Arild Palmstrøm, Norconsult as

Transkript

1 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 1 (UIDULQJHUIUD9DUG 1RUGNDSS2VORIMRUGHQRJ% PODIMRUGHQWXQQHOHQH Arild Palmstrøm, 6$(1'5$* Vardøtunnelen: Mye av grunnundersøkelsene var overflødige. Kjerneboringen ble utført for sent, slik at resultatene ikke kom til nytte under anbudsutarbeidelsen. Tunneltraseen ble sent under detaljeringen flyttet fra områder som var godt undersøkt til steder som var mindre undersøkt. Nordkapptunnelen: Halve tunnelen er lokalisert i kvartsittiske bergarter som nærmest hadde karakter av sukkerbitberg. Det ble store overskridelser på kostnadene pga. stor økning i sikringsomfanget på denne delen. En kjerneboring i dette området ble utført tidlig nok, men resultatene ble ikke benyttet. Isteden ble de seismiske hastighetene lagt til grunn for de til dels gale tolkningene av stabilitet og kostnadsoverslag. Oslofjordtunnelen: Kjerneboringene som ble utført av 'frysesonen' før bygging gikk i tunnelnivå og ikke over. Derfor ble kløften med løsmasser (frysesonen) ikke oppdaget før tunnelen sto 2 m ifra sonen. Sonderboringene under driving fungerte bra slik at kløften ble oppdaget i tide. Bømlafjordtunnelen: En tilfeldighet (feilboring) førte til at en tilsvarende kløft som for Oslofjordtunnelen ble oppdaget før bygging. Tunnelen kunne senkes og tilfredsstillende bergoverdekning oppnås.,11/('1,1* Det er i det følgende omtalt erfaringer fra grunnundersøkelser fra 4 undersjøiske tunneler. Det er gjort en enkel gjennomgang av det materialet jeg har hatt liggende inklusiv noen artikler som er publisert. Dette materialet dekker kanskje ikke like bra de forholdene som er beskrevet. Det er derfor mulig at det kan være unøyaktigheter i det som er omtalt. Det er å håpe at dette eventuelt kan oppklares på kurset, da det vil være tilstede deltakere som har vært involvert i de anleggene som omtales. 9$5' 7811(/(1 VARDØ Tunnelen er 2,6 km lang med m² tverrsnitt. Den ble bygget i årene og er den første undersjøiske vegtunnelen i Norge. Opprinnelig trasé Berggrunnen består av sen-prekambriske, svakt metamorfe, kvartsittiske sandsteiner, leirskifre, leirsteiner og konglomerater, uregelmessig gjennomsatt av yngre, steile diabasganger. Det er generelt moderat til stor oppsprekningsgrad og det opptrer en del svakhetssoner. SVARTNES (fastlandet) m )LJXU2YHUVLNW9DUG WXQQHO

2 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 2 Det ble utført meget omfattende grunnundersøkelser i form av: Akustiske målinger i sjøen som ble benyttet til å utarbeide bunnkotekart og angi tykkelse av løsmasser. Detaljert geologisk kartlegging på fastlandet og på Vardø. Dykkerundersøkelser utført av geolog-froskemann fra Universitetet i Oslo. Fjellkontrollboringer på sjøbunnen fra flåte av sjøseismikk med boring 8 25 m ned i berg. Disse ble utført der tunneltraséen opprinnelig ble planlagt. Refraksjonsseismiske undersøkelser, vesentlig i sjøen, totalt 12.7 m. Kjerneboringer i 7 hull i strandkanten, totalt 66 m. Totalt ble det opplyst at kostnadene i 1979 for grunnundersøkelsene var 4,5 mill. kr. av en entreprisekostnad på ca. 1 mill. kr. Dette tilsvarer hele ca. 8-1 % av drivekostnadene (driving, sikring, tetting + rigg%). Kjerneboringene ble utført meget sendt under planleggingen. De viste noe overraskende at det var like stor oppsprekning i dypet som i dagfjellet. Foreløpige resultater fra boringene kom inn noen dager før anbudet ble sendt ut. På grunn av disse resultatene ble sikringsmengdene doblet i anbudet (de burde vært 4- doblet). 1 VARDØ Opprinnelig trasé Geologisk kartlegging Seismisk profil Kjerneboring, skråhull vertikalhull og skråhull Boringer fra flåte SVARTNES m Svakhetssone (undersøkt) )LJXU2YHUVLNWJUXQQXQGHUV NHOVHU

