. 2.3 i Vedlegg A for flere resultater vedrørende sprekkefriksjon. Q-parameteren SRF (spenningsfaktor) er vurdert å tilsvare 1, tilsvarende middels høye spenninger og gunstige spenningsforhold. Dette baseres på

12 Side: 12 spenningsmålinger utført i Moflåt kraftstasjon (se kap. 3.1) av Hanssen 1990, og i tilegg egne resultater av JCS-verdier (se kap. 2.4 i Vedlegg A). JCS kan i denne sammenheng sies å tilsvare enaksiell trykkstyrke (σ c ). Våre resultater viser høye JCS-verdier, med en gjennomsnittlig verdi på 190 MPa. Bergspenningsmålingene viser at σ 1 =10,1 MPa (Hanssen, 1990). Dette gir σ c /σ 1 =19, noe som tilsvarer SRF=1. Med henvisning til Q-systemet (se kap.1 i Vedlegg A) er forventet typisk Q-verdi til bergmassene i de to lokalitetene Dal og Mæl estimert i tabell 2. Tabell 2. Estimering av forventet typisk Q-verdi. Parameter Verdi Forklaring Begrunnelse RQD 95 Meget lite oppsprukket Se figur 6 i Vedlegg A J n 9-12 J r 2-4 Tre sprekkesett + sporadiske sprekker. Tre sprekkesett er vanligst Glatte, bølgete hakkete sprekkeflater Figur 2 og figur 3 Se figur 8 i Vedlegg A J a 1 Uomvandlede sprekkeflater Se figur 9 i Vedlegg A J w 1 SRF 1 Tørre bergrom, fukt eller spredte drypp Middels høye spenninger, gunstige spenningsforhold Q God bergmassekvalitet Befaring i to fjellhaller i de aktuelle områdene som er tørre. Hanssen (1990) og beregnet σ c /σ 1 = 19, se 2.4 Vedlegg A Beregnet fra formel i figur 4 i Vedlegg A Forventet typisk Q-verdi i de aktuelle områdene er estimert til 16-42, noe som svarer til god bergmassekvalitet i følge Q-systemet (figur 8).

13 Side: 13 Figur 8. Q-systemets sikringsdiagram inndelt etter bergmassekvalitet med beskrivelse av sikringsmengder (hentet fra NGI.no) Svakhetssoner Under kartleggingen av veiskjæringen langs Svineroivegen (område A, figur 1) ble en ca. 22 m bred svakhetssone observert (figur 9 og tegning 1). Bergarten består av magnesiumrike mineraler (talk, serpentin, magnesium-glimmer og muligens epidot). Bergarten har en grønnlig farge med fettglans, er finlaminert og forholdsvis myk, slik at den lett smuldrer opp i tynne sjikt (figur 10). Det er en gradvis overgang mellom sidebergarten og svakhetssonen, og derfor kunne det ikke avgjøres om sonen tar en bestemt retning. Dette kan være en intrusiv linse. Utstrekning er ukjent. Samme materiale ble også observert i en tynn ca. 15 cm bred sone ved veien ca. 200 m lenger vest. Beregning av forventet typisk Q-verdi i en slik svakhetssone er utført i tabell 3.

14 Side: 14 Figur 9. En ca. 22 m bred svakhetssone i område A. Figur 10. Bergarten er finlaminert og smuldrer opp i tynne sjikt.

15 Side: 15 Tabell 3. Estimering av forventet Q-verdi i svakhetssone. Parameter Verdi Forklaring RQD 15 Meget sterkt oppsprukket J n 15 Meget sterkt oppsprukket J r 4 Hakkete flater (glatte) J a 4 Talk, glimmer, o.a. J w 1 Tørre bergrom / spredte drypp SRF 5 Svakhetssone, sterkt oppsprukket Q 0,2 Svært dårlig bergmassekvalitet Forventet typisk Q-verdi i slike svakhetssoner er estimert til 0,2, noe som svarer til svært dårlig bergmassekvalitet i følge Q-systemet (figur 8). 3 Tidligere utførte undersøkelser Det har tidligere blitt utført undersøkelser for fjellanlegg i lokalitet 1 (se figur 1). De tidligere undersøkelsene inkluderer bergspenningsmålinger i Moflåt kraftstasjon utført av SINTEF (Hanssen, 1990), seismiske målinger for Rjukan renseanlegg utført av A/S Seismikk (Myklebust, 1981) og ingeniørgeologiske undersøkelser for Rjukan renseanlegg utført av NGI (Lien, 1981). En studie av disse rapportene er utført, og hovedpoengene er gjengitt i dette kapittelet. 3.1 Bergspenningsmålinger I Moflåt kraftstasjon ble det utført bergspenningsmålinger av SINTEF i 1990 (Hanssen, 1990). Målingene er utført i ett målehull i adkomsttunellen i Moflåt kraftstasjon. Her var overdekningen 25 m. Det ble påtruffet en knusningssone som stryker NNV-SSØ, og står nær vertikalt. Den tredimensjonale bergspenningstilstanden ble bestemt ut fra overboringsmetoden (tabell 4 og figur 11). I tillegg ble bergartens mekaniske egenskaper undersøkt (tabell 5).

16 Side: 16 Tabell 4. Beregnet spenningstilstand i Moflåt kraftstasjon (Hanssen, 1990). Hovedspenning (MPa) Φ ( ) 1 Θ ( ) 1 σ 1 = 10, σ 2 = 4, σ 3 = 3, Spenningskomponenter i henhold til borhull (MPa) σ x = 9,9 σ y = 3,4 σ z = 4,7 τ xy = 0 τ xz = -0,9 τ yz = 0,5 1 Orientering av hovedspenninger er gitt som Φ horisontalvinkel med nord og Θ fallvinkel. Figur 11. Nedre halvkuleprojeksjon av hovedspenningenes orientering i Moflåt kraftstasjon.

