Fellesprosjektet Ringeriksbanen og E16 (FRE16) Sundvollen/Høgkastet - Bymoen Detaljplan og teknisk plan Fagrapport Ingeniørgeologi Strekning 3

Transkript

1 Sundvollen/Høgkastet - Bymoen Fagrapport Ingeniørgeologi Strekning 3 Andre utgave KYC AAR MFR 01A Første utgave GGR KYC MFR 00A Høringsutgave KYC GGR MFR Revisjon Revisjonen gjelder Dato Utarb. av Kontr. av Godkj. av Sider: 56 Tittel: Sundvollen/Høgkastet - Bymoen Fagrapport Ingeniørgeologi Strekning 3 Prosjekt: Fellesprosjektet Parsell: 30 Produsert av: Prod.dok.nr.: Erstatter: Erstattet av: Dokumentnummer: Drift dokumentnummer: Revisjon: Drift rev.:

2 2 av 56 FORORD Samferdselsdepartementet har bedt Bane Nor og Statens vegvesen om å igangsette planlegging av videre planlegging av E16 Skaret Hønefoss. Samferdselsdepartementet har gitt premisser for planarbeidet. E16 Høgkastet Hønefoss skal gjennomføres som et felles prosjekt med en felles reguleringsplan. Bane Nor er tiltakshaver på vegne av Statens vegvesen og Bane Nor. Planprosessen skal gjennomføres som statlig reguleringsplan. Kommunal og moderniserings-departementet har som statlig planmyndighet ansvar for behandling og fastsetting av de plandokumentene som utarbeides. E16 på strekningen fra Skaret til Høgkastet (sør for Sundvollen) skal planlegges og gjennomføres som et eget vegprosjekt lagt under Statens vegvesen. Planprosessen skal gjennomføres som kommunal reguleringsplan i Hole kommune. Konsulentgruppen NAA, som er et samarbeid mellom firmaene Norconsult AS, Dr.Ing.A.Aas-Jakobsen AS og Asplan Viak AS, bistår Statens vegvesen og Bane Nor i utarbeidelsen av de to reguleringsplanene. Av praktiske grunner er arbeidet med planområdet delt i 5 strekninger: Strekning 1: Ringeriksbanen fra Jong til Sundvollen Strekning 2: E16 fra Skaret til Høgkastet Strekning 3: Ringeriksbanen fra og med Sundvollen stasjon og E16 Høgkastet til Bymoen Strekning 4: E16 fra Bymoen til Styggedalen Strekning 5: E16 fra Styggedalen til og med Hønefoss stasjon og krysset på E16 ved Ve Foreliggende fagrapport inngår i arbeidet med teknisk plan / detaljplan som er en del av grunnlaget for reguleringsplanene som legges frem for offentlig ettersyn høsten 2017.

3 3 av 56 INNHOLDSFORTEGNELSE FORORD... 2 INNHOLDSFORTEGNELSE INNLEDNING GENERELT GEOTEKNISK KATEGORI (GK) Pålitelighetsklasse og kontrollomfang under planlegging Innvirkning av geoteknisk kategori på prosjekteringen GRUNNLAGSMATERIALE UTFØRTE GRUNNUNDERSØKELSER (FAKTADEL) GENERELT GEOLOGISK OG INGENIØRGEOLOGISK KARTLEGGING FLYMÅLINGER (AEM) RESISTIVITETSMÅLINGER INNMÅLING AV BERGBLOTNINGER GRUNNBORINGER HYDROGEOLOGISKE UNDERSØKELSER Eksisterende brønner Geotekniske grunnundersøkelser GRUNNFORHOLD (FAKTADEL) TOPOGRAFI KVARTÆRGEOLOGI/LØSMASSER BERGGRUNNSGEOLOGI Generelt Tektonikk og strukturgeologi Opptreden av bergarter Oppsprekking INGENIØRGEOLOGISKE VURDERINGER (TOLKNINGSDEL) GENERELT Bergarter Detaljoppsprekking Svakhetssoner BERGOVERDEKNING OG BERGSPENNINGER OMRÅDER MED ANTATT KOMPLISERTE/VANSKELIGE GRUNNFORHOLD USIKKERHET I GEOLOGI OG GRUNNFORHOLD PÅHUGG Banetunnel A Banetunnel B Banetunnel C og vegtunnel B Vegtunnel A TVERRSLAG OG RØMNINGSTUNNEL Tverrslag/rømningstunnel Øverjordet Tverrslag Viksenga DRIVEFORHOLD Generelt Borbarhet og sprengbarhet Stabilitet og sikring Anbefalte tiltak ved driving av tunnel SKRED HENSYN TIL EKSISTERENDE BEBYGGELSE OG INFRASTRUKTUR BRUKSOMRÅDER TUNNELSTEIN Fyllmasse Vegbygging... 43

4 4 av Betongtilslag HYDROGEOLOGISKE VURDERINGER (TOLKINGSDEL) GRUNNVANNSNIVÅ OG STRØMNINGSFORHOLD INNLEKKASJEPOTENSIAL VANNBALANSE OG INFLUENSSONE BESTEMMENDE FAKTORER FOR TETTEKRAV Naturmiljø Potensiale for setningsskader Grunnvannsressurser TETTEKRAV INJEKSJON VIDERE ARBEID SUPPLERENDE GRUNNUNDERSØKELSER FOR UNDERSØKELSE AV BERGOVERDEKNING HYDROGEOLOGISKE UNDERSØKELSER UNDERSØKELSER AV BYGNINGERS FUNDAMENTERING RYSTELSER DOKUMENTINFORMASJON DOKUMENTHISTORIKK REFERANSELISTE... 55

5 5 av 56 1 INNLEDNING 1.1 Generelt Strekning 3 består av Ringeriksbanen fra Sundvollen til Bymoen og ny E16 fra Høgkastet til Bymoen. Det planlegges ny vegstrekning i området Elstangen/Rørvika sør for bruene over Kroksund og tunneler for veg og jernbane nord for bruene over Kroksund: Banetunnel (Ringeriksbanen): Dobbeltspor, enkeltløps bane fra Kroksund til Bymoen Ca. 3,2 km, fra ca. km til km ca Planlagt teoretisk sprengningsprofil med bredde på 13,9 m og tverrsnitt på ca. 123 m 2. Vegtunnel (E16): 4-felts motorveg, toløps veg fra Rudsøgarden til Bymoen Ca. 3,1 km, fra profil ca til profil ca Planlagt tverrsnitt for hvert løp er T10,5, dvs. ifølge [1] et teoretisk sprengningstverrsnitt på ca. 79 m 2. Figur 1.1 viser et oversiktskart med traséene for tunneler samt kryss og lokalveger. Delstrekningen mellom Manaskardbekken og Sundvollen (veger sør for bruene over Kroksund) ligger innenfor aktsomhetssoner for snøskred samt for jord- og flomskred. Det er også lokale brattskrenter hvor steinsprang kan forekomme i området. Denne rapporten omhandler de ingeniørgeologiske og hydrogeologiske forholdene for tunnelene. Skred- og steinsprangfare er også vurdert for området mellom Manaskardbekken og Sundvollen. Banetunnelen starter i sørøst ved byggefeltet ved Kroksund mens vegtunnelen har påhugg ved Rudsøgarden. Begge tunnelene føres i felles korridor fra Smiujordet/Vik og videre nordover, og ender på Kjellerberget, sør for Selteveien (Figur 1.1). Banetunnelen sør for Gjesval vil gå under bebyggelsene ved Kroksund, Hjulmakerveien og ved Øverjordet. Begge tunnelene vil gå under bebyggelsene ved Gjesval og fra Sørenga til Viksenga. Resultater fra grunnundersøkelser viser at strekningene vil krysse tre dyprenner der bergnivået ligger dypt (opp mot 20 til 45 m under terreng). Disse dyprennene ligger henholdsvis ca. 100 m nord for påhugget til banetunnel A (dyprenne 0), sørvest for Vik (dyprenne 1) og på Viksenga (dyprenne 2), se Figur 1.1). Gjennom løsmassesonen i dyprenne 0 antas det at banetunnel A vil drives med grunnforsterkning fra overflaten eller betongtunnel i byggegrop. Banetunnel gjennom dyprenne 1 og både bane- og vegtunnelene gjennom dyprenne 2 skal bygges som betongtunneler i byggegrop gjennom løsmassene. Prosjektering for kryssing av dyprenner omhandles i geoteknisk fagrapport, rapport nr. FRE-30-A Bergtunnelene på strekning 3 er dermed delt opp i tre bergtunneler for jernbane (banetunnel A, B og C) og to bergtunneler for veg (vegtunnel A og B). Se Figur 1.1 og Tabell 1.1 for plassering og benevnelse av bergtunnelene samt tunnelpåhuggene.

6 Fellesprosjektet 6 av 56 Dyprenne 2 Dyprenne 1 Figur 1.1: Oversiktsfigur strekning 3 for Ringeriksbanen/ny E16. Traséen for jernbane og veg er henholdsvis markert i blått og rosafarget. Betongtunneler er markert i purpurfarget. Det vises også forslåtte tverrslag/rømningstunnel ved Øverjordet for banetunnelen og Viksenga for vegtunnelene.

7 7 av 56 Tabell 1.1 Oversikt over plassering av påhugg og retning på og tunnelene. Banetunnel A Banetunnel B Banetunnel C Søndre påhugg Km ca Km ca Km ca Nordre påhugg Km ca Km ca Km ca Lengde ca m ca m ca. 101 m Søndre påhugg Nordre påhugg Lengde Vegtunnel A Profil ca (nordgående) Profil ca (sørgående) Profil ca (nordgående) Profil ca (sørgående) ca m (nordgående) ca m (sørgående) Vegtunnel B Profil ca (nordgående) Profil ca (sørgående) Profil ca (nordgående) Profil ca (sørgående) ca. 110 m (nordgående) ca. 112 m (sørgående) Det forutsettes at vegtunnel A skal gå i berg. Dagens trasé for vegtunnel A vil muligens endres for å få tilstrekkelig bergoverdekning etter denne rapporten er utgitt (f.eks. flyttes noe vestover eller senkes under dyprenne 1 etter supplerende grunnundersøkelser). Det er registrert flere kultur-/og miljøminner som vesentlig kan påvirkes ved driving av tunneler på strekningen. Blant annet ved jordet NV for søndre påhugg for banetunnel A (Øverjordet), rett ved søndre påhugg for vegtunnel A (Rudsøgarden), og SØ-siden av Kjellerberget. Detaljer om konsekvenser for kultur-/og miljøminner i området samt anbefalte kompenserende tiltak er beskrevet i FRE-00-A (Temautredning kulturmiljø). 1.2 Geoteknisk kategori (GK) Pålitelighetsklasse og kontrollomfang under planlegging Ifølge prosjekteringsforutsetninger [2] settes Geoteknisk kategori (GK) i henhold til NS-EN :2004+NA:2008 Eurokode 7: Geoteknisk prosjektering Del 1: Allmenne regler og Veileder for bruk av Eurokode 7 [3]. Til fastsettelse av kravene til geoteknisk prosjektering er det innført 3 geotekniske kategorier. Det er mulighet for å differensiere på geoteknisk kategori innenfor prosjektet. I Eurokode 7 er følgende definisjoner lagt til grunn. "GK 1 bør bare inkludere små og relativt enkle konstruksjoner. GK 2 omfatter konvensjonelle typer konstruksjoner og fundamenter uten normale risikoer eller vanskelige grunn- eller belastningsforhold. GK 3 bør omfatte konstruksjoner eller deler av konstruksjoner som faller utenfor grensene for GK 1 eller 2." GK er en funksjon av prosjektets pålitelighetsklasse (Consequence Class/Reliability Class) og vanskelighetsgrad, se Tabell 1.2. Tabell 1.2. Bestemmelse av geoteknisk kategori etter Eurokode 7, anbefalt kategori er markert med stjerne. Pålitelighetsklasse Vanskelighetsgrad Lav Middels Høy CC/RC CC/RC /3 CC/RC 3 2 2/3* 3 CC/RC 4 MERKNAD: *) Anbefalt geoteknisk kategori Vurderes særskilt (gjelder hovedsakelig atomreaktorer og lagre for radioaktivt avfall)

8 8 av 56 Tabell 1.3 angir pålitelighetsklassedifferensiering og kontrollomfang for prosjektering. I NS-EN 1990:2002+NA:2016 (Eurokode 0 Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner) [4] stilles det krav om utvidet kontroll av geoteknisk (bergteknisk) prosjektering for objekter innenfor pålitelighetsklasse 3. Hva prosjekteringskontrollen skal omfatte er definert i Eurokode 0, nasjonalt tillegg NA.A1.3.1 [4]. Tabell 1.3 Pålitelighetsklasse og krav til graden av prosjekteringskontroll. Pålitelighetsklasse Beskrivelse Eksempel på bygg og Anbefalte (CC/RC) anlegg minstekrav for kontroll 1 Liten konsekvens i Landbruksbygninger der Normal kontroll form av tap av mennesker vanligvis ikke menneskeliv, og små oppholder seg (f.eks. eller uvesentlige lagerbygninger), drivhus økonomiske, sosiale eller miljømessige konsekvenser 2 Middels stor konsekvens i form av tap av menneskeliv, betydelige økonomiske, sosiale eller miljømessige konsekvenser 3 Stor konsekvens i form av tap av menneskeliv, eller svært store økonomiske, sosiale eller miljømessige Boliger og kontorbygg, offentlige bygninger der konsekvensene av brudd er betydelige (f.eks. et kontorbygg) Normal kontroll Tribuner, offentlige Utvidet kontroll bygninger der konsekvensene av brudd er store (f.eks. en konserthall) konsekvenser 4 Vurderes særskilt Skal spesifiseres Innvirkning av geoteknisk kategori på prosjekteringen Det anbefales å klassifisere bergtunneler innenfor pålitelighetsklasse 3. I henhold til Eurokode 0 utløses det dermed behov for utvidet kontroll i prosjekterings- og utførelsesfase. Det anses at grunnforholdenes vanskelighetsgrad på strekninger er middels, det vil at "noe uoversiktlige eller vanskelige grunnforhold og et prosjekt som er påvirket av grunnforholdene. Grunnforholdene kan fastlegges med rimelig grad av nøyaktighet. Tilfredsstillende erfaringer fra tilsvarende grunnforhold og konstruksjoner kan dokumenteres". Ifølge Tabell 1.2 vil GK for bergtunnelene på strekning 3 havne i GK 2 eller GK 3. I henhold til prosjekteringsforutsetninger for prosjektet [2] plasseres bergtunnelene på strekning 3 foreløpig i GK 3. På dette planstadiet er det vurdert at enkelte strekninger i bergtunnelene krever ekstra fokus til tross for at alle tunnelene er definert inn i GK 3: Tunnelene vil krysse dyprenner hvor det vil være manglende eller liten bergoverdekning, f.eks. i dyprenne 0 for banetunnel og under dyprenne 1 for vegtunnel. Flere tunnelpåhugg har usikker bergmassekvalitet, f.eks. søndre og nordre påhugg for banetunnel A, nordre påhugg for banetunnel B og vegtunnel A, samt søndre påhugg for banetunnel C og vegtunnel B. Tunnelene vil gå under områder med tett bebyggelse, f.eks. bebyggelse på søndre Gjesvalåsen, mellom Sørenga og Borgestad og ved Viksenga.

