Rv 755 Leksvik - Vanvikan. Ingeniørgeologisk rapport

Transkript

1 Rv 755 Leksvik - Vanvikan Ingeniørgeologisk rapport R Rev mai 2010

2

3 Prosjekt Prosjekt: Rv 755 Leksvik - Vanvikan Dokumentnr.: R, Rev. 2, Dokumenttittel: Ingeniørgeologisk rapport Dato: 12. mars 2010 Oppdragsgiver Oppdragsgiver: Oppdragsgivers kontaktperson: Kontraktreferanse: Reinertsen AS 755 Leksvik - Vanvikan Petter Fuglaas For NGI Prosjektleder: Utarbeidet av: Kontrollert av: Kyrre Emaus Panos Chryssantakis og Guro Grøneng Arnstein Aarset Sammendrag Statens vegvesen Region midt skal utvide rv. 755 mellom Leksvik og Vanvikan i Nord-Trøndelag. Utvidelsen skal i hovedsak skje ved utsprenging av dagens skjæringer. NGI har foretatt ingeniørgeologisk kartlegging av eksisterende bergskjæringer langs den aktuelle vegstrekningen.

4 Innhold Dokumentnr.: R Side: 4 / Rev.: 2 1 Innledning 5 2 Grunnlagsmateriale 6 3 Kort beskrivelse av vegstrekningen 6 4 Berggrunnsgeologi i området 6 5 Ingeniørgeologisk kartlegging 7 6 Anvendbarhet av sprengstein fra området 7 7 Beskrivelse av delstrekningene Delstrekning 1 (profil ) Delstrekning 2 (profil ) Delstrekning 3 (profil ) Delstrekning 4 (profil ) Delstrekning 6 (profil ) 13 8 Vurdering av stabiliteten og totale sikringsmengde for alle delstrekningene 15 Vedlegg A Oversikts- og detaljkart Vedlegg B Detaljert beskrivelse og sikringstiltak Vedlegg C Koordinater fra GPS Vedlegg D Bilder av skjæringer Vedlegg E Dips utskrifter for sprekkesettene for alle delstrekninger

5 1 Innledning Dokumentnr.: R Side: 5 / Rev.: 2 Statens vegvesen Region midt skal utvide rv. 755 mellom Leksvik og Vanvikan i Leksvik kommune i Nord-Trøndelag. Utbedring av vegen er et delprosjekt i bompengeprosjektet ei tim te by n som har til hensikt å bidra til raskere og tryggere kommunikasjon internt på Fosen og mellom Fosen og Trondheim, spesielt for å stimulere videre vekst i næringslivet på Fosen. I den forbindelse er det behov for breddeutvidelse, utretting av svinger og justering av vertikalkurvatur for riksvegen mellom Leksvik og Vanvikan. Prosjektet består totalt av ni delstrekninger: Delstrekning 1: (880 m) Delstrekning 2: (420 m) Delstrekning 3: (1 060 m) Delstrekning 4: (3 195 m) Delstrekning 5: (1 500 m) Delstrekning 6: (3 310 m) Delstrekning 7: (830 m) Delstrekning 8: (1 170 m) Delstrekning 9: (540 m) Breddeutvidelse skal i hovedsak skje ved utsprenging av dagens skjæringer. Det er planlagt å utsprenge skjæringer med å bruke helning 10:1. Grøfteutforming (jordfylling med helning fra skjæring) skal foretas i henhold til gjeldende regelverk for denne type veistandard. NGI har foretatt ingeniørgeologisk kartlegging av eksisterende bergskjæringer langs fem av de totalt ni delstrekningene på oppdrag fra Reinertsen AS. Kartleggingen av dagens stabilitetssituasjon skal danne grunnlag for å vurdere sikringsprognoser i de nye bergskjæringene etter vegutvidelsen. Denne rapporten er utarbeidet i forbindelse med byggeplan og konkurransegrunnlag og oppsummerer innsamlede kartleggingsdata for følgende fem delstrekninger; delstrekning 1, delstrekning 2, delstrekning 3, delstrekning 4 og delstrekning 6. Det er foretatt en stabilitetsvurdering av skjæringene og utarbeidet en sikringsprognose for de planlagte skjæringene basert på kartleggingen. Planlegging, prosjektering og bygging av fremtidige skjæringer med mer enn 10 meters høyde og/eller inngrep i foten av naturlige fjellskråninger skal i utgangspunktet plasseres i prosjektklasse 3 som angitt i Norsk Standard NS3480 Geoteknisk prosjektering Fundamentering, grunnarbeider, fjellarbeider i henhold til NA-rundskriv 2009/11 Utfyllende bestemmelser for planlegging, prosjektering, bygging og vedlikehold av høye skjæringer i berg. Det er også viktig å poengtere at deler av prosjektet i.e fremtidige skjæringer med mindre enn 10 meters høyde kan nedklassifiseres til prosjektklasse 2.