17 Side: 17 Tabell 5. Liste over de mekaniske egenskaper til bergarten (ryolitt) i Moflåt kraftstasjon (Hanssen, 1990). Elastisitetsmodul E (GPa) 20,9 Poissons forhold υ 0,14 Enaksiell trykkfasthet (UCS) σ c (MPa) 185,9 Bruddvinkel Β ( ) 18 Strekkfasthet σ t (MPa) 15,7 Lydhastighet v (m/s) 3900 Romvekt ρ (kg/m 3 ) 2630 Resultatene av bergspenningsmålingene viser at den målte vertikale spenningen (σ z = 4,7) er betydelig høyere enn den teoretiske (σ v 1). Dette antas av SINTEF å skyldes nærheten til en knusningssone. Største og minste hovedspenning er tilnærmet horisontale og orientert i forhold til Vestfjorddalen, henholdsvis langs (NØ-SV) og på tvers av dalen (NV-SØ). Bergspenningene er tektonisk påvirket og lokalt orientert etter de topografiske forhold (Hanssen, 1990). Hensikten med bergspenningsmålingene var å se disse i relasjon til de betydelige deformasjonene som var registret i kraftstasjonen. Hanssen (1990) utelukker kryp som årsak til eventuelle deformasjoner i bergarten, ettersom største hovedspenning (σ 1 ) er bare ca. 6 % av enaksiell trykkfasthet (σ c ) på målestedet. Erfaringsmessig opptrer krypdeformasjoner når største hovedspenning overskrider ca % av bergartens enaksielle trykkfasthet. Imidlertid kan skjærstyrken langs sprekkeplan overskrides under de målte bergspenningsforholdene, og gi bevegelse langs sprekkene. Dette krever at det finnes sprekker med meget lave friksjonsforhold og en ugunstig orientering (Hanssen, 1990). 3.2 Seismiske målinger I forbindelse med prosjekteringen av fjellanlegget Rjukan renseanlegg på Dale ble det utført seismiske målinger av A/S Seismikk i 1981 i området ved Bruflat. Måleresultatene indikerer syv svakhetssoner i fjellet i følge rapporten, disse sonene er mellom ca. 5 og 10 m brede har lave hastigheter ( m/s) (Myklebust, 1981). Resultatene av de seismiske målingene gir ingen indikasjon på retningen disse svakhetssonene tar, og det kan derfor ikke sies om man kan forvente å finne noen av disse sonene igjen i området hvor fjellhallene på Dale er planlagt. Kartleggingen i Svineroivegen viste imidlertid ingen av disse sonene (svakhetssonen som er kartlagt i Svineroivegen kan ikke direkte ses i sammenheng med sonene registrert av de seismiske målingene). Det kan likevel ikke utelukkes at en eller flere av svakhetssonene indikert av de seismiske undersøkelsene på Bruflat kan krysse i området hvor fjellanlegget er planlagt.

18 Side: Ingeniørgeologiske undersøkelser Det ble utført ingeniørgeologiske undersøkelser i vestligste del av tilløpstunnel til Mæl kraftstasjon av NGI i 1981 i forbindelse med prosjektering av Rjukan renseanlegg (Lien, 1981). Den kartlagte delen av tilløpstunnelen befinner seg på sørsiden av Rjukan renseanlegg, ca. 25 m avstand fra dagens plassering av renseanlegget. NGI-rapporten av 1981 peker på at tilløpstunnelen står usikret og viser stabile forhold, til tross for en ugunstig orientering av tunellen nær parallell med foliasjonsplanene. 4 Plassering og orientering av fjellanlegg Når plassering og orientering av fjelanleggene skal bestemmes bør det tas hensyn til orientering av svakhetssoner, sprekkesystemer og bergspenninger i området. Det er vanlig å orientere berghaller slik at disse ikke blir gjennomsatt av større svakhetssoner, eller at berghallene krysser sprekkesett med spissvinkel. Videre ønskes det at største in-situ horisontalspenning (σ 1 ) er vinkelrett på hallene, da dette gir god innspenning i hengen. Dette er det optimale, men vanligvis må man inngå kompromiss med en eller flere komponenter. For fjellanleggene på Dale er sprekkerose for området vist i figur 12 sammen med den foreslåtte orienteringen av fjellhallene (i følge foreløpige skisser utarbeidet av Skanska). Den foreslåtte orienteringen av hallene på ca. 135 N anser NGI som den gunstigste løsningen, ettersom foliasjonsplanene i prinsipp er orientert vinkelrett på hallene, og de to andre hovedsprekkesettene er orientert ca. 45 med hallene, dvs. ikke i spissvinkel. I tillegg er største in-situ horisontalspenning (σ 1 ) i følge målinger utført av SINTEF i prinsipp vinkelrett med hallene i Dale, noe som også er meget gunstig. Plassering av fjellanlegget er heller ikke i konflikt med noen av de store bruddsonene kartlagt av NGU (Sletten et al., 2004) (se tegning 1). Ettersom svakhetssonen kartlagt under NGIs feltarbeid (se avsnitt 2.2.4) har en ukjent utbredelse kan denne vanskelig tas hensyn til. Beliggenheten av fjellanleggene er ikke i konflikt med denne svakhetssonens utbredelse i dagen.

19 Side: 19 σ 1 σ 1 Figur 12. Sprekkerose for område A, hvor fjellhallene på Dale er planlagt. Foreslått orientering av fjellhallene i følge foreløpige skisser utarbeidet av Skanska er markert. Største in-situ horisontalspenning (σ 1 ) i følge målinger utført av SINTEF er også inntegnet. Figur 13 viser sprekkerose for område C (Mæl kraftstasjon), samt gunstigste orientering ( N) av fjellanlegg med hensyn på hovedsprekkeretninger i området inntegnet i grønt. NGI vet ikke noe om foreslått plassering eller orientering av fjellhall på Mæl. Figur 13. Sprekkerose med inntegnet gunstigste orientering av fjellhall med hensyn på hovedsprekkeretninger for lokalitet 2, Mæl.