3 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 3 1 VARDØ Opprinnelig trasé Geologisk kartlegging Seismisk profil Kjerneboring, skråhull vertikalhull og skråhull Boringer fra flåte m )LJXU7RONQLQJDYVYDNKHWVVRQHUXWIUDVHLVPLVNHUHVXOWDWHU Svakhetssone (undersøkt) Tolket svakhetssone De mange seismiske profilene med mange lavhastighetssoner ga mulighet for god tolkning av mulige svakhetssoner. Det viste seg under drivingen at mange av disse sonen ikke ble påtruffet i tunnelen sjøbunn seismikk sjøbunn boringer 4 4 bergoverflate seismikk bergoverflate boringer grense mellom seismiske hastigheter kjerneboring )LJXU5HVXOWDWHUIUDVHLVPLNNRJERULQJHUIUDIOnWHLRPUnGHVHILJXU Boringene fra flåte viste god overensstemmelse med seismikken (god seismisk tolkning). Dette området lå over planlagt tunneltrasé. Senere ble tunnelen flytte vekk fra dette området som var godt undersøkt om til et område der det var lite kjennskap til grunnforholdene, se figur 3.

4 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 4 m/s TUNNEL BS 2 m 37 m/s 4 m/s 33 m/s LØSMASSER m/s m/s BS LØSMASSER LAGDELINGSSPREKKER BS fjelloverdekning 33 m m/s 45 o BS UTSTØPNING PÅ STUFF UTSTØPT BAK STUFF BOLTER OG SPRØYTEBETONG )LJXU 2PUnGHVHILJXU 6DPPHQVWLOOLQJDYJUXQQIRUKROG RJXWI UWVLNULQJLWXQQHOHQ Figur 5 viser at sikringen i tunnelen ble vesentlig mer omfattende enn de seismiske resultatene tilsier. Q-verdi beregnet fra seismiske hastigheter, er,5 32, hvilket tilsier sikring med fra 1 cm sprøytebetong og bolter 1,5 1,5 til tilfeldig bolting, altså mye lettere sikring enn det som ble utført. 4 3 *,1 / ( ' ) 1 % )LJXU)RUGHOLQJDYVHLVPLVNHKDVWLJKHWHUIRUNP PnOHOHQJGH 6WDELOLWHWVVLNULQJ på stuff bak stuff Støp: 696 m 494 m Sprøytebetong: 24 m³ 11 m³ - " - armert: 17 m² Bånd: 4 m Nett: 73 m² Bolter: 82 stk 11 stk,14 6(,6,6.Ã%(5*+$67,*+(7 m/s Forinjeksjon: 83 tonn på ca. 1% av tunnelen Sikringsomfanget i tunnelen ble langt større enn de seismiske hastighetene tilsier..rqnoxvmrq Det ble utført en mengde undersøkelser som det ikke var behov for. En del av tunneltraséen ble flyttet bort fra godt undersøkte områder. Kjerneboringene var viktig, men ble utført for sent til å kunne nyttes under detaljering og anbudsutarbeidelse. Seismiske berghastigheter var høyere enn "vanlig", dvs. stabiliteten var generelt dårligere enn de seismiske berghastigheter erfaringsmessig tilsier.