6 2 Grunnlagsmateriale Dokumentnr.: R Side: 6 / Rev.: 2 Grunnlagsmaterial som er benyttet ved utarbeidelse av denne rapporten omfatter: Berggrunnsgeologisk kart Trondheim fra Norges Geologiske Undersøkelser (NGU) i målestokk 1: Berggrunnsgeologisk kart Leksvik (foreløpig utgave) fra NGU i målestokk 1: C-tegninger, datert mai 2009 Tverrprofiler datert desember 2009 Notat fra Reinertsen datert Notat fra Statens vegvesen datert Kort beskrivelse av vegstrekningen Reguleringsplan som ligger til grunn for utbedring av riksvei 755 mellom Leksvik og Vanvikan følger dagens vegtrase langs Trondheimsfjorden. Dagens riksvei 755 har lav standard og mangler tilstrekkelig breddeutvidelse i de fleste kurver. Strekningen er stort sett smal, har dårlig horisontal- og vertikalkurvatur og partier med svært dårlig sikt. Gjennomsnittlig bredde på eksisterende veg er 5 5,5 m. Grøfter inn mot fjellskjæringene er for smale iht. krav, og vegen er noe rasutsatt grunnet høye fjellskjæringer. Vegen går i hovedsak i sidebratt terreng med fjellskjæring på innsiden, og fjorden på utsiden. Gjennomsnittlig trafikkmengde på strekningen er ÅDT 850 (årsdøgnstrafikk 2007) med dimensjoneringsklasse D.2 Utbedring av eksisterende veg, Veger i spredt bebyggelse ÅDT og fartsgrense 80 km/t. 4 Berggrunnsgeologi i området I følge berggrunnsgeologisk kart Trondheim i målestokk 1: er bergartene i området suprakrustale bergarter av antatt senprekambrisk til silursk alder som er skjøvet øst - sørøstover i flere tektoniske enheter (dekker) under den kaledonske fjellkjededannelsen. Bergartene er for det meste omvandlete sedimenter samt eruptiver av vulkansk opprinnelse. Berggrunnsgeologisk kart Leksvik (foreløpig utgave) i målestokk 1: indikerer at det i hovedsak opptrer syv forskjellige bergarter langs de aktuelle delstrekningene: Granatglimmerskifer til gneis, middels til grovkornet; stedvis med hornblende og rustbrun forvitring. Granittisk til tonalittisk gneis med biotitt, hornblende og stedvis granat; fin til middelskornet. Amfibolitt til hornblendediorittisk gneis, stedvis med granat; fin til middelskornet, granoblastisk, stedvis båndet. Uensartet blandet (felsisk og mafisk) gneis; nært skyvekontakt