20 Side: 20 5 Geometri 5.1 Dale I følge tegninger fra Skanska, datert , skal fjellhallene brukes som datahaller. Hallene skal ha en vegghøyde på 16 m og gulvbredde på 20 m, samt en indre totalhøyde på nesten 21 m, dvs. en pilhøyde på ca. 5 m. Det planlegges 5 parallelle fjellhaller med lengde 200 m. Avstanden mellom hallene er planlagt til ca. 15 m, noe vi vurderer som litt i underkant, men akseptabelt. En tommelfingerregel er at avstanden mellom to haller bør være minimum høyden på hallene. Adkomsten til hallene vil være en adkomsttunnel som går i en slynge, dvs. med to påhugg. Tunnelen vil få en bredde på 6 m og en høyde i senterlinjen på ca. 10 m. Dersom man antar at det er berg i dagen eller liten løsmassetykkelse i dette området, så vil påhuggene for adkomsttunnelen plasseres ca. 75 m inn fra eksisterende vei langs elven (se tegning 1). Staben mellom adkomsttunnelen og berghallene bør være minst 10 m. Det anbefales derfor at hallen flyttes 10 m innover. 5.2 Mæl Her planlegges en fjellhall. NGI har ikke mottatt noen informasjon vedrørende størrelsen av denne. 6 Stabilitet av fjellanlegg 6.1 Dale Bergarten i området ved Dale består av finkornet lys metavulkanitt med syenittisk sammensetning, sannsynligvis ryolitt. Det er observert kvartsårer som går langs de nær vertikale sprekkene. Laboratorieforsøk på bergkjerner (ryolitt) fra Moflåt kraftstasjon viste en enaksiell trykkfasthet lik ca. 186 MPa (Hanssen, 1990). Bergmassen i begge områdene er ifølge kartlagte Q-verdier av god kvalitet. Feltmålinger av sprekkeintensitet og utholdenhet tyder på relativt storblokkig bergmasse. I følge figur 14 så vil man kunne forvente at det vil være minst 30 m med bergoverdekkingen, i enden ut mot dalen. Dette er ca. 1,5 x bredden på hallen, og er tilstrekkelig. Bergoverdekkingen øker raskt innover. Men dersom man velger å flytte berghallene 10 m innover for at det skal bli en ca. 10 m bergstabbe mellom adkomsttunnelen og hallene så vil overdekningen øke til ca m.

21 Side: 21 Figur 14. Tverrsnitt fra vei, og gjennom adkomsttunnel og berghall som viser bergoverdekking i Dale. Det kan forventes opp mot MPa trykkspenninger i hengen, mens veggene vil i prisnipp være avlastet, dvs. tangentialspenningene i veggen kan forventes å være omkring null. Dette vil kunne gi blokknedfall, spesielt i veggene. Målte insitu spenninger i Moflåt kraftstasjon viste at største hovedspenning er på ca. 10 MPa, og vil etter dagens tegninger være vinkelrett med fjellhallene, noe som er positivt for trykkbuen over hengen. Det må påregnes bergsikring i form av bolter og fiberarmert sprøytebetong. Det kan ikke utelukkes at det stedvis kan være dårligere bergmassekvalitet, hvor det kan være behov for tung bergsikring i form av sprøytebetongbuer. Det er observert en svakhetssone vest for hallområdet, som muligens har en retning slik at adkomsttunnelen passerer gjennom den i vestre delen av adkomsttunnelen, se tegning 1. Adkomsttunnelen vil passere over vanntunnelen for Mæl kraftstasjon, se tegning 1. NGI har ikke mottatt detaljert informasjon om plassering og størrelse av denne tunellen. På tegningen A20-5 datert er det vist at atkomsttunnelene krysser Hydros vanntunnel omtrent vinkelrett to steder. På tegningen fremgår det at vanntunnelen er omtrent like bred som adkomsttunnelen, dvs. ca 6 m. De ingeniørgeologiske forholdene ved krysningspunktene er ikke kjent i detalj. Det er til NGI fortalt at avstanden mellom adkomsttunnelen og vanntunnelen er 3-4 meter. Dette er for lite; sannsynligheten for å forårsake nedfall/ras i vanntunnelen vil da være stor. Nøyaktig hvilken avstand man skal legge seg på er et