9 9 av Grunnlagsmateriale Det er benyttet materiale fra to tidligere prosjekter ved utarbeidelse av denne rapporten; utredning for E16 Rørvik Vik i 1998 og utredning for trasealternativer for Ringeriksbanen i 1997/1998. I tillegg er det benyttet rapporter og en geologisk guide som omhandler litologi og strukturgeologi i Ringerike. Rapporter Hjelseth, E. (2010): Caledonian structuring of the Silurian succession at Sundvollen, Ringerike, southern Norway. Masteroppgave. Universitetet i Oslo. NGI (1997): Ringeriksbanen. Vurdering av vannlekkasjer og tetthetskrav i tunnelene. Teknisk notat nr , revidert NGI (1997): Ringeriksbanen. Ingeniørgeologisk vurdering. Rapport nr , revidert NGI (1998): Ringeriksbanen. Hydrogeologisk vurdering. Rapport nr NGU (1998): Ringeriksbanen, hydrogeologi. Rapport nr NGU (2003) Rapport Hydrauliske egenskaper i løsmasser og fjell sett i sammenheng med EU-direktiv for deponering av avfall. NGU (2009) Rapport 2009/066. Statistikk vanngiverevne i forskjellige bergarter. ForForUT deloppgave 3. Statusrapport Norconsult (2000). Nytt dobbeltspor Skøyen Asker. Parsell Jong Asker. Fagrapport hydrogeologi. Statens vegvesen (1997): Rapport nr. Fd470B Statens vegvesen (1998): Laboratorierapport. Grunnundersøkelse for: EV16 HP01: Akershus Gr. - Sundvollen og HP02: Sundvollen - Hønen X 241 Parsell: Rørvik Vik, alternativ 1 og 2. Rapport nr. Fd353A Statens vegvesen, Publikasjon nr Miljø- og samfunnstjenelige tunneler. Undersøkelser og krav til innlekkasje for å ivareta ytre miljø. Whitaker, J.H. McD. (1997): A guide to the geology around Steinsfjord, Ringerike. Universitetsforlaget. Worsley, D., Aarhus, N., Bassett, M.G., Howe, P.A., Mørk, A. og Olaussen, S. (1983): The Silurian succession of the Oslo Region. NGU 384, Kart/Databaser NGU (1978): Løsmassekart 1815 III Hønefoss, 1: NGU (2003): Berggrunnskart 1815 III Hønefoss, 1:50 000, foreløpig utgave. NGU (2006): Oslofeltet berggrunnskart, 1: NGU brønndatabase (GRANADA) Nedbør- og klimadata fra NVE og eklima.no

10 10 av 56 2 UTFØRTE GRUNNUNDERSØKELSER (FAKTADEL) 2.1 Generelt Det er utført grunnundersøkelser for Regulerings-/detaljplan for strekningen høsten 2016 og vinteren 2016/2017. Det er også utført tidligere grunnundersøkelser i forbindelse med nærliggende prosjekter i området; utredning for trasealternativer for Ringeriksbanen på slutten av 90-tallet og utredning for E16 Rørvik Vik. Grunnundersøkelsene som er benyttet i denne rapporten består totalt av: Ingeniørgeologiske undersøkelser utført i forbindelse med Regulerings-/detaljplan: Geologisk/ingeniørgeologisk kartlegging av strekningen. Flymålinger (AEM) over strekningen. Resistivitetsmålinger over traséen for vegtunnel A i dyprenne 1 og ved Borgestad. Innmåling av bergblotninger i området. Undersøkelser av dybde til berg ved påhugg og ved utvalgte områder over tunnelene (totalsonderinger). Hydrogeologiske undersøkelser utført i forbindelse med Regulerings-/detaljplan. Måling av vannstand i tilgjengelige eksisterende brønner i forbindelse med hydrogeologiske vurderinger. Relevante ingeniørgeologiske undersøkelser utført i forbindelse med utredning for trasealternativer for utredning for E16 Rørvik Vik: Undersøkelser av dybde til berg ved utvalgte områder over traséen (total-, dreie- og enkel sonderinger). 2.2 Geologisk og ingeniørgeologisk kartlegging Geologisk og ingeniørgeologisk kartlegging av strekningen i forbindelse med Regulerings-/detaljplan ble utført ved utvalgte bergblotninger i området mellom Kroksund og Bymoen, blant annet i bakken ved Kroksund hvor søndre påhugg for banetunnel A og vegtunnel A skal plasseres, ved Kjellerberget hvor nordre påhugg for banetunnel C og vegtunnel B skal plasseres, i Gjesvalåsen, i vegskjæringer langs Gamleveien, Fekjærveien og Røyseveien samt langs E16 mellom Garntangen og Holeveien. De befarte lokalitetene er vist på tegning FRE-30-V Hensikten med geologisk kartlegging er å vurdere bergartstyper og geologiske strukturer i området for å forstå berggrunnsgeologien i området og kunne vurdere geologien langs tunneltraséene. Hensikten med ingeniørgeologisk kartlegging er å vurdere bergmassekvaliteten langs strekningen. Ved ingeniørgeologisk kartlegging er det lagt vekt på registrering av sprekkenes orientering samt Q- parametere (dvs. RQD, sprekkeruhetstall (Jr) og sprekkefyllingstall (Ja)) og registrering av svakhetssoner og ganger som bergtunnelene vil krysse. Resultatene fra geologisk/ingeniørgeologisk kartlegging er angitt i Avsnitt 3.3 i denne rapporten og vist på tegningene FRE-30-V-23001, FRE-30-V til og FRE-30-V til Flymålinger (AEM) I forbindelse med Regulerings-/detaljplan er det utført flymålinger i form av resistivitetsmålinger fra luften (Airborne ElectroMagnetic-AEM) langs strekningen mellom Kroksund og Bymoen. AEM-undersøkelsen ble utført av NGI i juni Flyvningene med AEM på strekning 3 dekket en korridor på ca m på hver side av de planlagte traséen. Hensikten med AEM-undersøkelsene er å vurdere løsmassemektigheten og grovt kartlegge grunnforholdene langs strekningen. Resultatene fra AEM-undersøkelsen er oppsummert i rapporten AEM-målinger Ringeriksbanen. Datarapport data. NGI rapportnr R rev [5]. Resultatene er i hovedsak benyttet til å vurdere bergnivået og planlegge geotekniske grunnundersøkelser i dette prosjektet.

11 11 av Resistivitetsmålinger Det er utført 2D-resistivitetsmålinger over traséen for vegtunnel A i dyprenne 1 ved Vik og ved Borgestad for kontroll av beliggenhet av bergoverflaten. Målingene er utført av NGI i vinteren 2016/2017. Det er utført 4 profiler på Vik og 2 profiler på Borgestad. De utførte profilene er vist på tegning FRE-30-V Resultatene er presentert i egen datarapport, rapport nr. FRE-30-A Tabell 2.1 Oversikt over utført resistivitetsmålinger. Lokalitet Profil Målelengde (m) Måledybde (m) Vik 3GL01E GL02E GL03E GL06E Borgestad 3GL04E GL05E Innmåling av bergblotninger Det ble utført innmåling av berg i forbindelse med Regulerings-/detaljplan på strekningen i august 2016 av Scan Survey AS. Resultatene er oppsummert i rapport FRE-00-A [6]. 2.6 Grunnboringer Totalsonderinger og CPTU-sonderinger ble utført av Multiconsult høsten og vinteren 2016 i forbindelse med Regulerings-/detaljplan. Det ble utført sonderinger for å kartlegge løsmasseforhold og kontroll av bergoverdekning for tunnelene. Detaljer er gitt i Geoteknisk datarapport, FRE-30-A [7]. Plassering av borpunktene er vist på tegning FRE-30-V Hydrogeologiske undersøkelser Eksisterende brønner NGUs brønndatabase, Granada [8], gir en oversikt over et utvalg av eksisterende brønner i det aktuelle området; både energi- og vannforsyningsbrønner (Figur 2.1). Samtlige brønner registrert i NGUs database i det aktuelle området er boret i berg. Databasen er erfaringsmessig mangelfull og registreringer i denne innehar usikkerhet. Det er gjennomført en innledende begrenset kartlegging med utgangspunkt i NGUs brønndatabase, hvor informasjon om plassering og forfatning av brønner er innhentet fra utvalgte grunneiere. For informasjon om grunnvannsnivå er fokus så langt rettet mot vannforsyningsbrønner, da energibrønner normalt ikke er tilgjengelig for målinger. Den innledende kartleggingen viser at enkelte brønner i NGUs database ikke lenger eksisterer, samt at det forekommer brønner som ikke er registrert i databasen. En systematisk kartlegging av private brønner anbefales. Dette vil utgjøre supplerende vurderingsgrunnlag for mulige konflikter med utbyggingen. I NGUs brønndatabase er stabil vannstand etter boring kun oppgitt for fire brønner, hvorav nærmeste brønn ligger >250 m øst for trasé (se plassering Figur 2.1). Oppgitt vannstand varierer i størrelsesorden 2-17 m under terreng. Målingene anses som usikre. Den innledende kartleggingen avdekket også gravde brønner ved hhv. Borgen og Løken (se Figur 2.1). Målinger i desember 2016 viser vannstand rett under terreng, og brønnen ved Borgen har ifølge brønneier historisk sett vist tilsvarende stabilt høye nivåer og godt tilsig, også i tørre perioder med lite nedbør. Brønnen står på et jorde med god matjord og massene omkring brønnen består av jord og sand, trolig med en del finstoff. Figur 2.1 og Tabell 2.2 viser plassering av eksisterende brønner og registrert grunnvannstand, angitt som målt dybde under terreng og omtrentlig kote. Vannstanden i de gravde brønnene (Borgen og Løken) ble peilet den og gir informasjon om grunnvannstand i løsmassene. Vannstanden i energibrønnene (angitt med brønnummer), som gir informasjon om vanntrykket i berget, er tatt fra GRANADA og må antas å være usikre. Det er etablert poretrykksmålere i flere nivåer ifm. dyprenne 0, 1 og 2, samt nord for Kjellerberget, hhv. borpunkt 3G08011, 3G11009, 3G14008 og 4C01003 (se plassering Figur 2.1). Måleresultater fra

12 12 av 56 perioden november 2016 til februar 2017 er nærmere omtalt under, sammen med geotekniske undersøkelser. Tabell 2.2: Grunnvannstand i eksisterende brønner angitt som dybde under terreng og omtrentlig kote. Koordinater er gitt i NTM10. Brønnummer/ Dybde til vannstand Ca. kote x (NTM10) y (NTM10) Navn fra terreng (m) vannstand (moh.) Type/kilde Fjellbrønn. GRANADA Fjellbrønn. GRANADA Fjellbrønn. GRANADA Fjellbrønn. GRANADA. Gravd brønn. Info Borgen ,6 92 fra grunneiere. Gravd brønn. Info fra Løken ,3 87 grunneiere.

13 13 av 56 Figur 2.1: Plassering av brønner og poretrykksmålere, vist på NGUs løsmassekart (N50). Det er etablert poretrykksmålere i 2-3 nivåer i hvert punkt Geotekniske grunnundersøkelser Geotekniske undersøkelsene er beskrevet i fagrapport geoteknikk, FRE-30-A Det er her kun omtalt undersøkelser gjort ifm. nedsetting av poretrykksmålere, samt resultater fra disse målerne. Plassering av poretrykksmålerne er vist i Figur 2.1. Poretrykksvariasjoner og nedbør fra november 2016 til februar 2017 er vist i Figur Figur 2.4. Grafene er korrelert for lufttrykk (midlet over ett døgn). Lufttrykks- og nedbørsdata er hentet fra eklima.no, målestasjon, ved Høyby, Hønefoss. Det lokale lufttrykket og nedbørsmengden der poretrykksmålerne er plassert vil trolig være noe forskjellig. Sonderboringer i dyprenne 0 ved Kroksund viser dybde til berg opp mot 20 m. Massene består av tørrskorpe, deretter siltig leire over berg. I enkelte punkter er det registrert grovere masser med mektighet på inntil 7 m i overgangen mellom leire og berg. Det er etablert poretrykksmålere i tre nivåer, hhv. 5, 10 og 15 m under terreng (m u.t.), i borpunkt 3G Dybde til berg er rundt 17,5 m i dette

14 14 av 56 punktet, og det er registrert 2 m grovere masser i overgangen. Foreløpige resultater viser at trykket avtar mot dypet (Figur 2.2). Stigehøyden på poretrykket i den grunneste måleren står over terrengnivå. Det er ikke kjent hva som er årsaken til det høye trykket her. Målerne ble installert den , og bruker normalt et par uker på å stabilisere seg, som betyr at grafen trolig ikke er helt representativ for faktisk poretrykk de første ukene i desember. Det er ikke en entydig sammenheng mellom poretrykk og nedbør, men de dypere målerne viser en viss tendens til reduksjon i poretrykk i perioder med lite nedbør. 3G08011 Potensialnivå (moh) 96,00 95,00 94,00 93,00 92,00 91,00 90, Nedbør (mm) 89, m dybde 10 m dybde 15 m dybde Terreng Manuell avlesing 5 m Manuel avlesing 10 m Manuel avlesing 15 m Nedbør Figur 2.2: Poretrykksvariasjoner i tre nivåer i borpunkt 3G0811 vist sammen med nedbørshendelser. Manuelle avlesinger er vist som prikker. Borpunktet er satt ifm. dyprenne 0 rett vest for Kroksund. Totalsonderinger i dyprenne 1 ved Smiujordet/Vik viser opp mot 40 m leire over berg. Enkelte boringer viser innslag av tynne, hardere lag mot dypet i leiren, men det er ingen indikasjoner på drenerende lag i overgangen mellom leire og berg. Det er etablert poretrykksmålere i tre nivåer, hhv. 3, 6 og 10 m u.t. i borepunkt 3G Dybde til berg er her ca. 17 m. Variasjoner i poretrykk er vist på Figur 2.3. Målerne ble installert den og målingene er derfor noe ustabile i starten av november. På lik linje med målerne i dyprenne 0, viser målerne her en avtagende trend utover vinteren. Måleren plassert på 3 m dybde viser størst variasjoner, dels lite sammenfallende med nedbørshendelser. Årsaken til at poretrykket målt ved manuell avlesing er forskjellig fra tidsserien er ikke kjent, men skylder trolig delvis usikkerheten i lufttrykket. Poretrykket i overgangen til berg er ikke kjent, men basert på trenden med økende trykk mot dypet, forventes trykket i overgangen til berg å være enda høyere enn ved måleren på 10 m.