5 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 5 125'.$337811(/(1 Tunnelen som er 6,82 km lang med tverrsnitt 53,5 m² har dypeste punkt på kote -212 m. Den ble bygget i årene Berggrunnen består av sen-prekambriske, svakt metamorfe, kvartsitter (sandsteiner), gråvakker og leirskifre på nordre halvdel (Juldagnesformasjonen). I den søndre halvdelen er det granatglimmerskifer med tynne, svake MAGERØY glimmersjikt der det hyppig opptrer tynne bånd Honningsvåg av kvartsitt. Nordkapp 2 km Veidnes I det følgende er det den nordre delen som vil bli behandlet. Vesterpollen Kåfjord Veg Nordkapp tunnelen Tidligere ferge Ny veg Ny land tunnel N I de kvartsrike bergartene i Juldagnesformasjonen opptrer hyppige, glatte lagdelingssprekker samt 1 2 andre sprekkesett, slik at det generelt er moderat til stor oppsprekningsgrad. Bergmassene hadde under drivingen karakter av sukkerbitberg. Det var mye overmasse. Det ble for det meste sikret med skrittvis utstøpning på stuff i denne bergartsformasjonen. 5 km )LJXU2YHUVLNW1RUGNDSSWXQQHOHQ 1 )LJXU*HRORJLVNRYHUVLNWLQRUGUHGHO Juldagnesformasjonen 9(,'1(6 Følgende grunnundersøkelser ble utført før bygging: Geologisk kartlegging i området som viste en annen bergartsfordeling enn den eksisterende (i 1: ). Denne tolkningen viste seg under byggingen å være riktig, se figur 9. TEGNFORKLARING 2 skyvegrense lokal skyvesone? strøk og fall bergartsstruktur synform forkastning svakhetssone tunneltrasé refraksjonsseismikk 3 Bismarhallen 2 2 kjerneborehull 1 km Akustiske målinger IRUnInHWELOGHDY O VPDVVHQHSnVM EXQQHQRJHWNDUWRYHU EXQQWRSRJUDILHQ (sitat fra anbudet) Refraksjonsseismiske målinger som viste hastigheter < 4 m/s på 4% av målt lengde, hastigheter > m/s på vel 6% av lengden. 2 kjerneborehull 11m og 51 m lange i strandkanten ved Bismarhallen IRUnVNDIIH LQIRUPDVMRQRPEHUJDUWVVDPPHQVHWQLQJHQ QHGRYHULIRUPDVMRQHQRJJM UHOHNNDVMHIRUV N RJNDUDNWHULVHUHGHJHQHUHOOH OHNNDVMHIRUKROGHQH (sitat anbud). Kjernene viste: "K\SSLJYHNVOLQJPHOORP VDQGVWHLQJUnYDNNHRJQRHOHLUVNLIHUVWHUNIROLDVMRQVRSSVSUHNNLQJPRWG\SHWPHGXQQWDNDYGH YUH PHUGHWMHYQWRJOLWHYDQQWDS (sitat anbud).

6 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 6 Som nevnt var det meget vanskelige driveforhold i nordre del av tunnelen (i Juldagnesformasjonen). Tett oppsprekning langs lagdelingen med meget glatte sprekkeflater og samt 1 2 andre sprekkesett og tett med riss i bergarten ga meget ustabile forhold på stuff. Sikringen var planlagt utført med bolter og noe sprøytebetong, men det var skrittvis utstøpning på stuff som for en stor del ble utført. Det gikk med mye ekstra betong pga. overmassene. (Etter min mening kunne redusert salvelengde og systematisk bolting + fiberarmert sprøytebetong blitt benyttet. Dette ville vært en rimeligere sikring) Det var generelt tette bergmasser og derfor lite omfang på forinjeksjonen i disse sterkt oppsprukne bergmassene. De følgende figurer illustrerer geologi, utførte grunnundersøkelser og resultatene av seismikk. utført seismikk kjerneboringer Bismarhallen 2 m m m TEGNFORKLARING skyvegrense lokal skyvesone? struktur av lagdeling forkastning kjerneboringer Bismarhallen 2 m utført seismikk m antatte lagdelingsstrukturer m 2 m )LJXU*HRORJL6QLWWQRUGUHGHO