22 Side: 22 kompromiss mellom konsekvenser for design av det nye anlegget og risiko for vanntunnelen. Det bør utføres spesielle tiltak i adkomsttunnelen der de krysser vanntunnelen. Typiske tiltak er å forbolte bergmassen mellom bunn atkomsttunnel og tak vanntunnel, samt å utføre meget forsiktig sprengning for å minimere vibrasjonene når man sprenger nært vanntunnelen. Uansett tiltak vil det være en restrisiko for at nedfall vil kunne inntreffe i vanntunnelen. Helst bør man inspisere vanntunnelen før anleggsarbeidene starter for å kunne vurdere sannsynligheten for nedfall bedre. Enda bedre vil det være om man kan gjøre sikringsarbeider i vanntunnelen før anleggstart for å få god kontroll med at uønskede hendelser ikke vil inntreffe. Vi antar at også Hydro har synspunkter om disse forholdene. 6.2 Mæl I området ved Mæl består bergarten av finkornete metabasalt. Denne bergarten er vanligvis sterk, og har en enaksiell trykkstyrke mellom 150 til 200 MPa. Det er planlagt en berghall i området som er markert på tegning 2. Det er i dette notat anbefalt optimal orientering av hallen. Hallen bør plasseres slik at bergoverdekningen er minimum 30 m i enden ut mot dalen. Dette skal gi tilstrekkelig bergoverdekning. Det er fra topografiskkart vurdert å være flere svakhetssoner i området. Disse er foreløpig ikke verifisert i felt. Dersom man plasserer en berghall med vurdert orientering (Figur 13) så vil hallen krysses av muligens en større svakhetssone. Dette vil kreve en mer omfattende stabilitetssikring enn for den øvrige delen av hallen. For å si noe mer så må NGI ha tilgang til tegninger med endelig plassering av berghallen, samt ha utført en ingeniørgeologisk befaring i akkurat dette området. Dersom man ser på området for påhugget for Mæl kraftstasjon, tegning 2, så ser det ut som om at det er en del løsmasser (rasmasser) i foten av skråningen. Dette kan betyde at man må forvente det samme også for påhugget for adkomsttunnelen for berghallen. 7 Anbefalinger til supplerende undersøkelser Det vil være behov for en befaring i Mæl området når snøen har forsvunnet for å avdekke eventuelle svakhetssoner angitt på Tegning nr. 2. Det er en fordel om det foreligger tegninger med planlagt berghall. I tillegg vil det være et behov for supplerende grunnundersøkelser for påhuggene for adkomsttunnelene for å avdekke løsmassemektigheten samt type. Denne type område kan vanlige være vanskelig og komme til med borerigg, men det anbefales enda dette. Det estimeres at det vil være behov for 2-4 totalsonderinger for hvert påhugg, dvs. totalt 6-12 stykker. Seismikk eller liknende kan gi dårlige resultat dersom terrengoverflaten består av blokkrik terreng. Det anbefales at det ved

23 Side: 23 utseting av borepunkter gjøres en befaring, slik at punktene ikke settes opp på blokker, og slik at de plasseres med god tilkomst for borerigg. Undersøkelsene krever vann, og må derfor ikke utføres under vinterhalvåret. 8 Resistivitetsundersøkelser for påhuggsområde Dale NGI har utført resistivitetsmålinger på Dale, like sørvest for påhuggsområdet (Bazin, 2011). Målet med denne geofysiske undersøkelsen var å kartlegge løsmassetykkelse, for å kunne anslådybde til fjell i det aktuelle området. Resistivitetsmålingene ble utført langs to kryssende profiler, hver på 100 m lengde, rett nordøst for damanlegget (se tegning 1). Det ene profilet går parallelt med elven, mellom veien og elvebredden, og krysses av det andre profilet som går oppover fjellsiden, normalt på høydekotene. Resultatene av disse undersøkelsene var vanskelig å tolke, og gir derfor ingen sikre svar. For profilet langs elvebredden er sannsynlig dybde til fjell 5 m under terreng. Basert på de meget høye resistivitetsverdiene er dette sannsynligvis homogen metaryolitt. Mellom tørrskorpelaget øverst og fjelloverflaten antyder målingene løst materiale; dette må være enten forvitret metaryolitt, eller sedimenter. Posistiv IP-anomali indikerer at det sannsynligvis er leire i dette laget. Profilet som går parallelt med fjellsidens helning er mer kompleks å tolke. Nærmest elven er dybde til fjell tolket til rundt 5 m, men det blir vanskeligere å følge fjelloverflaten oppover i profilet. Den øvre delen av profilet består av ur det er vanskelig å anslå dybden av. Under uren er et konduktivt lag, som mest sannsynlig er løst materiale; forvitret berg eller sedimenter. Det ser ut til at dybde til fjell øker oppover langs profilet og at dybde til fjell kan være m eller mer i øvre del. 9 Skredfarevurderinger NGI har ikke utført detaljerte skredvurderinger av området i denne fasen av prosjektet. Hensikten med de overordnede skredfarevurderingene er å identifisere eventuelle store skredproblemer i prosjektet. NGI har ikke gjennomført skredbefaring av områdene i denne fasen, men har generell kunnskap om områdene fra tidligere arbeid. Det er foretatt analyser av digital terrengmodell, og generelle vurderinger. Det bør gjennomføres mer detaljerte skredvurderinger i en senere fase av prosjektet for å se nærmere på behov og mulighet for skredsikring av bebyggelse og anlegg.

24 Side: Sikkerhetskrav Plan- og bygningsloven med tilhørende forskrifter og veiledninger setter krav til sikkerhet mot naturpåkjenninger for bygg. Følgende er hentet fra TEK10: 7-1. Generelle krav om sikkerhet mot naturpåkjenninger (1) Byggverk skal plasseres, prosjekteres og utføres slik at det oppnås tilfredsstillende sikkerhet mot skade eller vesentlig ulempe fra naturpåkjenninger. (2) Tiltak skal prosjekteres og utføres slik at byggverk, byggegrunn og tilstøtende terreng ikke utsettes for fare for skade eller vesentlig ulempe som følge av tiltaket Sikkerhet mot skred (1) Byggverk hvor konsekvensen av et skred, herunder sekundærvirkninger av skred, er særlig stor, skal ikke plasseres i skredfarlig område. (2) For byggverk i skredfareområde skal sikkerhetsklasse for skred fastsettes. Byggverk og tilhørende uteareal skal plasseres, dimensjoneres eller sikres mot skred, herunder sekundærvirkninger av skred, slik at største nominelle årlige sannsynlighet i tabellen nedenfor ikke overskrides. Tabell: Sikkerhetsklasser ved plassering av byggverk i skredfareområde Sikkerhetsklasse for skred Konsekvens Største nominelle årlige sannsynlighet S1 liten 1/100 S2 middels 1/1000 S3 stor 1/5000 Veiledningen til forskriften sier følgende om de ulike sikkerhetsklassene: Retningsgivende eksempler på byggverk som kommer inn under de ulike sikkerhetsklassene for skred: Sikkerhetsklasse S1 omfatter tiltak der et skred vil ha liten konsekvens. Dette kan eksempelvis være byggverk der det normalt ikke oppholder seg personer og der det er små økonomiske eller andre samfunnsmessige konsekvenser. Eksempler på byggverk som kan inngå i denne sikkerhetsklassen er mindre garasjer, båtnaust, boder, lagerskur med lite personopphold og mindre brygger for sport og fritid. Sikkerhetsklasse S2 omfatter tiltak der et skred vil føre til middels konsekvenser. Dette kan eksempelvis være byggverk der det normalt oppholder seg anslagsvis maksimum 10 personer og/eller der det er middels økonomiske eller andre samfunnsmessige konsekvenser. Eksempler på byggverk som kan inngå i denne sikkerhetsklassen er enebolig, tomannsbolig, fritidsbolig med inntil to boenheter, små bygg for næringsdrift, mindre driftsbygninger i landbruket, samt mindre kaier og havneanlegg.