7 mylonittisk laminert. Glimmerskifer med granat- og hornblendeporfyroblaster, stedvis garben -skifer. Glimmergranitt (-gneis) til kvartsmozonitt (-gneis), middelskornet, stedvis kalifeltspatporfyrisk. Glimmergneis, fin- til middelskornet. En nærmere beskrivelse av bergartene i hver delstrekning er gitt i kapittel 7. Dokumentnr.: R Side: 7 / Rev.: 2 5 Ingeniørgeologisk kartlegging Den ingeniørgeologiske kartleggingen er utført av Panos Chryssantakis i perioden februar Kartleggingen er i all hovedsak utført fra veinivå. Vær og føreforhold tillot ikke tilkomst oppe i skjæringene. Flatere partier og utstikkende berghyller var delvis snødekte med minst 20 til 30 cm snø under befaringen. Det er derfor vanskelig å gi et estimat over løsmasse forhold i område. I vedlegg A, finner man et oversiktskart over alle delstrekningene og detaljkart over hver enkelt delstrekning med registrerte GPS punkter. Ved befaringen ble følgende forhold registrert systematisk for delstrekningene, se vedlegg B. Bergartstype Lengde av skjæring (bestemt vha. GPS punkter) Skjæringshøyde Oppsprekkingsgrad Sprekkeorientering (strøk- og fall for hovedsprekkeretninger) Spekkefylling, ruhet, utholdenhet Vann / is i bergskjæringene (stedbestemt vha. GPS punkter) I vedlegg B er sprekkeorienteringen gitt som dip direction/dip. Dette betyr at man må trekke fra 180 grader for å definere fallretning/fall som står i generell beskrivelse for alle de 5 delstrekningene i kapitel 7. Koordinater for alle GPS punkter ligger i vedlegg C. Det ble også foretatt fotodokumentasjon, se vedlegg D, av bergskjæringene langs delstrekningene samt vurdering av sikringsomfang. I vedlegget E beskrives alle sprekkeobservasjoner ved å plotte sprekke polene og dip direction/dip i nedre halvkule. 6 Anvendbarhet av sprengstein fra området Statens vegvesen ønsker å anvende stein fra sprengningsarbeidene som vegoverbygning. Tekniske egenskaper til sprengsteinen forventes å variere med de forskjellige bergartstypene. Testing av bergparametre for de forskjellige bergartene

8 må derfor utføres, og lokaliteter for prøvetaking er beskrevet i notat TN, rev. 1 Prøvetaking av bergarter langs rv. 755, Leksvik-Vanvikan. Dokumentnr.: R Side: 8 / Rev.: 2 7 Beskrivelse av delstrekningene De 5 delstrekningene utgjør til sammen m (880 m m m m m) på strekningen mellom Leksvik og Vanvikan. Ved feltarbeid ble det observert lite eller ingen sikring av eksisterende bergskjæringer. Flere av skjæringene har mye løs stein som med fordel kunne ha vært fjernet ved rensk. 7.1 Delstrekning 1 (profil ) Delstrekning 1 er 880 meter lang, og eksisterende vegstrekningen består av ca. 665 m bergskjæringer i høyde 3-18,5 m. Ved utvidelse av vegen forventes skjæringshøyde enkelte steder å komme opp i ca 20 meter. Bergartene langs strekningen består generelt av forskjellige varianter av gneiser (granittisk til tonalittisk gneis og amfibolitt til hornblendediorittisk gneis) (Figur 1). Delstrekning 1 Delstrekning 2 Delstrekning 3

9 Dokumentnr.: R Side: 9 / Rev.: 2 Figur 1 Berggrunnsgeologi langs delstrekningene 1, 2 og Skjæringsobservasjoner Bergmassene i eksisterende skjæringene kan beskrives som middels oppsprukket til meget oppsprukket. Som regel er det ugunstig sprekkeorientering. Det er ikke observert noe leire eller andre svake mineraler som sprekkefylling. Ruheten av sprekkene ligger på den lave delen av Joint Roughness Coefficient (JRC) skala fra 0 til 20, mellom 5 og 10. I de fleste skjæringer er det observert 3 sprekkesett. Subhorisontal sprekkesett (foliasjon) har fallretning mellom og fall på ca 20 o og stekker seg i flere meter (mer enn 10). Det er to vertikale sprekkesett hvor det ene faller mot SØ (mot veibanen) og den andre mot Ø/ NØ. Kartleggingen viser at fallretning/fall det varierer mellom 140 o /85 o og mellom o /40-80 o henholdsvis. Lengde på disse sprekkene er ca opp til 5-7 meter Anslått sikringsomfang Tabell 1 Anslått sikringsomfang for delstrekning 1. Skjæring Lengde Høyde Rensk Bolter Nett [m 2 ] (ca. profilnr.) (ca. antall m) (ca. antall m) [m 2 ] [stk] (anslått) , (anslått) , Sum (anslått) Stabiliteten til skjæringene mellom profilene 1600 og 2120 tilsier at det må vurderes/påregnes bruk av bolter i kombinasjon med fjellbånd og eller nett. En del vegetasjon må fjernes fra alle skjæringer. 7.2 Delstrekning 2 (profil ) Delstrekning 2 er 420 meter lang og eksisterende vegstrekning har ca. 230 meter med skjæringer i høyde meter. Ved utvidelse av vegen forventes skjæringshøyde å komme opp i over 20 meter. Bergartene langs strekningen består generelt av granatglimmerskifer, gneis og glimmerskifer (Figur 1).