15 15 av 56 3G , ,6 12 Potensialnivå (moh) 69,4 69, Nedbør (mm) 68,8 2 68, Terreng 3 m dybde 6 m dybde 10 m dybde Manuel avlesing 3 m Manuel avlesing 6 m Manuel avlesing 10 m Nedbør Figur 2.3: Poretrykksvariasjoner i tre nivåer i borpunkt 3G1109. Manuelle avlesinger er vist som prikker. Borpunktet er satt ifm. dyprenne 1 mellom Gjesval og Løkenmoen. Dyperenne 2 ved Viksenga består av løsmasseavsetninger opp mot 40 m mektige. Sonderinger indikerer tørrskorpe over leire med enkelte lag av silt/sand, ned til rundt 12 m dybde. Videre er det vekselsvis siltig leire og siltig, leirig finsand ned til rundt 25 m dybde, og deretter noe grovere og mer homogen sand over berg. Basert på CPTU-resultatene kan det se ut som poretrykket reduseres markant i de grove massene. Det er etablert poretrykksmålere i tre nivåer, hhv. 4, 6 og 10 m u.t. i borepunkt 3G Variasjoner i poretrykk er vist sammen med nedbør på Figur 2.4. Nederste måler viser mye lavere trykk enn hydrostatisk trykk, og mindre stigehøyde enn målerne som er plassert høyere opp i leiravsetningen. Dette understøtter antagelsen om poretrykksreduksjon i underliggende grovere masser og at disse er drenerende. Alle målerne viser avtagende poretrykk utover vinteren og variasjoner som delvis sammenfaller med nedbørshendelser.

16 16 av 56 94,00 3G , ,00 10 Potensialnivå (moh) 91,00 90,00 89,00 88, Nedbør (mm) 87, , m dybde 6 m dybde 10 m dybde Terreng Manuel avlesing 4 m Manuel avlesing 6 m Manuel avlesing 10 m Nedbør Figur 2.4: Poretrykksvariasjoner i tre nivåer i borpunkt 3G Manuelle avlesinger er vist som prikker. Borpunktet er satt ifm. dyprenne 2 ved Viksenga sørøst for Kjellerberget. Nord for Kjellerberget er det løsmasseavsetninger stedvis over 40 m tykke; derav rundt 25 m leire øverst og 15 m grove masser over berg. Det er satt ned poretrykksmålere i to nivåer, ca. 5 og 12 m dybde, i borepunkt 4C01003, rett nord for Selteveien (se plassering i Figur 2.1). I området rundt målerne er det leire med enkelte tynne siltlag ned til 18 m dybde, med grove masser under. I måleren på 5 m dybde er det målt poretrykk den , som tilsvarer et vannivå ca. 2 m under terreng (ca. kote 74), mens i måleren på 12 m dybde er det målt vannstand 6,3 m under terreng (ca. kote 70,3). Årsaken til avtagende poretrykk med dypet er ikke kjent, men kan indikere at massene under leiravsetningen er drenerende.

17 17 av 56 3 GRUNNFORHOLD (FAKTADEL) 3.1 Topografi Topografien i området for strekning 3 er skiftende SØ for Gjesval. Den stiger fra kote ca. +63 i Steinsfjorden i SØ og varierer over flere høydekoller til Gjesvalåsen. Disse høydekollene har en markert SØ/NV-retning. Blant annet ligger to høydepunkter på kote ca nord for Rudsøgarden, og på kote ca på Gjesvalåsen, som er det høyeste punktet i området. Fra Gjesvalåsen mot NV avtar topografien trinnvis, først på det flate gårdsområdet ved Gjesval på kote ca. +98 og så videre ned i dyprenne 1 ved Vik/Sørenga på kote mellom ca. +69 og +75. NV for dyprenne 2 fra boligområdet på Løkenmoen til Kjellerberget ligger topografien på kote mellom ca. +94 og Dyprenne 2 ved Viksenga, som ligger på kote +94 til +100, er relativt flat og danner et nedsenket område med SØ/NV-retning. NV-siden av Kjellerberget faller bratt fra kote ca til ca. +84 m på Selteveien. Figur 3.1 Topografien i området for strekning 3.

18 18 av Kvartærgeologi/løsmasser Strekningen ligger under marin grense. I følge løsmassekart fra NGU (vist i Figur 3.2) er strekningen i stor grad dekket med marine avsetninger. I områder uten marine avsetninger varierer overflaten mellom bart fjell og dekket av forvitringsmateriale. Generelt er det på de topografiske høydekollene at bergblotninger kan observeres (Gjesvalåsen, Løkenmoen, Viksåsen og Kjellerberget). Tre områder på strekningen har store løsmassemektigheter. Disse områdene ligger nord for påhugget for banetunnelen ved Kroksund (dyprenne 0), Smiujordet/Vik (dyprenne 1) og Viksenga (dyprenne 2). Basert på resultatene fra grunnundersøkelser i disse områdene er det løsmassemektigheter på opp mot 20 til 45 m. Resultater fra grunnboringer og resistivitetsmålinger i disse områdene er oppsummert i Tabell 3.1. Tabell 3.1 Oversikt over løsmassemektighet og typer i dyprennene på strekningen. Dyprenne nr. Beliggenhet Løsmassemektighet Løsmassetyper Bergnivå til sider 0 Kroksund Opp til ca. 20 m Tørrskorpe over siltig leire. I ett eller to av punktene er det Berg i dagen på begge sider morene over berg. 1 Smiujordet/Vik Opp mot ca. 40 m Tørrskorpe over siltig leire. Det påvises kvikkleire i prøveserien tatt midt på åkeren 2 Viksenga Opp til ca. 45 m Tørrskorpe over leire med lag silt/sand lag i øverst ca m. Under ligger fin til middels sand med enkelte innskutte silt og leire lag. Berg/grunt til berg på begge sider Grunt til berg på begge sider

19 Fellesprosjektet Figur 3.2 NGUs løsmassekart for den aktuelle strekningen. Kilde: [9]. 19 av 56

20 20 av Berggrunnsgeologi Generelt Kambro-silurbergartene som strekning 3 går igjennom ligger i den nordlige del av Vestfoldgrabenen, en asymmetrisk innsynkning begrenset mot øst av en stor normalforkastning (Oslofjordforkastningen) langs vestsiden av Nesodden (Figur 3.3). De underste og eldste bergartene i Vestfoldgrabenen består av ulike prekambriske gneiser, og kommer i dagen i området vest for Hønefoss. Strekning 3 Figur 3.3 Tektonisk hovedinndeling av Osloriften. Strekning 3 ligger i Vestfold grabenen, vest for Krokkleiva-Kjaglidalen transferforkastning (blå firkant). Kilde: [10]. Stratigrafisk over de prekambriske gneisene finner man fra nederst til øverst 5 grupper; Røykengruppen, Oslogruppen, Bærumsgruppen, Holegruppen og Ringeriksgruppen avsatt i tidsperiodene kambrium til silur (dvs. for millioner år siden) (Figur 3.4). Figur 3.5 viser antatt utbredelse av de ulike geologiske gruppene i Oslofeltet. Røykengruppen som domineres av leirstein og siltstein, med noe kalkstein/knollekalk i de stratigrafisk øvre deler, ligger med en avsetningskontakt til de prekambriske gneisen i vest. Grensen mellom de prekambriske gneisene og Røykengruppen heller svakt mot øst. Alunskifer som er vanlig i de stratigrafisk lavere deler av Røykengruppen i Østlandsområdet, er ikke registrert i bergblotninger langs strekning 3. Heller ikke i tunneltraséene forventes det at man påtreffer alunskifer.

21 21 av 56 Figur 3.4 Stratigrafisk søyle som viser mektigheter av ulike formasjoner som vil påtreffes på strekning 3 (Informasjon er hentet fra [11]). Håndtegnet av Arild Andresen.

22 22 av 56 Figur 3.5 Utbredelsen av ulike grupper i Oslofeltet. Kilde: [12]. Den overliggende Oslofjordgruppe består av leirskifer, slamsteiner, uren kalkstein (mergel) og kalk i veksling. En kalkholdig sandstein (Langøyformasjonen) er karakteristisk for de øverste 40 m av Oslofjordgruppen. Ca. 110 m med sandstein, slamstein, og leirskifer med enkelte kalksteinslag (Sælabonnformasjonen) dominerer den undre del av Bærumsgruppen. Over Sælabonnformasjonen finner man ca. 50 m med kalkstein og kalkholdig leirskifer tilhørende Rytteråkerformasjonen. Ca. 80 m med leirskifer, slamstein

23 23 av 56 og kalkstein tilhører den overliggende Vikformasjonen. Bruflatformasjonen, bestående av ca. 115 m sandstein, kalkholdig siltstein og kalk i veksling utgjør den øverste formasjonen innen Bærumsgruppen. Holegruppen, som ligger stratigrafisk over Bærumsgruppen, har i bunnen ca. 27 m med kalkstein (Braksøyformasjonen) i veksling med tynnere lag av kalkholdig slamstein og skifer. Den dominerende enhet innen Holegruppen er den 260 m mektige Steinsfjordformasjonen som består av skifer, siltig grågrønn mergelstein, rød dolomittholdig skifer, dolomitt og kalkstein i veksling. Den yngste sedimentære bergart som påtreffes langs strekning 3 utgjøres av rødvitrende sandstein i bunnen av den 1200 m Ringeriksgruppen. Mer finkornede siltlag og tynne konglomeratlag opptrer lokalt. De enhetene innen kambro-silurlagrekken man vil påtreffe ved driving av tunneler langs strekning 3 vil være formasjoner tilhørende Bærumsgruppen, Holegruppen og Ringeriksgruppen. Karakteristika for de ulike enheter er sammenfattet i Tabell 3.2. Et detaljkart som viser antatt utbredelse av de ulike formasjoner er gitt i Figur 3.6. Ifølge veilederen til Miljødirektoratet M [13] hører syredannende skifer ikke til disse gruppene. Alunskifer som er vanlig i de stratigrafisk lavere deler av Røykengruppen i Østlandsområdet, er ikke registrert i bergblotninger langs strekning 3. Det forventes dermed ikke at man påtreffer alunskifer i tunneltraséene. Karakteristika for de ulike enheter er sammenfattet i Tabell 3.2. Et detaljkart som viser antatt utbredelse av de ulike formasjoner er gitt i Figur 3.6. Tabell 3.2 Beskrivelse av bergartene (kun de som gjelder for strekning 3) (Informasjon er hentet fra [11]). Tegnforklaring Bergartsbeskrivelser Formasjons- Geologisk gruppe til Figur 3.6 tykkelse Syenittgang Varierer Diabasgang 33 Sandstein, rødbrun, siltstein og steddannede konglomerat. Sundvollformasjon. Skifer, siltig, grågrønn, mergelstein, rød, dolomittholdig skifer, dolomitt og kalkstein i veksling. Steinsfjordformasjon. 35 Ranbergleddet 36 Brattstadleddet 37 Sjørvoll-leddet 38 Kalkstein, underordnet mergelstein og leirskifer. Braksøyformasjon. 39 Sandstein, kalkholdig, siltstein, siltig skifer og kalkstein i veksling. Bruflatformasjon. 40 Skifer, siltig, mergelstein og kalkstein. Vikformasjon. 43 Storøysundleddet 44 Kalkstein og kalkholdig leirskifer. Midtre delen (25 m mektig) består vesentlig av tykke fossilrike kalksteinslag (tidl. Pentameruskalk). Rytteråkerformasjon. 45 Sandstein, siltstein og siltig leirskifer i veksling, med overvekt av sandstein i den midtre delen. Noen kalksteinslag. Sælabonnformasjon. 49 Kalkstein (kalkarenlitt), sedimentær kalkbreksje, sandstein, underordnet kalkholdig og siltig leirskifer. Langøyformasjon Varierer Ca. 500 m Ca. 260 m Ca. 27 m Ca. 115 m Ca. 80 m Ca. 50 m Ca. 110 m Ca. 40 m Ringeriksgruppen Holegruppen Holegruppen Bærumsgruppen Bærumsgruppen Bærumsgruppen Bærumsgruppen Oslogruppen

24 24 av 56 Figur 3.6 NGUs berggrunnskart som viser utbredelse av de ulike bergarter (formasjoner og grupper) langs strekning 3. Se Tabell 3.2 for beskrivelser. Kilde: [11]. Bergartene som er beskrevet over ble utsatt for sub-horisontal forkortning med tilhørende foldning i de marginale deler av den kaledonske fjellkjede. Den kaledonske fjellkjede var et resultat av kollisjon mellom litosfæreplatene Baltika og Laurentia for ca. 400 millioner år siden. De sentrale deler av denne fjellkjeden lå langs vestkysten av dagens Skandinavia (Vestlandet). I tiden etter sin dannelse for ca. 400 millioner år siden ble høyfjellsområdet som den kaledonske fjellkjede representerte utsatt for betydelig erosjon/nedbrytning. Resultatet var at store deler av Sør- Norge ble slitt ned til at lavtliggende slettelandskap I slutten av karbontiden (ca. 290 mill. år siden) trengte havet inn over dette slettelandskapet. Inntrengning av havet i sen karbon tid representere en tidlig fase av den etterfølgende riftdal-dannelse som nådde sitt klimaks i permisk tid [14]. Innsynkning med lokal inntrengning av havet i en stor N-S gående bukt førte til avsetning av m med konglomerat, sand og slam, og utgjør det man i dag kaller Askergruppen. Mens de underliggende bergarter er sterkt foldet og forkastet ligger Askergruppen mer eller mindre horisontalt over de overnevnte kambro-silur bergarter. Stratigrafisk over, og yngre enn Askergruppens sedimentære bergarter, finner man i store deler av Vestfoldgrabenen m med ulike lavabergarter; hvorav basalter og rombeporfyrer dominerer. Tykkelsen på de enkelte lavastrømmer endrer seg lateralt og vertikalt. Sedimentære og vulkanoklastiske avsetninger opptrer lokalt mellom de enkelte lavastrømmene. Lavabergartene i de vestlige deler av Krokskogen grupperes sammen i det som heter Krokskoggruppen.