25 Side: 25 For bygninger som inngår i sikkerhetsklasse 2 kan kravet til sikkerhet for tilhørende uteareal reduseres til sikkerhetsnivået som er angitt for sikkerhetsklasse S1 (1/100). Dette fordi eksponeringstiden for personer og dermed faren for liv og helse normalt vil være vesentlig lavere utenfor bygningene. Sikkerhetsklasse S3 omfatter tiltak der konsekvensen av en skredhendelse er stor. I dette ligger det eksempelvis byggverk der det normalt oppholder seg anslagsvis over 10 personer og/eller der det er store økonomiske eller andre samfunnsmessige konsekvenser. Eksempler på byggverk som kan inngå i denne sikkerhetsklassen er eneboliger i kjede/rekkehus med tre enheter eller mer, boligblokker, brakkerigger, næringsbygg, større driftsbygninger, skoler, barnehager, lokale beredskapsinstitusjoner, overnattingssteder og publikumsbygg. For bygninger som inngår i sikkerhetsklasse S3 kan det vurderes å redusere kravet til sikkerhet for tilhørende uteareal til sikkerhetsnivået som er angitt for sikkerhetsklasse S2 (1/1000), dersom dette vil gi tilfredsstillende sikkerhet for tilhørende uteareal. Momenter som må vurderes i denne sammenheng er eksponeringstiden for personer, antall personer som oppholder seg på utearealet, mv. Anlegg som ut fra sin funksjon må plasseres i skredfarlig område, som f.eks. vannkraftanlegg, dammer o.l. må konstrueres og oppføres slik at de er i stand til å tåle belastningene skred kan medføre. Det er kommunen som fastsetter sikkerhetsklasse i den enkelte sak. NGI har fått opplyst at sikkerhetsklasse S3 sannsynligvis vil være gjeldene i denne saken. NGIs skredvurderinger er utført i henhold til krav i sikkerhetsklasse S3 hvor såkalte 5000-årsskred er dimensjonerende. 9.2 Klima Rjukan ligger i en del av landet som har forholdsvis moderat med nedbør. Området fra Rjukan og opp til ca moh får mm nedbør årlig, mens Gaustatoppen har en årsnormal på 1340 mm. Området kan få store nedbørmengder ledsaget av vind fra de fleste himmelretninger. I juni 1927 gikk det en mengde store skred i området og 6 personer omkom. Da fikk Rjukan 134 mm nedbør på ett døgn og 201 mm på 5 døgn. Samme året var årsnedbøren 1135 mm, dvs. at hele 12 % av årsnedbøren kom på ett døgn. I 1927 var det kombinasjonen av regn og kraftig snøsmelting som førte til en mengde jord-, flom- og steinskred. Tilsvarende situasjoner med ekstrem nedbør og snøsmelting er sannsynlig også i fremtiden. 9.3 Skredfarevurderinger Dale Det aktuelle området ligger ca. 250 moh. i bunnen av en skogkledd fjellside som er gjennomsnittlig grader bratt opp til ca. kote 600 (figur 15 og tegning 3). Over dette er fjellsiden typisk grader bratt opp til ca. kote 900 ved

26 Side: 26 Kvitåvatn. Veien til Gaustablikk svinger seg oppover fjellsiden mange ganger over det aktuelle området. Veien er nylig utbedret med skredsikring og grøfting. Det er mange nær vertikale partier i fjellsiden (figur 16 og 17). Figur 15. Flyfoto viser det aktuelle området ved Dale med rødt og den skogkledde fjellsiden ovenfor (kilde: kart.finn.no) Figur 16. Fra området ved Dale til høyre i bildet. Kvitåe til venstre.

27 Side: 27 Figur 17. Fra området ved Dale. De foreløpige skredvurderingene tyder på at snøskred ikke er dimensjonerende i den skogkledde fjellsiden. Skogen må vernes, da skredproblemene vil øke vesentlig hvis skogen fjernes eller skades. Det er kjente jord- og flomskred i området. Det er også mulig med steinsprang og steinskred. NGIs innledende skredvurderinger tilsier at tomta kan nåes av skred oftere enn 1 gang hvert 5000 år. Tomta må dermed sikres hvis den skal bebygges etter krav for sikkerhetsklasse S3. Sikringen ansees å være praktisk og økonomisk realiserbar. Steinskred er sannsynligvis dimensjonerende skredtype. Beste sikringsløsning er trolig å bygge en skredvoll for å stoppe eller lede eventuelle skred bort fra området som ønskes bebygget. Snøskred ansees ikke som dimensjonerende skredtype. Det er viktig å vurdere drensforhold i fjellsiden og ta hensyn til dette ved for eksempel kanalisering av forsenkninger gjennom området. Mer detaljerte skredvurderinger må gjennomføres i en senere fase av prosjektet.