7 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 7 Seismisk profil hastighet > m/s 4- m/s 3-4 m/s 1 2 m 1 Seismisk profil 1 1 m 235 m Kjerneborehull -1 )LJXU2YHUVLNWVHLVPLNNSnQRUGUHGHO 9HLGQHVVLGHQPHGLQQWHJQHGH ODYKDVWLJKHWVVRQHU De seismiske hastighetene på den nordre delen stemte veldig dårlig med bergkvalitetene i tunnelen like under Under bygging ble det derfor utført ekstra refraksjonsseismiske målinger for om mulig å klarlegge dette HLVPLVNÃPnOLQJ LQQHÃLÃWXQQHOHQ 115 m m %,6$5+$//( m 235 m Seismisk profil Kjerneborehull 1 Seismisk profil )LJXU'HWDOMHUDYXQGHUV NHOVHQH c/,1*(5ã,ã'$*(1ãã9('ã%25(+8//ã (varierende avstand til utskudd) SER MOT STØRRE DYP (økende avstand til ytterskudd) m borehull 235 m 49 m/s 53 m/s m/s 56 m/s 51 m/s 57 m/s 95 m UTSKUDD -35 / 295 m UTSKUDD -85 / 335 m UTSKUDD -1 / 385 m c/,1*ã,ã7811(/(1 (overdekning ca. 16 m) m c/,1*(5,ã%25(+8// 115 m 5 m/s De seismiske målingene ble gjort 3 steder: I standkanten ved Bismarhallen (ved kjerneborehullene), Nedover i det ene kjerneborehullet, og Nede i tunnelen. Det fremgår av figur 12 at det er høye seismiske hastigheter (> m/s) i tunnelen og i bergmassene over. )LJXU6DPPHQVWLOOLQJDYGH HNVWUDVHLVPLVNHPnOLQJHQH

8 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 8 Q-verdi basert på de seismisk hastighet m/s angir sikring med tilfeldig bolting; i virkeligheten ble det altså utført skrittvis utstøpning på stuff. Kunne de dårlige bergkvalitetene i tunnelen vært oppdaget under forundersøkelsene? Ja, kjernene viste som nevnt "VWHUNIROLDVMRQVRSSVSUHNNLQJPRWG\SHW og dette burde ha hintet ansvarlige ingeniørgeologer til å utføre supplerende boringer for å se om dette var forårsaket av en sone i området eller om det var en karaktertrekk ved Juldagnesformasjonen. Isteden står det i anbudet om de utførte boringene: 6OLNHERULQJHUEHWUDNWHVVRPVWLNNSU YHURJNDQGHUIRULNNHJLDQQHWHQQHQDQW\GQLQJRPIMHOOIRUKROGRJ OHNNDVMHUODQJVWXQQHOWUDVpHQ Hva er da vitsen med å foreta boringer? Jeg har lett etter en detaljert kjernelogg, men denne synes ikke finnes. Så vidt jeg vet, ble det foretatt en enkel registrering av kjernene av de som boret. Heller ikke nøyaktig plassering av hullene med helning av disse er vist. Jeg har ikke kunnet finne ut om begge hullene er vertikale, eller bare det ene. Gal tolkning av grunnforholdene førte til derfor gale sikringsmengder i anbudet. Entreprenøren hadde spekulative priser på en del sikringsmidler. Det ble derfor meget vanskelige forhold under drivingen av bortimot halve tunnelen og ca. et års forsinkelse hvis jeg husker riktig..rqnoxvmrqhu Seismiske hastigheter er "altfor høye" i forhold til vanlige erfaringer. Dette ga grunnlag for feiltolkning av driveforhold og stabilitet på den nordre delen. (I den søndre delen stemte tolkningene bra.) Resultatene av kjerneboringene, som ga viktig informasjon om oppsprekningen, ble ikke benyttet. Det var skifte av personer (ingeniørgeologer) underveis dårlig kontinuitet. Var det noen som fulgte opp utførelsen av grunnundersøkelsene? Hvem hadde ansvar under utførelse av grunnundersøkelsene, tolkning og bruk av resultatene? Feiltolkningene førte til gale mengder i anbud. Spekulativ tunnelkontrakt gjorde at mulig bruk av sprøytebetong ikke ble benyttet i tilstrekkelig grad. Dette kunne ha redusert kostnader og byggetid.

