Statens vegvesen, region øst. E18 Parsell: Akershus grense - Vinterbro

Transkript

1 Statens vegvesen, region øst E18 Parsell: Akershus grense - Vinterbro RAPPORT Refraksjonsseismikk Prosjekt nr

2 Side 2 av 14 INNHOLD: Side 1. Innledning 3 2. Sammendrag 3 3. Måleprogram 4 4. Feltarbeid 4 5. Utstyr 5 6. Prosessering og tolkning av data 5 7. Nøyaktighet 5 8. Resultat 6 TEGNINGER: Tegning nr. Oversiktskart 1: ~ Plan P1 del 1, P2, P3og P9/11 1: :1 Plan P1 del 2, P4, P5P10 og P11/11 1: :2 Plan P6 og P7/11 1: :3 Plan P8/11 1: :4 Profil P1 del 1/11, : :1 Profil P1 del 1/11, : :2 Profil P1 del 2/11, : :2 Profil P2, P3 og P9/11 1: Profil P4, P5, P10 og P11/11 1: Profil P6/11 1: Profil P7/11 1: Profil P8/11 1: VEDLEGG: Vedlegg 1, Refraksjonsseismisk metodebeskrivelse Vedlegg 2, Tegnforklaring refraksjonsseismikk CD: Digital rapport Org. nr.:

3 Side 3 av INNLEDNING På oppdrag fra Statens vegvesen, region øst (SVV) gjennom Asplan Viak har GeoPhysix AS utført refraksjonsseismiske undersøkelser for ny E18: parsell Akershus grense - Vinterbro. Formålet med denne undersøkelsen var å kartlegge løsmassetykkelse og fjellkvalitet i alternative traseer for ny E18. Det ble til sammen målt 2430 meter seismikk fordelt på 12 profiler. 2. SAMMENDRAG Det ble foretatt seismiske undersøkelser i fem områder. Det ble i flere av profilene målt litt høye hastigheter i det øverste laget av løsmassene. Dette kan skyldes det svært fuktige været som har vært denne sommeren noe som har ført til at jordsmonnet spesielt på dyrket mark var svært fuktig da feltarbeidet fant sted. Nøyaktigheten forventes likevel å ligge innenfor de grenser som tradisjonelt gjelder for refraksjonsseismikk. Vestre påhuggsområde for Holstadtunnellen (Thirud/Holstad skole) (Alt. 3A_4, ca. pel ): P1 del 1, P2, P3 og P9 er lokalisert i dette området. Løsmassetykkelsen i området varierer fra 1.5 til ca. 10 meter. I selve påhuggsområdet er det registrert meter, mest i nord/nordvestlige deler. Basishastigheten i fjellet ligger fra i dette området med unntak av to områder der det ble målt 4500 m/s. I tillegg ble det i de fire profilene registrert fem lavhastighetssoner med hastigheter fra 3 til 30 m/s. Østre påhuggsområde for Holstadtunnellen (Nordre Skuterud) (Alt. 3A_4, ca. pel ): P1 del 2, P4, P5, P10 og P11 er lokalisert i dette området. Løsmassetykkelsen i dette området ble beregnet til meter. Det ble i største delen av området registrert to lag i løsmassene. Basishastigheten i fjellet i området ligger over 5000 m/s. I alle profilene er det registrert en sone som krysser området. Hastigheten i denne sonen ble målt til m/s i de ulike profilene. I tillegg ble det registrert en sone til i langs senterlinjen lenger øst med en hastighet på 3700 m/s. E18/Asperudveien (Alt. 3A_1, ca. pel ): P6 er lokalisert i dette området. Løsmassetykkelsen langs profilen ble beregnet til 1-17 meter. Størst mektighet er det i lm Laveste fjellkote var på kote 86 i lm Det ble registrert inntil to lag i løsmassene. Hastigheten i fjellet langs profilen ble registrert til mellom 3200 og 50 m/s. En sone med en hastighet under 4000 m/s ble registrert i lm 71-. Myrdrag i skog (Alt. 3A_1, ca. pel ): P7 er lokalisert i dette området. I denne profilen faller fjellet raskt av for så å nærme seg terrengoverflaten igjen. Dette gjør det vanskelig å følge fjellet i de seismiske dataene. Nøyaktigheten i beregningen av løsmassetykkelsen vil derfor være noe mindre enn ved tilnærmet parallelle lag. Denne usikkerheten er markert med piler i profiltegningen. Det ble registrert ca meter løsmasser langs profilen. Størst løsmassemektighet ble målt i lm med ca. 30 meter. Org. nr.:

4 Side 4 av 14 Hastigheten i løsmassene ble målt i to lag til 0 og 1600 m/s. Hastigheten i fjellet er registrert til m/s. En lavhastighetssone ble registrert i profilen, i lm Laveste fjellkote (kote ) langs profilen var i lm -85. E18/Retvet (Alt. 3A_3, ca. pel ): P8 er lokalisert i dette området. Løsmassetykkelsen langs profilen ble beregnet til 4-17 meter. Størst mektighet er det i lm 0 og lm I lm 0 er fjelloverflaten beregnet til kote og i lm til ca. kote 82. Det ble registrert inntil to lag i løsmassene. Basishastigheten i fjellet langs profilen ble registrert til over 5 m/s. To soner med en hastighet under 4000 m/s ble registrert i lm og Det ble også registrert dagfjell i denne profilen med en hastighet på 4000 m/s. 3. MÅLEPROGRAM Endelig måleprogram omfattet tolv profiler i fem områder. Område Thirud (alt. 3A_4): P1 del 1, P2, P3 og P9 dekker vestlig påhuggsområde for Holstadtunnellen samt de første 660 metrene av senterlinjen. Område Nordre Skuterud (alt. 3A_4): P1 del 2, P4, P5, P10 og P11 dekker østlig påhuggsområde for Holstadtunnellen. To områder for alt. 3A_1 (ved E18 og i myrdrag i skogområde): P6 og P7 dekker senterlinje av veilinje for alternativ 3A_1 ca. pel Område alt. 3A_3: P8 dekker senterlinje av veilinje for alternativ 3A_1 ca. pel P8 ble etter at feltarbeidet var utført trukket fra programmet, men ønskes likevel rapportert. 4. FELTARBEID Arbeidet med de seismiske målinger ble foretatt den 5. til 23. september Forberedelse av feltarbeidet Profilkoordinater ble oversendt GeoPhysix fra oppdragsgiver. Berørte grunneiere ble kontaktet av SVV/oppdragsgiver. Informasjon om alle faste installasjoner i måleområdene ble innhentet av GeoPhysix. Refraksjonsseismiske registreringer Registreringslengdene var 55 og 115 meter. Det ble skutt for hver ca meter i kabelutleggene og begge veier i forlengelsen av disse. Org. nr.:

5 Side 5 av UTSTYR Det ble brukt: - Registreringsinstrument ABEM-Terraloc Mark 6 med 24-kanaler kanals kabel med 5 m geofonavstand, effektiv lengde 55 meter. - GS20-DX OyoGeospace geofoner for seismikkregistrering. - Diverse kabel og tilbehør for avfyring av skudd. - TopCon Legacy RTK GPS m/basestasjon - Leica nivellerkikkert 6. PROSESSERING OG TOLKING AV DATA Registreringene ble fortløpende kontrollert under feltarbeidet og prosessert etter utførte målinger. Seismikkregistreringene ble digitalisert, etterprosessert, utskrevet på papir og manuelt tolket. Fjelloverflaten og laggrenser ble til slutt digitalisert og profilene maskintegnet. Profilene ble innmålt av GeoPhysix. 7. NØYAKTIGHET Nøyaktigheten ved beregning av løsmassetykkelsen er tradisjonelt angitt til 2 meter eller 20 % for refraksjonsseismiske målinger. Avvik fra normal angitt nøyaktighet kan forekomme ved ugunstig geologi, siderefraksjon og i forbindelse med lavhastighetssoner og blindlag i løsmasser (lag med lavere hastighet under lag med høyere hastighet). Det ble i flere av profilene målt litt høye hastigheter i det øverste laget av løsmassene. Dette kan skyldes det svært fuktige været som har vært denne sommeren noe som har ført til at jordsmonnet spesielt på dyrket mark var svært fuktig da feltarbeidet fant sted. Nøyaktigheten forventes likevel å ligge innenfor de grenser som tradisjonelt gjelder for refraksjonsseismikk. Org. nr.:

6 Side 6 av RESULTAT Profil P1 del 1/11, m Profilen er vist i plan på tegning -300:1 og i profil på tegning -301:1 og -301:2. Null i profilen ligger i nordvest. Profilens lengde langs terreng er 660 meter. Løsmasser Det ble registrert ca. 1-9 meter løsmasser langs profilen. I starten av profilen ble det registrert ca. 6 meter løsmasser. Mektigheten avtar til ca. en meter ved ca. lm 120. Størst mektighet ble målt i ca. lm 260. mot slutten av profilen avtar løsmsssetykkelsen mot ca. 1.5 meter. Hastigheten i løsmassene ble målt til mellom m/s, stedvis lagdelt. Org. nr.:

7 Side 7 av 14 Fjell Hastigheten i fjellet er registrert med en basishastighet på m/s. Fem lavhastighetssoner ble registrert langs profilen i lm 43-51, , , og Det ble ikke registrert dagfjell i området. Org. nr.:

8 Side 8 av 14 Profil P2, P3 og P9 /11, m Profilene er vist i plan på tegning -300:1 og i profil på tegning Profilene er parallelle sideprofiler til senterlinjen. P2 og P3 ligger 40 meter til siden for senterlinje og P9 ligger 30 meter nordøst for P3. Null i profilene ligger i nordvest. Profilenes lengde langs terrenget er 115 meter. P9 er et tilleggsprofil. Løsmasser Det ble registrert ca. 3-9 meter løsmasser langs profilene. Hastigheten i løsmassene ble målt til mellom 1 10 m/s, stedvis lagdelt. Profilene viser at løsmassetykkelsen i området størst i nord-nordvest og avtar mot sørøst. Fjell Hastigheten i fjellet er registrert med en basishastighet på m/s. Det ble registrert lavere hastighet (4500 m/s) i siste del av P3. Til sammen tre lavhastighetssoner ble registrert i profilene. To soner i P3 i lm og og en i P9 i lm Hastigheten i sonene var mellom m/s. Org. nr.:

9 Side 9 av 14 Profil P1 del 2/11, m Profilen er vist i plan på tegning -300:2 og i profil på tegning -301:3. Null i profilen ligger i vest i ca pel Profilens lengde langs terrenget er 225 meter. Profilen ligger i østlig påhuggsområde for Holstadtunnellen. Løsmasser Det ble registrert ca meter løsmasser langs profilen. Minst løsmasser ble registrert i starten av profilen og ved ca. lm Hastigheten i løsmassene ble målt til mellom 0 og 10 m/s. Fra ca. lm 70 ble det registrert to lag i løsmassene. Fjell Hastigheten i fjellet er registrert med en basishastighet på m/s. To lavhastighetssoner ble registrert i profilen, i lm og i Hastigheten i sonene ble målt til 3400 og 3700 m/s. Org. nr.:

10 Side 10 av 14 Profil P4, P5, P10 og P11/11, m Profilen er vist i plan på tegning -300:2 og i profil på tegning Null i profilene ligger i vest. Profilene er parallelle sideprofiler til senterlinjen. P4 og P5 ligger 40 meter til siden for senterlinje, mens P10 og P11 ligger med 30 meters avstand nord for P5. Org. nr.:

11 Side 11 av 14 Null i profilene ligger i vest. Profilenes lengde langs terrenget er 115 meter. P10 og P11 er tilleggsprofiler. Profilene ligger i østlig påhuggsområde for Holstadtunnellen. Løsmasser Det ble registrert ca meter løsmasser profilene. Hastigheten i løsmassene ble målt til mellom 0-1 m/s i et øvre lag og m/s i et underliggende lag i alle profilene. Løsmassetykkelsen i området ser ut til å øke mot øst-nordøst. Fjell Hastigheten i fjellet er registrert med en basishastighet på 5-50 m/s. I alle profilene ble det registrert en lavhastighetssone. Hastigheten i sonene var mellom m/s (4000 i P4). Org. nr.:

12 Side 12 av 14 Profil P6/11, m Profilen er vist i plan på tegning -300:3 og i profil på tegning Null i profilen ligger i vest i ca pel Profilens lengde langs terrenget er 225 meter. Profilen ligger rett øst for eksisterende E18. Løsmasser Det ble registrert ca meter løsmasser langs profilen. Minst løsmasser ble registrert i siste del av profilen fra ca. lm 160. Størst løsmassemektighet ble målt i lm -125 med ca. 16 meter. Hastigheten i løsmassene ble målt til mellom 0 og 1700 m/s. Fra ca. lm ble det registrert to lag i løsmassene. Fjell Hastigheten i fjellet er registrert med en hastighet på m/s. En lavhastighetssone ble registrert i profilen, i lm 71-. Hastigheten i sonene ble målt til 3200 m/s. I et større parti på siden av sonen ble det målt en fjellhastighet på 4000 m/s. Laveste fjellkote (kote 86) langs profilen var i lm Org. nr.:

13 Side 13 av 14 Profil P7/11, m Profilen er vist i plan på tegning -300:3 og i profil på tegning Null i profilen ligger i nordvest i ca pel 118. Profilens lengde langs terrenget er 175 meter. Profilen er lokalisert i en forsenkning i et skogområde. Løsmasser Det ble registrert ca meter løsmasser langs profilen. Minst løsmasser ble registrert i begge endene av profilen. Størst løsmassemektighet ble målt i lm med ca. 30 meter. Hastigheten i løsmassene ble målt i to lag til 0 og 1600 m/s. Fjell Hastigheten i fjellet er registrert med til m/s. En lavhastighetssone ble registrert i profilen, i lm Hastigheten i sonene ble målt til 2300 m/s. Laveste fjellkote (kote ) langs profilen var i lm -85. I denne profilen faller fjellet raskt av for så å nærme seg terrengoverflaten igjen. Dette gjør det vanskelig å følge fjellet i de seismiske dataene. Nøyaktigheten i beregningen av løsmassetykkelsen vil derfor være noe mindre enn ved tilnærmet parallelle lag. Denne usikkerheten er markert med piler i profiltegningen. Org. nr.:

14 Side 14 av 14 Profil P8/11, m Profilen er vist i plan på tegning -300:4 og i profil på tegning Null i profilen ligger i nordvest i ca pel 119. Profilens lengde langs terrenget er 370 meter. Profilen krysser eksisterende E18. Løsmasser Det ble registrert ca meter løsmasser langs profilen. Minst løsmasser ble registrert nordvest for dagens E18 og ved ca lm 310 der terrenget er ut til å være gravd ut noe nær et bolighus. Størst løsmassemektighet ble målt i lm 0 og i med 15 og 17 meter. Hastigheten i løsmassene ble målt til 0 til 2 m/s, stedvis i to lag. Fjell Hastigheten i fjellet er registrert med en basishastighet på m/s. To lavhastighetssoner ble registrert i profilen, en i lm og en i lm Hastigheten i sonene ble målt til 20 og 30 m/s. Laveste fjellkote (kote ) langs profilen var i lm 0, mens det i lm er en forsenkning i fjelloverflaten på ca. kote 82. Langs hele profilen ble det registrert lavere hastigheter (4000 m/s) i nær fjelloverflaten. Sauland, GeoPhysix AS Morgan Wåle Org. nr.:

15 E18 Parsell: Akershus grense- Vinterbro Refraksjonsseismikk, Oversiktskart

16 P1del1/ Y E18 Parsell: Akershus grense- Vinterbro 3A_4, ca Refraksjonsseismikk PlanProfilP1del1,P2,P3,P9, P9/ P3/ P2/ X66100

17 Y E18 Parsell: Akershus grense- Vinterbro 3A_4, ca Refraksjonsseismikk PlanProfilP1del2,P4,P5,P10ogP11 X P4/ P1del1/ P5/11 5 P10/ P11/

18 P7/ Y6000 E18 Parsell: Akershus grense- Vinterbro 3A_1, ca og Refraksjonsseismikk PlanProfilP6ogP P6/ X

19 P8/ Y E18 Parsell: Akershus grense - Vinterbro 3A_3, ca X Refraksjonsseismikk Plan Profil P8, m

20 P1/11 del 1, 0-240m m/s 5200 m/s Tegnforklaring Terrengoverflate Fjelloverflate P9/11 P3/11 P2/11 P1/11 E18, Parsell: Akershus grense- Vinterbro 3A_4 Pel , Senterlinje ved Thirud/Holstad Refraksjonsseismikk Profil P1/11 del 1, 0-240m

21 P1/11 del 1, 240-4m m/s m/s 5200 m/s P1/11 del 1, 4-660m P9/11 P3/ P2/11 P1/ E18, Parsell: Akershus grense- Vinterbro 3A_4 Pel , Senterlinje ved Thirud/Holstad Tegnforklaring Terrengoverflate Laggrense i løsmasser Fjelloverflate Refraksjonsseismikk Profil P1/11 del 1, m

22 P1/11 del 2, 0-225m m/s 0 m/s 50 m/s P11/11 P10/11 P5/11 P4/11 P1del2/11 Tegnforklaring Terrengoverflate Laggrense i løsmasse Fjelloverflate E18, Parsell: Akershus grense- Vinterbro 3A_4 Pel ca , Senterlinje ved Skuterud Refraksjonsseismikk Profil P1/11, del 2, 0-225m