28 Side: Skredfarevurderinger Mæl Det aktuelle området ligger ca. 200 moh i bunnen av en skogkledd fjellside som er bratt opp til ca. kote 800 (figur 18 og 19). Fjellsiden er grader bratt, bortsett fra midtre del som er brattere enn 45 grader (tegning 4). Det er noen forsenkninger i fjellsiden hvor det tidvis kan være mye vann. Det er et ganske flatt myrområde på toppen fjellsiden ved omtrent kote 900 hvor det ikke kan utelukkes utløsning av sørpeskred. Figur 18. Flyfoto viser det aktuelle området ved Mæle med rødt og den skogkledde fjellsiden ovenfor (kilde: kart.finn.no)

29 Side: 29 Figur 19 Fjellsiden over området på Mæl. De foreløpige skredvurderingene tyder på at snøskred ikke er dimensjonerende i den skogkledde fjellsiden. Skogen må vernes, da skredproblemene vil øke vesentlig hvis skogen fjernes eller skades. Det er kjente jord- og flomskred i området. Det er også mulig med steinsprang, steinskred og sørpeskred. NGIs innledende skredvurderinger tilsier at tomta kan nåes av skred oftere enn 1 gang hvert 5000 år. Tomta må dermed sikres hvis den skal bebygges etter krav for sikkerhetsklasse S3. Sikringen ansees å være praktisk og økonomisk realiserbar. Flomskred og jordskred er sannsynligvis dimensjonerende skredtype. Beste sikringsløsning er trolig å bygge en skredvoll for å stoppe eller lede eventuelle skred bort fra område som ønskes bebygget. Snøskred ansees ikke som dimensjonerende skredtype. Det er viktig å vurdere drensforhold i fjellsiden og ta hensyn til dette ved for eksempel kanalisering av forsenkninger gjennom området. Mer detaljerte skredvurderinger må gjennomføres i en senere fase av prosjektet. 10 Konklusjon Vi har gjennomgått oversendt dokumenter, utført befaring til omkringliggende kraftanlegg samt utført ingeniørgeologisk kartlegging i både Dale og Mæl området. Det er mottatt tegninger, opprettet av Skanska, med angitt planområder for plassering av berghaller. I Daleområdet er det i tillegg gitt konkret forslag til

30 Side: 30 plassering av fem haller inkludert mulig adkomsttunnel i en slynge. Med bakgrunn i foreliggende planmaterial, resultat befaringer samt ingeniørgeologisk vurderinger vil planlagt forslag i Dale kunne gjennomføres. Det bør dog gjøres noe med plasseringen av adkomsttunnelen i fremkanten av berghallene. Slik forslaget er vist så saknes en bergskive mellom adkomsttunnelen og enden av hallene. Det anbefales at hallene flyttes minimum 10 m innover slik at dette oppnås. Vedrørende planområdet i Mæl så bør det utføres en ingeniørgeologisk befaring for å bekrefte/avkrefte eventuelle svakhetssoner som er angitt på tegning nr. 2. Planlagt berghallen må plasseres med betryggende bergoverdekning, antatt å være minimum 30 m (som for Dale). Plasseringen må anpasses eventuelle svakhetssoner, men gjerne med anbefalt orientering, se Figur Referanser Bazin, S Resistivity survey in Rjukan, Dale. NGI. Technical note TN. Hanssen, T. H Bergspenningsmålinger i Moflåt kraftstasjon. SINTEF. Rapport STF36 F Lien, R., Løset, F Q-metoden. Bruk av denne til beskrivelse av bergmasser og som et hjelpemiddel ved vurdering av sikringstiltak i bergrom. NGI. Rapport Lien, R Oppdragsrapport. Tinn kommune. Rjukan renseanlegg. Ingeniørgeologisk beskrivelse. NGI. Rapport Myklebust, S Tinn kommune. Rjukan renseanlegg. Seismiske målinger. A/S Seismikk. Rapport Sletten, K., Blikra, L.H., Dahlgren, S., Sandersen, F Skredfarekartlegging i Vestfjorddalen. NGU-rapport Ramberg, I. B., Bryhni, I., Nøttvedt, A Landet blir til. Norges geologi. Norsk geologisk forening. RocScience Dips.

31 Side: 1 Vedlegg: A Vedlegg A - Ingeniørgeologisk kartlegging Innhold 1 Metode 1.1 Sprekkeruhet 1.2 Schmidt hardhet 1.3 Q-parametere 2 Resultater 2.1 Sprekkefrekvens/sprekkeavstand 2.2 Sprekkeruhet 2.3 Sprekkefriksjon 2.4 JCS (joint compressive strength) 3 Referanser

32 Side: 2 Vedlegg: A 1 Metode I det etterfølgende er det gitt en beskrivelse av metoden som er brukt for å bestemme sprekkeruhet, Schmidt hardhet og øvrige Q-parametere i den ingeniørgeologiske kartleggingen. 1.1 Sprekkeruhet Som et mål på sprekkeruhet er ruhetsamplituder målt for ulike sprekkeflater (figur 1). Disse verdiene ble konvertert til JRC (joint roughness coefficient) ved hjelp av konverteringsskjema i figur 2. JRC er en verdi mellom 0 og 20, hvor 20 er en meget ru overplate med store amplituder. JCR brukes til å estimere skjærstyrken langs sprekkeflaten. a L Figur 1. Ruhetsamplituden (a) måles for sprekkeflaten over en bestemt profillengde (L) (Palmstrøm et al. 2002).