25 25 av 56 Utstrømming av lavastrømmene i Krokskoggruppen var knyttet til Ø-V skorpestrekning med tilhørende riftdal-dannelse i Skagerak Østlandsområdet. Mye tyder på at den permiske skorpestrekning resulterte i dannelse av 4 halvgrabener (Figur 3.3). Disse er fra nord mot sør Rendalsgrabenen, Akershusgrabenen, Vestfoldgrabenen, og Skagerakgrabenen. Normalforkastningene utviklet i forbindelse med riftdaldannelse i permtiden hadde stort sett et strøk mellom NNV-SSØ og NNØ-SSV. Denne fasen med tektonisk aktivitet påvirket også de allerede foldede kambrosilurbergartene langs strekning 3. Permisk skorpestrekning og vulkanisme resulterte i inntrengning av gangbergarter langs strekning 3. De vanligste gangbergartene langs strekning 3 er (1) syenittganger/rombeporfyrganger og (2) diabasganger, se Figur Tektonikk og strukturgeologi Som det fremgår av beskrivelsen gitt i er bergartene langs strekning påvirket av (1) kaledonsk kompresjonstektonikk og (2) permisk ekstensjonstektonikk, noe som påvirker det geologiske kartbildet langs strekning 3. Mens området i vest, mellom Bymoen og Vik er dominerte av åpne NØ-SV orienterte folder, domineres området mellom Vik og Kroksund av en rekke N-S til NNØ-SSV orienterte normalforkastninger. Kaledonsk kompresjonstektonikk Kun enheter tilhørende Oslogruppen, Bærumgruppen og Holegruppen er blottlagt i dagen mellom Bymoen og Kroksund (se Figur 3.4 og Figur 3.5). Med bakgrunn i geologien på kartblad Lier hvor de laveste enhetene i kambro-silurlagrekken er blottet er det klart at et regionalt glideplan (decollementplan) er utviklet i de skifer-dominerte, inkompetente enhetene i Røykengruppen. Mer åpne asymmetriske folder, med NØ-SV orienterte foldeakser dominere de mer massive, sandrike enhetene og kalksteinene i Oslo- og Bærumsgruppene. Foldene som opptrer i den vestlige del av strekning hører til den siste kategorien strukturer. De NØ-SV orienterte åpne foldene kommer klart frem på kartblad Hønefoss (1:50 000) [11] og består fra NV mot SØ av (a) en åpen synklinal med Vikformasjonen i kjernen, (b) en antiklinal hvor Sælabonnformasjonen dukker opp i kjernen av folden (Borgenvika), (c) en nye synklinal (ved Rytteråke) og tilslutt (d) en antiklinal hvor Rytteråkerformasjonen er blottet i kjernen ved Limovnstangen. Fortsettelsen av Limovnsantiklinalen mot nord er uklar. Orienteringen av lagene mellom Vik og Kroksund tyder på at disse tilhører østflanken av Limovnstangantiklinalen; som igjen svarer til vestflangen av Ringsakersynklinalen. Ringsakersynklinalen har Ringeriksgruppen i kjernen; en tilsunelatende åpen synklinal med stor bølgelengde. Ringsakersynklinalens SØ dukker først opp igjen ved Sønsterud. Opptreden av små-skala folder er svært begrenset langs strekning 3. Et antiklinal-synklinal par med amplitude på ca. 5 m er registrert langs nåværende E16 (lokalitet 41 på tegning FRE-30-V-23001). Småskala folder med NØ-SV akseretning også observert av Hjelseth [15] flere steder langs stranden vestover fra Kroksund. I dette området er det også observert en del lav-vinklede revers-forkastninger hvor hengen har beveget seg mot NV («back-thrust»). Slik vi tolker kartbildet på kartblad Hønefoss er regionale reversforkastninger ikke vanlig mellom Kroksund og Steinsåsen. En markert forkastning med bratt fall mot NV ved Garntangen er imidlertid tolket som en steil kaledonsk reversforkastning [16]. Området fra Garntangen og østover er for øvrig påvirket av flere større og mindre permiske normalforkastninger (ekstensjonsforkastninger). Permiske ekstensjonsforkastninger En rekke N-S strykende forkastninger preger kartbildet fra Kroksund og vestover. Disse forkastningene påvirker kartbildet og har betydning for hvilke enheter man kan forvente å finne langs tunneltraséen. Forkastningene representerer i tillegg viktige svakhetssoner. De fleste ekstensjonsforkastningene har et strøk som varierer mellom N20V og N15Ø. I de fleste tilfelle har vest-siden av forkastningen beveget seg ned i forhold til øst-siden. I tilknytning til et par av ekstensjonsforkastningene langs Kroksundet er det utviklet små-skala normalforkastninger som ser ut

26 26 av 56 å tilhøre 2 konjugerte forkastningssett. Begge forkastningssettene har strøk N20Ø med steilt fall mot henholdsvis VNV og ØSØ Opptreden av bergarter Figur 3.6 er et geologisk kart som viser antatt utbredelse av de ulike geologiske enheter under løsmassene. Tunnelene på strekning 3 vil i hovedsak gå i vekslende paleozoiske/kambro-silursedimenter kalkstein, sandstein, siltstein, leirskifer, slamstein, mergelstein, osv. Opptreden av ulike typer bergarter i ulike geologiske enheter er oppsummert i Tabell 3.2. Tunnelen vil også gå i permiske intrusivganger på enkelte steder. I Steinsfjord og Vikformasjonene er det registrert bentonitt-horisonter [16] [17], som opprinnelig er vulkansk aske. En slik horisont, ca. 4 cm tykk, er kartlagt i den nederste delen av Ranbergleddet i Steinfjordformasjonen. I Vikformasjonen er det også registret 19 bentonitt-horisonter fra få mm til 12 cm tykkelse i Garntangen-leddet mellom lagflatene langs E16 [17] [16]. Slike horisonter er påvist ved lokalitet 34 på tegning FRA-30-V (vest for eksisterende E16 ved Garntangen), se Figur 3.7. Disse horisontene er omvandlet til leire og silt. Figur 3.7 Venstre: Knollekalk med skifer i veksling som tilhører Vikformasjonen. Mellom lagene finnes det 2-5 cm tykke leirige, siltige bentonitt-horisonter som er omvandlet. Høyre: Bentonittmellomlag. Lokalitet 34, vest for E16 ved Garntangen. To typer gangbergarter opptrer i området; syenitt/rombeporfyr og diabas. Begge gangtypene har et tilnærmet N-S strøk og et bratt fall, selv om syenittgangen lokalt kan avvike fra dette. Syenittgangene har en lys rødbrun farge og kan ha en mektighet på mer enn 10 m og er karakterisert ved en uregelmessig oppsprekking. Syenittgangene har en skarp grense, men ofte uregelmessig grense til sidebergarten. Syenittgangene er ofte gode vannbærere. Figur 3.8 Venstre: tilnærmet N-S orientert permisk syenittgang, minst 10 m bredd, som intruderer Steinsfjordformasjonen. Lokalitet 3. Høyre: ca. ca m mektig porfyrisk syenittgang (gul pil) som stryker SSØ langs åsryggen like vest for E16. Lokalitet 44.

27 27 av 56 Diabasgangene som er observert langs strekning 3 er normalt mindre enn 2 m tykke, jevntykke og med skarp grense til sidebergarten. På grunn av sin begrensede tykkelse er antall diabasganger underrapportert. De fleste diabas-ganger er mørke og finkornet. Fenokrystaller av 0,5 cm store pyroksenkrystaller opptrer i enkelte ganger. Figur 3.9 Venstre: ca. 0,8 m bred permisk diabasgang (gul pil) som intruderer skråstilt i kalkstein (Rytteråkeformasjon). Lokalitet 18. Høyre: Permisk diabasgang (ca. 3.m, gul pil) som intruderer en foldet grågrønn mergelstein (Steinsfjordformasjon) langs hengselsonen på en kaledonsk fold. Lokalitet Oppsprekking Ved sprekkekartlegging i dagen er det lagt vekt på registrering av lagdeling og foliasjon, sprekkenes orientering, samt registrering av ruhet og forvitringsgrad. Det er utført sprekkekartlegging ved lokaliteter hvor bergblotningene er store nok for representative målinger og bergmassen viser systematisk oppsprekking. Det er registrert totalt to steile sprekkesett (S1 til S2) med NØ-SV og N-S retninger, et sub-vertikalt sprekkesett (S3) med ØSØ-VNV retning, samt et lagdelingsprekkesett (L1) med skånsomt fall mot sørøst (se Figur 3.10). Lagdeling er ofte den mest dominerende planstrukturen i bergmassen. Lagdeling faller mot SØ med varierende fall (fra 3 til 70, i hovedsak fra 10 til 30 ). Lagene faller steilt ved Kroksund (50 til 70 ) og minst langs kysten sørøst for Kroksund, ved Vik og nordre mellom Sørenga og Borgestad og (3 til 15 ). Tykkelse av lagdeling varierer fra mm opptil 80 cm. Lagdeling i sandsteinen til Sundvollformasjonen ved Kroksund er ca. 10 til 30 cm tykk. Kalkstein, mergelstein, siltstein, slamstein og skifer har lagflater fra 2 til 80 cm. I kalkstein, mergelstein og slamstein finnes det tynne benkete leirskifer mellomlag i veksling. Disse skifrige mellomlagene har tykkelse fra 1 til 10 cm, opptil 20 cm. Utvikling av en lagparallel kløv i skifrene i Vikformasjonen gjør at blokkstørrelsen lokalt vil være liten (Jn = 15). Dette sees tydelig i bergskjæringene langs dagens E16. De fleste sprekkesettene er registrert ru og plane (dvs. Jr =1,5) og har uomvandlede sprekkeflater med bare overflateoksidasjon (dvs. Ja = 1). Sprekkesettet i enkelte forkastningssoner og langs lagdeling i enkelte skifrige bergmasser er svakt omvandlet (Ja = 2). Det er også registrert breksje og siltstein med oppknust sprekkemateriale i to deformasjonssoner langs vestsiden av E16 mellom Garntangen og Kroksund (lokalitet nr. 35 og 38 på tegning FRE-30-V-23001). Ja-verdier for siltsteinen er lik 4. Tabell 3.4 viser gjennomsnittlige RQD-, Jn-, Jr-, Ja-verdier for de forskjellige bergartene på strekningen. Det gjøres oppmerksom på at det er gjennomsnittlige verdier som er presentert, variasjonen i hver enkelt parameter kan være betydelig, og det er kun få målinger for enkelte av bergartene.

28 Fellesprosjektet 28 av 56 N Symbol TYPE Quantity Lagdeling 109 Sprekke S2 287 Color S3 S1 Maximum Density Contour Data L1 W E S2 Fisher Counting Circle Size 1.0% Dip Dip Direction Mean Set Planes Plot Mode Vector Count L1 Pole Vectors Contour Distribution Color 1m 2m 3m 4m Density Concentrations % Hemisphere Projection Label S1 S2 S3 L1 Pole Vectors 396 (396 Entries) Lower Equal Angle S1 S3 S Figur 3.10 Polplott av registrerte sprekke- og lagdelingmålinger. Tre steile sprekkesett (S1 til S3) og et lagdelingsprekkesett (L1) er identifisert. S2 N L1 Plot Mode Plot Data 20 S1 15 S3 10 Face Normal Trend Face Normal Plunge Bin Size Outer Circle Planes Plotted Minimum Angle To Plot Maximum Angle To Plot Rosette Apparent Strike planes per arc W E Retning banetunneler Retning vegtunneler S Figur 3.11 Sprekkediagram med de mest opptredende sprekkesett. Blå og røde linjer angir henholdsvis retningen på bane- og vegtunnelene.

29 29 av 56 Tabell 3.3 Oversikt over sprekkesettorientering og forhold til trasélinje. Sprekkesett Fall/Fallretning Strøk S / S / S / L / Tabell 3.4 Registrerte gjennomsnittlige RQD-, Jn, Jr-, og Ja-verdier ved feltkartlegging av bergblotninger i området mellom Kroksund og Bymoen. Bergart Relevante Antall RQD Jn Jr Ja formasjoner (nr. i målinger NGUs bergrunnskart [11]) Sandsteinen til ,5 1 Sundvollformasjonen Kalkstein 35, ,5 1,5 1 med underordnet skifer 40, ,5 1,4 Mergelstein 36, ,5 1,5 1,5 med underordnet skifer ,5 1,5 1 Slamstein 35, ,5 1 med underordnet skifer ,5 1 Siltstein ,9 1,2 Skifer, leirskifer 35, 38, 39, ,5 1,9 Diabas ,5 1 Syenitt

30 30 av 56 4 INGENIØRGEOLOGISKE VURDERINGER (TOLKNINGSDEL) 4.1 Generelt Tunnelene og kartlagt og tolket geologi er vist på V-tegninger. Grensene mellom forskjellige litologiske formasjoner samt deres antatte mektighet er basert på NGUs 1: berggrunnskart. Fall/fallretning og plassering av svakhetssoner og ganger er tolket på bakgrunn av NGUs berggrunnskart med suppleringsinformasjon fra kartlegging i dagen Bergarter Som det fremgår av V-tegningene vil tunneltraséene gå igjennom alle grupper fra og med Sælabonnformasjonen (NV for Bymoen) til de stratigrafisk laveste delene av Sundvollformasjonen (SØ i Kroksund). Bergartenes strøk er orientert tilnærmet vinkelrett på tunneltraseen. På grunn av kaledonsk foldning og utvikling av permiske normalforkastninger vil lagenes orientering og dermed de svakhetsflater lagningen representere variere fra Kroksund til Bymoen. Bergartene vil ved Kroksund ha et moderat fall på mot ØSØ, mens de området omkring ved Gjesval har fall på 20 mot ØSØ. Fallet vil endre seg noe videre fra Viksenga til Bymoen på grunn av åpne folder. Der bergblotninger opptrer er fallet mot S. Ved påhugget ved Bymoen er fallet ca. 20 mot SØ da man befinner seg på NV-flanken av en åpen synklinal. Geologisk kartlegging indikerer at ved søndre påhugg ved Kroksund vil banetunnel A starte i sandstein tilhørende Sundvollformasjonen. Videre antas det en gradvis overgang til de vekslende enheter i toppen av den underliggende Steinsfjordformasjon i tunnelen. Deretter vil banetunnel A gå inn i de vekslende skifrene og kalksteinen i Steinsfjordformasjonen fram til ca. km Vegtunnel A vil gå i denne vekslende enheten mellom søndre påhugget og ca. profil Ved den nederste delen av Rangbergleddet av Steinsfjordformasjon er det påvist en 4 cm bentonitt-mellomlag (se Avsnitt 3.3.3). Slike mellomlag kan inneholde svellende materialer. Basert på lengdeprofilet vil slike mellomlag kunne påtreffes i banetunnel A ved ca. km og 40330, og i vegtunnel A ved ca. profil Mellom ca. km og vil banetunnel A treffe kalkstein og underordnet slamstein og leirskifer som tilhører Braksøyformasjonen. I vegtunnel A vil denne kalkstein-dominerende enheten opptre mellom ca. profil og Videre vil begge tunnelene gå igjen i en vekslende enhet på hundremeters lengde (ca. km for banetunnel B, ca. km til 33055). Her vil man treffe kalkholdig sandstein, siltstein, skifer og kalk i veksling tilhørende Bruflatformasjonen. Fra ca. km til nordre påhugget ved Smiujordet vil banetunnel B gå hovedsakelig i skifer, kalkstein og slamstein i Vikformasjonen. Disse bergartene vil treffes i vegtunnel A mellom ca. profil til Det er påvist flere bentonitt-horisonter av opp til 12 cm tykkelse (se Avsnitt 3.3.3). Tunneltraséen vil gå videre i den underliggende Rytteråkerformasjonen som består av kalkstein og kalkholdig leirskifer og toppen av Sælabonnformasjonen som består av vekslende sandstein, siltstein og leirskifer. Tunnelene vil gjennomskjæres av syenitt- og diabasganger. Beliggenheten av disse gangene er oppsummert i avsnitt Diabasgangene som er registrert i dagen har normalt bredde opp til 2 m. Det kan forventes noe vannproblematikk i tilknytning til disse gangene Detaljoppsprekking Som det fremgår av Tabell 3.4 har sandsteinen til Sundvollformasjonen, kalkstein og mergelstein som er i veksling med underordnet skifer, skifer og diabas lavest gjennomsnittlig RQD (RQD = 55 til 64). Det antas at sandsteinen til Sundvollformasjonen, skifer, diabasganger, samt bergmassen med vekslende bergarter vil ha økt sprekkefrekvens ved kryssing av tunnelene. Syenittganger som blir studert i dagen er mer bestandig enn sidebergarten og ganske massive (gjennomsnittlig RQD = 84).