9 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 9 26/2)-25'7811(/(1 Granitt Gneis 7 Amfibolitt Glimmergneis Pegmatitt Amfibolittisk gneis Tektonisert gneis Strøk og fall Forkastning Tunnel +n \D nqd 55 Tunnelen er 7,23 km lang med 78 m² tverrsnitt. Den undersjøiske delen er 2 km. Tunnelen som ble bygget i årene , ligger i prekambriske gneiser, til dels amfibolittiske og glimmerrike. Helt i vest er det drammensgranitt. Det opptrer 2 3 sprekkesett med generelt moderat oppsprekningsgrad. 9HUSHQ 6WRUVDQG 55 'U EDN I dette innlegget er det den såkalte 'frysesonen' i fjorden like øst for Storsand som omtales )LJXU*HRORJLVNRYHUVLNW 2VORIMRUGWXQQHOHQ Figur 14 viser oversikt over grunnundersøkelsene i sjøen i dette området. På land (Storsand) er det meste overdekket av store brerandavsetninger Storsand Storsand m m )LJXU2YHUVLNWRYHUXWI UWHVHLVPLVNHPnOLQJHURJNMHUQHERULQJHUWLOYHQVWUHRJWRONQLQJDY VYDNKHWVVRQHUWLOK \UHEDVHUWSnVHLVPLNN'HQVWLSOHGHVRQHQHULNNHYLVWSnIRUHOLJJHQGHPDWHULDOPHQHU DQWDWWDYIRUIDWWHUHQXWIUDGHQJHQHUHOOHWHNWRQLVNHRYHUVLNWHQLILJXU

10 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 1 Storsand 1 6HLVPLVNÃSURILOà Storskjær 1 53 m/s 51 m/s 3 m/s 57 m/s 17 m/s 17 m/s 3 m/s 51 m/s 32 m/s 2 m/s )LJXU6HLVPLVNSURILOLILJXU)U\VHVRQHQHURPUnGHWPHGKDVWLJKHWPV 2 m/s 51 m/s 31 m/s Storsand Storskjær 1-1 løsmasser m 3 tunnel )LJXU7XQQHOHQVEHOLJJHQKHWVOLNGHQYDUJLWWLDQEXGHW-HJKDUPnOWPLQVWHRYHUGHNQLQJWLOPPHQV GHWLDQEXGHWYDUDQJLWWP'HWHULNNHUDUWGHWEOHXWI UWJUXQGLJHXQGHUV NHOVHUSnGHWWHVWHGHWPHG ODYKDVWLJKHWVRQHSnPVRJVnOLWHQEHUJRYHUGHNQLQJ Storsand Storskjær VHLVPLVNÃSURILOà à 17 m/s 57 m/s 32 m/s 2 m/s ( ' ( m m/s 51 m/s à 3 TUNNEL 2 4 sprekker/bm Etter at det ble utført omfattende, kostbare grunnundersøkelser av sonen ved Storsand, ble tunneltraséen her flyttet ca 3 m mot nord uten at det ble foretatt supplerende undersøkelser. )LJXU 6DPPHQVWLOOLQJDY VHLVPLNNRJERULQJHUL NULWLVNRPUnGH'HQQH JLULEHVWHIDOOPLQVWH RYHUGHNQLQJP 6DPPHQVWLOOLQJHQJM U GHWPXOLJnDQWD IRUO SHWDY VYDNKHWVVRQHQ sprekker/bm Ble tilsvarende sammenstilling gjort under planleggingen?

11 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 11 m GEOTEAM PROFIL 1/8 512 m PROFIL 1/8 SOM VISER LAVHASTIGHETSSONE I KRITISK PARTI - MORENE MULIG TOLKNING AV LAVHASTIGHETSSONEN: KNUSNINGSSONE MED HELT AVGRENSEDE BLOKKER, LEIRE OG VANN I SPREKKENE - MORENE 17 MULIG TOLKNING AV LAVHASTIGHETSSONEN: KLØFT FYLT MED MORENE OG/ELLER GRUS )LJXU'HWHUDUWLJLHWWHUWLGnVHKYLONHWDQNHULQJHQL UJHRORJHQHJMRUGHXQGHUYXUGHULQJHQHDY IU\VHVRQHQ)LJXUHQYLVHUVNLVVHXWDUEHLGHWDYILUPDHW27%OLQGKHLPVnYLGWMHJYHWDY$QGHUV%HLWQHV De følgende figurene viser hvordan 'frysesonen' ble oppdaget under drivingen.