10 7.2.1 Skjæringsobservasjoner Dokumentnr.: R Side: 10 / Rev.: 2 Oppsprekningsgraden til bergskjæringene langs delstrekning 2 kan beskrives som lite oppsprukket med en del store blokker til middels oppsprukket og i enkelte tilfeller til meget oppsprukket. Som regel er det ugunstig sprekkeorientering. Det er ikke observert noe leire i sprekkene Det er glimmerskifer som dominerer denne strekning med mineraler som biotitt som sprekkefylling. Ruheten av sprekkene ligger på den laveste del av Joint roughness coefficient (JRC) skala fra 0 til 20, mellom 5 og 10. I alle skjæringer er det observert 3 sprekkesett. Sub-horisontal sprekkesett (foliasjon) har fallretning på 160 og fall på ca 20. Foliasjons sprekker strekker seg i flere meter (mer enn 10). Det er to vertikale sprekkesett, den ene faller mot N (veibane) og den andre mot NØ. Fallretning/fall varierer mellom 0 /80 o og 60 o /70 henholdsvis. Lengde på de vertikale sprekker er varierende men det er ikke uvanlig å se at de strekker seg opp til 5 og 7 meter. En del vegetasjon må fjernes fra skjæringer og på toppen av skjæringene Anslått sikringsomfang Tabell 2 Sikringsomfang for delstrekning 2. Skjæring Lengde Høyde Rensk Bolter Nett [m 2 ] (ca. profilnr.) (ca. antall m) (ca. antall [m 2 ] [stk] m) Sum Delstrekning 3 (profil ) Delstrekning 3 består av m vegstrekning med ca. 510 m eksisterende skjæringer i høyde 2,5-12 m. Ved utvidelse av vegen forventes skjæringshøyde å komme opp i ca 15 m. Bergartene langs strekningen består generelt av forskjellige varianter av gneis (amfibolitt til hornblendediorittisk gneis uensartet gneis) (Figur 1) Skjæringsobservasjoner Oppsprekning i skjæringene kan beskrives som ganske oppsprukket og til dels meget oppsprukket. En del blokker kan beskrives som lite oppsprukket men andre blokker som har en middels oppsprekningsgrad er det også observert. Som regel er det svært ugunstig sprekkeorientering i de fleste skjæringene og i enkelte tilfeller ugunstig. I alle skjæringer er det observert 3 sprekkesett. Det er ikke observert noe leire eller andre mineraler som sprekkefylling. Ruheten av sprekkene ligger på den lave delen av Joint roughness coefficient (JRC) skala fra 0 til 20, mellom 5 og 10.

11 To sub-horisontale sprekkesett med varierende fallretning fra o og fall mellom 25 og 40 o. Foliasjons sprekker strekker seg i flere meter (mer enn 10). Det er to vertikale sprekkesett, hvor det ene faller mot SØ (veibane) og den andre mot NØ. Fallretning/fall varierer mellom o /70-80 o og mellom o /70-90 o henholdsvis. Lengde på de vertikale sprekker er varierende men det er ikke uvanlig å se at de strekker seg opp til 5 og 7 meter Anslått sikringsomfang Tabell 3 Sikringsomfang for delstrekning 3. Skjæring (ca. profilnr.) Lengde (ca. antall m) Høyde (ca. antall m) Rensk [m 2 ] Bolter [stk] Nett [m 2 ] vurderes (anslått) , Sum (anslått) Stabiliteten på en av skjæringene preges av oppsprukket eruptivgang med varierende fallretning/fall. Vegetasjon må fjernes fra flere av skjæringene. Dokumentnr.: R Side: 11 / Rev.: Delstrekning 4 (profil ) Delstrekning 4 er 3195 meter lang, og eksisterende vegstrekning består av ca meter skjæringer i høyde 2-24 meter. Ved utvidelse av vegen forventes flere av skjæringene å få høyder på over 27 meter. Bergartene langs strekningen består av forskjellige varianter av glimmergranitt, glimmergneis og glimmerskifer (Figur 2).