31 31 av 56 Det er gjennomsnittlig registrert mellom 3 og 4 sprekkesett i bergartene (gjennomsnittlig Jn = 10,5 til 15) og ruheten varierer mellom beskrivelsen "ru, ujevn, plan" og "diskontinuerlige" (gjennomsnittlig Jr = 1,5 til 2). De gjennomsnittlige Ja-verdier varierer mellom 1 og 1,9, noe som tilsier at det ikke er registrert leire eller stor grad av sprekkefylling i sprekkene. I bentonitt-mellomlagene, som trolig vil opptre i enkelte lag innen Steinfjord- og Vikformajonen og inneholde noe svelleleire, kan det påregnes Jr = 1 "Glatt, plan" og Ja = 8-12 eller Svakhetssoner På grunnlag av resultatene fra geologisk kartlegging er det registrert totalt 20 svakhetssoner som vil krysse tunnelene (se V-tegninger for geologisk plan og profiltegninger). Disse svakhetssonene består av forkastninger, intrusiver, og lineamenter tolket fra flyfoto eller topografien. Tabell 4.1 gir en oversikt over sonene med beskrivelser for de sonene som har vært mulige å synfare samt ingeniørgeologiske tolkninger. Antatt spranghøyde av forkastninger er grovt estimert fra lengdeprofilet.

32 32 av 56 Tabell 4.1 Oversikt over kartlagte forkastninger/svakhetssoner/intrusive ganger og hvor sonene antas å krysse bane- og vegtunneler i tunnelnivå. Beliggenhet av lokalitetene henvises til tegning FRE-30-V Banetunnel Vegtunnel Profilnr. Nr. ca. Km ca. (nordgående) Mektighet Beskrivelse og vurdering/tolkning Ukjent Forkastningen med usikker bevegelse er kartlagt ved lokalitet 23 og 42, hvor oppsprukket bergmassen er registrert. Forkastnings forløp videre mot SV er tolket ut fra fordeling av bergarter ifølge kartbildet av NGUs berggrunnskart [11] > 10 m Syenittgangen er kartlagt ved lokalitet 3 og 26. Det er ikke registrert at denne er spesielt oppsprukket (RQD = 77-97). Antas ikke å skape stabilitetsmessige utfordringer for tunnel. Sonen kan medføre økt vannlekkasje Antas ikke påtruffet Antas ikke påtruffet Antas ikke påtruffet Ukjent Ukjent 5-10 m i dagen Antatt normalforkastning som krysser banetunnel A under dyprenne 0. Liten bergoverdekning kan forekomme. Sonen kan medføre behov for tung stabilitetssikring i tunnel og økt vannlekkasje kan forekomme. Antatt normalforkastning som er tolket ut fra fordeling av bergarter ifølge kartbildet av NGUs berggrunnskart [11]. Sonen kan medføre behov for tung stabilitetssikring i tunnel og økt vannlekkasje kan forekomme. Antatt normalforkastning som er tolket ut fra fordeling av bergarter ifølge kartbildet av NGUs berggrunnskart [11]. Det er kartlagt en tilsynelatende tilhørende deformasjonssone i bergskjæringer langs eksisterende E16 ved lokalitet 38. Sonen kan medføre behov for tung stabilitetssikring i tunnel og økt vannlekkasje kan forekomme. Antatt spranghøyde ca. 100 m Ukjent Antatt normalforkastning som er tolket ut fra fordeling av bergarter ifølge kartbildet av NGUs berggrunnskart [11]. Sonen kan medføre behov for tung stabilitetssikring i tunnel og økt vannlekkasje kan forekomme. Antatt spranghøyde er ca. 40 m Antas ikke påtruffet Antas ikke påtruffet Ukjent Antatt reverseforkastning som er tolket ut fra fordeling av bergarter ifølge kartbildet av NGUs berggrunnskart [11]. Sonen kan medføre behov for tung stabilitetssikring i tunnel og økt vannlekkasje kan forekomme. Antatt spranghøyde > 200 m. > 10 m Antatt svakhetssone som er kartlagt på grunn av forsenkning i overflaten. Sonen kan medføre behov for tung stabilitetssikring i tunnel og økt vannlekkasje kan forekomme.

33 33 av > 10 m Antatt normalforkastning som er tolket ut fra fordeling av bergarter ifølge kartbildet av NGUs berggrunnskart [11]. Det er kartlagt en ca. 10 m bredd tilhørende deformasjonssone i bergskjæringer langs eksisterende E16 ved lokalitet 35. Den er ledsaget av en diabasgang. Sonen kan medføre behov for tung stabilitetssikring i tunnel og økt vannlekkasje kan forekomme. Antatt spranghøyde ca. 25 m 10 Antas ikke > 10 m Antatt syenittgang ekstrapoleres basert på NGUs berggrunnskart. Økt vannlekkasje kan forekomme. påtruffet Ca. 4 m i dagen Svakhetssone som er kartlagt på grunn av forsenking i overflaten ved lokalitet 27. Den er ledsaget av en diabasgang (se svakhetssone 12). Sonen kan medføre behov for tung stabilitetssikring i tunnel og økt vannlekkasje kan forekomme Ca. 3 m i dagen Diabasgang kartlagt ved lokalitet 27. Det er ikke registrert at denne er spesielt oppsprukket (RQD = 70). Antas ikke å skape stabilitetsmessige utfordringer for tunnel. Sonen kan medføre økt vannlekkasje > 10 m Registrert som forkastning i NGUs berggrunnskart [11]. Bevegelsesretning er tolket ut fra fordeling av bergarter ifølge kartbildet av NGUs berggrunnskart [11]. Sonen kan medføre behov for tung stabilitetssikring i tunnel og økt vannlekkasje kan forekomme. Antatt spranghøyde i cm størrelsesorden > 10 m Antatt svakhetssone som krysser vegtunnel i eller under dyprenne 1. Sonen er registrert som forkastning i NGUs berggrunnskart [11]. Liten bergoverdekning kan forekomme. Sonen kan medføre behov for tung stabilitetssikring i tunnel og økt vannlekkasje kan forekomme < 5 m Antatt diabasgang ekstrapoleres basert på NGUs berggrunnskart [11]. Sonen kan medføre behov for tung stabilitetssikring i tunnel og økt vannlekkasje kan forekomme < 5 m Antatt diabasgang ekstrapoleres basert på NGUs berggrunnskart [11]. Sonen kan medføre behov for tung stabilitetssikring i tunnel og økt vannlekkasje kan forekomme > 10 m Registrert som forkastning i NGUs berggrunnskart [11]. Bevegelsesretning er tolket ut fra fordeling av bergarter ifølge kartbildet av NGUs berggrunnskart [11]. Sonen kan medføre behov for tung stabilitetssikring i tunnel og økt vannlekkasje kan forekomme. Antatt spranghøyde ca. 10 m < 5 m Antatt diabasgang ekstrapoleres basert på NGUs berggrunnskart [11]. Sonen kan medføre behov for tung stabilitetssikring i tunnel og økt vannlekkasje kan forekomme.

34 34 av > 10 m Antatt svakhetssone som er registrert som forkastning i NGUs berggrunnskart [11]. Liten bergoverdekning kan forekomme. Sonen kan medføre behov for tung stabilitetssikring i tunnel Ca. 0,8 m i dagen Diabasgang kartlagt ved lokalitet 18. Det er registrert strøk/fall på 228/64. Det er ikke registrert at denne er spesielt oppsprukket (RQD = 90). Antas ikke å skape stabilitetsmessige utfordringer for tunnel. 4.2 Bergoverdekning og bergspenninger Maksimal bergoverdekning for tunnelene er ca. 90 m. Det er ikke forventet problemer med høye spenninger i bergmassen ved tunnelnivå. Lave bergspenninger i områder med lav overdekning (påhuggsområder og ved dyprenne 1 for vegtunnel A og ved Borgestad for banetunnel) kan imidlertid skape problemer der innspenningen i heng blir liten. Foreløpige totalsonderinger og målinger med ERT viser at det er behov for supplerende grunnundersøkelser i dyprenne 1 for å få kontroll på bergforløpet slik at man kan sikre en forsvarlig bergoverdekning for tunnelen. Ved Borgestad indikerer grunnundersøkelser med ERT og totalsonderinger en bergoverdekning på i overkant av 15 m for banetunnel og ca. 30 m for vegtunnel. Som beskrevet i avsnitt ble berggrunnen utsatt for Permisk skorpestrekning. Strøkretning for normalforkastningene i området tilsier at tensjonskrefter i skorpen har retning Ø-V. Tensjonssprekker ble da utviklet med retning N-S. Dette tilsier også at den største horisontale hovedspenningen har en retning omtrent N-S. Den minste horisontale hovedspenning er derfor omtrent Ø-V. Spenningssituasjon er avgjørende for vannlekkasjepotensialet i bergmassen. Innlekkasjepotensial i tunnelene i forbindelse med spenningssituasjon omhandles i Avsnitt Områder med antatt kompliserte/vanskelige grunnforhold Ut fra geofysiske undersøkelser er det ikke registrert områder langs bergtunnelene som forventes å ha spesielt utfordrende grunnforhold med unntak av områdene med lav bergoverdekning. Det er imidlertid registrert bentonitt-horisonter i enkelte geologiske enheter samt skifre som kan inneholde svellende mineraler. Generelt sett kan imidlertid svelleleire medføre utfordringer i forhold til tunnelstabilitet og -sikring. Kryssende syenitt- og diabasganger kan medføre utfordringer mht. vanninnlekkasjer. 4.4 Usikkerhet i geologi og grunnforhold Geologien i området på strekning 3 er komplisert. Det er begrenset med bergblotninger over tunneltraséen da store områder er dekket av løsmasser. Det medfølger ikke geologisk lengdeprofil i NGUs berggrunnskart som sier noe om den tolkede geologiske modellen i området. Forståelsen av berggrunns- og strukturgeologien i området er ikke komplett per dags dato. For eksempel, det er stor usikkerhet i beliggenhet av overgangene mellom forskjellige formasjoner og opptreden av bergarter langs tunnelene, samt opptreden av geologiske strukturer (f. eks. ganger og forkastninger) som kan ha betydning for tunnelene. De fleste geologiske strukturer som antas å krysse tunnelene er ikke sett i dagen. Det er dermed stor usikkerhet i forbindelse med opptreden og egenskapene til de geologiske strukturene. I tillegg er det ikke sett noen bergblotninger som tilhører Sælabonnformasjonen innen en rimelig avstand fra traséen. Det er imidlertid antatt at store deler av tunnelene vil drives i denne formasjonen. Det er dermed kun mulig å vurdere bergmassekvalitet i Sælabonnformasjon på grunnlag av erfaringer i tilsvarende bergarter. Dette medfører noe usikkerhet i fordeling av bergmassekvalitet for tunnelene.

35 35 av 56 Det er også usikkerhet i bergmassekvalitet ved kanten av dyprennene. 4.5 Påhugg Søndre påhugg for banetunnel A og vegtunnel A, som ligger ved Kroksund, og nordre påhugg for banetunnel C og vegtunnel B, som ligger på NV-siden av Kjellerberget ved Bymoen, skal etableres i dagen. De andre påhuggene, som er lagt ved sider av dyprenne 1 og 2, skal etableres i byggegrop og kobles sammen med betongtunnelene i løsmasser Banetunnel A Søndre påhugg for banetunnel A er lagt til bak Rudsøgardsveien 2A ved ca. km Ifølge Fagrapport tunnel (FRE-30-A-25140) er det foreslått en portal med en total lengde på 50 meter inkludert ca. 9 meter sikringsstøp i berg. Eksisterende bygg ved Rudsøgardsveien 2A skal rives. Forskjæringer på begge sider skal etableres NV for skjæringen bak Rudsøgardsveien 2A og videre NV gjennom Rudsøgardsveien. Forskjæringen over påhugget skal etableres på en lett vegetert skråningen SØ for Kroksundåsen 3, 5 og 7, på nordsiden av Rudsøgardsveien. I bunnen av dagens skråningen er det bergskjæring. Det er ikke utført boringer for dette påhugget, men på bakgrunn av bergskjæringen antas det selve påhugget skal etableres i berg. Geologisk kartlegging indikerer en forkastning (sone 1 i Tabell 4.1) som gjennomsetter bergskjæringen. Berget er sterkt foldet og oppsprukket. Dette kan by på stabilitets-, drive- og sikringsmessige utfordringer for dette påhugget. Figur 4.1 Søndre påhugg for banetunnel A. Topp venstre: Påhugget er lagt bak Rudsøgardsveien 2A, hvor eksisterende bygg skal rives (stripete gul). Topp høyre: 3D visning modell som viser portalen. Bunn: bergskjæring på bunnen av skråning på nordsiden av Rudsøgardsveien. Berget i bergskjæringen er sterkt foldet og oppsprukket. Nordre påhugg for banetunnel A er lagt under jordet ved SØ-siden av dyprenne 1 ved ca. km Det er utført en stk. boring i påhuggsområdet i jordet (3G11005) og det indikerer ca. 7,5 m ned til berg for påhugget. Ca. 30 m SØ for påhugget er det berg i dagen på en liten vegskjæring på SØ-siden av Fekjærveien (ca. km 41400). Bergmassen i skjæringen består av meget oppsprukket skifrig mergelstein som tilhører Vikformasjonen. Basert på geologisk kartlegging, NGUs berggrunnskart og ERT-målinger antas påhugg ligger i overgangen mellom Vikformasjonen og underliggende Rytteråkerformasjon som i hovedsak består av massiv kalkstein.