12 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 12 forventet sone sonderhull leirslepper kjerneborehull BH 1 hovedsone BH 2 BH 3 )LJXU6RQGHUERULQJXQGHUGULYLQJ.MHUQHERULQJHQHIUDVWXIIYLVHURSSNQXVWEHUJPHGOHLUHYLVWPHG VYDUWHNORVVHURJEHJ\QQHOVHQDYIRUYHQWHWVRQHNXQQHLQQWHJQHV litt lekkasje forventet sone P\HÃYDQQ sonderhull leirslepper hovedsone )LJXU6\VWHPDWLVNVRQGHUERULQJYHGSURILOXWI UWPHGWXQQHOULJJHQ(QDYVRQGHUKXOOHQH SnWUHIIHUP\HYDQQPHGK \WWU\NN Kløften fylt med innspylte meget permeable løsmasser ligger 1 2 m over tunnelens senterlinje. Kløften ble ikke påvist ved kjerneboringene før bygging da det viktige hullet nær fulgte senterlinjen i tunnelen. Heller ikke fra kjerneboring fra stuff under driving, som også ble boret langs senterlinjen, ble sonen oppdaget.

13 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 13 litt lekkasje NO IWÃPHGÃLQQVS\OWHÃPDVVHU venstre side mye vann sonderhull leirslepper høyre side senter hovedsone NQXVQLQJVVVRQH )LJXU(WWHURSSGDJHOVHDYVRQHQIRUDQVWXIIEOHWXQQHOHQGUHYHWIUDPFDPORJGHWEOHJMRUW RPIDWWHQGHVRQGHUERULQJHUIRUnNODUOHJJHIRUKROGHQHIRUDQVWXII.O IWHQPHGO VPDVVHUNXQQHHWWHUKYHUW RSSWHJQHV'DGHQVNM UHUVNUnWWSnWXQQHOHQHUJUHQVHQWLOVRQHQIRUVNMHOOLJSnK \UHRJYHQVWUHVLGHDY WXQQHOHQ Storsand VHLVPLVNÃSURILOÃ Storskjær m/s 17 m/s m/s 32 m/s 51 m/s -6 2 m/s -8 Ã Ã TUNNEL sprekker/bm 2 4.RQNOXVMRQHU 4 ( ' ( sprekker/bm -14 )LJXUXOLJWRONQLQJDYGHQ O VPDVVHI\OWHNO IWHQGHU NQXVQLQJVPDWHULDOHWHUHURGHUWYHG XWVS\OLQJ Egentlig utført tilstrekkelige undersøkelser av kritisk område før bygging. Ble seismikk og boringer sammenstilt skikkelig under planleggingen? Boringen av det den styrte hullet fra Storsand ble lagt langs tunnelen, men burde selvfølgelig heller vært lokalisert like over tunnelen. Sonderboringene under drivingen ble utført riktig. Derved kunne kløften bli påvist i tide og nødvendige tiltak utføres for en sikker driving gjennom sone/kløft.