33 Figur 2. Skjema for å konvertere fra ruhetsamplituden a (roughness depth) til JRC (Barton og Brandis, 1982). Dokumentnr.: R Side: 3 Vedlegg: A

34 Side: 4 Vedlegg: A 1.2 Schmidt hardhet Schmidt hardhet måles med en Schmidt hammer; et enkelt apparat som måler rekylen til et fjærbelastet stempel som trykkes ned vinkelrett på sprekkeoverflaten (figur 3). Figur 3. Illustrasjonsfoto av en Schmidt hammer lik den som ble brukt under feltkartlegging (fra reentech.co.th) Schmidt hardhet er omregnet til JCS (joint compressive strength) ved (Barton og Choubey, 1977). log σ = ( γ R) (1) c Hvor σ c er enaksiell trykkfasthet, γ er densiteten av bergarten (kn/m 3 ) og R er Rebound number som er Schmidt hardhet korrigert for vinkelen til hammeren. Dersom sprekkeflaten er uomvandlet/uforvitret er JCS lik σ c (Barton og Choubey, 1977). JCS brukes til å estimere skjærstyrken langs sprekkeflaten. 1.3 Q-parametere De kartlagte parameterne RQD, J n, J r og J a brukes i Q-metoden, som er en metode for å klassifisere bergmassekvalitet. En beskrivelse av Q-metoden og dens parametere gitt i figur 4.

35 Dokumentnr.: R Side: 5 Vedlegg: A Figur 4. Q-metoden med beskrivelse av dens parametere (Løset, 1997).

36 Side: 6 Vedlegg: A 2 Resultater 2.1 Sprekkefrekvens/sprekkeavstand Avstanden mellom sprekkene ble målt for hvert sprekkesett, og resultatet er vist i figur 5 under. I tabell 1 er sprekkeavstand konvertert til sprekkefrekvens, som er antall sprekker per meter. Tabellen gir en oversikt over gjennomsnittlig sprekkefrekvens for hvert sprekkesett, og for hvert av de kartlagte områdene. 30 % Andel målinger innenfor intervall 25 % 20 % 15 % 10 % 5 % Foliasjon Sett 1 Sett 2 Sett 3 0 % Sprekkeavstand (cm) Figur 5. Målt sprekkeavstand for hvert av sprekkesettene. Tabell 1. Gjennomsnittlig sprekkefrekvens for hvert kartlagte område og hvert sprekkesett. Sprekkesett Sprekkefrekvens Område A Område B Område C (fall/fallretning) per sprekkesett Foliasjon (34 /133 ) 3,5 4,6 2,8 3,6 Sett 1 (76 /019 ) 2,7 4,5 2,7 3,3 Sett 2 (87 /273 ) 3,6 5,2-4,4 Sett 3 (43 /289 ) - - 2,8 2,8 Resultatet i tabell 1 viser at gjennomsnittlig sprekkfrekvens varierer mellom 2,7 og 5,2. Dette tilsvarer gjennomsnittlig sprekkeavstand på mellom ca. 20 og ca. 40 cm. Generelt er sprekkefrekvensen lavest i område C (Mæl), og høyest i

37 Side: 7 Vedlegg: A område B (Moflåt). Variasjonen i gjennomsnittlig sprekkefrekvens for de ulike sprekkesettene er imidlertid liten. Sprekkeavstanden varierer mellom 5 og 200 cm for alle sprekkesett, alle målinger inkludert. Oppsprekkingstallet RQD (rock quality designation) er en parameter i Q- metoden som også forteller om hvor oppsprukket berget er (figur 4). For alle lokaliteter ble RQD-verdien målt til mellom 75 og 100, med flest verdier i intervallet som tilsvarer meget lite oppsprukket berg (figur 6). Andel målinger innenfor intervall 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % RQD Område A Område B Område C Figur 6. RQD-verdier for område A, B og C. 2.2 Sprekkeruhet Ruhetsamplituder ble målt for ulike sprekkeflater og deretter konvertert til JRC (joint roughness coefficient). Figur 7 presenterer de registrerte JRC-verdiene for de ulike sprekkesettene, og tabell 2 gir en oversikt over minimumsverdi, gjennomsnittsverdi og maksimumsverdi for hvert sett.

38 Side: 8 Vedlegg: A Andel målinger innenfor intervall 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % Foliasjon Sett 1 Sett 2 Sett 3 0 % JRC Figur 7. Registrerte JRC-verdier for hvert sprekkesett. Tabell 2. JRC-verdier for de ulike sprekkesettene. Foliasjon Sett 1 Sett 2 Sett 3 Min. JRC 0,9 0,9 0,8 4,0 Gjennomsnitt 11,2 6,7 6,7 8,0 Max. JRC 20,0 18,0 11,0 14,0 Et annet mål på sprekkeruhet er J r, som er en parameter som brukes i Q- metoden (se figur 4). J r -verdier for hvert av sprekkesettene er sammenstilt i figur 8. Av diagrammet ser vi at alle settene har flest målinger med J r =2, som tilsvarer glatte, bølgete sprekkeplan. Det er også en høy andel målinger med J r =4, som tilsvarer diskontinuerlige, hakkete sprekkeplan.

39 Side: 9 Vedlegg: A Prosent av antall målinger 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 1 1, Jr Foliasjon Sett 1 Sett 2 Sett Antall målinger , Jr Figur 8. J r for de ulike sprekkesettene. Foliasjon Sett 1 Sett 2 Sett Sprekkefriksjon Friksjonsvinkelen (φ) til en sprekk kan grovt estimeres ut fra parameterne J r (sprekkeruhetstall) og J a (tall for sprekkefylling) etter Lien og Løset (1978). tan φ = J r / J a (2) J r -verdier for de ulike sprekkesettene er presentert i figur 8. Resultatet av alle J a -registreinger er vist i figur 9. Av diagrammet ser vi at nesten alle registreringer har gitt J a =1, som tilsvarer uomvandlede sprekkeflater.