12 Dokumentnr.: R Side: 12 / Rev.: 2 Delstrekning 4 Figur 2 Berggrunnsgeologi langs delstrekning Skjæringsobservasjoner Oppsprekningen i skjæringene kan hovedsakelig beskrives som middels til ganske oppsprukket. En del store sprekkeavløste blokker er også observert. Skjæringene langs denne strekningen har gjennomgående ugunstig sprekkesettene ut fra en stabilitetsmessig vurdering. Det er ikke observert noe leire, men biotitt er ikke uvanlig mineraler som sprekkefylling. Ruhet av sprekkene ligger på den lave delen av Joint roughness coefficient (JRC) skala fra 0 til 20, mellom 5 og 10.. I de fleste skjæringer er det observert 2 eller 3 sprekkesett. Det er registrert et subhorisontalt sprekkesett (foliasjon) med varierende fallretning og fall. Foliasjons sprekker strekker seg i flere meter (mer enn 10). Det er observert fallretninger fra o og fall mellom 25 til 40 o. Det er to vertikale sprekkesett hvorav det ene faller mot S/SØ (veibane) og den andre mot NØ (inn i skjæring). Fallretning/fall varierer mellom 180 o /80 o, o /80-90 o og mellom 0-60 o /40-80 o henholdsvis.

13 Lengde på de vertikale sprekker er varierende men det er ikke uvanlig å se at de strekker seg opp til 5 og 7 meter Anslått sikringsomfang Tabell 4 Sikringsomfang for delstrekning 4. Skjæring (ca. profilnr.) Lengde (ca. antall m) Høyde (ca. antall m) Rensk [m 2 ] Bolter [stk] Nett [m 2 ] , (anslått) (anslått) , , Dokumentnr.: R Side: 13 / Rev.: 2 Forts. Tabell 5 Sikringsomfang for delstrekning 4. Skjæring (ca. profilnr.) Lengde (ca. antall m) Høyde (ca. antall m) Rensk [m 2 ] Bolter [stk] Nett [m 2 ] (anslått) Sum (anslått) Det er observert ganske stor variasjon i fallretninger og fall. Noe bruk av sprøytebetong kan bli aktuelt. Vegetasjon må fjernes fra de fleste skjæringene. I profilnummer , en lengde på ca 160 m fra profilnr til 8340 skal sprenges inni eksisterende fjellet fra begge sider. Det var ikke mulig å gjøre noe observasjoner eller å anslå sikringsomfangen for denne delen. 7.5 Delstrekning 6 (profil ) Delstrekning 6 er 3310 meter, og har ca. 825 m eksisterende skjæringer med høyde varierende mellom 4-16 meter. Ved utvidelse av vegen forventes skjæringshøyde å komme opp i over 18 meter. Bergartene langs strekningen består av forskjellige varianter av glimmergranitt og glimmergneis (Figur 3).

14 Dokumentnr.: R Side: 14 / Rev.: 2 Delstrekning 6 Figur 3 Berggrunnsgeologi langs delstrekning Skjæringsobservasjoner Oppsprekning langs delstrekning 6 kan hovedsakelig beskrives som middels tett oppsprukket og i enkelte tilfeller meget oppsprukket. En del kileformer er observert. I enkelte tilfeller er det svært ugunstig sprekkeorientering sett ut fra en stabilitetsvurdering. Det er ikke observert noe leire men biotitt er observert som sprekkefylling. Det er ikke observert noe leire på sprekkene. Også er det observert biotitt som sprekkefylling. Ruheten av sprekkene ligger på den lave delen av Joint roughness coefficient (JRC) skala fra 0 til 20, mellom 5 og 10. I de fleste skjæringer er det observert 3 sprekkesett. Det er observert fallretning 265 o og fall fra 10 til 45 o SV og ett sett med 200 o /40. Disse sprekker strekker seg mellom 5 og 10 meter. Det er to vertikale sprekkesett, den ene faller mot N og den andre mot Ø/NØ. Fallretning/fall varierer mellom 0 o /80-85 o og mellom o /75 o henholdsvis. Lengde på de vertikale sprekker er varierende men det er ikke uvanlig å se at de strekker seg opp til 5 og 7 meter. Generelt må vegetasjon fjernes fra de fleste skjæringene.