14 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 14 % /$)-25'7811(/(1 Tunnelen ble bygget i årene Den har 76,5 m² tverrsnitt og er 7,92 km lang, hvorav 3,4 km går under sjøbunnen. Laveste punkt er på kote 262. Berggrunnen i den søndre delen består av prekambriske gneiser and glimmerskifre; den nordvestre delen med øyene Føyno and Otterøy utgjøres av kambro-siluriske fyllitter, grønnskifre og grønnsteiner. Bergartene stryker stor sett vinkelrett på tunnelen og faller 2-4 grader mot nordvest. BØMLO Spyssøya Føyno fyllitt Otterøya STORD grønnstein/-skifer fyllitt B ø m l a f j o r d e n grønnstein/-skifer 1 Grunnundersøkelser: Akustiske målinger for kartlegging av sjøbunnen, Ca. 7,8 km refraksjonsseismiske profiler langs tunnelen, og 1485 m kjerneboring i 2 hull. Svakhetssoner gneis? SVEIO Kritisk område Moster Valevåg Tunnel 1 km? )LJXU2YHUVLNW % PODIMRUGWXQQHOHQ To kritiske områder ble påvist ut fra akustiske og seismiske målinger (se figur 23). På det søndre området var planlagt bergoverdekning 35 m. Det ble utført kjerneboringer på begge steder. Disse er kommentert i det følgende. 4 " )LJXU%RUHKXOOIUD6YHLRVLGHQ'HWWHHUHWVW\UWNMHUQHERUHKXOOIRUnQnXWWLONULWLVNRPUnGHYHG SURILO'HWEOHSODQODJWnI OJHWXQQHOHQXQGHUNULWLVNRPUnGH8Q \DNWLJERULQJI UWHWLODWKXOOHWNRP IRUK \WVWLSOHWOLQMHRJHWQ\WWG\SHUHKXOOEOHXWI UWVRPYLVWQHGWLOSODQODJWWXQQHOQLYn

15 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side d y p å l seismiske data ikke tilgjengelig tidligere måling seismisk hastighet < 3 m/s seismisk hastighet 3-4 m/s 1 4 TUNNEL Valevåg Kjerneborehull BH-1 1 )LJXU6HLVPLNNRJ ERULQJHUSn9DOHYnJVLGHQ 6HLVPLNNHQSnYLVWHHW RPUnGHGHUGHWYDU YDQVNHOLJXPXOLJnWRONH GDWDHQH6DPWLGLJHUGHWWH HWVWHGGHURYHUGHNQLQJHQ YDUOLWHQ(WODQJWVW\UW NMHUQHERUHKXOOEOHGHUIRU LJDQJVDWWIRUnNODUOHJJH IRUKROGHQHKHU m/s 31 m/s 52 m/s morene 816 m 882 m " " 54 m/s 6 m/s 897 m 6 m/s Borehull BH-1 ble boret 9 m utover sjøen til profil 446 og kote 178 (se figur 24 og 25). Det påtraff en moreneavsetning over en strekning på 66 meter før hullet kom inn i berg på den andre siden. -2 ÃPV PLANLAGT TUNNEL Valevåg pel nr. )LJXU) UVWHNMHUQHERUHKXOONRP IRUK \WRJRSSGDJHWHQNO IWGHUHQ WURGGHGHWYDUIDVWEHUJ)UDPWLO PERUHWPDQLPRUHQH

16 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side m/s $ 31 m/s 52 m/s 816 m " morene 882 m " " ÃPV 54 m/s 6 m/s 897 m 6 m/s Boret ble trukket m tilbake og et nytt, dypere, styrt hull ble boret herfra slik at det kom ned i tunnelnivå (som planlagt). Dette påtraff ikke noen svakhetssone (hvilket var forventet). massivt berg (RQD = 1) 933 m TUNNEL -2 )LJXU(WQ\WWYHOPODQJW VW\UWKXOOEOHERUHWVOLNDWGHW IXOJWHWXQQHOHQ Sveio pel nr. 6 m/s 6 m /s Beliggenhet av bunnen av kløften var noe usikker med kun to boringer. Figur 28 angir gunstigste og ugunstigste beliggenhet av kløften m/s 31 m/s 52 m/s 816 m morene 882 m 54 m/s 897 m gunstigste forlø p av fjellbunn Tunnel med hengen på kote 211 ville under kløften hatt minimum 6 m and maksimum 33 m bergoverdekning $ DQWDWWÃ IRUO SÃ DYÃ IMHOOEXQQ ÃPV ugunstigste forløp av fjellbunn massivt berg (RQD = 1) ÃP NY TUNNELTRASÉ 933 m For å få tilstrekkelig overdekning ble tunnelen lagt lavere slik at i ugunstigste fall er bergoverdekningen 35 m. For å få dette til måtte helningen på tunnelen økes fra 7 til Sveio pel nr. )LJXU7XQQHOWUDVpHQEOHODJW FDPODYHUHRJILNNVnOHGHV PLQVWPRYHUGHNQLQJ En tilfeldig, feilboring førte altså til at en erodert kløft med morene ble oppdaget før bygging. Tunnelen kunne derved legges lavere slik at betryggende bergoverdekning kunne oppnås. Erfaring: Det var noen driveproblemer i forbindelse med svakhetssoner i den delen av tunnel som går i gneis (søndre del). Forholdene her kunne vel vært noe bedre dokumentert før bygging.