36 36 av 56 Figur 4.2 Nordre påhugg for banetunnel A NV. Vestre: påhugget skal etableres under jordet (bildet tas mot SØ). Høyre: 3D visningsmodell som viser antatt plassering av påhugget (markert i rødt). Nord mot høyre Banetunnel B Søndre påhugg for banetunnel B er lagt under jordet på NV-siden av dyprenne 1, SØ for boligområdet ved Løkenmoen (ca. km 41837). Det er registret berg i dagen mellom Røyseveien 92 og 94 (ca. km 41843). Det er utført boringer i påhuggsområdet (3G12007 og 3G12008), disse indikerer det er opp til 1 m løsmasser over bergnivå for påhugg. Figur 4.3 Søndre påhugg for banetunnel B. Venstre: påhugget skal etableres under jordet (bildet tas mot vest). Høyre: 3D visningsmodell som viser antatt plassering av påhugget (rødt). Nord mot høyre. Nordre påhugg for banetunnel B og vegtunnel A er lagt til samme sted SØ-siden av dyprenne 1, NV for boligområdet ved Viksenga (ca. km for banetunnelen og profil til for vegtunnelene). Det er utført boringer (3G14004, 3G14005, 3G14012, 3G14013, 3G14016 og A48), disse indikerer det er ca. 4,3 til 7 meter ned til berg for påhugget for påhuggene.

37 37 av 56 Figur 4.4 Nordre påhugg for banetunnel B og vegtunnel A. Venstre: påhugget skal etableres under jordet (bildet tas mot øst). Høyre: 3D visning modell som viser tunneltraséer (grønn = banetunnel, gul = vegtunneler) og antatt plassering av påhugg (rød). SSV mot høyre Banetunnel C og vegtunnel B Vegtunnel B drives i samme korridor som banetunnel C. Påhuggene for disse tunnelene ligger på samme sted. Søndre påhugg for banetunnel C og vegtunnel B er lagt til NV-siden av dyprenne 1, ved dagens Jomfrulandsveien SØ for Kjellerberget (ca. km for banetunnelen og profil til for vegtunnelene). Det er utføret boringer langs Jomfrulandsveien (3G15002, 3G15003, 3G15011, 3G15012), disse indikerer det er ca. 6,5 7 meter ned til berg for påhugget for banetunnel C og nordgående vegtunnel B og ca. 2 meter ned til berg for sørgående vegtunnel B. På grunnlag av NGUs berggrunnskart er det en svakhetssone med N-S retning som krysser påhuggsområdet (sone 19 i Tabell 4.1). Dette kan by på stabilitets-, drive- og sikringsmessige utfordringer for påhugget for banetunnel C og nordgående vegtunnel B. Figur 4.5 Søndre påhugg for banetunnel C og vegtunnel B på SØ-siden av Kjellerberget. Venstre: SØ siden av Kjellerberget. Høyre: 3D visning modell som viser tunneltraséer (grønn = banetunnel, gul = vegtunneler), antatt plassering av påhugg er markert i rødt. SSV mot høyre. Nordre påhugg for banetunnel C og vegtunnel B er lagt til en steil bergskråning på NV-siden av Kjellerberget ved ca. km for banetunnelen, og til for vegtunnelene. I bergskråningen er det er finkornet siltstein og kalkstein i veksling med underordnet tynne skifrig lag. Oppsprekking i bergmassen er dominert av lagdeling, som faller på ca. 20 mot SØ. Geologisk kartlegging indikerer også en ca. 80 cm bred diabasgang med NØ-SV retning ved ca. km som kan medføre stabilitetsog sikringsmessige utfordringer, samt økt vannlekkasje til påhuggene (sone 18 i Tabell 4.1). Basert på geologisk kartlegging og NGUs berggrunnskart antas påhuggene ligger i og i nærheten av overgangen mellom Rytteråkerformasjon og den underliggende Sælabonnformasjonen. Det forventes dermed opptreden av centimeters-lag av siltstein, kalkstein, leirskifer og sandstein i veksling.

38 Fellesprosjektet 38 av 56 Figur 4.6 Nordre påhugg for banetunnel C og vegtunnel B på Kjellerberget. Venstre: bergskråning hvor påhuggene skal etableres. Høyre: 3D visning modell som viser påhugg (grønn = banetunnel; gul = vegtunneler) Vegtunnel A Søndre påhugg for begge løpene for vegtunnel A er lagt under jordet SV for Rudsøgardsveien 42 ved ca. profil Påhuggsområdet er lagt i jord som skråner ned mot SV. Det er berg i dagen bak Rudsøgardsveien 42, ca. 37 meter nord for påhuggene og ca. 8 meter vest for påhugget for sørgående vegtunnel. Det er utført boringer noe S og SØ for påhuggene (3V08005, 3V08006 og 3V08007), disse indikerer at det er ca. 5,2 8,5 meter ned til berg SØ for påhuggene. Forskjæringen mot påhuggene har lengde på ca. 225 m på hver side. Forskjæringens sørøstre ende skal etableres ved Tangenveien, der er det registrert berg i dagen. Resten av forskjæringen skal i hovedsak etableres i løsmasser. Det er utført boringer i påhuggsområdet ved ca. profil (3V08002 og 3G08001) som indikerer bergnivå ca. 16 m under eksisterende terreng. Figur 4.7 Søndre påhugg for vegtunnel A ved Kroksund. Venstre: jordet SV for Rudsøgardsveien 42 (bilde tas mot NV). Høyre: 3D visningsmodell som viser påhugg og forskjæring. Nordre påhugg til vegtunnel A ligger i samme skråning som nordre påhugg for banetunnel B. Se Avsnitt for beskrivelse av grunnforhold ved påhuggsområdet. 4.6 Tverrslag og rømningstunnel Det er foreslått ett tverrslag/rømningstunnel på Øverjordet for banetunnelen for driving av banetunnel A. Det er også foreslått ett tverrslag på Viksenga for vegtunnelene for driving av vegtunnel A mellom Vik og nordre påhugg. Plassering av tverrslagene er vist på V-tegningene.

39 39 av Tverrslag/rømningstunnel Øverjordet Ved Øverjordet er det foreslått et tverrslag/rømningstunnel med adkomst fra Gamleveien. Lengde på tunnelen er ca. 140 m og med stigning 12%. Tverrslaget/rømningstunnel skal ha T8,5 profil og rette vegger. Det er foreslått et påhugg på kote ca m på en NØ-vendt bakke, ca. 85 m NØ for banetunnelen ved ca. km Tverrslaget/rømningstunnel vil kobles med banetunnelen ved ca. km på kote ca. +68 m. Resultater fra supplerende grunnundersøkelser viser at ved påhugget for tverrslaget/rømningstunnelen ligger bergnivået ca. 5 m under terrengnivå (3G09010). På grunnlag av det geologiske lengdeprofilet vil det foreslåtte tverrslaget/rømningstunnelen i Øverjordet i hovedsak gå gjennom de vekslende skifrene og kalksteinen i Steinsfjordformasjonen. Det antas at tverrslaget/rømningstunnelen vil krysse svakhetssone 6 (se Tabell 4.1) og gå parallelt med svakhetssone 7 ved tunnelkrysset med banetunnelen. Svakhetssonene kan medføre utfordringer knyttet til stabilitet, sikring samt vanninnlekkasje. Tverrslaget/rømningstunnelen har bergoverdekning fra ca. 5 til 38 m. Figur 4.8 Tverrslag/rømningstunnel for banetunnel ved Øverjordet ((figur fra FRE-30-A (Fagrapport anleggsgjennomføring)) Tverrslag Viksenga Ved Viksenga er det foreslått et tverrslag syd for byggegropen i dyprenne 2 ved Rønningen med adkomst fra Røyseveien. Lengde på tverrslaget er ca. 250 m, og med stigning 12%. Tverrslaget skal ha T8,5 profil og rette vegger. Det er foreslått et påhugg på kote ca m, ca. 120 m SØ for vegtunnelen ved ca. profil Det første ca. 57 m av tverrslaget fra påhugget vil gå mot N169 Ø, deretter går tverrslaget mot N60 Ø for å kobles til sørgående vegtunnelen ved ca. profil på kote ca. +68 m. Resultater fra tidligere og supplerende grunnundersøkelser viser at bergnivået ligger 3-6 m under terrengnivå i tverrslagsområdet (3G14001D, AF9-29, AF91-30 og A98). På grunnlag av det geologiske lengdeprofilet vil det foreslåtte tverrslaget i Viksenga i hovedsak ga gjennom kalkstein og kalkholdig leirskifer i Rytteråkerformasjonen. Tverrslaget vil treffe overgangen med underliggende vekslende sandstein, siltstein og leirskifer i toppen av Sælabonnformasjonen ved vegtunnelen. Tverrslaget har bergoverdekning fra ca. 8 til 42 m.

40 40 av 56 Figur 4.9 Tverrslag for vegtunnel ved Viksenga ((figur fra FRE-30-A (Fagrapport anleggsgjennomføring)). 4.7 Driveforhold Generelt Det er forutsatt at tunnelene skal drives både nordover og sørover. Som diskutert i tidligere rapport fra Statens vegvesen for parsellen Rørvik-Vik [17], vil man oppleve forskjellige driveforhold når man driver tunneler mot eller med fallretningen av lagflatene i bergmassen: Ved driving mot lagenes fallretning (dvs. nordover, bortsatt fra ved Borgestad) vil alle strukturer og svakhetsplan som følger lagene først dukke opp i nedre del av stuffen, og de kan takles uten overraskelser når de kommer opp i vederlag/heng og får betydning for stabiliteten. Det kan imidlertid være vanskelig å optimalt bolte/sikre ustabile partier. Drift på stigning er ellers generelt gunstig, siden alt vann renner fra stuffen. Ved driving med lagenes fallretning (dvs. sørover) vil slike strukturer komme bak- og ovenfra ogned i hengen, og kan teoretisk sikres effektivt. Men de kommer som oftest overraskende og kan gi forholdsvis store og uventete utfall. Risikoen er noe mindre dersom det pga. fjellkvaliteten allerede kjøres på korte salver med mye bolting og sprøytebetong Borbarhet og sprengbarhet Det er ikke utført laboratorietesting for å vurdere borbarhet og sprengbarhet av steinmaterialene, men ut fra erfaringer med kalkstein, leirskifer, siltstein og slamstein inneholder vanligvis lite kvarts. Disse bergartene vil vanligvis gi god til middels borsynk, en borsynkindeks tilsvarende DRI er målt i kalkstein, leirskifer, siltstein og slamstein [18]. På grunn av lavt kvartsinnhold kan det forventes at borslitasjen er lav til veldig lav, BWI er målt i disse bergartene [18]. Sandstein inneholder mer kvarts enn de ovennevnte bergartene. Det forventes at borsynk og borslitasje vil være middels. Det er målt DRI 44 og BWI 39 i sandstein [18]. Sprengbarheten i bergartene ansees generelt til å være middels til dårlig grunnet bergmassen vanligvis er anisotropi knyttet til lagdeling Stabilitet og sikring Sprekkekartlegging indikerer at sprekkesett S3 har strøk sub-parallelt med NV-delen av banetunnel A (Figur 3.11 og Tabell 3.3). Dette sprekkesettet har steilt fall (80-90 mot SØ), noe som kan føre til

41 41 av 56 ustabile vegger. Sprekkesett S1 har også strøk parallelt med søndre delen av tverrslaget i Viksenga. Sprekkesettets steile fall (68-90 mot NV) kan medføre ustabile vegger i tverrslaget. Ved slike forhold må det påregnes bruk av lange bolter i veggene og dimensjonering av sikring må foretas spesielt. På grunnlag av åpne folder i NV vil lagdeling være subhorisontal omkring mellom Gjesval og Bymoen. Det kunne oppstå stabilitetsproblemer i hengen ved driving av tunnelene. Bruk av armerte sprøytebetongbuer vil være aktuelt. Skifrige bergarter i svakhetssoner vil sannsynlig være sterkt oppsprukket. Det er også sannsynlig at svelleleire vil påtreffes i tunnelen. Her kan det i tillegg til omfattende sikring med bolter og sprøytebetong bli aktuelt med bruk av sprøytebetongbuer eller annen spesiell sikring for håndtering av svelling. Forventet bergmassekvalitet langs tunnelene er i hovedsak basert på geologisk kartlegging og kartlegging av Q-verdier i dagen (Tabell 4.2). Det er utført kartlegging ved 42 lokaliteter. Ifølge Eurokode 7 faller prosjekteringsmetoden under observasjonsmetode (E7 2.7) [3]. Kartlegging av Q-verdier indikerer bergmassens kvalitet basert på registreringer av RQD, tall for sprekkesett (Jn), sprekkeruhetstall (Jr), tall for sprekkefylling (Ja), sprekkevannstall (Jw) og spenningsfaktor (SRF) ved alle lokalitetene som vist i Tabell 3.4 (lokalitetene er vist på tegning FRE-30-V-23001). Det forutsatt at det skal utføres systematisk injeksjon hele tunnelene, og derfor vil Jw være lik 1. Spenningsfaktoren sier noe om innspenningsforholdene i tunnelen, og denne faktoren er vanskelig å tallfeste. Tabell 4.2 Oversikt over forventet fordeling av bergmassekvalitet for tunneler og tverrslag. Tunnel Bergklasse A/B God C Middels D Dårlig E Svært F Ekstremt G Eksepsj. dårlig dårlig Dårlig (Q=10-100) (Q=4-10) (Q=1-4) (Q=0,1-1) (Q=0,01- (Q<0,01) 0,1) Banetunnel - 57% 11% 23% 6% 3% A, B, C Vegtunnel - 63% 13% 23% 1% < 1% A, B Tverrslag - 65% 12% 13% 10% - Øverjordet Tverrslag Viksenga - 50% 40% 10% - - I området hvor det på lengdeprofilet er angitt kryssing av subhorisontale lag er dette tatt høyde for i fordeling av bergmassekvalitet. SRF-verdier er justert spesielt i områder hvor det steile sprekkesettet S3 vil påtreffes i tunnelene parallelt med tunnelretningen, ved lav bergoverdekning, samt der lagdelingen vil gå sub-parallelt med tunnelhengen. I tillegg er det antatt svært dårlig og eksepsjonelt dårlig berg (bergklasse E, F, G) ved kryssing av svakhetssoner. Registreringer av Q-verdier under tunneldriving vil danne grunnlag for endeling sikringsomfang i tunnelene. Permanent sikring av vegtunnelene utføres etter beskrivelse i Håndbok N500 Vegtunneler [1]. Sikring av banetunnel utføres etter sikringsdiagram i Q-systemet [18]. Arbeidssikring utføres fortløpende under driving og inngår som en del av permanent sikring. Sikring av påhugg dimensjoneres spesielt Anbefalte tiltak ved driving av tunnel Ved driving av parallelle tunnelløp anbefales det å drive med en avstand på min 50 m for å sikre at erfaringer fra et tunnelløp kan nyttiggjøres i de andre løpene. Det anbefales skånsom sprenging av tunnelene for å hindre overbryting. I påhuggsområdene, under boligområde, og gjennom større svakhetssoner vil det være aktuelt å redusere salvelengder.