15 7.5.2 Anslått sikringsomfang Dokumentnr.: R Side: 15 / Rev.: 2 Tabell 6 Sikringsomfang for delstrekning 6. Skjæring (ca. profilnr.) Lengde (ca. antall m) Høyde (ca. antall m) Rensk [m 2 ] Bolter [stk] Nett [m 2 ] (anslått) , (anslått) , , Sum (anslått) 8 Vurdering av stabiliteten og totale sikringsmengde for alle delstrekningene Skjæring (ca. profilnr.) Lengde (ca. antall m) Høyde (m) Rensk [m 2 ] Bolter [stk] Nett [m 2 ] Delstrekning varierende (anslått) Delstrekning varierende Delstrekning varierende (anslått) Delstrekning varierende (anslått) Delstrekning varierende (anslått) Sum (anslått) I mengdebeskrivelse i kapittel 8, er det gitt en vurdering av eksisterende skjæringer og nødvendige tiltak. Vi antar tilsvarende forhold etter sprenging og utvidelse av skjæringene. Dette er avhengig av kvalitet av sprengingsarbeid og andre faktorer. Mengde anslagene er basert på at det utføres forsiktig kontursprengning. Sprenging uten restriksjoner vil normalt kreve høyre sikringsomfang. Renskemengde i m 2 inkluderer både de partiene som blir manuelt rensket og partiene som blir maskinelt rensket og er avhengig av entreprenøren. Utgliding av blokker, spesielt de som ligger på foliasjonplan er antagelig den ras mekanismen som kan forventes i de fleste av skjæringer. I en del blokker som er i kontakt ved de vertikale sprekkesettene kan det forventes utfall. Det er ikke beregnet noe utløpsdistanse for de skjæringer som er høyre en 10 m. Det anbefales å montere

16 Dokumentnr.: R Side: 16 / Rev.: 2 fanggjerder på toppen av skjæringer hvor det er skrånende overliggende terreng, (se tabellene 1 til 5 og kolonne høyde for å identifisere de mest utsatte strekninger). For boltedimensjonering, antar vi at det er tilstrekkelig med en lengde mellom 2 og 4 m i de fleste tilfellene og i spesielle tilfeller opp til 5 m. Boltediameter Ø mellom 20 og 25 mm skal være nok for de fleste av blokkene som skal sikres. For blokker >10m 3 kan det være nødvendig å bruke bolter med Ø på 32 mm.

17 Kontroll- og referanseside/ Review and reference page Dokumentinformasjon/Document information Dokumenttittel/Document title R 755 Leksvik-Vanvikan Dokument nr/document No R Dokumenttype/Type of document Rapport/Report Teknisk notat/technical Note Oppdragsgiver/Client Reinertsen AS Distribusjon/Distribution Fri/Unlimited Begrenset/Limited Ingen/None Dato/Date Rev.nr./Rev.No. 2 Emneord/Keywords Ingeniørgeologisk kartlegging. Anbudsgrunnlag, Skjæringsstabilitet, sikringstiltak Stedfesting/Geographical information Land, fylke/country, County Nord Trøndelag Kommune/Municipality Leksvik Sted/Location Leksvik-Vanvikan Kartblad/Map 1622 III Leksvik Havområde/Offshore area Feltnavn/Field name Sted/Location Felt, blokknr./field, Block No. UTM-koordinater/UTM-coordinates 32 N E Dokumentkontroll/Document control Kvalitetssikring i henhold til/quality assurance according to NS-EN ISO9001 Rev./ Rev. Revisjonsgrunnlag/Reason for revision Egenkontroll/ Self review av/by: Sidemannskontroll/ Colleague review av/by: Uavhengig kontroll/ Independent review av/by: Tverrfaglig kontroll/ Interdisciplinary review av/by: 0 Originaldokument PC AAr 1 Dips utskrifter for sprekkesettene for alle delstrekninger PC AAr 2 Tilpassing av fallretning PC AAr Dokument godkjent for utsendelse/ Document approved for release Dato/Date Sign. Prosjektleder/Project Manager Kyrre Emaus Skj.nr. 043

18

19