40 Side: 10 Vedlegg: A Antall målinger Foliasjon Sett 1 Sett 2 Sett 3 0 0, Ja Figur 9. J a for de ulike sprekkesettene. Figur 10 viser forholdet mellom J r og J a for alle 95 registrerte sprekkeplan. Av diagrammet kan det leses at det vanligst forholdet J r /J a for hele datasettet er 2, og i mindre grad 4. Dette tilsvarer friksjonsvinkler (φ) å phenholdsvis 63 og 76 etter Ligning 2. Gjennomsnittsverdien for J r /J a for hele datasettet er 2,29, tilsvarende friksjonsvinkel lik Antall målinger ,5 2 2, Figur 10. Forholdet J r /J a for alle registrerte sprekker. 2.4 JCS (joint compressive strength) Jr/Ja Målinger av Schmidt hardhet er konvertert til JCS ved å bruke Ligning 1 i kapittel 1.2. Utregningen krever at enhetsvekten (γ) av bergarten er kjent, og

41 Side: 11 Vedlegg: A det ble derfor utført målinger av romvekten til de to bergartstypene. Resultatene er presentert i tabell 3 under. Tabell 3. Densiteten til bergartene i området. Lokalitet Bergartstype Enhetsvekt, γ (kn/m 3 ) Område A og B Lys metavulkanitt (sannsynligvis ryolitt) 26,3 Område C Metabasalt 30,3 JCS er så regnet ut for alle registrerte sprekkeplan. I figur 11 under er resultatet presentert. JCS-verdiene varierer mellom 57 MPa og 351 MPa, med gjennomsnittsverdi 190 MPa. Sortert på område er gjennomsnittlig JCS for område A 222 MPa, for område B 144 MPa og for område C 130 MPa. Antall målinger JCS Figur 11. JCS-verdier for alle målte sprekkeplan. JCS-verdier for de ulike sprekkesettene er vist i figur 12. Tabell 4 gir en oversikt over gjennomsnittlig JCS for hvert av sprekkesettene.

42 Side: 12 Vedlegg: A 5 Antall målinger Foliasjon Sett 1 Sett 2 Sett 3 JCS Figur 12. JCS-verdier for hvert sprekkesett. Tabell 4. Gjennomsnittlig JCS-verdi for de ulike sprekkesettene. Foliasjon Sett 1 Sett 2 Sett 3 JCS (MPa) Resultatene viser høye JCS-verdier. Resultatene for J a (tall for sprekkefylling) viser at J a =1 for 97 % av alle registrerte sprekkeplan (se kapittel 2.3). For uomvandlede sprekkeplan kan JCS sies å være lik enaksiell trykkstyrke (σ c ) (Barton og Choubey, 1977). JCS-verdiene kan derfor i denne sammenheng direkte oversettes til enaksiell trykkstyrke, og klassifikasjonen til Deere og Miller (1966) kan benyttes (tabell 5). Som vi ser av tabellen vil de fleste målinger falle under kategorien hard/sterk bergart, og resten under kategorien meget hard/sterk bergart. Tabell 5. Klassifikasjon av intakt bergartsstyrke (etter Deere og Miller, 1966). Bergartsklassifikasjon Enaksiell trykkstyrke (σ c ) Veldig svak bergart Svak bergart Moderat hard/sterk bergart Hard/sterk bergart Meget hard/sterk bergart 1-25 MPa MPa MPa MPa >200 MPa

43 Side: 13 Vedlegg: A 3 Referanser Barton, N., Brandis S Effects of block size on the behavior of jointed rock. Goodman & Hauze (eds.). 23rd U.S. symposium on rock mechanics, Keynote lecture, s Barton, N., Choubey, V The shear strength of rock joints in theory and practice. Rock Mechanics and Rock Engineering, Volum 10, Nr. 1-2, s. 1-54,Vienna: Springer. Deere, D. U., Miller, S Engineering classification and index properties for intact rock. Rapport AFNL-TR , Air Force Weapons Laboratory, New Mexico. Lien, R., Løset, F Q-metoden. Bruk av denne til beskrivelse av bergmasser og som et hjelpemiddel ved vurdering av sikringstiltak i bergrom. NGI. Rapport Løset, F Praktisk bruk av Q-metoden, NGI. Rapport Palmstrøm. A., Blindheim, O. T., Broch, E Q-systemet Muligheter og begrensninger. Fjellsprengningsteknikk. Bergmekanikk/geoteknikk 2002

44 Kontroll- og referanseside/ Review and reference page Dokumentinformasjon/Document information Dokumenttittel/Document title Ingeniørgeologisk rapport Dokumenttype/Type of document Rapport/Report Teknisk notat/technical Note Distribusjon/Distribution Fri/Unlimited Begrenset/Limited Ingen/None Oppdragsgiver/Client Tinn Engerig AS v/ Andres Sætre og Ole Steen Volland Dokument nr/document No R Dato/Date Rev.nr./Rev.No. 0 Emneord/Keywords Ingeniørgeologi, fjellhall, skredfare Stedfesting/Geographical information Land, fylke/country, County Norge, Telemark Kommune/Municipality Tinn Sted/Location Rjukan Kartblad/Map 1614 Rjukan UTM-koordinater/UTM-coordinates Sone 32 N E Dokumentkontroll/Document control Kvalitetssikring i henhold til/quality assurance according to NS-EN ISO9001 Rev./ Rev. Revisjonsgrunnlag/Reason for revision 0 Originaldokument Egenkontroll/ Self review av/by: HHH /KB Havområde/Offshore area Feltnavn/Field name Sted/Location Felt, blokknr./field, Block No. Sidemannskontroll/ Colleague review av/by: ROl/ UD Uavhengig kontroll/ Independent review av/by: Tverrfaglig kontroll/ Interdisciplinary review av/by: Dokument godkjent for utsendelse/ Document approved for release Dato/Date 12. april 2011 Sign. Prosjektleder/Project Manager Roger Olsson Skj.nr. 043

45

46