17 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 17 Forholdene ved profil 7. Borehullet BH-2 mellom Otterøya og Føyno penetrerer bergmassene over tunnelen. Sammenholdt med seismikken gir borehullet god informasjon om bergforholdene. Det ble påvist mulig permeable bergmasser i forbindelse med sonen og det ble under drivingen utført utvidet sonderboring i området og drift uten problemer gjennom sonen. - Det var ingen overraskelser under drivingen her. 297 m Kjerneborehull BH-2 / 57 m/s GRØNNSTEIN / GRØNNSKIFER løsmasser 346 m 45 m 43 m à à ÃP V 52 m/s BREKSJERT RQD = 1-8 Lekkasje 5,4 Lugeon à P V TUNNEL Otterøya pel nr. Føyno )LJXU)RUKROGHQHPHOORP ) \QRRJ2WWHU \DIRU ORNDOLVHULQJDYERUHKXOOHWVHILJXU Bortsett fra de nevnte problemene i søndre del (i gneis) var bergforholdene i Bømlafjordtunnelen stort sett bedre enn ventet med få vannførende områder..rqnoxvmrqhu En tilfeldighet ført til at borehull BH-1 fra Valevåg-siden ga viktige opplysninger om berggrunnen over tunnelen i det kritiske partiet her. Derved var det mulig i å få senket tunnelen slik at sikker overdekning ble oppnådd. Dette kostet lite ekstra, men tunnelen ble litt brattere enn tunnelnormalene tillater (fikk dispensasjon). Det hadde vært en fordel med et mer sammenhengende seismisk profil langs tunnelen med parallellprofil på utvalgte steder. Et par større svakhetssoner på Valevåg-siden burde vært bedre dokumentert på forhånd. 5()(5$16(5 Vardø tunnel. Anbud. Ingeniørgeologisk resymé. 1978, 16 sider. Vardø tunnel. Ingeniørgeologisk sluttrapport. 1982, 32 sider. Bradley S. (1996): Tunnelling north to the midnight sun. Tunnels & tunnelling, September 1996, side FATIMA. Undersjøisk tunnel E69 Vesterpollen Veidnes. Ingeniørgeologisk rapport for anbud sider + bilag Broch H. (1994): Optimalisering av trasé for Oslofjordtunnelen. NTH hovedoppgave sider. Backer L. og Blindheim O.T. (1999): The Oslofjord tunnel. Crossing of a weakness zone under high water pressure by freezing. Int. Konferanse om 'Challenges for 21 st Century', Oslo, side Aagaard B. og Blindheim O.T. (1999): Crossing of exceptionally poor weakness zones in three subsea tunnels, Norway. Int. Konferanse om 'Challenges for 21 st Century', Oslo, side

18 Erfaringer fra Vardø, Nordkapp, Oslofjorden og Bømlafjorden tunnelene side 18 Rv 23 Oslofjordforbindelsen. Parsell 4 Verpen Måna. Oslofjordtunnelen. Anbudsgrunnlag. Geologisk rapport Oslofjordtunnelen (1998): Møtereferater i referansegruppen for frysesonen. Martinsen S. og Moen P.A. (2): Successful breakthrough at the Bømlafjord Subsea Tunnel. Tunnels & Tunnelling. Palmstrøm A., Nilsen B. og Buen B. (1997): Bømlafjordtunnelen. Analyse av grunnforhold for vurdering av sikringsomfang, gjennomførbarhet, kostnadsberegning og risikovurdering. Rapport fra referansegruppen, 43 sider. Bømlafjordtunnelen (1998-2): Møtereferater i referansegruppen under bygging. Moen P.A. (2): Bømlafjordtunnelen. sluttrapport fra ingeniørgeologisk oppfølging under byggingen.