23 110 P2/11, 0-115m P9/11, 0-115m m/s 5000 m/s m/s 10 m/s 5600 m/s P3/11, 0-115m m/s 1700 m/s m/s Tegnforklaring Terrengoverflate Laggrense i løsmasser 70 P9/11 P3/11 Fjelloverflate P2/11 P1/11 E18, Parsell: Akershus grense- Vinterbro 3A_4 Pel , Sideprofiler ved Thirud Refraksjonsseismikk Profil P2/11, P3/11 og P9/11, 0-115m

24 P4/11, m P10/11, m m/s m/s m/s m/s m/s m/s m/s P5/11, m P11/11, m m/s m/s 0 m/s m/s P11/1 1 P10/1 1 3A_4 Pel ca , Sideprofiler ved Skuterud P5/11 P1 de l 2/11 Tegnforklaring P4/11 Terrengoverflate Lagdeling i løsmasse Fjelloverflate 5500 m/s Refraksjonsseismikk Profil P4/11, P5/11, P10/11 og P11/11, 0-115m 5500

25 N: Ø: P6/11, 0-225m N: Ø: m/s 1700 m/s m/s Tegnforklaring Terrengoverflate Laggrense i løsmasser Fjelloverflate P11/11 E18 Parsell: Akershus grense- Vinterbro 3A_1, Ca. pel Refraksjonsseismikk Profil P6/11, 0-225m

26 N: Ø: P7/11, 0-175m N: Ø: m/s m/s m/s Tegnforklaring Terrengoverflate Laggrense i løsmasser P6/11 Fjelloverflate E18, Parsell: Akershus grense- Vinterbro 3A_1 Pel P7/11 Refraksjonsseismikk Profil P7/11, 0-175m

27 P8/11 N: Ø: P8/11, 0-240m E m/s 4000 m/s 5600 m/s P8/11, m N: Ø: m/s 4000 m/s 5700 m/s Tegnforklaring Terrengoverflate Laggrense i løsmasser Fjelloverflate Laggrense i fjell E18 Parsell: Akershus grense- Vinterbro 3A_3, ca. pel Refraksjonsseismikk Profil P8/11, 0-370m

28 Vedlegg 1 Side 1 av 1 REFRAKSJONSSEISMISK METODEBESKRIVELSE Den refraksjonsseismiske metoden blir brukt for å a) bestemme dybden til refraktorer (laggrense til lag med økende seismisk hastighet) og for å b) bestemme forandring av hastighet i fjellgrunnen. Dette er mulig fordi den refraksjonsseismiske undersøkelsesmetoden benytter seismiske lydbølger som blir kritisk refraktert = maksimalt refraktert. Etter refraksjon (avbøyning,) vil disse lydbølgene bevege seg parallelt med og med samme hastighet som refraktoren. Etter å ha blitt generert på overflaten vil lydbølgene til slutt returnere tilbake dit. De har da beveget seg NED gjennom bakken til en refraktor, PARALLELT langs etter refraktoren og til slutt OPP til overflaten. Den tilsynelatende seismiske hastigheten som blir målt på overflaten er lik med den seismiske hastigheten til refraktoren. Gangtiden, den totale tiden langs hele gangveien, blir registrert (figur 1) og brukt for å beregne sann lydhastighet og korrekt dybde til refraktoren. I en flerlagsmodell kommer de refrakterte lydbølgene fra hvert enkelt lag til å returnere til overflaten. Den først ankomne lydbølgen til hver enkelt geofon/hydrofon blir brukt i beregningene. Et lag må være tykkere enn summen av overliggende lag for å bli oppdaget i registreringene. Nøyaktigheten i beregning av lagtykkelse er tradisjonelt satt til to meter eller 20 % for å sikre mot beregningsfeil i tilfelle skjulte lag er tilstede i løsmassene. Figur 1: Prinsippet for refraksjonsseismiske målinger. a) En hydrofonkabel blir lagt ut på sjøbunnen (venstre) eller b) Geofoner på bakken blir koblet til en landkabel. En seismisk energikilde genererer lydbølger ved sjøbunnen eller markoverflaten. Gangtider til hver enkelt hydrofon/geofon blir registrert på en seismograf. Posisjonering Hydrofonkablen blir posisjonert på sjøbunnen med hydroakustisk posisjonering. Ved å detonere sprengkapsler i seks kjente posisjoner i vannoverflaten og måle gangtiden til hver enkelt hydrofon kan posisjonen for disse på sjøbunnen beregnes. Figur 2 viser en grafisk presentasjon av innmålingen. Figur 2: Hydroakustisk posisjonering av en hydrofonkabel på sjøbunnen. Gangtidene fra seks individuelle detonasjoner blir registrert.

29 Vedlegg 2 Side 1 av 1 VEDLEGG 2: Tegnforklaring