Grunnvannsovervåkning i Frodeåsen

Transkript

1 NGU, 15. febr Grunnvannsovervåkning i Frodeåsen Karakteristiske grunnvannsfenomener i berggrunn og løsmasser i forbindelse med tunneldriving, basert på 12 år med digitale tidsserier av grunnvannsnivå Marianne Simonsen Bjørkenes, Norconsult Kevin Tuttle, Norconsult Jon Kjetil Uppstad, Norconsult Jernbaneverket Statens Vegvesen

2 Oversikt Frodeåsen - om området og bakgrunn Grunnvann - naturlige variasjoner og egenskaper Effekter av anleggsarbeid Konklusjoner

3 N Frodeåsen Tønsberg

4 N Geologi Rombeporfyr Sprekkesoner Leiravsetning

5 Hydrogeologi V Ø Grunnvann i sprekker i berg Strømning mot havet Svært langsom strømning i leirmasser Kilder Nydanning fra nedbør Grunnvannsmodellering (2D og 3D) V Ø

6 Hvorfor er overvåkningen viktig? Sårbarhet og konsekvenser Kjelleolla Dammene Setningsfare Tettekrav Total innlekkasje Systematisk forinjeksjon Strenge tettekrav Overvåkning

7 N Ringveg Nord veitunnel øst-vest Tettekrav <4-10 l/min/100 m Figur fra Kirkeby, SVV

8 Jernbanetunnel nord sør Lengdeprofil jernbanetunnel 1575 m fjelltunnel N Tettekrav 4-12 l/min/100 m

9 Grunnvannsovervåkning 3 N Grunnvannsovervåkning Fjellbrønner Poretrykksmålere Dam Kjelleolla Automatisk overvåkning ITAS Tett oppfølging 2010

10 Grunnvann - naturlige variasjoner Vannstand (m.o.h.) Umettet sone: 80 < 10 m -70 rask respons på nedbør, lite 60 utslag unntaksbrønn 50 Nedbør mm/døgn > 20 m + 40 løsmasser - ytterligere forsinkelse, 30 dempet effekt > 20 m -20 forsinket respons, stort utslag 10 0 feb okt nedbør

11 Grunnvann - naturlige variasjoner (2) Grunnvannstanden har store naturlige variasjoner Med nedbør Årstidsvariasjoner Lokale variasjoner Tykkelse av umettet sone og løsmassedekke -1 Brønn 4 jun. - okt juni-okt. 2010

12 Brønn 1 Brønn Brønn 1: Fine tidsserier siden 1999 Ca. 30 m fra tunnelen Tettet ved injeksjon Brønn 1 mai nov

13 Brønn 6-20 Brønn 6 mai nov Brønn 6: Unntaksbrønn Ca. 100 m fra brønn 1 Skulle erstatte brønn 1 Ved generell lav grunnvannstand senkes vannstanden raskt for så å bygge seg opp igjen

14 Grunnvann - trykk-kammer i fjell Poretrykk ved ulik dybde under terreng (punkt 3009) 0-5 Sensor: -5 m Sensor: -10 m -10 Sensor: -15 m mai 2009 okt 2010 Fjellbrønn

15 Grunnvann - trykk-kammer i fjell (2) Nær sammenheng mellom grunnvannsnivå i fjell og poretrykk i leirmassene Overgangen mellom berggrunn og leiravsetning: Oppstuvning av vannet Overtrykk Kilder Redusert grunnvannsnivå i fjell Reduksjon i poretrykk Setninger i leiravsetningen Også dersom grunnvann i fjell ligger høyere enn leiravsetningen Viktig med registrering av poretrykk i flere nivåer

16 Effekter av anleggsarbeidet

17 Lekkasje gjennom kalk/sement pele N N x x Des.2002: Kalk/sement pele ved Kjellekrysset grunnvannlekkasje Kjelleolla tørr! Generelt lav naturlig grunnvannstand Grunnvannsmodellen benyttet for å simulere lekkasjen Lekkasjen tettet + økt nedbør vann i Kjelleolla igjen Nær sammenheng mellom grunnvann i fjell og leire. Sårbart system.

18 Poretrykk Graving/spunting Peling 0 Graving/spunting Nedbør Nedbør Rørpressing 0 Vannlekkasje Nedbør -5 Hovedsakelig naturlig reduksjon -5-5 Nedbør Rørpressing 0 Nedbør Effekter av anleggsarbeid på poretrykk : Poretrykk i dagsonen påvirket pga arbeid i nærheten Har ikke registrert redusert poretrykk som følge av redusert grunnvannstand i fjell

19 Grunnvannstand i fjell Brønn Brønn mai nov Jernbanetunnel: De fleste brønner - ingen effekt registrert. Brønn 3 - redusert grunnvannstand. Registrerer ingen konsekvenser. Videre overvåkning. Veitunnel: Sammenligning av lekkasjemålinger og endringer i grunnvannstand. Vanskelig å finne sammenheng. Behov for mer detaljert måleprogram i tunnelen.

20 Konklusjoner (1) Nær sammenheng mellom grunnvannsnivå i fjell og poretrykk Redusert grunnvannstand i fjell vil sannsynligvis føre til redusert poretrykk og setninger Viktig med flere brønner, og poretrykksmålere i flere nivåer Frodeåsen - stort fokus, strenge tettekrav, har blitt svært tett (siste måling 1 l/min/100 m). Tettingen har vært vellykket, men har kanskje blitt for tett. Registrerer ønske om lavere tettekrav enkelte steder pga. store kostnader ved injeksjon - uten kvantitativt grunnlag for å verifisere om dette er akseptabelt.

21 Konklusjoner (2) Behov for å utarbeide optimalisert måleprogram - også i tunnelen Lekkasjemålinger på stuff Måling av innlekkasje i tunnelen over korte strekk Grunnvann og poretrykk Behov for å se nærmere på sammenheng mellom lekkasje og grunnvannssenkning Behov for tettere samarbeid og oppfølging også under drivingen og i etterkant Trolig mulig å spare store beløp i injeksjonskostnader basert på bedre overvåkning

22 Det er fremdeles vann i Kjelleolla!