42 42 av Skred På grunnlag av terrengets utforming og vegetasjon er det ikke funnet sannsynlig at det skal være noen fare for jord-, stein- eller snøskred i forbindelse med tunnelene. Grunnboringer ved søndre påhugg for vegtunnel A viser at det kan være opptil 8,5 m løsmasser ved påhuggene og opptil 16 m ved forskjæringen. Det er imidlertid ikke sannsynlig at spesielle tiltak vil bli nødvendig i forhold til skred. Generelt må forskjæringer og skjæring over påhugget sikres på en forsvarlig måte. Vanligvis sikrer man tunnelpåhugg med forbolter. Fangnett eller andre tiltak må vurderes ved behov. I tillegg kan det på noen steder bli behov for å sikre eller fjerne løse bergblokker i terrenget over påhugg. Det er vurdert utført skredfarevurdering for strekningen mellom Manaskardbekken og Sundvollen. Detaljerte vurderinger er behandlet i eget notat, N-NAA-135 [19]. Skredfarevurderingen er utført på bakgrunn av dagens terreng- og vegetasjonsforhold. Det er konkludert at veiene i vurdert planområde har akseptabel strekningsrisiko for snø-, jord- flom- og sørpeskred i henhold til risikoakseptkriteriene definert i Statens vegvesen NA rundskriv 2014/08 [20]. Hvor Manaskardbekken krysser veien må stikkrenne under veg dimensjoneres og utformes med høyde for noe materialtransport i perioder med høy vannføring. For steinsprang kan faren overstige gitte kriterier lokalt der hvor vei skal etableres inntil mindre brattskrenter. De bratte naturlige skråningene er inntil ca. 10 m høye, og eventuelle steinsprang vil ha begrenset rekkevidde og spranghøyde. Gitt at lokale brattskrenter nær inntil fremtidig vei inspiseres og eventuelt renskes/sikres vurderes veiene i planområdet å ha akseptabel sikkerhet mot skred. Områdestabilitet i forbindelse med fare for kvikkleireskred for strekningen er behandlet i egen rapport, FRE-30-A Hensyn til eksisterende bebyggelse og infrastruktur Det er utarbeidet en tegning som viser løsmassedybders og antatte fundamenteringsforhold for bygninger (tegning FRE-30-V-23011). Løsmassedybder er basert på grunnundersøkelser som foreligger per dags dato. Det er ikke foretatt detaljert kartlegging av fundamenteringsforholdene til bygningsmassen, og det anbefales derfor at det utarbeides en plan for bygningsbesiktigelse, inkludert en detaljert kartlegging av fundamenteringsforholdene for bygg som kan være utsatt for setninger. I tillegg må det utarbeides krav til grenseverdier for vibrasjoner fra anleggsarbeid som sprengning og pigging for bygninger som ligger innenfor en avstand på m fra tunnelene. Rystelseskravene fastsettes i henhold til gjeldende versjon av NS8141. Ved etablering av påhugg og driving av tunnel de første 100 m vil nærliggende bebyggelse kunne bli påvirket av luftstøt. For å redusere dette trykket bør det monteres skytematter rundt påhugg, samt bruk av skyteskjold. Dette vil også redusere faren for sprut fra salver. Veiledende grenseverdier for vibrasjoner fra sprengning på steder hvor det er kvikkleire i grunnen er fastsatt ut fra NS :2014 [21]. Statens vegvesens håndbok V220, Geoteknikk i vegbygging [22] gir retningslinjer for sprengning i områder med kvikkleire. Forekomst av kvikkleire omtales i rapport nr. FRE- 30-A Områdestabilitet Bruksområder tunnelstein Tunnelmassene vil i hovedsak bestå av en innblanding av ulike sedimentærebergarter med ulike mekaniske egenskaper. Det mangler erfaringsdata når det gjelder steinkvalitet for bergartene tunnelene på strekning 3 går i. Dette avsnittet gir dermed kun en overordnet vurdering av steinkvaliteter knyttet til ulike mulige bruksområder av tunnelsteinen basert på erfaring og tidligere rapporter. I neste fase av prosjektet bør det utarbeides et program for undersøkelser av kvaliteten på steinmaterialet fra strekning 3 dersom det er aktuelt å bruke stein til spesielle formål Fyllmasse Tunnelmassen kan brukes til utfylling der det generelt ikke stilles krav til bergartenes mekaniske egenskaper. Kalkrike, lettforvitrende skifrige bergarter kan også være egnet til toppfylling i sideskråninger langs veger [17].

43 43 av Vegbygging Vekslende kalkstein og leirskifer er vanligvis ikke brukbare i vegbygging [23], men massive kalk- og sandsteiner kan kanskje egne seg til nedre deler av vegoverbygningen. Dette krever nøye testing på steinmaterialet og nøye sortering av de utsprengte massen Betongtilslag Kalkstein, sandstein, mergelstein og leirskifer kan inneholde fin- til mikrokrystallin kvarts som kan gi alkaliereaksjoner [24]. Steinmaterialet fra tunnelene på strekning 3 er dermed ikke egnet som betongtilslag.

44 44 av 56 5 HYDROGEOLOGISKE VURDERINGER (TOLKINGSDEL) 5.1 Grunnvannsnivå og strømningsforhold Vannbalansen til et grunnvannsmagasin er en funksjon av nedbør, evapotranspirasjon, infiltrasjon og utstrømning. Nydannelse av grunnvann foregår i områder der det er permeable masser eller via sprekker i berg. Tett skog øker transpirasjonen, mens tette flater eller uoppsprukket berg gir økt overflateavrenning, som fører til mindre infiltrasjon i grunnen. I området langs strekning 3 er trolig andelen av nedbøren som infiltrerer grunnen lav, siden terrengoverflaten i stor grad består av bart fjell eller er dekket av lavpermeable leiravsetninger (se Figur 2.1). Områder med mer permeable masser vil gi noe høyere infiltrasjon, slik som marine strandavsetning (ved ca. km for vegtrasé), eller områder med oppsprukket tørrskorpeleire. Det bemerkes også at lokale grunneiere opplyser om at det sannsynligvis finnes flere områder med mer sandige masser som toppmasser enn det NGUs løsmassekart tilsier. Foruten et mindre vannspeil sørøst for Rønningen (ca. km for vegtrasé) er det ikke registrert vann/tjern, myrområder eller andre fuktkrevende naturtyper langs strekningen som indikerer høytstående grunnvann. Kartgrunnlag viser enkelte mindre bekker, hovedsakelig i forsenkinger med løsmasseavsetninger. Disse synes, ut fra foreliggende kart- og kotegrunnlag, ikke relatert til ev. kildeutspring i overgangen berg/leiravsetninger. Målinger av vannstand i gravde brønner og registrering av poretrykk i grunne målere viser imidlertid at grunnvannet står høyt i løsmassene langs traséen. Avtagende poretrykk med dypet i leiravsetningene i dyprenne 0 og 2 indikerer at grunnvannstanden i løsmassene nær terreng ikke er styrt av vanntrykket i berg. I dyprenne 1 er det noe økende poretrykk med dypet, som kan indikere høyere trykk i omkringliggende berg. Grunnvann i berg beveger seg langs sprekker og åpne kanaler, mens mellomliggende bergmasse er tett, noe som medfører store variasjoner i grunnvannsnivå mellom ulike sprekkesystemer. De få dataene som finnes på vannstand i fjellbrønner indikerer at vanntrykket i berg står flere meter lavere enn terreng, men betydelig høyere enn Tyrifjorden og Steinsfjorden som utgjør grensebetingelser mot nord, øst og sør. Antall registreringer er imidlertid få, og avstanden mellom observasjoner i berg og løsmasser er store, både i tid og rom. Datagrunnlaget er derfor ikke tilstrekkelig til å si hvor høyt grunnvannstrykk det er i berget. Det er imidlertid grunn til å forvente høyere vanntrykk under koller som ligger mellom leirfylte forsenkninger med lav permeabilitet, enn i de lavereliggende områdene omkring. De høyeste vanntrykkene forventes således gjennom Gjesvalåsen, mellom Kroksund og Smiujordet. Sprekker med strøkretning parallell med største hovedspenning, og vinkelrett på minste horisontale hovedspenning, typisk tensjonssprekker, vil normalt være de mest vannførende. Gangbergarter vil kunne trenge inn langs tensjonssprekker [25]. Retningen på ganger kan derfor gi informasjon om hvilken sprekkeorientering som kan forventes å være mest vannførende. Basert på de geologiske faktorene forventes det at sprekker og forkastningssoner i retning NNØ-SSV til N-S vil være de mest vannførende, med hovedstrømningsretning parallelt med strøkretningen, altså mot Steinsfjorden i nord og Tyrifjorden i syd. Grunnvannsstrømning kan også forekomme langs bergartsgrenser, noe som vil kunne gi en sørøstlig strømningskomponent tilsvarende fallretningen for bergartslagene. Erfaring tilsier at sprekker ofte blir mindre permeable mot dypet, og at sprekker opptrer mindre hyppig i dypet enn nærmere terrengoverflaten [25]. Denne inhomogeniteten gjør at trykkforholdene ikke nødvendigvis øker proporsjonal med dypet. Stedvis liten overdekningen for tunnelene på strekning 3 tilsier imidlertid at åpne vannførende soner må påregnes ned til tunnelnivå. 5.2 Innlekkasjepotensial Vanngiverevne for borehull i sandstein, kalkstein og skifer forventes å ligge i området mellom l/t (1.-3. kvartil), basert på erfaringstall fra brønner som er registrert i GRANADA [8].I bergartene på strekningen Krokskogen Bymoen er det registrert vanngiverevne for 36 brønner. Gjennomsnittlig vanngiverevne for dette utvalget er ca l/t, og varierer fra 10 til l/t. Medianverdien er 1000 l/t med 50 % av registreringene innenfor ca l/t. Oppgitt vanngiverevne i brønnene er vist i Figur 5.1.

45 45 av 56 Figur 5.1 Vanngiverevne oppgitt for et utvalg borebrønner i berg (Granada, NGU), vist på NGUs berggrunnskart (N50) påtegnet antatte svakhetssoner/forkastninger. For det samme utvalget er det beregnet normalisert vanngiverevne (l/t per m borehull) og korresponderende hydraulisk ledningsevne (m/s) etter metodikk presentert av NGU [26]. Gjennomsnittlig normalisert vanngiverevne er ca. 34 l/t per m borhull, og varierer fra ca. 0,1-182 l/t per m borhull, noe som er i samme størrelsesorden som funnet av NGU [26] for en del kambro-siluriske sandsteiner og kalksteiner. Medianverdien er 8 l/t per m borhull, med 50 % innenfor ca l/t per m borehull. Normalisert vanngiverevne i brønnene er vist i Figur 5.2. Det synes å være høyere normalisert vanngiverevne i bergartene sørøst for Gjesvalåsen enn nordvest for denne. Høyest normalisert vanngiverevne finnes i brønner lengst øst mot Kroksund. Her er det kartlagt en større normalforkastning og syenittganger i NNØ-SSV retning.

46 46 av 56 Figur 5.2 Vanngiverevne per m borehull, basert på vanngiverevne og borhullslengde oppgitt for et utvalg borebrønner i berg (Granada, NGU), og metodikk beskrevet i [26]. Resultatene er vist på NGUs berggrunnskart (N50) påtegnet antatte svakhetssoner/forkastninger Beregninger av hydraulisk ledningsevne basert på brønnene registrert i GRANADA viser stor variasjon fra ca. 4,2*10-8 m/s til 1,3*10-4 m/s. Hydraulisk ledningsevne følger samme geografiske fordeling som vist for normalisert vanngiverevne i Figur 5.2. Median vanngiverevne for brønnene er 4,5x10-6 m/s. De beregnede verdiene representerer et snitt over hele bergvolumet inklusiv sprekker. Selve bergmassen har en betydelig lavere konduktivitet, og vanngiverevnen til brønnene skyldes trolig kun et fåtall sprekker med relativt høyere hydraulisk konduktivitet. Det påpekes at det er stor usikkerhet knyttet til både kildedataene og forutsetningene for omregning til hydraulisk konduktivitet. Da brønner normalt bores med tanke om å påtreffe vann, vil trolig hydraulisk ledningsevne beregnet basert på brønners vanngiverevne være høyere enn det som er typisk for bergarten. Estimert permeabilitet basert på vanntapsmålinger utført ifm. Asker-Jong ga hydraulisk ledningsevne i kambro-silurbergartene i størrelsesorden 3* *10-6 m/s, noe høyere i dagfjellsonen [27]. Basert på

47 47 av 56 erfaringstall fra tunneler der det er utført lite eller ingen injeksjon, ble det funnet at hydraulisk konduktivitet i de sedimentære bergartene ved Holmenkollen (leirskifer og knollekalk med eruptivganger) var rundt 2x10-7 m/s [28]. Erfaringstall tilsier at hydraulisk ledningsevne for sedimentære bergarter fra kambro-silur varierer mye, men forventes å være innenfor intervallet 2x x10-6 m/s. Følgende formel kan benyttes for å estimere innlekkasje i tunnel uten tettetiltak [28]: QQ = 2ππππhll llll 2h rr 1 der k er hydraulisk ledningsevne, h er vanntrykket på grunnvannet over tunnelnivå, r er radius av tunnelen og l er lengde av tunnel. Tabell 5.1 angir estimert innlekkasje pr. 100 m tunnel, uten tettetiltak, for hydraulisk ledningsevne lik 2x10-7 og 2x10-6 m/s, for ulike vanntrykk over tunnelnivå. Vanntrykket over tunnelene er ikke kjent, men største bergoverdekning er rundt 100 m, som da tilsvarer høyeste mulige vanntrykk. Tabell 5.1 Beregnet innlekkasje i tunnel uten tettetiltak for hydraulisk ledningsevne lik 2x10-7 m/s og 2x10-6 m/s, for ulike vanntrykk over tunnelnivå. k (m/s) Vanntrykk h (m) Q (l/min) 2,00E Q (l/min) 2,00E Det bemerkes at en av forutsetningene for beregningene er at tunnelen ligger relativt dypt og går gjennom et homogent materiale med lik hydraulisk ledningsevne i alle retninger. Komplekse geologiske forhold gjør at denne forutsetningen ikke oppfylles, og det må forventes at de største innlekkasjene vil finne sted der tunnelene krysser definerte vannførende soner, som svakhetssoner og gangbergarter, mens det for øvrige deler av strekningene vil være små eller ingen lekkasjer. Beregnet innlekkasje per 100 m tunnel synes derfor overestimert, men antas å kunne være betydelig i enkelte soner. 5.3 Vannbalanse og influenssone Tunneltraseene i strekning 3 ligger langsmed et vannskille for overflatevann, og nedbør vil drenere ut mot Steinsfjorden og Tyrifjorden, som utgjør grensebetingelser for grunnvannet minst 700 m hhv. NØ og SV på hver side av tunneltraseene. Terrengoverflaten består i stor grad av bart fjell og leiravsetninger med liten infiltrasjonsevne. Det må derfor antas at nydannelsen av grunnvann er beskjeden. Avrenningstall fra NVE tilsier at netto nedbør (nedbør evapotranspirasjon) tilsvarer 200 mm per år. Dersom det antas at nydanning av grunnvann utgjør 20 % av årsmiddelavrenning, vil nydannelse for et område 300 m på hver side av trasé tilsvare ca. 4-5 l/min per 100 m trasé. Siden det skal gå tre parallelle tunnelløp, vil lekkasjer på 1,5 l/min/100 m pr. løp tilsvare den årlige nydannelsen av grunnvann. Det er ikke medregnet tverrslag, noe som vil si at i områdene rundt tverrslagene må innlekkasjen være mindre enn 1,5 l/min/100 m pr. løp for å ikke overstige nydannelsen. Det påpekes at andelen av avrenning som gir nydannelse er svært usikker. Dette er langt lavere enn beregnet teoretisk innlekkasje uten tettetiltak. Tilbakeregnet mot en tenkt innlekkasjerate til tunnel på 10 l/min/100 m pr. løp, som er dimensjonerende kapasitet for VA-systemet i tunnel, som gir samlet lekkasje på 30 l/min/100 m. Dette tilsvarer nydanning innenfor en teoretisk sone på ca. 2 km til hver side av tunnelen, noe som i realiteten vil si at influenssonen vil strekke seg helt ut til Steinsfjorden og Tyrifjorden. Uten tettetiltak må det derfor forventes avsenkning av trykknivå i berg. Den relative avsenkningen vil være størst nær tunnel, og avtakende i økende avstand fra tunnel ut mot grensebetingelsene. I ytterste konsekvens, dersom lekkasje til tunnel er større enn nydanning fra nedbør over tid, vil grunnvannstrykket kunne senkes helt ned til tunnelnivå. Det vil kunne oppstå innadrettet gradient mot tunnelene helt ut til Steinsfjorden og Tyrifjorden, i de områdene der tunnelene ligger under fjordnivå.

48 48 av 56 Avsenkningen vil trolig være størst rundt bergartsgrenser, svakhetssoner/forkastninger gangbergarter, der de større vanninnslagene kan forventes. og 5.4 Bestemmende faktorer for tettekrav Innlekkasje av vann i tunneler vil kunne ha negative konsekvenser for ytre miljø, enten ved uttørking av naturområder, som tjern, myr og sump-/kildeskog, føre til poretrykksreduksjon i overliggende og omkringliggende leiravsetninger med påfølgende setninger, samt påvirke kapasitet og vannkvalitet i nærliggende brønner. Det er i det følgende redegjort for hvilke negative konsekvenser som kan inntre i det aktuelle område og hvilke faktorer som er bestemmende for tettekravene. Områder og elementer som er omtalt er vist i Figur 5.3 og Figur Naturmiljø Kartgrunnlag vist i Figur 5.3 viser et mindre vannspeil sørøst for Rønningen. Tjernet synes å ha svært begrenset nedbørsfelt, og det kan ikke utelukkes at dette er helt eller delvis grunnvannsbetinget. Tverrslag ved Viksenga er planlagt direkte under dette vannspeilet. En SV-NØ-orientert svakhetssone antas å gå ca m sør for tjernet. Det er ikke registrert viktige naturtyper eller brukerinteresser knyttet til tjernet, men dette bør avklares mot naturmiljøhensyn og grunneier, da ev. lekkasje til tunnel kan påvirke vannstand i tjernet. Utover nevnte vannspeil er det ikke registrert vann/tjern, myrområder eller andre fuktkrevende naturtyper, slik som sump-/kildeskog, mellom Kroksund og Bymoen. Derimot er det kartlagt områder med kalkbarskog, rik edelløvskog og andre naturtyper angitt som nasjonalt viktige lokaliteter (kategori A) og utvalgte naturtyper. Kartlagte naturverdier er vist på Figur 5.4. Naturverdiene anses å ha middels sårbarhet, men det er viktig at markfuktigeten opprettholdes for å ivareta best mulig vekstvilkår og forhindre skogdød. Forekomstene med naturverdier er i stor grad lokalisert på forhøyninger i terrenget, dels i områder med lite løsmassedekke, dels i områder med hav- og fjordavsetninger. Nedbørsfeltene er begrenset til forekomstenes utstrekning. I foten av kollene, der berget møter leiravsetninger, kan det forekomme utstrømning av grunnvann. I disse områdene er det registrert friskere partier av naturtypene. Dette gjelder spesielt rundt Kjellerberget og portal mot Kroksund for vegtunnel, men kan også være aktuelt rundt Gjesvalåsen.

49 49 av 56 Figur 5.3 Vannspeil ved tverrslag Viksenga. Tjernet synes å ha et begrenset nedbørsfelt. Det er ingen kjente registreringer knyttet til tjernet Potensiale for setningsskader Dyprennene med mektigheter av leire på flere titalls meter er områder som potensielt kan være utsatt for setninger. Lekkasjer til tunnel med påfølgende senkning av vanntrykket i berg kan gi reduksjon i poretrykk i bunn av avsetningene. Poretrykket i dyprenne 0 og 2 er noe avtagende med dypet. Her er det også registrert grovere masser i overgangen mellom berg og løsmasser. Dette indikerer at poretrykket i leiravsetningene i liten grad er styrt av vanntrykket i berg. Samtidig er arealbruket på dyprennene jordbruksmark, og det er få/ingen bygninger eller annen infrastruktur som vil kunne ta skade av eventuelle setninger. Risiko for at lekkasjer i bergtunnel vil gi setninger av betydning for bygninger eller infrastruktur rundt dyprenne 0 og 2 vurderes derfor som liten. I dyprenne 1 er det registrert noe høyere poretrykk mot dypet. Dette kan skyldes høyere vanntrykk i omkringliggende berg, men det foreligger ikke tilstrekkelig data om grunnvannstrykket i berg for å kunne si dette sikkert. Dersom poretrykket i leiren påvirkes av vanntrykket i berget vil innlekkasjer i tunnel kunne medføre reduksjon i poretrykk og medfølgende setninger. Husene ved Vik sentrum/sørenga, ca. 150 m nord for tunnelene, står på løsmasser med setningspotensiale. Her vil lekkasje i tunnel kunne føre til setninger. Det er ikke kjent hvordan husene er fundamentert. Inntil det foreligger informasjon om vanntrykket i berg øst og vest for dyprenne 1, samt om hvordan bygningene ved Vik sentrum /Sørenga er fundamentert, legges det til grunn at lekkasjer i tunnel i minst mulig grad skal påvirke poretrykket i dyprenne Grunnvannsressurser Basert på registreringer i GRANADA ligger det flere brønner, både energi- og vannforsyningsbrønner, nær tunneltraseene (Figur 5.4). Trolig eksisterer det enda flere brønner enn det som er registrert i denne databasen. I byggeplanfasen anbefales det at det utføres kartlegging av grunnvannsbrønner i samarbeid med grunneierne. Dette kan f. eks. utføres i form av rapporteringsskjema som skal sendes ut til grunneiere i et område som ligger innenfor influenssonen til tunnelene. Grunneierne skal kunne gjennom rapporteringsskjemaet rapportere om de har en brønn som er i bruk, tilknyttet kommunalt vann eller hvor kommunal vannledning ligger i eiendomsgrensen.

50 Fellesprosjektet 50 av 56 Brønner som vil bli direkte påvirket av tunnelen må erstattes. For brønner som ligger innenfor influenssonen, men som ikke blir direkte berørt, bør vannstand, kapasitet og vannkvalitet dokumenteres før anleggsfase. Ved behov må også disse brønnene erstattes. Per i dag foreligger det ikke tilstrekkelig grunnlag for å kunne si noe om omfang av brønner som ligger innenfor influenssonen. På grunnlag av Hole kommunes kartløsning ( antas det å være kommunal vannforsyning til bebyggelsen langs hele strekningen, og det antas at eventuell erstatning for tap av privat vannforsyning kan gjøres i form av tilknytning til kommunalt nett. Figur 5.4 Registrerte brønner og viktige naturtyper langs trasé.

51 51 av Tettekrav I forrige avsnitt er det redegjort for hvilke forhold som vil kunne bli berørt av en eventuell innlekkasje til tunnel. Det er i denne fasen ikke endelig kartlagt om grunnvannssenking i berg vil kunne få negative konsekvenser for naturmiljø eller føre til poretrykksreduksjon i omkringliggende leiravsetninger. Inntil disse forholdene er kartlagt foreslås det å ta utgangspunkt i at grunnvannstrykket i berg skal opprettholdes i de områdene der det er usikkerheter knyttet til påvirkning på ytre miljø. Vannbalansen tilsier at den samlede innlekkasjen i alle tunnelløp og tverrslag ikke må overstige 4 l/min/100 m, for å opprettholde grunnvannstrykket i berg. Dersom grunnvannstrykket i berg skal opprettholdes er det nødvendig med tettekrav på 1 l/min/100 m pr. løp for alle tre tunnelløp og tverrslagene, i en utstrekning som vist på Figur 5.5. Dette er et svært lavt innlekkasjenivå som erfaringsmessig i praksis vil kunne være problematisk å oppnå, samt vanskelig å måle. Det kan vurderes å legges opp til andre avbøtende tiltak dersom det påvises negative konsekvenser på naturmiljø eller bygninger, slik som vanning av viktige naturområder, refundamentering eller oppretting av setningsskader på bygg, fremfor å utføre omfattende tetting av tunnel. I deler av tunnelen der senkning av grunnvannet ikke forventes å få negative konsekvenser for ytre miljø, anbefales det å sette maksimal innlekkasjerate for bergtunnelene for både veg- og baneløp til 10 l/min pr. 100 m tunnel, som er i tråd med normal dimensjonerende kapasitet for vannledningsnettet i tunnelene. Dette gjelder også i områder der det på Figur 5.5 er angitt strengere tettekrav, dersom senere undersøkelser viser at det er liten risiko for negative konsekvenser for naturmiljø eller setninger på bygg eller annen infrastruktur som følge av grunnvannsenkning, eller det legges opp til andre avbøtende tiltak. Det er ikke tatt hensyn til eventuell påvirkning på private vannforsynings- og energibrønner, både fordi omfanget av brønner ikke er kartlagt, samt at kostnadene for erstatning av enkelte brønner forventes å være begrenset sammenlignet med eventuell økt tetting. Som nevnt i Avsnitt må eksisterende vannforsynings- og energibrønner kartlegges og erstattes dersom disse blir påvirket av tunnelene.

52 52 av 56 Figur 5.5 Foreslått inndeling av tettekrav for bergtunneler og tverrslag langs strekning 3, basert på forutsetning om at senkning av grunnvannstand i områder vil kunne få negative konsekvenser på ytre miljø. 5.6 Injeksjon På grunnlag av lekkasjekrav er det i dette stadiet lagt opp til systematisk forinjeksjon for hele bergtunnelene. Det er mulig at innlekkasjekravene kan verifiseres og eventuelt forbedres med supplerende hydrogeologiske undersøkelser. Anbefaling for supplerende hydrogeologiske undersøkelser omhandles i Avsnitt 6.2. Det anbefales bruk av sementbaserte materialer (industrisement/mikrosement) med nødvendige tilsetningsstoffer (silika, aksellerator, osv.). Det anbefales å benytte så høyt injeksjonstrykk som forholdene tillater, dvs. i størrelsesorden bar. Ved overdekning under 30 må imidlertid injeksjonstrykket minskes. Generelt gjelder det at injeksjonstrykket skal tilpasses forholdene på stedet.

53 53 av 56 6 VIDERE ARBEID 6.1 Supplerende grunnundersøkelser for undersøkelse av bergoverdekning Det er planlagt å utføre supplerende undersøkelser for kontroll av bergoverdekningen for vegtunnelene ved dyprenne 1. Dette er planlagt utarbeidet i Hydrogeologiske undersøkelser Videre undersøkelser bør inkludere boring av brønner i berg nær tunneltraseene ved portal Kroksund, Gjesvalåsen, Løkenmoen og Kjellerberget, samt undersøkelser av poretrykket i løsmassene like over bergnivå i dyprennene (Figur 6.1). Dette vil gi informasjon om poretrykket i leiravsetningene og om naturforekomster langs traséen er avhengige av grunnvannstrykket i berg. Brønner og poretrykksmålere vil kunne benyttes for overvåkning gjennom anleggs- og driftsfase. Bestemmelse av omfang og plassering av supplerende grunnundersøkelser bør gjøres i samråd med geotekniske rådgivere, grunneiere og Bane NOR. Brønnene bør instrumenteres opp for automatisk logging av grunnvannstand, med mulighet for sanntidsoverføring til web-løsning for overvåkning. Oppstart måleprogram bør være minimum ett år før byggestart, med daglig logging av grunnvannstand. Det anbefales tilsvarende måleopplegg for eksisterende og supplerende poretrykksmålere. Logging for poretrykksmålerne bør i utgangspunktet følge samme frekvens som for borebrønner i berg, og lufttrykket bør måles på stedet. Omfang og frekvens på logging og avlesing vurderes fortløpende. Det bør gjennomføres en kartlegging av alle eksiterende vannforsynings- og energibrønner i området. Kapasitet og vannkvalitet i brønner som benyttes i dag eller skal benyttes i fremtiden bør dokumenteres. Disse kan muligens også gi mer informasjon om grunnvannsforholdene. 6.3 Undersøkelser av bygningers fundamentering Antatt fundamentering av bygningene langs tunnelstrekningen er angitt i tegning FRE-30-V For å verifisere fundamentering av bygningene langs tunnelstrekningen anbefales det at det samtidig med bygningsbesiktigelse i prosjektet utføres en detaljert kartlegging av fundamenteringsforholdene for hvert bygg. Fundamenteringsforholdene ved Viksenga bør vurderes spesielt da det er ukjent løsmassetykkelse i disse områdene og tunnel passerer rett under. Det ble opplyst av en beboer i Gamleveien 90 at huset står på "dårlig fjell" og at ved utsprenging av kjeller oppdaget man godt massivt berg 1,5-2 m under overflaten. 6.4 Rystelser Rystelseskrav må fastsettes i tillegg til at fundamenteringsforhold må kartlegges, som nevnt i Avsnitt 6.3.

54 Fellesprosjektet 54 av 56 Figur 6.1 Foreslått plassering av borehull S3-BH1, S3-BH2, S3-BH3 og S3-BH4 i berg.